Vortex generation in protoplanetary disks with an embedded giant planet
Notice bibliographique
Résumé
Context.Vortices in protoplanetary disks can capture solid particles and form planetary cores within shorter timescales than those involved in the standard core-accretion model. Aims.We investigate vortex generation in thin unmagnetized protoplanetary disks with an embedded giant planet with planet to star mass ratio 10-4 and 10-3. Methods.Two-dimensional hydrodynamical simulations of a protoplanetary disk with a planet are performed using two different numerical methods. The results of the non-linear simulations are compared with a time-resolved modal analysis of the azimuthally averaged surface density profiles using linear perturbation theory. Results.Finite-difference methods implemented in polar coordinates generate vortices moving along the gap created by Neptune-mass to Jupiter-mass planets. The modal analysis shows that unstable modes are generated with growth rate of order $0.3 \Omega_{{\rm K}}$ for azimuthal numbers $m=4,5,6$, where $\Omega_{{\rm K}}$ is the local Keplerian frequency. Shock-capturing Cartesian-grid codes do not generate very much vorticity around a giant planet in a standard protoplanetary disk. Modal calculations confirm that the obtained radial profiles of density are less susceptible to the growth of linear modes on timescales of several hundreds of orbital periods. Navier-Stokes viscosity of the order $\nu=10^{-5}$ (in units of $a^2 \Omega_{{\rm p}}$) is found to have a stabilizing effect and prevents the formation of vortices. This result holds at high resolution runs and using different types of boundary conditions. Conclusions.Giant protoplanets of Neptune-mass to Jupiter-mass can excite the Rossby wave instability and generate vortices in thin disks. The presence of vortices in protoplanetary disks has implications for planet formation, orbital migration, and angular momentum transport in disks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».