盘有多大——原行星盘气体尺寸究竟意味着什么？

目前仍不清楚是什么机制驱动原行星盘的演化。对主要候选机制（由磁旋转不稳定性驱动的湍流或磁流体动力学盘风）的直接探测已被证明十分困难，使得盘尺寸的时间演化成为能够区分这两种机制的最有希望的可观测量之一。但要成功做到这一点，我们需要弄清观测到的气体盘尺寸实际示踪的是什么。我们研究了包围 90% $^{12}$CO 流量的半径 $R_{\rm CO,\ 90\%}$ 与编码物理盘尺寸的半径 $R_c$ 之间的关系，以提供这两种尺寸间转换的简单方案。针对广泛的热化学模型网格，我们通过合成观测计算 $R_{\rm CO,\ 90\%}$，并将该半径处测得的属性（如气体柱密度）与盘整体属性（如 $R_c$ 和盘质量 $M_{\rm disk}$）关联。我们发现气体柱密度在 $R_{\rm CO,\ 90\%}$ 处与盘质量存在经验关联：$N_{\rm gas}(R_{\rm CO,\ 90\%}) \approx 3.73\times10^{21}(M_{\rm disk}/\mathrm{M}_{\odot})^{0.34}\ \mathrm{cm}^{-2}$。利用此关联，我们推导了仅依赖于 $R_c$ 和 $M_{\rm disk}$ 的 $R_{\rm CO,\ 90\%}$ 解析方案。我们对 Lupus、Upper Sco、Taurus 和 DSHARP 中的盘推导了 $R_c$，发现较老的 Upper Sco 区域中的盘（$\langle R_c \rangle$ = 4.8 au）显著小于较年轻的 Lupus 和 Taurus 区域中的盘（分别为 $\langle R_c \rangle$ = 19.8 和 20.9 au）。这种 $R_c$ 随时间减小与黏性和风驱动演化的预测均相悖，但可能是 Upper Sco 中显著外部光致蒸发使盘截断的迹象。