行星波可在3D尘气盘中激活共振气流不稳定

原行星盘中的共振气流不稳定（RDIs）由尘粒对气体的气动反馈驱动，发生在尘-气相对运动与气体流体固有波动模式共振时。轴对称模型表明，RDI会产生纺锱形扰动，导致粒子聚集和行星质子形成。为了这些发现， 我们研究了非轴对称、无粘性原行星盘中尘-气相互作用，盘中嵌入的低质量行星（$M_{\mathrm{p}}\in[0.3, 3] M_\oplus$，其中$M_\oplus$为地球质量）。我们进行了全3D高分辨率双流体模拟，尘粒以斯特克数 $\mathrm{St}\in[0.01,0.5]$ 表示。我们发现，行星波（PWs；也称为罗oss贝尔波），沿着马哈西瓦区域下游分离线传播，与流动运动共振并触发RDI。随之而来的全尺度纺锱形尘分布对斯特克数而言几乎不敏感，也不依赖于发生在无粘性盘中快速尘沉的现象。该不稳定性的快速发生速度相当于动力学轨道时间尺度，抑制了行星附近尘粒形成不对称结构（如尘空洞和纤维）。此外，我们发现尘粒反馈使原本非浮力性（全球等温）盘中实现浮力共振。因此，我们的结果提供了RDIs生成由行星波驱动的首个数值证据。