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棕矮星盘中的毫米波光谱指数与行星尘埃捕获

地球与行星天体物理 2017-09-13 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

棕矮星(BD)周围的盘是研究在寒冷和低质量盘条件下行星形成最初步骤的绝佳实验室。BD 盘中尘埃粒子的径向漂移速度高于围绕质量更大恒星的盘。因此,与 T Tauri 或 Herbig Ae/Be 恒星周围的盘相比,BD 盘预计在毫米级颗粒上更为贫乏。然而,最近对 BD 盘的毫米观测揭示了较低的毫米波光谱指数,表明这些盘中存在大颗粒,这对尘埃演化模型提出了挑战。我们展示了使用 IRAM/Plateau de Bure 干涉仪(PdBI)对金牛座恒星形成区中三个 BD 盘进行的 3\,mm 测光观测,这些盘已在 0.89\,mm 处用 ALMA 观测过。这些盘未被分辨,且仅有一个被 PdBI 以足够置信度(3.5σ\sim3.5\sigma)探测到。基于这些观测,我们获得了光谱指数的值和下限,并发现其值较低(αmm3.0\alpha_{\rm{mm}}\lesssim 3.0)。我们在嵌入行星的粒子捕获背景下比较了这些观测,该机制是解释质量更大且更热盘中观测特征的一种有前景的机制。然而,我们发现该模型无法重现当前 BD 盘的毫米观测,而全局分布有多个强压力凸起的盘仍是解释观测的有利情形。其他可能性是 BD 盘中的气体质量非常低(2×103MJup\sim2\times10^{-3}\,M_{\rm{Jup}}),使得毫米颗粒退耦且不漂移,或者是蓬松团聚体的快速生长。

关键词

引用

@article{arxiv.1709.00428,
  title  = {Millimeter Spectral Indices and Dust Trapping By Planets in Brown Dwarf Disks},
  author = {P. Pinilla and L. H. Quiroga-Nuñez and M. Benisty and A. Natta and L. Ricci and Th. Henning and G. van der Plas and T. Birnstiel and L. Testi and K. Ward-Duong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1709.00428},
  year   = {2017}
}

备注

Accepted for publication in ApJ