Planet-disc interaction in laminar and turbulent discs
Planet-disc interaction in laminar and turbulent discs
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层流盘和湍流盘中的行星盘相互作用
DOI：
10.1051/0004-6361/201730668
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Picogna
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Picogna
在弱电离盘湍流可以通过垂直剪切不稳定性（VSI）产生。嵌入式行星受到作用于它们的扭矩中的随机分量的影响，这可能会影响它们的迁移。在这项工作中，我们研究了嵌入在原行星盘和VSI湍流的生长行星之间的相互作用。我们进行了一系列的3D流体动力学模拟与嵌入式行星的质量范围从5到100地球质量的局部等温盘。我们研究嵌入在无粘性圆盘中的行星，该圆盘是VSI不稳定的，变得湍流，并产生有效α= 5 × 10-4的角动量传输。这与相应的粘性圆盘进行比较，使用的正是这个α值。一般来说，我们发现行星对盘湍流只有微弱的影响。只有在最大的行星（100 M）中，行星内部的湍流活动才会增强。更大质量的行星（30，100 M）在湍流盘中产生的间隙的深度和宽度正好等于相应的粘性情况，导致作用在行星上的扭矩强度非常相似，VSI盘的随机波动很小。在差距边缘处，在VSI盘中产生更强和更长寿命的涡流。低质量行星（Mp ≤ 10 M）在这两种情况下都不会在盘中打开间隙，但会在行星后面产生一个高密度的湍流盘，从而产生一个显著的负扭矩。这可以促进VSI湍流盘中的向内迁移，远高于I型速率。由于在实际的3D圆盘中有限的湍流水平，间隙差距深度将总是有限的，并且在无粘性圆盘中迁移将不会停止。
In weakly ionised discs turbulence can be generated through the vertical shear instability (VSI). Embedded planets are affected by a stochastic component in the torques acting on them, which can impact their migration. In this work we study the interplay between a growing planet embedded in a protoplanetary disc and the VSI turbulence. We performed a series of 3D hydrodynamical simulations for locally isothermal discs with embedded planets in the mass range from 5 to 100 Earth masses. We study planets embedded in an inviscid disc that is VSI unstable, becomes turbulent, and generates angular momentum transport with an effectiveα= 5 × 10-4. This is compared to the corresponding viscous disc using exactly thisα-value. In general we find that the planets have only a weak impact on the disc turbulence. Only for the largest planet (100M⊕) does the turbulent activity become enhanced inside of the planet. The depth and width of a gap created by the more massive planets (30,100M⊕) in the turbulent disc equal exactly that of the corresponding viscous case, leading to very similar torque strengths acting on the planet, with small stochastic fluctuations for the VSI disc. At the gap edges vortices are generated that are stronger and longer-lived in the VSI disc. Low mass planets (withMp≤ 10M⊕) do not open gaps in the disc in either case, but generate for the turbulent disc an overdensity behind the planet that exerts a significant negative torque. This can boost the inward migration in VSI turbulent discs well above the Type I rate. Owing to the finite turbulence level in realistic 3D discs the gap depth will always be limited and migration will not stall in inviscid discs.
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具有由垂直剪切不稳定产生的湍流的圆盘中的颗粒动力学
DOI：
10.1051/0004-6361/201527716
发表时间：
2016
期刊：
arXiv: Earth and Planetary Astrophysics
影响因子：
--
作者：
M.H.R.
通讯作者：
M.H.R.
DOI：
10.3847/1538-4357/833/2/126
发表时间：
2016-10
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
J. Bae;R. Nelson;L. Hartmann
通讯作者：
J. Bae;R. Nelson;L. Hartmann
DOI：
10.1146/annurev-astro-081811-125523
发表时间：
2012-03
影响因子：
33.3
作者：
W. Kley;R. Nelson
通讯作者：
W. Kley;R. Nelson
DOI：
--
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Faure;S. Fromang;H. Latter;H. Meheut
通讯作者：
H. Meheut
嵌入式原行星共轨道区域的涡旋
DOI：
--
发表时间：
2003
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Koller;Hui Li;D. Lin
通讯作者：
D. Lin