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晕的尘埃特征:原行星盘中的延展发射

地球与行星天体物理 2026-05-13 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

在许多原行星盘中已识别出延展的低表面亮度发射,这与径向漂移理论的预测相矛盾。我们旨在利用三个系统(Elias 2-24、IM Lup和DM Tau)的多波长(亚)毫米连续谱观测,研究原行星盘外部区域中微弱、延展的尘埃发射(我们将其定义为“晕”)的性质和起源。我们利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)对目标的观测,使用四种尘埃成分进行光谱能量分布(SED)拟合,并推导出其尘埃性质的径向轮廓。在我们的源中识别出的晕占(亚)毫米波段总通量密度的20-30%。在Elias 2-24、IM Lup和DM Tau中,我们推断的最大颗粒尺寸分别为2厘米、< 4毫米和< 9毫米,数据最佳拟合分别由多孔无定形碳、致密无定形碳和致密有机碳成分再现。它们的总尘埃质量分别为12523+34125^{+34}_{-23}301101+139301^{+139}_{-101}829378+761829^{+761}_{-378} M_{\oplus},相应的晕质量分别为336+1233^{+12}_{-6}10317+25103^{+25}_{-17}316117+202316^{+202}_{-117} M_{\oplus}。IM Lup和DM Tau的晕富含尘埃,气体与尘埃质量比分别为64和18。在所有三个盘中,尘埃漂移和增长时标都短于盘龄,这意味着平滑的外盘不应存在。我们源中的晕占据了总尘埃库的重要部分,表明它们在缓解质量预算问题中起着重要作用。虽然IM Lup和DM Tau中晕的持续存在可以用晚期内落来解释,但Elias 2-24晕中存在厘米大小的颗粒表明未分辨的尘埃陷阱也起作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.18332,
  title  = {Dust characterization of halos: The extended emission in protoplanetary disks},
  author = {Sreejita Das and Enrique Macías and Nicolas T. Kurtovic and Til Birnstiel and Elena M. Viscardi and Pietro Curone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18332},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication in A&A. The associated data can be found in: https://zenodo.org/records/20051905