行星形成盘中的一个主要非对称冰阱：I. 甲醛与甲醇

N. van der Marel; A. S. Booth; M. Leemker; E. F. van Dishoeck; S. Ohashi

doi:10.1051/0004-6361/202141051

行星形成盘中的一个主要非对称冰阱：I. 甲醛与甲醇

地球与行星天体物理 2021-07-14 v2

作者: N. van der Marel , A. S. Booth , M. Leemker , E. F. van Dishoeck , S. Ohashi

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摘要

行星形成盘的化学决定了系外行星大气成分与益生分子含量。尘埃阱尤为重要，因为卵石的增长与输运对于设定巨行星形成处的化学过程至关重要。位于60 au半径处的不对称Oph IRS 48尘埃阱为研究低气尘比低至0.01的暖Herbig盘中卵石富集环境下的化学提供了一个独特实验室。我们利用深ALMA Band 7谱线观测在IRS 48盘中搜寻H $_2$ CO与CH $_3$ OH谱线发射，即复杂有机化学的第一步。我们报告探测到7条H $_2$ CO与6条CH $_3$ OH谱线，其能级介于17至260 K之间。谱线发射呈新月形形态，类似于尘埃连续谱，表明冰封卵石在这些分子的输送中起着重要作用。转动图与谱线比值表明，这两种分子均源自盘中温度 $>$ 100 K、柱密度 $\sim10^{14}$ cm $^{-2}$ 或丰度 $\sim10^{-8}$ 的暖分子区，且H $_2$ CO/CH $_3$ OH $\sim$ 0.2，指示冰化学。基于低气尘比的物理-化学模型论证，我们提出一种情景：尘埃阱在盘中平面提供巨大的冰粒储库或“冰阱”，其可通过高效的垂直混合导致暖复杂有机分子(COMs)的高气相丰度。这是复杂有机分子首次被明确与尘埃阱的存在相联系。这些结果证明了在盘化学模型中纳入尘埃演化与垂直输运的重要性，因为冰尘浓集为盘中的复杂有机化学提供了重要储库。

关键词

原行星盘尘埃阱甲醛甲醇复杂有机分子 ALMA观测冰化学

引用

@article{arxiv.2104.08906,
  title  = {A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: I. Formaldehyde and methanol},
  author = {N. van der Marel and A. S. Booth and M. Leemker and E. F. van Dishoeck and S. Ohashi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.08906},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted by A&A Letters. 8 pages, 4 figures, plus appendix (8 pages, 8 figures)

行星形成盘中的一个主要非对称冰阱：I. 甲醛与甲醇

摘要

关键词

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备注

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