外部辐射原型行星盘中的次结构 I. 二维辐射水动力学中的螺旋和环

人们已知，原型行星盘受到相邻巨型恒星外部辐射可导致质量损失，影响盘的演化，但有关外部辐射对盘本身动力学影响的详细探讨仍缺乏。本文旨在考察非对称外部辐射对此类盘结构的动力学影响。我们采用 PLUTO 代码进行二维多流体辐射水动力学模拟，模拟原型行星盘受外部辐射作用。外部辐射被建模为平行光束和简化的非轴向加热速率，对应于遮蔽区内热物质的热辐射。我们发现，在特定条件下，相邻巨型恒星可对原型行星盘引发显著的动力学效应，包括阴影区、气体中的显著螺旋臂以及尘埃中的环状结构和缺口。这些动力学现象是由外部辐射驱动的温度不对称性所致，这类似于盘内阴影效应引发的螺旋和环的已知机制。我们的结果表明，若可诱导外部温度不对称性，则可对盘本身产生显著的动力学影响（除已研究的质量损失和截断效应外），甚至可能驱动次结构形成。这促使我们进一步采用详细的动力学辐射传递模型进行深入探讨。