新的超级计算机模拟为“失踪的行星”之谜提供线索

形成行星是对年轻恒星周围的气体和尘埃盘中观察到的环和间隙的一种可能解释。但是这一理论难以解释为什么很少发现与环相关的行星。新的超级计算机模拟显示，在形成一个环之后，行星可以转移迁徙并留下这个环。

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这不仅支持了行星环形成的理论，而且模拟显示，一个迁移的行星可以产生各种与在星盘中实际观察到的相匹配的模式。

由ALMA观测到的原行星盘（左），以及由ATRUI II模拟得到的行星迁移期间的原行星盘（右）。模拟中的虚线代表行星的轨道，灰色区域表示模拟的计算域没有覆盖的区域。

年轻的恒星被气体和尘埃的原行星盘所包围。世界上最强大的射电望远镜阵列之一，ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列）已经在这些原行星盘中观察到了密度较大和密度较小的环和间隙的各种模式。行星盘中形成的行星的引力效应是解释这些结构的一个理论，但是寻找环附近的行星的后续观测基本上没有成功。

在这项研究中，来自日本茨城大学、工学院大学和东北大学的一个团队使用世界上最强大的天文学专用超级计算机，即日本国家天文台的ATRUI II来模拟一个行星远离其最初形成地点的情况。他们的结果显示，在低粘度盘中，在行星初始位置形成的环不会随着行星的向内迁移而移动。该小组确定了三个不同的阶段。在第一阶段，初始环在行星向内移动时保持完整。在第二阶段，初始环开始变形，第二个环开始在行星的新位置形成。在第三阶段，最初的环消失了，只剩下后一个环。

ATERUI II在这些模拟中发现的环的形成和变形的三个阶段（顶部）与ALMA观测到的真实例子（底部）的比较。模拟中的虚线代表行星的轨道，灰色区域表示模拟的计算域没有覆盖的区域。在上排，模拟的原行星盘从左到右显示了行星迁移开始时（第一阶段）、行星迁移中（第二阶段）和行星迁移结束时（第三阶段）的情况。

研究结果有助于解释为什么很少在外环附近观察到行星，而且模拟中确定的三个阶段与在实际环中观察到的模式很吻合。来自下一代望远镜的更高分辨率的观测，将能够更好地搜索靠近中心恒星的行星，将有助于确定这些模拟与现实的匹配程度。

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