由单一超级地球产生的多个原行星盘环带与环隙

我们研究超级地球（即地球至海王星质量级行星）在其气体与尘埃原生盘中产生的观测特征。结合双流体全局流体力学模拟与辐射转移代码，我们计算了受超级地球扰动的盘中气体与亚毫米尺寸尘埃的分布，并合成了近红外散射光与毫米波热连续谱图像，以便直接与观测进行比较。在低粘度气体（$\alpha\lesssim10^{-4}$）中，超级地球通过 Lindblad 力矩的作用在其轨道两侧打开两个环形环隙。这一双环隙及其相关的气压梯度导致尘埃颗粒被气体拖曳至三个环带中：一个环带夹在两个环隙之间，另外两个环带位于离行星最远的环隙边缘。根据系统参数的不同，单颗行星可能产生额外的环带。位于金牛座宿主恒星数十 AU 处的双环隙，在阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）以约 0".03 的角分辨率积分两小时后，即可在尘埃连续谱中被探测到。环带与环隙特征在各种背景盘剖面中持续存在，可维持数千个轨道，并且其相对位置与尺寸会随行星迁移的速度与方向而改变。ALMA 已在 HL Tau（D5 和 D6）与 TW Hya（位于 37 和 43 AU 处）等系统中观测到了候选双环隙；我们提出，每个双环隙均由一颗处于近无粘性气体中的超级地球刻蚀而成。