行星造成的間隙果然都很「泡芙」嗎?

最後更新時間:2021年721

原文連結:AAS NOVA Featured Image : "Do Planets Make Only Puffy Gaps?" by Susanna Kohler

中文編譯:黃珞文林明楷博士 核稿:周美吟博士

上圖是來自數值模擬所得(Bi et al. 2021),角度是從原行星盤的橫截面來看。數值模擬由畢嘉擎主持團隊完成,畢嘉擎目前還在加拿大維多利亞大學攻讀博士,曾於2019年還在念碩士班時參加過中研院天文所的暑期學生計畫。他和中研院天文所助研究員林明楷、中研院天文所訪問學者董若冰(加拿大維多利亞大學助教授)三人共組團隊,想研究的問題是:當一顆剛形成的行星在年輕恆星周圍運行時,該年輕恆星周圍的氣體和塵埃盤會發生什麼事?也就是上圖所示的模擬場景,以白色線條表示塵埃的運動。

原行星盤經常都會呈現很引人注目的「間隙」和等結構。某些系統中,間隙的邊緣較模糊不清(puffy gaps),這代表塵埃未落定於星盤中央;另一些間隙則邊緣線條清楚銳利,表示那裡的塵埃沉穩地落定。如此兩種結構,是否透過一個以軌道繞恆星運轉的行星的存在就能加以清楚解釋呢?

透過3D模擬的方式,畢嘉擎、林明楷和董若冰模擬出行星如何在間隙邊緣攪動氣體和塵埃,結果發現:塵埃相當容易受到行星擾動而被拋到高空,因此在間隙邊的塵埃難以落定,這意味著觀測上這些間隙可能不會很清晰。

圖例顯示在原行星盤常可見到的「間隙」和「環」結構

圖片來源:Andrews et al. 2018

相關連結:

https://aasnova.org/2021/07/12/featured-image-do-planets-make-only-puffy-gaps/

“Puffed-up Edges of Planet-opened Gaps in Protoplanetary Disks. I. Hydrodynamic Simulations,” Jiaqing Bi et al 2021 ApJ 912 107. doi:10.3847/1538-4357/abef6b