PDS 70 盘内尘埃矿物学与可变性
地球与行星天体物理
2024-11-13 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
年轻恒星 PDS 70 的盘内区域可能是岩石行星形成的场所，两个巨行星已在更远的距离被检测到。盘内的固体物质可能为我们了解该盘内水的来源以及岩石行星形成区域尘埃的本质提供信息。我们旨在约束 PDS 70 盘内小硅酸盐颗粒的化学组成、晶体结构和粒径，这些颗粒分别在 JWST/MIRI MRS 和 Spitzer IRS 中被观测到。我们使用称为 DuCK 的尘埃拟合模型，基于两层盘模型。我们采用高斯随机场和空心球分布模型分别获得两套尘埃光度。第三套光度来自气溶胶光谱学。我们在分析中使用无定形硅酸盐、硅侵镁矿 (forsterite) 和硅侮铬矿 (enstatite)。我们还使用富铁和富镁无定形硅酸盐和方解石尘埃物种以研究铁含量。高斯随机场光度与观测到的光谱良好吻合。在 MIRI 和 Spitzer 光谱中，无定形硅酸盐是主要的尘埃物种。晶体硅酸盐主要由铁贫铁硝石 (olivine) 主导。我们没有发现硅侮铬矿的强烈证据。此外，MIRI 光谱指示比 Spitzer 光谱更大的颗粒尺寸，表明小颗粒储量随时间可变。PDS 70 盘内主要由可变的、几乎无限的温暖无定形硅酸盐组成。我们建议，PDS 70 盘内检测到的小颗粒可能是通过冰线处的滤过和碎片化从外盘输送 inward 的结果。此外，MIRI 和 Spitzer 数据之间的差异可通过 15 年间的颗粒生长以及来自高度可变的盘内最热小尘埃储量导致的光度变化来解释。
引用
@article{arxiv.2408.16367,
title = {Dust mineralogy and variability of the inner PDS 70 disk},
author = {Hyerin Jang and Rens Waters and Till Kaeufer and Akemi Tamanai and Giulia Perotti and Valentin Christiaens and Inga Kamp and Thomas Henning and Michiel Min and Aditya M. Arabhavi and David Barrado and Ewine F. van Dishoeck and Danny Gasman and Sierra L. Grant and Manuel Güdel and Pierre-Olivier Lagage and Fred Lahuis and Kamber Schwarz and Benoît Tabone and Milou Temmink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.16367},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 13 figures, Accepted by A&A