年轻星盘的尘埃质量：约束行星形成的初始固体储量
地球与行星天体物理
2020-08-05 v2 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
近年来，越来越多的证据表明行星形成开始得很早，在最初的 0.5 Myr 内。研究年轻星盘中可用的尘埃质量有助于理解行星系统的起源，因为成熟星盘缺乏重现所观测到的系外行星系统（尤其是大质量系统）所需的固体物质。我们旨在确定恒星形成嵌入阶段的星盘是否含有足够的尘埃来解释最质量最大系外行星的固体含量。我们利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）Band 6 对英仙座恒星形成区中嵌入星盘的观测，以及甚大阵列（VLA）Ka 波段（9 mm）数据，从流量密度出发对尘埃盘质量给出稳健估计。采用包含大颗粒的 DIANA 不透明度模型，其尘埃不透明度值为 = 0.28 cm g，由 VLA 流量得出的英仙座嵌入星盘的中位尘埃质量在 Class 0 为 158 M，在 Class I 为 52 M。由 ALMA 流量得到的中位质量下限分别为 Class 0 的 47 M 和 Class I 的 12 M，采用最大尘埃不透明度值 = 2.3 cm g 获得。与在 Lupus 及其他区域推断出的 Class II 星盘尘埃质量相比，年轻的 Class 0 和 I 星盘的尘埃质量分别至少大 10 倍和 3 倍。由 VLA 数据导出的英仙座 Class 0 和 I 星盘尘埃质量足以以行星形成模型可接受的效率产生所观测的系外行星系统：若行星形成在 Class 0 阶段以 15% 的效率开始，则可解释观测到巨行星的固体含量。若设定行星形成始于 Class I 星盘，则需要 30% 的更高效率。
引用
@article{arxiv.2006.02812,
title = {Dust masses of young disks: constraining the initial solid reservoir for planet formation},
author = {Łukasz Tychoniec and Carlo F. Manara and Giovanni P. Rosotti and Ewine F. van Dishoeck and Alexander J. Cridland and Tien-Hao Hsieh and Nadia M. Murillo and Dominique Segura-Cox and Sierk E. van Terwisga and John J. Tobin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02812},
year = {2020}
}
备注
16 pages, 10 figures, accepted for publication in A&A