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光致蒸发星盘风的禁线诊断

太阳与恒星天体物理 2020-06-24 v1 地球与行星天体物理 星系天体物理

摘要

由中心恒星高能辐射驱动的光致蒸发在原行星盘演化中起着重要作用。光致蒸发风已通过蓝移发射线被明确探测到,但其详细性质仍不确定。在此我们提出一种新的经验方法来对这些热风做出观测预测,力求填补理论与观测之间的空白。我们使用等温风的自相似模型来计算几条特征发射线(12.81 μ\mum处的[NeII{\rm{\scriptsize II}}]线,以及[OI{\rm{\scriptsize I}}] 6300 A˚\mathring{A}和[SII{\rm{\scriptsize II}}] 4068/4076 A˚\mathring{A}等光学禁线)的线轮廓,研究这些线如何受气体温度、星盘倾角和密度轮廓等参数的影响。我们的模型成功再现了vpeak10v_{\rm peak} \lesssim 10 km/s的蓝移线,其随星盘倾角增大而减小。线宽随星盘倾角增大而增大,范围从Δv1530\Delta v \sim 15-30 km/s。预测的蓝移主要对气体声速敏感。观测到的[NeII{\rm{\scriptsize II}}]线轮廓与热风一致,并指向相对较高的声速,正如EUV光致蒸发所预期的那样。然而,观测到的[OI{\rm{\scriptsize I}}]线轮廓需要更低的温度,正如X射线光致蒸发所预期的那样,并显示出难以用单一风模型调和的更大散布;这些线似乎追踪了多相风的不同组分。我们还注意到,当前观测的光谱分辨率仍是这些研究中的重要限制因素,若要让发射线进一步增进我们对原行星盘风的理解,则需要更高分辨率的谱。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.09811,
  title  = {Forbidden line diagnostics of photoevaporative disc winds},
  author = {G. Ballabio and R. D. Alexander and C. J. Clarke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09811},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 10 figures. Accepted for publication in MNRAS