热分层原行星盘中的旋臂

在近红外散射光中已观测到近十二个原行星盘中的旋臂，最近在亚毫米连续谱中也有发现。虽然最具说服力的解释之一是由行星或恒星伴星驱动，但除一个案例外，此类伴星尚未被探测到，且关于行星应位于旋臂内部还是外部甚至存在歧义。本文利用三维流体动力学模拟，在研究嵌入行星激发的螺旋密度波形态时考虑了垂直温度梯度，这是恒星辐照的自然结果。我们的模拟表明，热分层盘中旋臂的螺距角在盘的中面处最小，并朝盘表面增大。我们将流体动力学模拟与三维辐射转移计算相结合，预测在近红外观测到的行星旋臂的螺距角高于亚毫米波段。我们还发现，在这两种情况下旋臂都向行星汇聚。这提供了一种新的强有力观测方法，用于确定扰动行星是在旋臂内部还是外部，并绘制盘的热分层结构。