磁化风盘中行星开隙研究

当行星质量超过开隙质量 $M_{\rm gap}$ 时，会在原行星盘中打开深隙。我们使用一维和二维模拟研究由 MHD 盘风提供角动量传输的盘中行星开隙。我们通过无量纲参数 $\alpha_{\rm dw}$ 参数化 MHD 盘风角动量传输的效率，该参数是湍流黏性 $\alpha_{\rm v}$ 的类似物。我们发现，磁化风在抵消行星潮汐力矩方面远不如湍流有效。对于具有天体物理上真实的 $\alpha_{\rm dw}$ 值的盘，$M_{\rm gap}$ 总是由残余盘湍流决定，且比黏性盘通常所得值小几倍到十倍。我们引入了一个适用于任意 $\alpha_{\rm v}$ 和 $\alpha_{\rm dw}$ 值的开隙判据，可能有助于行星形成种群合成。我们表明，在由磁化风驱动的盘中，增长中的行星在 10 AU 内、行星质量低于 $\sim 0.1M_{\rm Jup}$ 时便与盘脱离。这促进了该区域超级地球行星而非气态巨行星的形成，尤其排除了热木星的原位形成。在更大尺度上，ALMA 开隙行星候选体的质量可能比目前认为的更小。未来使用扩展 ALMA、ngVLA 和 SKA 等仪器的高分辨率观测，很可能因普遍存在的超级地球行星而在 $R < 10$ AU 处显示出丰富的窄环带特征。