原恒星盘形成时变模型中 CO 谱线的演化

(摘要删节) 恒星与行星形成理论预测，随着包层坍缩并形成吸积盘，密度、温度和速度结构会发生演化。本研究旨在模拟低质量恒星形成过程中分子激发、谱线轮廓及相关观测量的演化。具体而言，研究了深埋阶段的盘特征。我们使用半解析二维轴对称模型描述了从原恒星前阶段到 T-Tauri 阶段的密度、恒星质量和光度的演化。进行了完整的辐射转移计算，以精确确定随时间变化的尘埃温度和 CO 丰度结构。我们展示了在多个时间步长模拟的非局部热动平衡 (non-LTE) 近红外、远红外及亚毫米波段的 CO 谱线。与尘埃温度不同，从亚毫米/远红外谱线导出的 CO 激发温度在原恒星演化过程中保持不变，这与 Herschel 及地基望远镜获得的 C18O 观测结果一致。近红外光谱通过探测不仅寒冷的外部包层而且温暖的内部区域，提供了对亚毫米谱线的补充信息。近红外高转动量子数 ($J>8$) 吸收线对内部几 AU 的物理结构特别敏感，该区域确实显示出演化。需要 ALMA 的高信噪比亚角秒分辨率数据来探测 Stage 0 阶段存在的小型转动支撑盘，文中讨论了各种诊断方法。