原行星盘中的行星驱动螺旋臂：II. 启示
地球与行星天体物理
2018-06-13 v2
摘要
我们考察行星驱动螺旋臂的各种特征是否可用于约束不可见行星的质量及其在盘中的位置。通过改变行星质量和盘气体温度进行二维流体动力学模拟，我们发现行星质量越小、盘温度越低，会形成越多数量的螺旋臂。在由盘纵横比 表征的一定盘温度范围内，行星在其轨道内侧激发两条或更多螺旋臂，而在行星轨道外侧，多重螺旋臂仅在 的冷盘中形成。利用螺旋臂的螺距角约束行星质量需要精确的盘温度测量，即使借助 ALMA 也可能具有挑战性。然而，行星驱动螺旋臂的螺距角随远离行星而减小的性质，可作为判定行星位于观测到的螺旋臂内侧还是外侧的有力诊断。臂间间距随行星质量增大而增加，与先前研究一致；但确切斜率取决于盘温度以及测量臂间间距的径向位置。我们将这些诊断应用于 MWC 758 和 Elias 2-27 中观测到的螺旋臂。如 Bae 等人（2017）所示，行星驱动螺旋臂可产生同心环和缝隙，在某些情况下比螺旋臂产生更显著的可观测特征。我们讨论了行星驱动螺旋臂与环和缝隙的可观测性。
引用
@article{arxiv.1711.08166,
title = {Planet-driven spiral arms in protoplanetary disks: II. Implications},
author = {Jaehan Bae and Zhaohuan Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.08166},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 10 figures, Figure 2 size reduced to meet the requirement, accepted for publication in the ApJ