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在 $\beta$ Pictoris 星周盘中探测到氮气

太阳与恒星天体物理 2019-01-16 v1 地球与行星天体物理

摘要

环绕 β\beta Pictoris 的碎屑盘具有相对于太阳丰度富含碳和氧的气体成分。已提出两种可能的情景来解释这一富集。优先产生情景认为所产生的气体可能天然富含C和O,而另一种优先耗尽情景则声称该富集是从具有类太阳丰度的气体演化到当前状态。在后一种情况下,恒星的辐射压将气体向外驱赶,留下对恒星辐射较不敏感的种类如C和O。氮也因其低振子强度而对辐射压不敏感,这将使它在优先耗尽情景下同样丰度过高。因此,盘中N的丰度可能为为何C和O丰度过高提供线索。我们旨在测量 β\beta Pic 方向上的N柱密度,并利用此信息来区分解释C和O超丰度的不同情景。利用HST的宇宙起源光谱仪(COS)收集的远紫外光谱数据,我们分析该光谱并通过建模吸收线来表征NI三重态。我们首次测量了 β\beta Pic 方向上的N柱密度,发现其为 log(NNI/1cm2)=14.9±0.7\log(N_{\mathrm{NI}}/1\,\mathrm{cm}^2) = 14.9\pm0.7。发现N气体与太阳丰度及哈雷尘埃一致。太阳N丰度支持优先产生假说,即 β\beta\,Pic 中气体的成分是由富含C和O的冰质颗粒的光解吸或盘中富含C和O的尘埃的碰撞汽化所致。它不支持C和O因对辐射压不敏感而留在盘中累积从而导致其超丰度的假说。

关键词

引用

@article{arxiv.1811.04927,
  title  = {Detection of Nitrogen gas in the $\beta$ Pictoris circumstellar disk},
  author = {P. A. Wilson and R. Kerr and A. Lecavelier des Etangs and V. Bourrier and A. Vidal-Madjar and F. Kiefer and I. A. G. Snellen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1811.04927},
  year   = {2019}
}

备注

8 pages, 3 figures. Accepted for publication in A&A