考虑多孔尘埃不透明度的原行星盘尘埃质量

ALMA的巡天观测表明，在毫米波连续谱辐射光学薄的假设下，原行星盘的质量不足以形成已知的系外行星族群。在本工作中，我们研究了当在辐射传输模型中考虑尘埃颗粒的多孔性时，质量测定如何受到影响。结果表明，与包含致密尘埃颗粒的盘相比，具有多孔尘埃不透明度的盘会产生相似的尘埃温度，但毫米波流量系统性地偏低。此外，我们针对广泛的恒星参数范围重新校准了尘埃温度与恒星光度之间的关系，并使用传统的解析方法计算了一个大样本盘的尘埃质量。我们计算得出的尘埃质量中值比文献结果高出约6倍，这主要由多孔颗粒和致密颗粒的不同不透明度所驱动。盘尘埃质量与系外行星质量的累积分布函数比较显示，如果尘埃是多孔的，系外行星质量中值比尘埃质量中值低约2倍，并且没有系外行星系统的质量高于质量最大的盘。我们的分析表明，采用多孔尘埃不透明度可能缓解行星形成的质量预算问题。作为说明光深和多孔尘埃不透明度对质量估算综合影响的例子，我们对IRAS 04370+2559盘进行了新的IRAM/NIKA-2观测，并对光谱能量分布进行了详细的辐射传输建模。最佳拟合的尘埃质量比传统解析计算值高出约100倍。未来需要在多个波长上进行空间分辨观测，以更好地约束尘埃质量。