论低质量行星共转区的宽度与形状
地球与行星天体物理
2009-11-13 v1
摘要
我们研究了嵌入低质量行星的共轨流。我们为共转区提供了一个简单的半解析模型，随后将其与高分辨率数值模拟进行了比较。该模型用于推导马蹄区半宽度的表达式 x_s，在零软化极限下，该表达式为 x_s/r_p = 1.68(q/h)^(1/2)，其中 q 为行星与中心恒星的质量比，h 为盘厚宽比，r_p 为轨道半径。这与模拟中测得的同物理量非常吻合。此结果用于表明，在零软化极限下，马蹄拖曳约比线性共转力矩大一个数量级。因此，其符号取决于特定涡度梯度的马蹄拖曳，对于估算作用于行星的总力矩非常重要。我们进一步表明，诸如 Lindblad 尾流等现象，其与共转区的径向距离约为一个压力标高 H，即使对于低质量行星 x_s << H，也能影响 x_s。其机制是通过背压作用使流线变形并减小 x_s。对于较小的引力软化参数和较大质量的行星，这种效应会减弱，此时 x_s 变得与 H 相当。
引用
@article{arxiv.0901.2263,
title = {On the width and shape of the corotation region for low-mass planets},
author = {S. -J. Paardekooper and J. C. B. Papaloizou},
journal= {arXiv preprint arXiv:0901.2263},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 11 figures, accepted for publication in MNRAS