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藏匿于天苑四周围的尘埃

地球与行星天体物理 2023-02-21 v1

摘要

天苑四拥有一颗类木系外行星以及兼具小行星带与柯伊伯带类比物的碎屑盘,与我们对于一个年轻太阳系的预期有着迷人的相似性。我们呈现了一套深入的 HST/STIS 日冕观测数据集,使用了八次轨道访问以及 PSF 定标星天苑增三。虽然我们未能探测到该碎屑盘,但我们对散射光表面亮度给出了约 4μJy/arcsec24 \, \mu Jy/arcsec^{2} 的严格约束。我们将这一散射光探测极限与对档案近红外和中红外观测的再分析以及完整行星系统的动力学模型相结合,以精炼我们对天苑四碎屑盘各组成部分的模型。辐射转移建模表明在 3 au 以内存在小行星带类比物、在 6–37 au 区域存在中间盘组分,以及在与毫米波观测中所见窄带(69 au)共位的柯伊伯带类比物。建模还表明存在较大的最小颗粒尺寸,这需要要么是非常多孔的颗粒,要么是对小颗粒产生的抑制,以及一种径向分层的颗粒尺寸分布。内盘区域需要一条偏向较小颗粒的陡峭幂律斜率(s3.8s^{-3.8},其中 ss 为颗粒尺寸),而外盘偏好较平缓的斜率(s3.4s^{-3.4}),最小颗粒尺寸为 >2μm> 2 \, \mu m。这些结论将由詹姆斯·韦伯空间望远镜对该系统的即将到来的日冕观测所加强,其将精确定位尘埃带的径向位置并进一步诊断尘埃颗粒属性。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.10085,
  title  = {Hiding Dust Around $\epsilon$ Eridani},
  author = {Schuyler G. Wolff and András Gáspár and George H. Rieke and Nicholas Ballering and Marie Ygouf},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10085},
  year   = {2023}
}