Formation of a disc gap induced by a planet: effect of the deviation from Keplerian disc rotation
Formation of a disc gap induced by a planet: effect of the deviation from Keplerian disc rotation
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行星引起的圆盘间隙的形成：开普勒圆盘旋转偏差的影响
DOI：
10.1093/mnras/stv025
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发表时间：
2015
影响因子：
4.8
通讯作者：
and T. Takeuchi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
K. D. Kanagawa;H. Tanaka;T. Muto;T. Tanigawa;and T. Takeuchi
巨行星引起的缝隙形成在行星和原行星盘的演化过程中非常重要。我们用一维粘性盘的新公式研究了行星的间隙形成，该公式考虑了由于表面密度的陡峭梯度而引起的开普勒盘旋转的偏差。这个公式使我们能够自然地包含圆盘旋转的瑞利稳定条件。结果表明，开普勒盘转动的导数促进了径向角动量转移，使能隙比开普勒盘更浅。对于较深的间隙，由于瑞利条件，这种变浅效果变得非常明显。在我们的模型中，我们还考虑了行星激发的密度波的传播，这扩大了角动量沉积到圆盘的范围。波传播的影响使得缝隙比有瞬时波阻尼时的缝隙更宽更浅。有了这些浅水效应，我们的一维间隙模型与最近的流体动力学模拟是一致的。
The gap formation induced by a giant planet is important in the evolution of the planet and the protoplanetary disc. We examine the gap formation by a planet with a new formulation of one-dimensional viscous discs which takes into account the deviation from Keplerian disc rotation due to the steep gradient of the surface density. This formulation enables us to naturally include the Rayleigh stable condition for the disc rotation. It is found that the derivation from Keplerian disc rotation promotes the radial angular momentum transfer and makes the gap shallower than in the Keplerian case. For deep gaps, this shallowing effect becomes significant due to the Rayleigh condition. In our model, we also take into account the propagation of the density waves excited by the planet, which widens the range of the angular momentum deposition to the disc. The effect of the wave propagation makes the gap wider and shallower than the case with instantaneous wave damping. With these shallowing effects, our one-dimensional gap model is consistent with the recent hydrodynamic simulations.
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