行星形成尺度上的 ALMA 分子巡测 (MAPS) V：CO 气体分布

本文展示了来自“行星形成尺度上的 ALMA 分子巡测”(MAPS) ALMA 大型计划的 CO 同位素体谱线高分辨率（15–24 au）观测。我们的分析采用了五颗原行星盘的 $^{13}$CO 与 C$^{18}$O ($J$=2-1)、(1-0) 以及 C$^{17}$O (1-0) 谱线观测。我们利用三种独立方法反演 CO 气体密度分布：(1) 基于 CO 数据、宽带光谱能量分布和毫米连续辐射的熱化学建模框架；(2) 基于光学厚 CO 谱线的经验温度分布；以及 (3) 对 C$^{17}$O 超精细谱线的直接拟合。这些方法的结果总体呈现极好的一致性。五颗盘的 CO 气体柱密度轮廓在绝对值与径向形状上均存在显著差别。假设气尘质量比为 100，所有五颗盘的整体 CO 相对 H$_2$ 丰度均比星际介质（ISM）比值低 10–100 倍。150–400 au 之间的 CO 气体分布与黏性盘模型吻合良好，支持了长期存在的理论。CO 气体间隙似乎与连续谱间隙位置相关，但某些深的连续谱间隙并无对应的 CO 间隙。CO 与尘埃间隙的相对深度总体与行星–盘相互作用的预测一致，但某些 CO 间隙比基于尘埃间隙的预测浅 5–10 倍。本文为《天体物理学杂志增刊》MAPS 特刊的一部分。