行星系统的形成与演化: HD105 中气体质量的上限

我们报告了对 HD 105 的红外光谱观测结果。该星是一颗邻近（$\sim 40$ pc）且相对年轻（$\sim 30$ Myr）的 G 型恒星，红外连续辐射过剩被建模为来自 optically thin circumstellar dust disk 的辐射，disk 中存在约 $\gtrsim 13$ AU 的内空洞。我们利用红外光谱仪（IRS）的高分辨率模式搜索 disk 中的气体发射线。本次观测为 H$_2$ S(0) 28$\mu$m、H$_2$ S(1) 17$\mu$m、H$_2$ S(2) 12 $\mu$m、[FeII] 26$\mu$m、[SiII] 35$\mu$m、[SI] 25$\mu$m 等红外发射线提供了上限。H$_2$ 线上限直接约束温暖分子气体的质量：$M({\rm H_2})< 4.6$, $3.8\times 10^{-2}$, 和 $3.0\times 10^{-3}$ M$_J$，分别对应 $T= 50$, 100, 和 200 K。我们还将线强度上限与 various gas distributions 中详细的热力学/化学模型的预测进行比较。这些比较表明，如果气体分布存在半径为 $r_{i,gas}$ 的内空洞，则该内半径处的面密度受限于范围从 $r_{i,gas}=0.5$ AU 时的 $\lesssim 3$ gm cm$^{-2}$ 到 $r_{i,gas}= 5-20$ AU 时的 0.1 gm cm$^{-2}$。这些值远低于最小质量太阳盘的值，表明在 1-40 AU 的行星形成区域内，不太可能存在超过 1 M$_J$ 的气体。因此，目前不太可能在 HD 105 中形成气体巨行星。