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典型原恒星盘中的引力不稳定性、螺旋子结构与温和晶粒生长:TMC1A多波长尘埃连续谱观测的建模

太阳与恒星天体物理 2023-08-22 v2 地球与行星天体物理

摘要

嵌埋的0/I类原恒星盘代表了行星形成的初始条件。这需要对其整体性质及其中尘埃颗粒有更好理解。我们对环绕I类原恒星TMC1A的盘的多波长尘埃连续谱观测进行建模,以揭示这些性质。观测可由一个引力自调节(即边际引力不稳定且内部加热)盘模型很好拟合,其面密度 Σ1720(R/10au)1.96g/cm2\Sigma \sim 1720 (R/10au)^{-1.96} g/cm^2,中面温度 Tmid185(R/10au)1.27KT_{mid} \sim 185 (R/10au)^{-1.27} K。观测到的盘含有一个 m=1m=1 螺旋子结构;我们用模型预测该螺旋的螺距角,且预测与观测一致。这一吻合既作为对我们模型的检验,也是该螺旋引力本质的有力证据。我们的模型估计最大颗粒尺寸 amax196(R/10au)2.45μma_{max}\sim 196(R/10au)^{-2.45} \mu m,这与晶粒生长被阈值速度 1m/s\sim 1 m/s 的碎裂屏障所限制相一致。我们进一步证明TMC1A的观测性质在已观测的0/I类盘群体中具典型性,这暗示基于高斯拟合与光学薄尘埃辐射假设的传统盘数据分析方法可能系统性低估了盘尺寸与质量、并高估了颗粒尺寸。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.01972,
  title  = {Gravitational instability, spiral substructure, and modest grain growth in a typical protostellar disk: Modeling multi-wavelength dust continuum observation of TMC1A},
  author = {Wenrui Xu and Satoshi Ohashi and Yusuke Aso and Hauyu Baobab Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.01972},
  year   = {2023}
}

备注

16 pages, 8 figures, accepted for publication in ApJ