识别原行星盘中由 Rossby 波不稳定性产生的反气旋涡旋特征
地球与行星天体物理
2018-10-31 v1
摘要
若干邻近原行星盘在(亚)毫米尘埃连续谱辐射中观测到大规模月牙形结构。一种解释是这些结构对应于气态盘中由 Rossby 波不稳定性产生的反气旋涡旋。此类涡旋具有局部气体过密度,并预期会浓聚斯托克斯数约为 1 的尘埃粒子。该过程可能催化星子形成。尽管近期观测表明尘埃月牙确实是毫米级粒子相对气体与更小颗粒异常高浓聚的区域,尚无观测显示月牙区内气体相对于原行星盘逆向旋转。本文通过 ALMA 获取的气体视向速度分量测量,研究反气旋特征的可探测性。我们对一个由大质量行星潮汐相互作用产生涡旋的原行星盘进行二维流体动力学模拟与三维辐射转移计算。作为案例,盘参数选为模拟 IRS 48 系统,其具有迄今观测到最显著的月牙。我们生成了 345 GHz 附近尘埃连续谱与 12CO 发射的 ALMA 合成观测。我们发现涡旋的反气旋特征微弱但可被探测,只要源与观测设置恰当选择。我们提供了最大化探测此类涡旋特征概率的方案,并给出推断其运动学性质的分析流程。
引用
@article{arxiv.1809.07001,
title = {Identifying Anticyclonic Vortex Features Produced by the Rossby Wave Instability in Protoplanetary Disks},
author = {Pinghui Huang and Andrea Isella and Hui Li and Shengtai Li and Jianghui Ji},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07001},
year = {2018}
}
备注
14 pages, 8 figures, Accepted for publication in Astrophysical Journal