林明楷 Min-Kai Lin

探討星盤流體力學對於行星形成和演化的影響

我主要研究環繞於新恆星周圍的原行星盤，尤其是關於它的動力學。我和團隊採用嚴謹的數學分析和先進的電腦模擬來探討星盤流體力學對於行星形成和演化的影響，包括流體與磁流體的不穩定性、湍流、大尺度結構、以及行星與星盤的互動。

我個人近期的研究重點是星盤中塵埃與氣體的交互作用。例如，通常被視為行星形成的第一步是塵埃受到氣體阻力而沉降，形成高密度的塵埃層，進而產生微行星。然而，星盤氣體可能具有湍流而攪動塵埃，阻止它沉降。所幸，我發現若塵埃總質量高於過去一般假設的標準值，塵埃則能克服亂流而順利沉降(Lin, 2019)。這項研究應用了我先前開發的數學方法來降低計算成本，使得我能用高解析度模擬來捕捉塵埃與氣體的複雜互動(Lin & Youdin, 2017)。不過，我後續詳細分析了塵埃層內部垂直結構的穩定性，又發現塵埃層易引發一種新的「垂直剪切流不穩定性」(Lin, 2021)。這個新的不穩定性對行星形成的具體影響還需要進一步研究。

此外，我和團隊也積極研究了行星與星盤的互動。不同於過去的二維計算，我們透過大規模三維模擬，發現大質量行星會造成複雜的三維氣流，使得行星周圍的塵埃層「膨脹」起來(Bi, Lin, Dong, 2021)，可能會影響觀測與理論的比對。該論文也受到美國天文學會的關注。