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毫米波隙对比度作为原行星盘湍流水平的探测手段

地球与行星天体物理 2022-11-08 v1

摘要

湍流运动被认为调节着原行星盘中的角动量输运并影响尘埃演化。通过气体谱线观测测量湍流强度具有挑战性,因为需要高空间与光谱分辨率的数据,以及对温度的精确确定。在这项工作中,以著名的HD 163296盘为例,我们研究了在高角分辨率连续谱图像中识别出的隙对比度作为湍流水平的探测手段。利用自洽的辐射转移模型,我们同时分析了沿盘主轴与次轴的径向亮度轮廓,以及B67和B100环的方位角亮度轮廓。通过拟合从这些轮廓测得的所有隙对比度,我们约束了D48、B67和B100区域的气体-尘埃标高比Λ分别为3.00.8+0.33.0_{-0.8}^{+0.3}1.20.1+0.11.2_{-0.1}^{+0.1}6.5{\ge}\,6.5。变化的气体-尘埃标高比表明尘埃沉降程度随半径改变。推断出的Λ值转化为D48和B100区域中αturb<3×103\alpha_{\rm turb}\,{<}\,3\times10^{-3}的湍流水平,这与先前由气体谱线观测设定的上限一致。然而,B67环中的湍流运动很强,为αturb1.2×102\alpha_{\rm turb}\,{\sim}1.2\,{\times}\,10^{-2}。由于Λ与尘埃面密度下降深度之间的简并性,D86隙区域的湍流强度未被约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.09230,
  title  = {Millimeter Gap Contrast as a Probe for Turbulence Level in Protoplanetary Disks},
  author = {Yao Liu and Gesa H. -M. Bertrang and Mario Flock and Giovanni P. Rosotti and Ewine F. van Dishoeck and Yann Boehler and Stefano Facchini and Can Cui and Sebastian Wolf and Min Fang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09230},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 7 figures, accepted for publication in Science China Physics, Mechanics & Astronomy