原行星盘中的倾斜大质量行星：开沟、盘断裂与观测特征

我们进行了三维流体动力学模拟，以研究倾斜大质量行星的行星-盘相互作用，重点关注行星引起的盘的长期演化。我们发现，当行星质量足够大且诱导出的沟槽足够深时，行星轨道内侧的盘会与外盘断裂。内盘和外盘围绕系统总角动量矢量以不同的进动速率独立进动，这导致显著的盘错位。我们推导了如下解析公式，并进行了数值验证：1) 行星质量与诱导沟槽深度/宽度之间的关系；2) 大质量倾斜行星的迁移与倾角阻尼速率；3) 内盘和外盘能够断裂并发生差异进动的条件。随后，我们对模拟的断裂盘进行了蒙特卡洛辐射转移计算。近红外图像中的盘阴影以及由分子谱线（如来自 ALMA）探测到的气体运动学均可揭示错位的内盘。我们还给出了盘阴影旋转速率与内盘进动速率之间的关系。利用我们的盘断裂条件，我们得出结论：由错位盘引起的盘阴影应伴随有深的气体沟槽（例如在前/过渡盘中）。该情景自然地解释了若干系统（如 HD 100453、DoAr 44、AA Tau、HD 143006）中的盘阴影与深沟槽现象，并且这些系统应成为在盘中搜寻年轻大质量行星（$>M_J$）的首选目标。