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宇宙级联:盘亚结构如何调控水向内部行星系统的流动

地球与行星天体物理 2025-08-15 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

冰质鹅卵石向原行星盘内区的流入是大多数行星形成理论的基本要素。通过观测确定这种鹅卵石流的大小及其对盘亚结构(作为鹅卵石陷阱的盘间隙)的依赖性,将是向前迈出的重要一步。在这项工作中,我们利用通过JDISCS管线均匀处理的JWST/MIRI光谱和高角分辨率ALMA连续谱数据,分析了21个金牛T型星盘(年龄约为0.5-2百万年)的样本。我们发现,用JWST测量的1500/6000 K水线流量比——一种雪线附近冷水和鹅卵石漂移的示踪剂——与ALMA连续谱观测中最内层尘埃间隙的径向位置(范围从8.7到69天文单位)相关,这证实了近期研究内外盘储层联系的模型的预测。我们对有间隙盘中的鹅卵石漂移进行了种群合成探索,发现对于早期且相对有效的间隙,与观测趋势匹配良好,而在种群层面上,鹅卵石漂移发生迅速、间隙泄漏严重或间隙形成较晚的情景则不被支持。推断出的雪线鹅卵石质量流量(根据间隙位置,范围在10610^{-6}103 M/yr10^{-3}~M_\oplus/\mathrm{yr}之间)与鹅卵石吸积研究中使用的流量以及为内太阳系提出的流量相当,而系统间的差异则暗示了新兴行星系统结构和水分预算的差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.10402,
  title  = {Cosmic cascades: How disk substructure regulates the flow of water to inner planetary systems},
  author = {Sebastiaan Krijt and Andrea Banzatti and Ke Zhang and Paola Pinilla and Till Kaeufer and Edwin A. Bergin and Colette Salyk and Klaus Pontoppidan and Geoffrey A. Blake and Feng Long and Jane Huang and María José Colmenares and Joe Williams and Adrien Houge and Mayank Narang and Miguel Vioque and Michiel Lambrechts and L. Ilsedore Cleeves and Karin Öberg and the JDISCS collaboration},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10402},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in ApJL, 15 pages, 6 figures