利用 HCO$^+$ 在化学上示踪原行星盘中的水雪线
地球与行星天体物理
2021-02-03 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
[删节] 行星形成预期在原行星盘中的雪线周围增强，特别是在水雪线周围。然而，水雪线靠近主星以及地球大气中的水汽，使得直接探测原行星盘中的水雪线具有挑战性。继早期对原恒星包层的研究之后，本研究的目的是考察 HCO 和 HCO 作为原行星盘中水雪线示踪剂的有效性，因为 HCO 会被气相水破坏。我们使用两个小型化学网络来预测典型 Herbig Ae 盘中 HCO 的丰度。随后，对 HCO 和 HCO 的相应发射轮廓进行建模，这在亮度和连续辐射的光学深度效应之间提供了最佳平衡。HCO 丰度在 4.5 AU 处水雪线外侧刚好跃升两个数量级。我们发现 HCO 和 HCO 的发射呈环状，这是由三种效应导致的：气相水对 HCO 的破坏、连续光学深度以及分子激发效应。气相水的存在在盘中心仅分别导致 HCO 和 HCO 额外下降约 13% 和 24%。对于亮度高得多的爆发源 V883Ori，我们的模型预测，如果雪线位于约 40 AU 以外，尘埃和激发效应将不构成限制。我们对 ALMA 观测的 HCO 的分析与水雪线位于约 100 AU 处一致。HCO 丰度在水雪线附近急剧下降，但尘埃和激发会掩盖由水雪线引起的 HCO 发射下降。因此，在 Herbig 盘中用 HCO 定位水雪线非常困难，但对于像 V883Ori 这样的爆发源是可能的。
引用
@article{arxiv.2011.12319,
title = {Chemically tracing the water snowline in protoplanetary disks with HCO$^+$},
author = {M. Leemker and M. L. R. van 't Hoff and L. Trapman and M. L. van Gelder and M. R. Hogerheijde and D. Ruíz-Rodríguez and E. F. van Dishoeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.12319},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics. 13 pages, 11 figures + appendices