原行星盘中行星开凿缝隙的鼓胀边缘：I. 流体动力学模拟

尘埃缝隙与环在明亮原行星盘中似乎普遍存在。盘-行星相互作用并在行星诱发缝隙边缘处尘埃俘获是一种合理的解释。然而，某些观测到的尘埃环的尖锐程度表明，在一些系统中亚毫米级尘埃颗粒已沉降为薄层。我们通过开展含嵌入行星的原行星盘三维尘埃加气体模拟，检验此类围绕行星开凿气体缝隙的尘埃能否保持沉降。我们发现，质量足以开凿气体缝隙的行星会将缝隙边缘处亚毫米级小尘埃颗粒搅动至盘的高海拔处，此处尘埃标高可达气体标高的约 70%。我们将此尘埃“鼓胀”归因于 Fung & Chiang 等人先前确认的行星诱发经向气流。因此我们强调显式三维模拟对于获取大质量行星开凿气体缝隙周围亚毫米级颗粒垂直分布的重要性。我们提醒，将轮廓清晰的尘埃环解释为气体缝隙开凿行星，仅在与超过毫米尺度的较大颗粒自洽时成立。