嵌入大质量碎屑盘中的迁移行星对盘间隙的刻蚀

在考虑碎屑盘中的间隙时，典型方法是援引间隙内一颗未观测到的行星进行清空，并使用 Wisdom 重叠或 Hill 半径论点推导行星质量。然而，如果盘质量很大，此方法可能无效，因为这种清空也会引起行星迁移。这可能导致计算出的行星质量与推断的盘质量不相容，因为所预测的行星实际上太小，无法在不发生显著迁移的情况下刻蚀间隙。我们研究了一颗嵌入的行星在大质量碎屑盘中会刻蚀出的间隙。我们表明这引入了一种简并：观测到的间隙可能由两颗不同的行星刻蚀——要么是一颗高质量、几乎不迁移的行星，要么是一颗在迁移过程中清空碎屑的较小行星。我们发现，取决于盘质量，嵌入行星能刻蚀出的最小可能间隙宽度存在下限（因为较小的行星不会刻蚀出更小的间隙，而是会实际迁移穿过盘并清空更宽的区域）。我们提供了简单公式，用于行星-碎屑盘质量比（此时行星迁移变得重要）、嵌入行星在大质量碎屑盘中会刻蚀的间隙宽度，以及相互作用时标。我们还将结果应用于多个系统，特别展示了 HD 107146 的盘可以用一颗迁移的嵌入行星较好地复现。最后，我们讨论了行星-碎屑盘相互作用作为约束碎屑盘质量工具的重要性。