金牛座T星盘远红外水冰特征的诊断价值
地球与行星天体物理
2018-09-19 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
本文研究远红外水冰特征如何用于推断金牛座T星周围盘的性质以及水冰的热历史。我们探讨了未来利用SOFIA/HIRMES和SPICA拟议的远红外仪器SAFARI进行观测的能力。使用一系列围绕代表性金牛座T星的详细辐射转移盘模型，研究45和63微米处的远红外水冰特征如何随关键盘属性变化：盘尺寸、颗粒尺寸、盘尘埃质量、尘埃沉降以及冰厚度。此外，设计了一系列模型来计算盘中水冰在升温、直接沉积和降温情景下的水冰发射特征。盘表面冰粒的光解吸使中红外水冰特征减弱4-5倍。远红外水冰发射特征源自距离10-100 au处盘表面雪线上的小颗粒。除非该储库在盘中缺失（例如具有大空腔的过渡盘），特征强度不发生变化。大于10微米的颗粒对特征无贡献。颗粒沉降（采用湍流描述）对冰特征强度的影响至多15%。冰特征强度随盘尘埃质量和颗粒上水冰比例而增强，但在尘埃质量大于1.e-4 Msun以及冰幔使尘埃质量增加超过50%时饱和。水冰的不同热历史在特征形状（结晶/非晶）以及45微米特征的峰值强度和位置上都留下印记。SOFIA/HIRMES在深曝光（1小时）下仅能探测到比我们标准金牛座T星盘模型模拟强得多的结晶冰特征。SPICA/SAFARI在短曝光（10分钟）下可探测到我们标准金牛座T星盘模型中的典型冰特征。（节略）
引用
@article{arxiv.1804.05324,
title = {Diagnostic value of far-IR water ice features in T Tauri disks},
author = {Inga Kamp and Anton Scheepstra and Michiel Min and Lucia Klarmann and Pablo Riviere-Marichalar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.05324},
year = {2018}
}
备注
accepted for publication in A&A