将原盘中陷阱阴影建模为来自伴星的信号
地球与行星天体物理
2026-04-23 v1
摘要
过去十年间，SPHERE 散射光观测揭示了前所未有的原盘特征，分辨率远超以往。其中一种特征是径向暗弱条纹，常被解释为阴影。产生这些阴影的可能原因是原盘内嵌的伴星。在本工作中，我们使用 RADMC-3D 进行 3D 辐射传递模拟，探讨不同轨道距离（5-30 au）和伴星质量（0.5-30 木星质量）范围内嵌入式伴星的阴影效应。我们对 0.1 m 的尘埃颗粒进行建模，这些颗粒与气体良好耦合，以产生原盘的散射光图像。质量大于或等于 14 木星质量的伴星在整个原盘中一致会投射出可检测的阴影。因此，我们推导出一种经验公式，描述阴影宽度和深度随伴星质量和位置的函数关系。这一标度表明，散射光图像中观察到的阴影特征可作为伴星质量和位置的可靠指示器，为识别和表征这些盘内难以检测的物体提供了间接方法。此外，我们的分析表明，伴星阴影会影响原盘的热结构，导致显著的制冷效应，这可能影响盘内化学反应和行星形成动力学。
引用
@article{arxiv.2506.04415,
title = {Modelling shadows in scattered light observations as signals from companions in protoplanetary discs},
author = {Deniz Akansoy and Helen C. Petrou and Giulia Ballabio and Anna B. T. Penzlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04415},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 5 pages appendix, 18 figures, accepted for publication in MNRAS