探索行星形成区中的有机化学

在过去几年中，利用斯皮策望远镜和高分辨率地面数据，人们开始探索盘行星形成区中除CO以外的分子化学。然而，这些研究仅集中于少数简单分子。本研究的目的是对化学模型中预测在盘中丰富的更复杂有机分子和含硫分子的存在施加观测约束，并模拟高分辨率光谱以展望未来任务。利用IRS46和GVTau近侧向盘在10-30微米的高信噪比斯策光谱，搜索各种分子的中红外吸收带。这些盘是良好的实验室，因为吸收研究不受困扰发射数据的低线连续比的影响。使用简单LTE平板模型推断柱密度（或上限）和激发温度。在两个源中均清晰检测到HCN、C2H2和CO2的谱带。HCN和C2H2吸收来自激发温度400-700 K的暖气体，而CO2吸收来自约250 K的较冷气体（如Lahuis 2006所述）。未检测到其他吸收特征。确定了这些分子的上限并与盘模型进行比较。推断的相对于C2H2和HCN的比值与高温气体化学模型大致一致。紫外辐照盘表面模型通常比纯X射线模型更符合。NH3/HCN的上限表明含NH3冰的蒸发仅贡献较小。推断的比值也与彗星中发现的比值吻合良好，表明部分彗星物质可能源自温暖的内盘气体。高分辨率模拟表明，未来JWST、ELTs、SOFIA和SPICA上的仪器可以探测低一个数量级的比值，并对模型施加重要的新约束，尤其是在高信噪比下。