惑星とディスクの相互作用のための理想的なテストベッド：PDS 70

原始惑星系円盤にギャップを形成する巨大原始惑星は、2：1の平均運動共鳴にある可能性が高い？以下、機械翻訳。
惑星とディスクの相互作用のための理想的なテストベッド：PDS 70原始惑星系円盤を形成する共鳴における2つの巨大な原始惑星
（2019年9月20日に提出）
数値シミュレーションは、惑星とディスクの相互作用の研究において重要な役割を果たしてきましたが、観測に対する数値結果のテストはこれまでのところ制限されていました。星の円盤に埋め込まれた2つの直接撮像された原始惑星により、PDS 70は惑星と円盤の相互作用の研究に理想的なテストベッドを提供します。二次元流体力学シミュレーションを使用して、観測された特徴が形成中の2つの惑星で十分に説明できることを示し、これまでに提案された惑星間相互作用の理論が共鳴移動、粒子トラッピング、サイズ分離、濾過。私たちのシミュレーションは、2つの惑星が2：1の平均運動共鳴にある可能性が高く、100万年のタイムスケールにわたって動的に安定したままであることを示唆しています。惑星の成長10＾− 8～10＾− 7 木星質量／年、H α 観測からの推定に匹敵する速度であり、共振配置を不安定にしません。大きな粒子はギャップの端でフィルターにかけられ、小さな（サブ）μ mの粒子のみが惑星周辺円盤と星周円盤内部に流れることができます。2つの直接撮像された惑星の外側で観測されたサブミリメートルの連続体リングにより、PDS 70は、ギャップを開く惑星による粒子ろ過の最初の観測的証拠を提供します。（サブ）μm粒子が複数の円周惑星円盤ガス粘性時間スケールを超えて生き残り、そこに蓄積すると、観測された惑星付近でのサブミリメートル連続発光が再現できます。そのような可能性の1つは、（sub-）μm個のグレインはサイズが大きくなり、圧力バンプに閉じ込められたままになります。これは、星周円盤で起こっている現象と似ています。太陽系および成熟した太陽系外惑星系における惑星形成への潜在的な影響について議論します。
図1.（左）t = 0.6 Myrでの2次元のガス表面密度分布、（中央）粒子分布、（右）方位角平均放射状ガスおよびダスト密度分布。 上から下に、PDS 70cなしのモデル、ありMc = 2.5 MJup、Mc = 5 MJup、Mc = 10 MJup。 左パネルと中央パネルの破線の円は、
方位角平均ガス圧の最大値。 中央のパネルの赤い円は、惑星の丘の半径の大きさを示しています。
右側のパネルの赤い破線は、PDS 70cの1：2外部リンドブラッド共振位置を示しています（モデルのPDS 70bは、
PDS 70c）、黒の破線はガス圧の最大値を示しています。 点線の曲線は、初期のガス表面密度を示しています
プロフィール。 カラーヒストグラムは、方位角で平均化されたダスト表面密度を示し、サイズは（濃い青）0.1〜1 µm、（緑）です。
1 – 10 µm、（赤）10 – 100 µm、および（黄色）0.1 – 1 mm、半径1 auビンサイズを採用。


図2.（a）半長軸、（b）軌道の時間発展　周期比、（c）共鳴角、（d）軌道離心率、（e）惑星への降着率。 2
惑星は最初の2：1の平均運動共鳴に落ち着きます
0.1 Myrであり、シミュレーション。 シミュレーションの最初の1 Myrが表示されます　視覚化のみを目的としています。


図3.図2と同じですが、（左のパネル）Mc = 5 MJupおよび（右のパネル）Mc = 10 MJupの結果です。