气尘盘中的展宽压力凸起可通过行星-涡旋相互作用停滞行星迁移

我们研究了低到中等质量行星（$M_p \in[0.06-210]\,M_{\oplus}$）与气尘原行星盘中两个先前形成的压力凸起之间的引力相互作用。我们探究了由行星诱导的扰动引起的盘结构变化，以及涡旋的出现如何影响行星迁移。我们使用多流体 2D 流体动力学模拟，尘埃在无力流体近似下处理，假设单一粒径 $5\,\mu{\mathrm{m}}$。包含双凸起的初始面密度轮廓受近期对原行星盘 HD163296 的观测启发。当允许行星迁移时，无论是从外压力极大处出发的单个行星，还是从各压力极大处出发的两个行星，初始压力凸起都迅速展宽并合并为单一的径向宽且振幅极低的凸起。盘物质的重新分布伴随 Rossby 波不稳定性（RWI）以及迷你涡旋的出现，这些迷你涡旋在短期内合并形成一个大涡旋。大涡旋诱导出具有螺旋波图样的扰动，并作为密度波从涡旋向外传播。我们发现这些涡旋诱导的螺旋波与行星产生的螺旋波强烈相互作用，并将此机制称为“远处相互作用（Faraway Interaction）”。它使得行星的迁移大幅减缓和/或停滞，并在某些情况下激发其轨道偏心率。我们的研究为岩质行星在形成涡旋的原行星盘中如何获得缓慢迁移提供了新的解释。