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ALMA多波段观测揭示CW Tau周围具有缝隙的大质量致密尘埃盘

地球与行星天体物理 2022-05-18 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

半径\lesssim50 au的致密原行星盘在年轻低质量恒星周围很常见。我们报道了利用ALMA在4波段(λ=2.2\lambda=2.2 mm)、6波段(1.3 mm)、7波段(0.89 mm)和8波段(0.75 mm)对CW Tau周围一个致密盘进行的高分辨率尘埃连续谱观测。该SED在0.75至1.3 mm之间的光谱斜率为2.0±0.242.0\pm0.24,而在2.17至3.56 mm之间为3.7±0.293.7\pm0.29。2.17至3.56 mm之间的陡峭斜率与小颗粒(\lesssim 350 μm{\rm \mu m})光学薄辐射的斜率一致。我们对ALMA数据进行了参数化拟合以表征该尘埃盘。有趣的是,若尘埃-气体质量比为0.01,Toomre的Q参数达到\sim1-3,表明CW Tau盘可能处于边际引力不稳定状态。总尘埃质量估计为250M\sim250M_{\oplus}(对应由先前7波段偏振观测推断的最大尘埃尺寸140 μm{\rm \mu m}),即使对于更大的颗粒尺寸也至少有80M80M_{\oplus}。这一结果表明,尽管CW Tau盘很小,但其质量相当大。此外,我们清晰地识别出一个位于20\sim20 au的缝隙结构,其可能由一颗巨行星引发。尽管具有这些有趣特征,CW Tau盘在ALMA 6波段具有正常的盘光度、尺寸和谱指数,这可能是II型盘质量预算问题的一条线索。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.16236,
  title  = {Massive compact dust disk with a gap around CW Tau revealed by ALMA multi-band observations},
  author = {Takahiro Ueda and Akimasa Kataoka and Takashi Tsukagoshi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.16236},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages, 12 figures, accepted for publication in ApJ