GG Tau A 盘中的化学：基于 H2D+、N2H+ 和 DCO+ 高角分辨率 ALMA 观测的约束
地球与行星天体物理
2024-09-30 v2 星系天体物理
摘要
解析分子线观测对于洞察原始星盘的物理与化学结构至关重要，尤其是针对行星形成与获取化学组成的寒冷、密集区域。然而，由于大多数分子冻结到粒子表面而无法在气相中被观测到，这些区域的追踪颇具挑战。我们利用 ALMA Band 7 观测调查了三星 T Tauri 盘 GG Tau A 中的冷分子化学，该盘拥有巨大的气体与尘埃环以及外侧盘。我们绘制了 N2H+ 和 DCO+ 发射的高角分辨率图，报告 H2D+、13CS 和 SO2 的上限值。N2H+ 的径向强度轮廓显示大部分发射位于环外缘附近，而 DCO+ 则呈现双峰结构，分别位于环内缘和外侧盘中。结合低能级过渡的互补观测，我们约束了分子面积密度和旋转温度。我们将推导出的量与不同 cosmic ray 电离率 (CRI)、碳氧 (C/O) 比率以及恒星紫外线通量的模型预测进行比较。冷分子化学影响 N2H+、DCO+ 和 H2D+ 浓度，最敏感于 CRI 速率，而星际紫外线通量和 C/O 比率对这三种离子影响最小。我们的最佳模型需要一个低 cosmic ray 电离率为1e-18 s-1。然而，该模型无法匹配来自 N2H+ 和 DCO+ 的低温推算值，12至16 K，这些温度远低于 CO 冻结温度。
引用
@article{arxiv.2407.07238,
title = {Chemistry in the GG Tau A Disk: Constraints from H2D+, N2H+, and DCO+ High Angular Resolution ALMA Observations},
author = {Parashmoni Kashyap and Liton Majumdar and Anne Dutrey and Stéphane Guilloteau and Karen Willacy and Edwige Chapillon and Richard Teague and Dmitry Semenov and Thomas Henning and Neal Turner and Raghvendra Sahai and Ágnes Kóspál and Audrey Coutens and V. Piétu and Pierre Gratier and Maxime Ruaud and N. T. Phuong and E. Di Folco and Chin-Fei Lee and Y. -W. Tang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.07238},
year = {2024}
}
备注
Accepted for publication in the Astrophysical Journal; 26 Pages (15 figures and 8 tables)