原气体巨行星周围行星盘形成的热效应

利用三维流体动力学模拟研究了行星盘的形成以及角动量向原行星系统的吸积。考虑了原行星盘中围绕原行星的局部区域，并具有足够的空间分辨率：通过嵌套网格方法覆盖了从希尔球外部到木星半径的区域。为了研究行星盘的热效应，采用了不同的状态方程。原行星周围的大热能使行星盘的结构略有改变。与采用等温状态方程的模型相比，在采用绝热状态方程的模型中，原行星的气体包层延伸得更远，并且在原行星附近出现了一个稍厚的盘。然而，不同的状态方程并不影响原行星系统角动量的获取过程。因此，系统获得的比角动量仅作为原行星质量的函数进行拟合。总角动量的大部分贡献于行星盘的形成。该盘仅形成于非常靠近原行星的紧凑区域。将结果应用于太阳系，原木星和原土星分别在r < 21 r_J (r < 0.028 r_HJ)和r < 66 r_S (r < 0.061 r_HS)区域拥有紧凑的盘，其中r_J (r_HJ)和r_S (r_HS)分别是木星和土星的（希尔）半径。由于离心力与原行星引力的平衡，这些区域的表面密度达到峰值。这些盘的大小与木星和土星周围规则卫星的最外层轨道很好地对应。规则卫星可能形成于原气体巨行星周围的这种紧凑盘中。