行星形成区的高分辨率光谱学视角

行星形成理论预测，巨行星诞生于年轻恒星周围环星盘内部致密且富气的区域。这些区域预期会发出强烈的 CO 发射。迄今为止的观测仍未能确认处于形成过程中的行星的存在。我们开发了一种新方法，通过原行星盘表面发出的 CO 分子谱线轮廓的畸变，来探测仍嵌在环星盘中的巨行星。该方法基于这样一个事实：巨行星除了扭曲盘面密度外，还会显著扰动气体速度流。我们通过将流体动力学模型与半解析辐射转移计算相结合，计算了产生的分子谱线轮廓。我们的结果表明，使用当代或未来的高分辨率近红外光谱仪（如 VLT/CRIRES 或 ELT/METIS）可以探测到类木星巨行星。我们还研究了双星系统对盘扰动的影响。对于中等间距双星系统中的偏振主星盘，我们发现了最有趣的结果：其盘偏心率（可从非对称谱线轮廓中探测到）源于伴星的引力作用。我们详细的模拟为如何约束盘的运动学状态及其偏心率分布提供了新的启示。独立研究小组的近期发现表明，核心吸积过程受盘偏心率的严重影响，因此在年轻双星系统中探测到偏心原行星盘将进一步约束行星形成理论。