Planet-induced disk structures: A comparison between (sub)mm and infrared radiation
Planet-induced disk structures: A comparison between (sub)mm and infrared radiation
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行星诱发的盘结构：（亚）毫米辐射和红外辐射之间的比较
DOI：
10.1051/0004-6361/201322994
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
H.H. Klahr
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J.P. Ruge;S. Wolf;A. Uribe;H.H. Klahr
年轻的巨行星嵌在环绕恒星的圆盘中，会极大地扰乱圆盘的密度分布。这种效应可能被用作行星的间接示踪剂。目的探讨在散射光下观测星周盘行星间隙的可行性。方法对不同的恒星、圆盘和行星结构进行三维流体动力学盘模拟，并结合散射光下的辐射传递计算。结果与（亚）mm热再发射的相应研究结果进行了比较。结果在散射光中探测行星间隙的可行性主要受圆盘的光学深度以及圆盘的大小和质量的影响。一般来说，只有当圆盘的光球层受到足够的干扰时，才能探测到行星引起的间隙。在本文所考虑的参数空间的限制下，我们发现对于质量小于~ 10−4····−3M⊙的圆盘，间隙检测是可能的。与标志着阿塔卡马大（亚）毫米波阵列（ALMA）对磁盘重新发射的热辐射的较低检测极限的磁盘质量相比，只有在~ 10-4M⊙的狭窄磁盘质量范围内才有可能检测到重新发射和散射光的相同间隙，对应于我们研究中考虑的16%的情况。
ContextYoung giant planets, which are embedded in a circumstellar disk, will significantly perturb the disk density distribution. This effect can potentially be used as an indirect tracer for planets.AimsWe investigate the feasibility of observing planet-induced gaps in circumstellar disks in scattered light.MethodsWe perform 3D hydrodynamical disk simulations combined with subsequent radiative transfer calculations in scattered light for different star, disk, and planet configurations. The results are compared to those of a corresponding study for the (sub)mm thermal re-emission.ResultsThe feasibility of detecting planet-induced gaps in scattered light is mainly influenced by the optical depth of the disk and therefore by the disk size and mass. Planet-induced gaps are in general only detectable if the photosphere of the disks is sufficiently disturbed. Within the limitations given by the parameter space here considered, we find that gap detection is possible in the case of disks with masses below ~ 10−4···−3M⊙. Compared to the disk mass that marks the lower Atacama Large (Sub)Millimeter Array (ALMA) detection limit for the thermal radiation re-emitted by the disk, it is possible to detect the same gap both in re-emission and scattered light only in a narrow range of disk masses around ~ 10-4M⊙, corresponding to 16% of cases considered in our study.
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