近期,西安电子科技大学物理学院王欣明老师在原行星盘演变研究中取得新进展,并作为独立作者在国际天文学及天体物理学领域顶级期刊《The Astrophysical Journal》(《天体物理学杂志》)同时发表两篇系列论文。该研究获得了国家自然科学基金和国际合作平台的支持。

原行星盘的研究隶属天体物理学范畴,天体物理学是用物理学的方法研究天文现象,是物理学的一个重要分支,可以指导人类认识宇宙。在本研究中,王欣明把使用了几十年的传统一维原行星盘面密度演变方程推广为新的演变方程组,编写了大规模的数值计算程序,实现了高效率的方程求解,并在此过程中解决了许多数值计算方面的难题。

王欣明从流体力学的基本原理出发,推导出了一维原行星盘的演变方程组,建立了新的一维原行星盘演变模型。这一模型考虑了原行星盘的自身引力,可以从原行星盘形成开始对其长期演变进行研究;依据原行星盘自身引力所起的作用,提出了原行星盘可以分为三种类型;在第三种类型的原行星盘中,盘自身引力足够强以至可以触发引力不稳,进而在盘中形成高密度区域,这一高密度区域可能有助于理解一些现有行星系统的性质。

由于新模型是基于流体力学的基本原理建立的,原行星盘中物质偏离开普勒运动的情况可以被揭示出来,这是传统的一维模型无法做到的。得益于原行星盘中物质角速度的精确计算,还发现原行星盘中多个位置可以促进星子(行星形成早期的千米尺度固体)的形成。

责任编辑:张言