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exoALMA. VI. 受压旋转: 旋转曲线、方位子结构与压力变化

地球与行星天体物理 2025-04-29 v1

摘要

新生恒星围绕的质子盘中气体的 bulk motion 几乎为Keplerian。凭借ALMA的高角分辨率和光谱分辨率,我们可以检测到分子线观察中由局部气体压力变化引起的小尺度速度扰动,这些扰动可能由嵌入的原始星体引起。本文呈现了针对exoALMA样本的 azimuthally average rotational velocity及其与Keplerian rotation(δυϕ\delta\upsilon_{\phi})的偏差,测量于 12^{12}CO 和 13^{13}CO 发射线中。旋转特征显示出垂直分层盘的证据,其中 13^{13}CO 的旋转速度快于 12^{12}CO,由于其发射高度处的 distinct 热力学气体压力梯度。我们在样本中发现 δυϕ\delta\upsilon_{\phi}-亚结构,涉及小尺度(\sim10 au)和大尺度(\sim100 au)径向比例,最极端情况下达到从背景Keplerian velocity 偏离最高达15%。超过75%的环和80%的环在 δυϕ\delta\upsilon_{\phi} 中解析的尘埃连续辐射中分别位于气体压力最大化和最小化位置。此外,观察到气体压力亚结构远远超过尘埃连续辐射。就首次从观察中确定气体压力在中平面处的导数并发现其在给定不确定性范围内与尘埃亚结构良好吻合。基于我们的发现,我们得出结论,气体压力变化很可能是尘埃连续辐射中环和环形缺口形成的主要机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.20036,
  title  = {exoALMA. VI. Rotating under Pressure: Rotation curves, azimuthal velocity substructures, and pressure variations},
  author = {Jochen Stadler and Myriam Benisty and Andrew J. Winter and Andrés F. Izquierdo and Cristiano Longarini and Maria Galloway-Sprietsma and Pietro Curone and Sean M. Andrews and Jaehan Bae and Stefano Facchini and Giovanni Rosotti and Richard Teague and Marcelo Barraza-Alfaro and Gianni Cataldi and Nicolas Cuello and Ian Czekala and Daniele Fasano and Mario Flock and Misato Fukagawa and Himanshi Garg and Cassandra Hall and Iain Hammond and Thomas Hilder and Jane Huang and John D. Ilee and Kazuhiro Kanagawa and Geoffroy Lesur and Giuseppe Lodato and Ryan A. Loomis and Francois Menard and Ryuta Orihara and Christophe Pinte and Daniel J. Price and Hsi-Wei Yen and Gaylor Wafflard-Fernandez and David J. Wilner and Lisa Wölfer and Tomohiro C. Yoshida and Brianna Zawadzki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20036},
  year   = {2025}
}

备注

This paper is part of the exoALMA Focus Issue of The Astrophysical Journal Letters. 37 pages, 19 figures