论环行星盘的结构与向其的物质输送

环行星盘（CPDs）形成于年轻气态巨行星周围，被认为是卫星形成的场所，也是喂养气态巨行星生长的气态中间储库。此类 CPDs 的物理性质如何受行星质量与总不透明度影响，目前理解相对不足。为澄清此问题，我们使用全局辐射流体动力学代码 FARGOCA，其网格结构足以分辨行星引力势以使 CPD 形成。随后我们研究了作为行星质量、不透明度与势深函数的气体流及密度/温度结构。结果表明，低不透明度下木星质量行星出现有趣的结构形成，我们随后对其详细分析。采用比 ISM 尘埃低 100 倍的不透明度水平，我们的木星质量原行星具有足够冷的包层以形成 CPD，并出现分离 CPD 与星周盘的自由落体区。有趣的是，该自由落体区似乎是外包层物质超声速侵蚀的结果，而非低不透明度下预期的静态结构形成。分析揭示行星螺旋臂似乎构成显著压力屏障，气体须通过辐射冷却克服该屏障才能自由落体至 CPD。CPD 内环流近开普勒式，并受 CPD 螺旋臂存在而修正。高不透明度下我们重现了文献结果，发现基本无特征的炽热包层。通过本工作，我们展示了在 3D 辐射流体动力学设定下原行星与其母盘完整脱离过程的首次模拟与分析。