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星团动力学在很大程度上塑造了原行星盘的大小

星系天体物理 2017-03-31 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

星团环境在多大程度上影响年轻恒星周围原行星盘的大小,仍是一个悬而未决的问题。对于太阳邻域典型的短寿命星团尤其如此,在这类星团中,恒星密度以及星团环境的影响在最初 10 Myr 内变化显著。以往的研究常常忽略气体对星团动力学的影响,本文对此加以修正。利用 NBody6++ 代码,我们研究了不同演化阶段——嵌入阶段、气体排出阶段、膨胀阶段——的恒星动力学,包括气体的作用,并量化了飞掠效应对盘大小的影响。我们重点关注大质量星团 (Mcl1036104MSunM_{\text{cl}} \geq 10^3 - 6 \cdot 10^4 M_{\text{Sun}}),它们代表了诸如猎户座星云星团 (ONC) 或 NGC 6611 这类星团。我们发现,不仅恒星密度,嵌入阶段的持续时间也很重要。最致密的星团对气体排出反应最快,密度迅速下降,这里 98% 的相关交会发生在气体排出之前。相比之下,较稀疏星团中的盘最初受影响较小,但由于它们膨胀较慢,13% 的盘在气体排出后被截断。对于类似 ONC 的星团,我们发现通常大于 500 AU 的盘会受到环境影响,这与观测中 200 AU 大小的盘普遍存在相符。对于类似 NGC 6611 的星团,盘的大小平均被削减至约 100 AU。一个可检验的假设是,NGC 6611 中心的盘平均应约为 20 AU,因此显著小于 ONC 中的盘。

关键词

引用

@article{arxiv.1606.07431,
  title  = {Cluster dynamics largely shapes protoplanetary disc sizes},
  author = {Kirsten Vincke and Susanne Pfalzner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1606.07431},
  year   = {2017}
}

备注

Accepted for publication in ApJ