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低质量恒星:其原行星盘寿命分布

地球与行星天体物理 2024-01-09 v1 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

尽管大多数原行星盘在不到 10 Myr 内失去气体,但单个盘的寿命从 < 1 Myr 到 >> 20 Myr 不等,部分盘甚至存在 > 40 Myr。平均盘半寿命掩盖了这种多样性;只有目前尚不存在的盘寿命分布才能捕捉这一事实。盘寿命分布的益处有两方面:首先,它为盘演化理论提供了严格的检验;其次,它可以作为行星形成模型的输入。在此,我们推导出了这样的盘寿命分布。我们启发式地测试了不同的标准分布形式,以评估其解释特定年龄下观测到的盘比例的能力。在此,我们集中讨论低质量恒星(光谱型 M3.7 - M6,MsM_s \approx 0.1 - 0.24 Msun_{sun})的分布,因为盘寿命取决于恒星质量。如果所有恒星在星团年龄 tct_c=0 时都拥有盘,则 Weibull 分布(kk=1.78,λ\lambda=9.15)能很好地描述观测数据。然而,在较低的初始盘比例下存在更好的匹配。对于 f(t=0)= 0.65,Weibull 分布(k=2.34,λ\lambda=11.22)和 Gauss 分布(σ\sigma=9.52,μ\mu=9.52)对数据的拟合效果同样良好。所有分布的共同点在于它们都很宽,且大多数盘在年龄 > 5 Myr 时消散。下一个挑战是将盘寿命的多样性与行星的多样性定量联系起来。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.03775,
  title  = {Low-mass stars: Their Protoplanetary Disc Lifetime Distribution},
  author = {Susanne Pfalzner and Furkan Dincer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.03775},
  year   = {2024}
}

备注

14 pages, 5 figures, accepted by ApJ