螺旋臂螺距角与原行星盘质量之间的紧密关系

我们利用二维傅里叶变换测量了13个原行星盘中定义明确的螺旋臂主导螺旋 Fourier 模式的螺距角（$\varphi$），所用数据包括 AB Aur、SAO 206462、MWC 758、V1247 Ori、HD 142527、DZ Cha、LkH$\alpha$ 330 和 HD 100453 的近红外散射光图像，以及 Elias 2-27、IM Lup、AS 205 和 HT Lup 的 ALMA 毫米连续谱图像。我们发现所测螺距角与盘质量（$M_{D}$）强相关，质量更大的原行星盘具有更小的螺距角，满足 $|\varphi| = -(7.8\pm1.7)\log(M_{D}/M_{\odot})+(2.7\pm2.6)$。有趣的是，四个已知存在伴星的系统（HD 142527、HD 100453、AS 205 和 HT Lup）共享同一趋势。螺旋臂螺距角对盘质量的这种强烈依赖表明，无论形成机制如何，盘质量在决定观测螺旋结构的臂紧密度方面起着基础性作用。$\varphi-M_D$ 关系的物理起源仍不清楚。原行星盘中螺旋臂的螺距角提供了对盘质量的独立约束。