論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:2002.02280
Wafflard-Fernandez & Baruteau (2020)
Intermittent planet migration and the formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary disks
(原始惑星系円盤内での間欠的な惑星移動と複数のダストリングの形成)

概要

原始惑星系円盤と惑星形成のモデル化では，明るいリングと暗いリングや構造の非対称性などの観測されている円盤の構造と，これらの構造を引き起こしていると想定される惑星との間を繋ぐことが重要である．観測で N 個の暗いリングが観測された場合はしばしば，N 個の惑星が存在しているもの解釈され，それらの軌道にダストのギャップを形成し，周囲にダストを捕獲する圧力極大を形成すると考えられる．

原始惑星系円盤内のダストとガスの力学に対する惑星の影響を研究するモデルの大部分は，惑星が固定された軌道に入っていることを仮定している．ここでは，単一の惑星の大規模な内側移動が，どのように重い円盤のダストの量に影響を与えるかについて調査を行った．

多くの状況で，部分的なギャップを形成する土星程度の質量の惑星は，間欠的に逃走的な軌道移動を起こす．二次元のガスとダストの流体力学シミュレーションから，このような間欠的な逃走的移動は，円盤に複数のダストのリングとギャップを形成することを示す．各時間で惑星の移動は減速し，圧力極大は惑星のギャップを超えた場所に形成され，この領域に大きなダストを捕獲する．

シミュレーション結果を後処理して三次元ダスト輻射輸送計算を行い，惑星の間欠的な逃走的移動は，惑星の場所より外においてミリ波・サブミリ波での連続波放射での複数の明るいリングと暗いリングの組み合わせを形成しうることを確認した．

背景

ALMA による電波観測では，原始惑星系円盤内に構造が発見されている．観測されている円盤の 40% (12/32) が非対称なリングとギャップ構造を持つ (Long et al. 2018)．また DSHARP による結果では，30% (12/42) が単一のリングを持ち，70% (30/42) が複数リングを持つ．これは現在の観測の分解能における分類であり，より良い分解能での観測では更なる構造が発見される可能性がある．

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