利用CO同位素谱线发射绘制原行星盘垂直结构
地球与行星天体物理
2023-05-17 v1 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
对中倾角（30-75{\deg}）原行星盘中CO同位素谱线发射的高空间分辨率观测，使我们能够详细刻画气体结构，包括径向与垂直子结构、发射面高度及其对源特性的依赖，以及盘温度轮廓。通过结合一系列CO同位素的观测，我们可以绘制从由CO示踪的盘上层大气到由丰度较低的同位素探测的近中面的二维（r, z）盘结构。在此，我们展示了围绕DM Tau、Sz 91、LkCa 15和HD 34282的过渡盘中CO、CO和CO在J=2-1和/或J=3-2谱线中的高角分辨率（0."1至0."2；15-30 au）观测。我们推导了所有盘中CO的谱线发射面，以及DM Tau和LkCa 15盘中CO的发射面。借助这些观测，我们未能解析任何盘中CO的垂直结构，其反而与源自中面的CO发射一致。J=2-1和J=3-2谱线均呈现相似高度。利用推导的发射面，我们计算了每个盘的径向与垂直气体温度分布，包括DM Tau和LkCa 15盘的经验温度模型。将我们的样本与文献源结合后，我们发现CO谱线发射高度也与源特性（如恒星宿主质量、气体温度、盘尺寸）存在初步关联，并呈现出比CO发射面更陡的趋势。
引用
@article{arxiv.2212.08667,
title = {Mapping Protoplanetary Disk Vertical Structure with CO Isotopologue Line Emission},
author = {Charles J. Law and Richard Teague and Karin I. Öberg and Evan A. Rich and Sean M. Andrews and Jaehan Bae and Myriam Benisty and Stefano Facchini and Kevin Flaherty and Andrea Isella and Sheng Jin and Jun Hashimoto and Jane Huang and Ryan A. Loomis and Feng Long and Carlos E. Muñoz-Romero and Teresa Paneque-Carreño and Laura M. Pérez and Chunhua Qi and Kamber R. Schwarz and Jochen Stadler and Takashi Tsukagoshi and David J. Wilner and Gerrit van der Plas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.08667},
year = {2023}
}
备注
31 pages, 15 figures, accepted for publication in ApJ. Image cubes available at https://zenodo.org/record/7430257