中等质量恒星周围富气体碎屑盘的原初起源
地球与行星天体物理
2023-11-07 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
虽然大多数碎屑盘由尘埃组成，几乎不含或完全不含气体，但有一部分通过CO、电离碳和/或原子氧的发射线探测到了大量气体。已知此类气态碎屑盘几乎都围绕A型恒星，年龄可达50 Myr。我们利用半解析盘演化建模表明，如果气态碎屑盘是与星际介质相比小颗粒已耗尽的残余原行星盘，这一现象便可得到解释。A型恒星的FUV辐射的光电加热效率因此较低，而由于缺乏能够驱动磁活动的表面对流区，这些恒星的EUV和X射线辐射较弱。在此图景下，光谱型超出A型至早B型范围的恒星相对难以拥有此类长寿命气体盘。质量较小的恒星在色球、过渡区和日冕中具有更强的磁活动，并产生相应的EUV和X射线辐射，而质量较大的恒星其光球温度足以产生强EUV辐射。在这两种情况下，原初盘气体很可能在远早于50 Myr之前就发生光致蒸发。这些结果来自0D盘演化模型，其中我们纳入了内部吸积应力、MHD风，以及由作为恒星质量和年龄函数的光度所决定的EUV和X射线光子的光致蒸发。本工作留下一个关键未决问题：某些盘如何耗尽小尘埃从而使FUV光致蒸发减缓。候选机制包括颗粒生长、沉降、径向漂移、辐射力和并入行星系统。
引用
@article{arxiv.2311.02195,
title = {A Primordial Origin for the Gas-Rich Debris Disks Around Intermediate-Mass Stars},
author = {Riouhei Nakatani and Neal J. Turner and Yasuhiro Hasegawa and Gianni Cataldi and Yuri Aikawa and Sebastián Marino and Hiroshi Kobayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02195},
year = {2023}
}
备注
Submitted to ApJL