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行星形成尺度上的ALMA分子巡天(MAPS)。X. 原行星盘高角分辨率氘代研究

太阳与恒星天体物理 2021-11-30 v3 地球与行星天体物理 星系天体物理

摘要

氘分馏依赖于多种物理和化学参数。因此,太阳系中物质的形成位置与热历史常通过测量其D/H比来研究。这需要了解行星形成时期起作用的氘代过程。我们旨在通过高角分辨率求解MAPS(Molecules with ALMA at Planet-forming scales)大程序所观测的五个原行星盘的DCN/HCN(0.3角秒分辨率)与N2_2D+^+/N2_2H+^+(0.3至0.9角秒)柱密度比来研究这些过程。DCN在全部五个源中均被探测到,其中一处为新报道的探测。N2_2D+^+在四个源中被探测到,其中两处为新报道的探测。我们推导了柱密度轮廓,从而能以高分辨率研究DCN/HCN与N2_2D+^+/N2_2H+^+比的空间变化。DCN/HCN在盘的不同部分差异显著,范围从10310^{-3}10110^{-1}。特别地,内盘区域通常比外盘显示出明显更低的HCN氘代程度。此外,我们的分析确认存在两条活跃的氘分馏通道,可改变有机分子库中的D/H比。N2_2D+^+发现于约50 au以外的寒冷外区,在各盘中N2_2D+^+/N2_2H+^+介于10210^{-2}到1之间。这与理论预期一致,即N2_2H+^+氘代仅通过低温通道进行。本文为《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.06462,
  title  = {Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). X. Studying deuteration at high angular resolution toward protoplanetary disks},
  author = {Gianni Cataldi and Yoshihide Yamato and Yuri Aikawa and Jennifer B. Bergner and Kenji Furuya and Viviana V. Guzmán and Jane Huang and Ryan A. Loomis and Chunhua Qi and Sean M. Andrews and Edwin A. Bergin and Alice S. Booth and Arthur D. Bosman and L. Ilsedore Cleeves and Ian Czekala and John D. Ilee and Charles J. Law and Romane Le Gal and Yao Liu and Feng Long and François Ménard and Hideko Nomura and Karin I. Öberg and Kamber R. Schwarz and Richard Teague and Takashi Tsukagoshi and Catherine Walsh and David J. Wilner and Ke Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.06462},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in the Astrophysical Journal Supplement. 55 pages, 30 figures. Replacement of earlier version with updated references