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原行星盘中的 CO/H2 丰度比约为 10^{-4}

太阳与恒星天体物理 2015-06-22 v1

摘要

年轻恒星周围行星形成盘中原子和分子物种的相对丰度为光化学盘模型提供了重要约束,并为通过测量痕量物种计算盘质量提供了基准。由于 H2_{2} 的 rovibrational 跃迁谱线较弱,且无法在空间上分辨星周环境内的不同发射成分,获取绝对丰度(即相对于分子氢 (H2) 的丰度)极具挑战性。为解决这两个问题,我们展示了通过经典 T Tauri 星 RW Aurigae A 周围原行星盘“温暖分子层”的 CO 和 H2 吸收的新近同步测量结果。我们利用哈勃太空望远镜 - 宇宙起源光谱仪 (Hubble Space Telescope-Cosmic Origins Spectrograph) 新启用的观测模式,首次在该区域探测到了温暖的 H2 吸收。对 RW Aur 发射和吸收光谱的分析显示,其成分来自恒星光球层附近的吸积区、分子盘以及几个外流成分。温暖的 H2 和 CO 吸收线与盘起源一致。我们对 RW Aur 的 1092-1117A 光谱进行建模,推导出在 Trot_{rot}(H2) ~=~440~+/-~39 K 时,log10 N(H2)~=~19.900.22+0.33^{+0.33}_{-0.22}。在 1410-1520A 观测到的 CO AA~--~XX 谱带最佳拟合结果为:在 Trot_{rot}(CO) ~=~200125+650^{+650}_{-125} K 时,log10 N(CO)~=~16.1~0.5+0.3^{+0.3}_{-0.5}。结合 HI、H2 和 CO 柱密度的直接测量值,我们发现温暖盘表面的分子分数为 fH2f_{H2}~>=~0.47,并推导出分子丰度比 CO/H2~=~1.61.3+4.7^{+4.7}_{-1.3}~x~104^{-4},这两者均与典型的星际稠密云值一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.0861,
  title  = {CO/H2 Abundance Ratio ~ 10^{-4} in a Protoplanetary Disk},
  author = {Kevin France and Gregory J. Herczeg and Matthew McJunkin and Steven V. Penton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.0861},
  year   = {2015}
}

备注

ApJ - accepted. 13 pages, 8 figures