HL Tau外盘的非热速度弥散

原行星盘中的湍流在盘结构演化和行星形成过程中起着关键作用。然而，在由下落包层包围的年轻嵌入盘中，湍流的强度仍不清楚。在本文中，我们首次直接测量了HL Tau周围嵌入盘内的非热速度弥散，该盘拥有一个具有多个环和间隙结构的尘埃盘，但仍与来自包层的下落气流相关联。利用ALMA档案数据中的$\mathrm{H_2CO}$发射线，我们通过考虑开普勒剪切运动贡献的参数模型拟合，测量了局部线宽。在减去热分量后，在$80$-$180~\mathrm{au}$半径范围内，非热速度弥散平均约为$\sim\!\!0.15~\mathrm{km~s^{-1}}$，并随半径略有增加。假设这些非热运动完全由湍流引起且$\alpha \!\!\sim \!\! \mathcal{M}^2$，则估计的非热运动对应的湍流马赫数为$\mathcal{M}\!\!\sim\!\!0.4$，或粘性$\alpha$值为$\alpha \!\!\sim\!\!0.16$。我们的分析还表明，$\mathrm{H_2CO}$发射线示踪了靠近盘的中平面（$z\lesssim 0.1 R$）的区域。考虑到盘质量大且存在相关的下落流，由引力不稳定性或包层下落驱动的湍流最能解释这种大的非热运动。在外盘测量到的强湍流，与垂直方向上沉降的内尘埃盘形成对比，表明盘内湍流强度存在显著的径向变化和/或湍流的各向异性。