碰撞活跃碎屑盘中的行星特征:散射光图像
地球与行星天体物理
2015-06-11 v1
摘要
行星摄动常被引为解释碎屑盘中成像的许多空间结构的潜在原因。迄今为止,这一问题主要通过无碰撞 N 体数值模型进行研究。我们数值研究了碰撞和辐射压力的耦合效应如何影响受行星摄动的盘中径向和方位结构的形成与存续。我们考虑了两种设置:嵌入在扩展盘中的行星,以及位于内部碎屑环外部的行星。我们使用 Thebault (2012) 的 DyCoSS 代码,推导了系统在散射光下的合成图像。行星的质量和轨道以及盘的碰撞活动被作为自由参数进行探索。我们发现碰撞总是显著抑制行星诱导的结构。对于嵌入行星的情况,行星的特征(主要是其径向位置周围的密度间隙)如果 M_planet > M_Saturn,应在正面图像中保持可探测性。然而,如果系统是侧向观测的,推断行星的存在则困难得多,尽管在某些有利条件下可能观测到一些行星诱导的特征。对于内环/外行星的情况,行星摄动无法阻止碰撞产生的小碎片填充环外区域:环外的径向光度分布轮廓接近于没有行星时应有的轮廓。然而,圆形轨道上的木星质量行星会留下进动的方位结构,可用于间接推断其存在。对于偏心轨道上的行星,环呈椭圆形,尽管存在碰撞和辐射压力,近日点增亮效应仍然可见,但在真实碎屑盘中探测此类特征并不是存在外部行星的明确指标。
引用
@article{arxiv.1209.3969,
title = {Planet Signatures in Collisionally Active Debris Discs: scattered light images},
author = {Philippe Thebault and Quentin Kral and Steve Ertel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.3969},
year = {2015}
}
备注
Accepted for Publication in A&A (NOTE: Abridged abstract and (very)LowRes Figures. Better version, with High Res figures and full abstract can be found at http://lesia.obspm.fr/perso/philippe-thebault/planpapph.pdf)