原行星盘中的缝隙、环和非轴对称结构——大颗粒的发射

J. P. Ruge; M. Flock; S. Wolf; N. Dzyurkevich; S. Fromang; Th. Henning; H. Klahr; H. Meheut

doi:10.1051/0004-6361/201526616

原行星盘中的缝隙、环和非轴对称结构——大颗粒的发射

地球与行星天体物理 2016-05-04 v1

作者: J. P. Ruge , M. Flock , S. Wolf , N. Dzyurkevich , S. Fromang , Th. Henning , H. Klahr , H. Meheut

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摘要

尺寸在(亚)毫米量级的尘埃颗粒在拱星盘10 au以外的区域预计仅与气体运动弱耦合。本工作中，我们研究此类颗粒的空间分布对磁化原行星盘的(亚)毫米表现的影响。我们使用拉格朗日粒子求解器进行了包含不同尺寸颗粒(50微米至1厘米)的非理想全局三维磁流体力学分层盘模拟。我们计算了空间尘埃温度分布，包括动态耦合的亚微米级尘埃颗粒，并通过辐射转移模拟推导出盘的理想连续谱再发射图。最后，我们研究了用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)在热再发射图中观测特定结构的可行性。死区外缘附近的压力凸起导致颗粒在环结构中捕获。更具体地，盘中的涡旋浓缩尘埃并在方位角方向上产生固体物质的不均匀分布。大尺度盘扰动保存在(亚)毫米再发射图中。可观测结构非常类似于预期由行星-盘相互作用产生的那些。较大的尘埃颗粒增加了缝隙与环结构之间的亮度对比。我们发现，在邻近恒星形成区的拱星盘中，环、缝隙以及涡旋中的尘埃聚集可用ALMA追踪至几天文单位尺度。最后，我们将这些结构与ALMA最近在HL Tau和Oph IRS 48年轻拱星盘中发现的结构进行了简要比较。

关键词

原行星盘大尘埃颗粒磁流体力学模拟环与缝隙结构非轴对称结构 ALMA 辐射转移

引用

@article{arxiv.1603.05179,
  title  = {Gaps, rings, and non-axisymmetric structures in protoplanetary disks - Emission from large grains},
  author = {J. P. Ruge and M. Flock and S. Wolf and N. Dzyurkevich and S. Fromang and Th. Henning and H. Klahr and H. Meheut},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.05179},
  year   = {2016}
}

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原行星盘中的缝隙、环和非轴对称结构——大颗粒的发射

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