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隐藏在温暖毯子下:若原始盘中存在行星,几乎不会产生可观测的结构

地球与行星天体物理 2025-05-14 v2

摘要

行星形成的起始时点正受到广泛讨论。最近对原始盘中恒星周围盘的质量测量表明,行星形成在Class 0/I盘中可能已启动。然而,在幼�的Class 0/I盘中,很少观察到尘埃结构——这是形成行星的一种可能标志;而在成熟的Class II盘中,这些结构却十分常见。人们尚不清楚,幼�Class 0/I盘中缺乏尘埃结构是因为行星不存在,还是由于温度和尘埃透明度等其他物理效应所致。本文考察了温度对行星产生尘埃结构能力的影响。我们对从Class 0到Class II阶段演化的盘和原始恒星进行描述,并使用辐射传递模型在演化的各个阶段计算盘的温度。我们采用平原温度计算盘的垂直尺度高度,并计算开辟可观测尘埃间隙所需的最小行星质量(依据热力学标准)。我们发现,随着时间推移,这一最小行星质量会逐渐降低。特别地,我们发现若在早期原始盘阶段(t<2×105t< 2\times 10^5 年)已形成直径约为 5{\sim}5 AU 内 5{\sim}5 太阳质量的行星,或直径约为 1050{\sim}10-50 太阳质量的行星位于 5{\gtrsim}5 AU 处,它们几乎不会产生任何尘埃结构。我们得出结论,若行星是尘埃结构的主要贡献者,那么在早期原始盘阶段——降低约 50%{\sim}50\% 的结构频率——可能主要归因于升高的温度,而非行星的缺失。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.09042,
  title  = {Hidden under a warm blanket: If planets existed in protostellar disks, they would hardly produce observable substructures},
  author = {P. Nazari and A. D. Sellek and G. P. Rosotti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.09042},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted for publication in A&A, 14 pages, first and second author had similar contributions