从原行星盘到碎屑盘演化的五个步骤

赫比格Ae星的原行星盘最终会消散，留下一个由星子、尘埃以及可能的气体和行星组成的稀薄碎屑盘。本文利用年龄为10-20百万年的A型星碎屑盘的性质来探讨原行星盘到碎屑盘的转变。本文论证，这两类盘之间的物理区别在于是否存在足够数量的原生气体，以主导小尘埃颗粒的运动（而非尘埃的次生性质或其受激扰程度）。这促使我们提出一种基于尘埃光谱的观测分类方法，经验性地定义为A型星碎屑盘需满足在12微米处的红外超量小于3，且在70微米处小于2000。我们还提出了一个待检验的假说，即主序星阶段的行星/星子结构在原行星盘阶段已经就位（但被遮蔽）。如果行星结构在盘消散过程中不断变化直至冻结，这一假说可能只是弱成立；如果行星和星子是在盘消散过程中形成的，则该假说完全错误。本文讨论了该转变中的五个步骤：(i) 刻蚀内空洞以形成过渡盘；(ii) 外盘中毫米级尘埃的耗散，并指出确定这些质量是最终形成了星子还是被碰撞耗散的重要性；(iii) 内部区域的最终清除，并指出许多机制会在后期阶段补充中等水平的热尘埃，且这些机制很可能也在原行星盘中运作；(iv) 气体的消失，并指出近期在碎屑盘中发现的原始和次生气体凸显了我们的无知以及ALMA即将带来的启示；(v) 环状星子结构的形成，并指出这些结构是由与行星的相互作用塑造的，且原行星盘中星子的位置可能与其中由气体相互作用设定的尘埃浓度无关。