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对碎屑盘晕的再研究

地球与行星天体物理 2023-07-05 v1

摘要

相当大比例的碎屑盘由一个明亮环带组成,其外延伸出宽广的晕。这种晕应由环带中母体天体(PB)产生并被辐射压推到高偏心率轨道上的小颗粒构成。已有研究表明,在若干简化假设下,该晕在散射光中的表面亮度(SB)应随半径按 r3.5r^{-3.5} 衰减。我们旨在重新审视晕现象,并聚焦于两个迄今未被探索的问题:1) 不可避免存在的小束缚逃逸颗粒、非各向同性散射相函数(SPF)以及有限仪器分辨率如何影响散射光 SB 轮廓;2) 晕现象在更长波长上如何表现。我们发现,束缚逃逸颗粒在散射光中占了晕光度的显著部分,并会显著 flatten(使变平)SB 径向轮廓。真实的尺寸依赖 SPF 也有影响,同样导致更平缓的 SB 轮廓。对于边缘盘,未分辨垂直轮廓也会 flatten(使变平)投影 SB。我们显示文献中约一半观测导出的晕轮廓与我们的新结果相容,剩余系统中约一半可能由额外过程塑造。我们还建议,在未来的观测研究中,应分别拟合 PB 带和晕的特征。在热辐射中,宽广晕应一直可探测至远红外,除 815μ\sim 8-15\mum 区间外,直至 λ8090μ\lambda\sim80-90\mum 晕都占系统总通量的一半以上。晕的贡献在亚毫米到毫米波段急剧下降,但在 λ1\lambda\sim 1mm 仍占系统光度的几个百分点。对于未分辨系统,晕的存在也会影响从其 SED 确定盘半径。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.17434,
  title  = {A re-investigation of debris disc halos},
  author = {Philippe Thebault and Johan Olofsson and Quentin Kral},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17434},
  year   = {2023}
}

备注

accepted for publication in A&A (abstract significantly shortened to comply with arxiv limits)