磁化盘中的I型行星迁移. II. 垂直角动量传输的影响

我们使用理想磁流体力学（ideal-MHD）极限下的线性扰动分析，研究了原行星盘中大尺度有序磁场对I型行星迁移的影响。我们关注风驱动盘，其中磁力矩 $\propto B_{0z} \partial B_{0\varphi}/\partial z$（其中 $B_{0z}$ 和 $B_{0\varphi}$ 分别为平衡态的垂直和方位角磁场分量）诱导垂直角动量传输。我们推导了盘响应的控制微分方程，并确定了其共振点和转折点。对于包含略微亚热、纯 $B_{0z}$ 场的盘，总三维力矩接近其二维极限下的值，但仍低于流体动力学力矩。与 Terquem (2003) 考虑的二维纯 $B_{0\varphi}$ 场模型相反，当场振幅随半径减小时，这种情况下的向内迁移并未减弱。存在一个从 $z=0$ 处由零增大的次要 $B_{0\varphi}$ 分量，其单独作用时对力矩影响很小，但与 $B_{0z}$ 分量结合时会产生强力矩，使向内迁移加速至少 200 倍（$\gtrsim 200$）。然而，在真实盘中，这一因子可能因耗散和磁扩散效应而减小。与所有先前研究的盘迁移模型不同，在 $B_{0z}+\partial B_{0\varphi}/\partial z$ 情形下，力矩的主要贡献来自行星两侧且同号相加。我们将此行为归因于一种新的相互作用模式：行星通过接入盘的基础角动量传输机制而向内移动。