外部势场在三维盘中的波激发

我们研究了由旋转外部势场在具有有限厚度的气体盘中激发密度波和弯曲波以及相关的角动量转移。假设盘在垂直方向上是等温的，并且没有自引力。盘扰动被分解为不同的模式，每个模式由方位角指数m和垂直指数n表征，n指定了密度扰动沿盘法线方向的节数。n=0模式对应于先前由Goldreich & Tremaine等人研究的二维密度波。在三维盘中，波可以在林德布拉德共振（对于n=0,1,2...的模式）和垂直共振（仅对于n≥1的模式）处被激发。在外部林德布拉德/垂直共振处激发的波对盘施加的力矩为正，在内部林德布拉德/垂直共振处为负。虽然n=0模式在共转附近是倏逝的，但n≥1模式可以传播到共转区域，在那里它们被阻尼并沉积其角动量。我们推导了在林德布拉德和/或垂直共振处激发的不同波模振幅以及由此产生的对盘力矩的解析表达式。研究发现，对于n≥1，通过垂直共振的角动量转移比林德布拉德共振有效得多。这意味着在某些情况下（例如，由倾斜轨道上的行星扰动的星周盘），垂直共振可能是盘与外部势场之间角动量转移的重要通道。我们还推导了共转处角动量沉积的新公式，并研究了盘边界处的波激发。