原始行星盘中分子氢发射 II：X射线照射与尘埃演化的影响
天体物理学
2011-02-11 v1
摘要
通过考虑中心T Tauri星的X射线和紫外线(UV)照射，以及尘埃向盘中面沉积的生长与沉降，构建了气体和尘埃在原始行星盘中密度和温度剖面的详细模型。通过数值求解沉积尘粒的共凝方程，计算了尘埃颗粒在盘中的空间分布与尺寸分布。基于推导的盘物理结构，计算了分子氢的能级分布与发射线。X射线照射是盘内侧区域和表层气体的主要加热来源，而远紫外线加热在其他区域占主导地位。如果中心星具有强X射线和弱UV辐射，H2能级分布由X射线泵送控制，X射线诱导的跃迁线可能可被观测到。如果UV照射较强，能级分布由热力学碰撞或UV泵送控制，具体取决于盘中尘埃颗粒的属性。随着尘埃在盘中的演化，尘埃颗粒生长和向中面沉降，导致盘表面的气体温度下降，因为尘埃的光电加热效率减弱；同时，由于尘埃的消光性减小，UV辐射场变得更强。这使得H2能级分布从局部热力学平衡(LTE)转为非LTE分布，进而导致H2发射线比值发生变化。我们的结果表明，原始行星盘中的尘埃演化可以通过H2发射线的比值进行观测。辐射强大的UV和X射线且拥有小尘埃颗粒的盘，其发射线较强，这类盘将是观测H2发射的理想目标。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0702030,
title = {Molecular Hydrogen Emission from Protoplanetary Disks II. Effects of X-ray Irradiation and Dust Evolution},
author = {H. Nomura and Y. Aikawa and M. Tsujimoto and Y. Nakagawa and T. J. Millar},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0702030},
year = {2011}
}
备注
33 pages, accepted for publication in the Astrophysical Journal