近日，清华大学高等研究院和天文系教授白雪宁发表了关于原行星盘角动量输运和长期演化的物理机制的综述文章，并对原行星盘气体动力学和行星形成领域的未来发展进行了展望。
图1：原行星盘基于微观物理可分为三个区域
原行星盘是围绕年轻恒星转动的气体盘，富含尘埃，典型寿命为几百万年。行星在原行星盘中形成，其中各生长阶段的物理过程都强烈依赖盘中的物理条件，特别是盘的结构和演化路径，它们均同原行星盘角动量输运的物理机制密切相关。在综述中，白雪宁教授基于该领域过去近20年的研究，提出了理解原行星盘多物理过程的三层级框架：
- 微观物理：决定气体同磁场以及气体同辐射耦合的原子/分子层次的物理过程，基于其特征，原行星盘可被分成三大区域（图1）。
- 气体动力学过程：气体中独立的流体/磁流体力学过程，多为上述微观物理效应的宏观结果，包括若干流体/磁流体不稳定性以及盘外流等。
- 盘的全局应用：在真实情形中，每一区域均存在若干上述物理过程同时发生并相互影响。
文章系统对每个层级均进行了系统阐述，其中在最上层，人们认识到原行星盘整体呈现弱湍流，而磁盘风是驱动盘角动量输运的主要物理机制，并得到观测的支持。同时，人们对盘的最内区，盘早期物理和长期演化，以及周边环境对盘的影响等问题的认知仍然十分有限。
图2：原行星盘生态系统示意图
最后，白雪宁教授提出原行星盘可被视为一个“生态系统”。在这个系统中，不同层级的物理过程相互影响，并与其所在的恒星及行星形成的环境相互作用，交换物质、能量和角动量（图2）。他推断，在可预见的未来，研究者可通过基于第一性原理的研究，扎实地推动人们在原行星盘和行星形成领域的长足进步。
该综述文章于2026年6月9日预先在线发表于《天文和天体物理年度综述》（Annual Review of Astronomy and Astrophysics），题为“原行星盘中的角动量输运”（Angular Momentum Transport in Protoplanetary Disks），白雪宁教授为唯一作者。该工作得到国家自然科学基金委的支持。
论文链接：https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-astro-043024-115835
Arxiv预印本（正文和补充内容合并）: http://arxiv.org/abs/2606.17150
清华新闻网: https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/126823.htm
