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弥合原行星盘与碎屑盘之间的鸿沟:毫米与微米级尘埃的分别演化

地球与行星天体物理 2021-11-17 v4 太阳与恒星天体物理

摘要

原行星盘与碎屑盘性质之间的关联尚不清晰。尘埃演化、行星形成与盘耗散可能在相关过程中发挥作用。我们旨在通过研究光学薄 Class III 盘及其与更年轻和更年老盘的关联,来调和这两类尘埃周星盘的表征。本工作中,我们收集了邻近恒星形成区所有 Class III 盘中 85 个盘(8%)的文献与 ALMA 存档毫米波通量。我们推导出毫米尘埃质量 MdustM_{\text{dust}},并在红外 excess 光度、吸积率与年龄背景下与 Class II 及碎屑盘样本比较。Class III 盘的平均 MdustM_{\text{dust}}0.29±0.19 M0.29 \pm 0.19~M_{\oplus}。我们提出一新演化情景:径向漂移在 Class II 阶段对非结构盘非常高效,导致 MdustM_{\text{dust}} 快速下降。然而,我们发现红外原行星盘时标长达 {\sim}8~Myr,与整体缓慢的盘演化一致。在结构盘中,尘埃陷阱的存在允许在大半径处形成星子带,如碎屑盘中所观测到的。因此我们提出,碎屑盘中的星子带是结构盘中尘埃陷阱的结果,而无尘埃陷阱的原行星盘通过径向漂移减少尘埃质量,因此在气体耗散后作为碎屑盘不可探测。这些结果提供了一种盘演化新观点的假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.05894,
  title  = {Bridging the gap between protoplanetary and debris disks: separate evolution of millimeter and micrometer-sized dust},
  author = {Arnaud Michel and Nienke van der Marel and Brenda Matthews},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05894},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted by ApJ, 20 pages, 13 figures. YouTube presentation (~10 minutes) on results here: https://youtu.be/NOVE9-a2kWU