三维自引力盘-卫星模拟中间隙边缘的涡旋和螺旋不稳定性
地球与行星天体物理
2015-06-05 v3
摘要
呈现了由嵌入行星打开间隙的全局三维自引力盘的数值模拟。模拟旨在检查行星间隙稳定性。Lin和Papaloizou从二维盘模型获得的结果在三维中重现。包括：(i) 在弱自引力盘中，与间隙边缘局部涡度极小值相关的涡旋发展及其在动力学时间尺度上的合并；(ii) 随着自引力强度增加，涡旋数量增加及其抵抗合并；(iii) 在质量盘中的涡旋不稳定性抑制和与局部涡度极大值相关的全局螺旋臂发展。检查了这些扰动的垂直结构。在相对密度扰动方面，当忽略自引力时，涡旋扰动具有弱的垂直依赖性。随着自引力增加，涡旋变得更加垂直分层。即使行星轨道半径附近未扰动区域的Toomre稳定性参数~10，也能看到这种效应。螺旋模式在间隙边缘显示出显著的垂直结构，中平面密度增强比盘上边界附近大几倍。然而，对于两种不稳定性，垂直马赫数通常为百分之几，平均而言，间隙边缘附近的垂直运动不主导水平运动。
引用
@article{arxiv.1205.4034,
title = {Vortex and spiral instabilities at gap edges in three-dimensional self-gravitating disc-satellite simulations},
author = {Min-Kai Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.4034},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 19 figures, accepted by MNRAS, updated acknowledgments