引力不稳定原恒星盘中旋臂对尘埃的捕获
太阳与恒星天体物理
2015-08-06 v1 地球与行星天体物理
摘要
在本文中，我们讨论了大质量原恒星盘中引力不稳定性对尘埃颗粒动力学的影响。从平滑粒子流体动力学（SPH）模拟出发，我们计算了自引力盘典型准静态气体密度结构中尘埃的演化。针对不同的粒径分布，我们研究了旋臂捕获粒子的能力。我们运行了三维辐射转移模拟，以构建在（亚）毫米和近红外波长处的预期辐射图。最后，我们模拟了盘模型在（亚）毫米和近红外波长处的真实观测，如同它们可能出现在阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）和高对比度自适应光学日冕成像仪（HiCIAO）中所见，以探究旋臂结构是否存在观测特征。我们发现，引力不稳定性引起的压力不均匀性对厘米级粒子产生不可忽略的动力学效应，导致旋臂中显著过密度。我们还发现，对于位于Ophiucus恒星形成区的非正面朝向的盘，旋臂结构很容易被ALMA在宽范围（亚）毫米波长以及HiCIAO在近红外散射光下探测到。此外，我们发现盘中清晰的空间光谱指数变化，揭示尘埃捕获产生了大颗粒的迁移，这有可能通过（亚）毫米波的多波长观测来研究。因此，迄今在原生行星盘中观测到的旋臂可解释为引力不稳定性发展所诱导的密度波。
引用
@article{arxiv.1504.08099,
title = {Dust trapping by spiral arms in gravitationally unstable protostellar discs},
author = {Giovanni Dipierro and Paola Pinilla and Giuseppe Lodato and Leonardo Testi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.08099},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 12 figures. Accepted for publication in MNRAS