非等温原行星盘中涡旋的演化

人们认为，在数十个过渡性原行星盘中发现的的大尺度马蹄形亮度不对称性是由反气旋涡旋引起的。这些涡旋在行星形成中可能起关键作用，因为毫米级尘埃——行星的构成块——可在其中聚集。反气旋涡旋由罗斯贝波不稳定性形成，该不稳定性可在巨行星开辟的间隙边缘或吸积非活跃区域的尖锐黏度跃变处被激发。已知在等温近似下，对于典型盘质量，涡旋易因盘自引力而发生拉伸并随之消散。为改进原行星盘流体力学模型，我们在模型中纳入盘热力学。本文给出在假设理想气体状态方程并考虑$PdV$功、β近似下的盘冷却以及盘自引力时，在吸积非活跃区域（死区）外缘形成的涡旋演化结果。热力学影响了RWI激发的偏移与模数（指早期阶段小涡旋的数量），以及由初始小涡旋合并形成的大尺度涡旋的强度、形状和寿命。我们发现，纳入气体热力学导致涡旋更强但寿命缩短。我们的结果表明，假想的涡旋辅助行星形成情景更利于有效冷却的盘。