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stellar luminosity 减小时H$_2$O向C$_2$H$_2$主导光谱的转变

地球与行星天体物理 2025-10-15 v1 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

年轻恒星盘内区域的化学组成将决定其中行星的属性。许多盘物理过程驱动化学演化,其中一些取决于/与恒星属性相关。我们旨在探索恒星属性与内盘化学之间的联系,使用红外光谱。我们使用JWST-MIRI观察大型且多样化的样本,探讨C2_2H2_2与H2_2O之间的趋势。此外,我们计算T Tauri星 (MM_{*}>>0.2 MM_{\odot}) 和非常低质量星 (VLMS, MM_{*}\leq0.2 MM_{\odot}) 样本的平均光谱,并使用 slab 模型确定属性。我们发现C2_2H2_2/H2_2O 通量比与恒星光度显著呈反相关。VLMS盘的FC2H2F_{\rm{C_2H_2}}/FH2OF_{\rm{H_2O}} 通量比显著高于较高质量星的盘。我们还探索了与10 μ\mum硅酸盐特征强度、恒星吸积率和盘灰质量的趋势,所有这些都与通量比相关,这可能与VLMS盘中碳富化过程有关,但也与系统属性存在退化相关性。slab 模型对平均光谱的拟合显示,VLMS H2_2O 发射在温度和柱密度上与T Tauri光谱中约600 K的H2_2O 成分相似,这表明这些盘中高C/O气相比值并非仅由于氧的耗竭所致。相反,许多烃类的存在(包括一些具有高柱密度的烃类)指向VLMS盘中的碳增强。作为宿主属性而观察到的内盘化学差异,很可能归因于盘温度、恒星辐射场以及灰粒演化的差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.04692,
  title  = {A transition from H$_2$O to C$_2$H$_2$ dominated spectra with decreasing stellar luminosity},
  author = {Sierra L. Grant and Milou Temmink and Ewine F. van Dishoeck and Danny Gasman and Aditya M. Arabhavi and Benoît Tabone and Thomas Henning and Inga Kamp and Alessio Caratti o Garatti and Valentin Christiaens and Pacôme Esteve and Manuel Güdel and Hyerin Jang and Till Kaeufer and Nicolas T. Kurtovic and Maria Morales-Calderón and Giulia Perotti and Kamber Schwarz and Andrew D. Sellek and Lucas M. Stapper and Marissa Vlasblom and L. B. F. M. Waters},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04692},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in A&A. 15 pages, 9 figures. ArXiv abstract is shortened