行星形成盘的观测尺寸示踪粘滞演化

原行星盘的演化由角动量守恒主导，其中物质向中心恒星的吸积由外盘的粘滞膨胀或在不改变盘尺寸的情况下提取角动量的盘风所驱动。因此，研究盘尺寸的时间演化使我们能够区分粘滞应力或盘风是盘演化的主要机制。在观测上，盘气态外半径的估计基于 CO 旋转发射的范围，而在演化过程中，这也受到盘内不断变化的物理和化学条件的影响。我们使用物理化学 DALI 模型来研究在粘滞膨胀的盘中 CO 发射的范围如何随时间变化，并探究这一可观测的气体外半径在多大程度上是粘滞扩散的合适示踪剂，以及当前的观测是否与粘滞演化一致。我们发现，从我们的模型中测量的气体外半径（R_co）符合粘滞扩散盘的预期：R_co 随时间增加，并且在给定时间下，具有较高粘滞 alpha_visc 的盘其 R_co 更大。然而，在盘质量较低（小于 10^-4 Msun）且 alpha_visc 较高（大于 10^-2）的极端情况下，由于外盘中 CO 的光解，R_co 反而会随时间减小。对于大多数盘年龄，R_co 比盘的特征尺寸 R_c 大至 12 倍，并且 R_co/R_c 在质量最大的盘中达到最大。由于这种差异，将 R_co 简单转换为 alpha_visc 会将盘的真实 alpha_visc 高估达一个数量级。我们发现，Lupus 中大多数观测到的气体外半径可以用一个粘滞演化的盘来解释，该盘初始较小（R_c = 10 AU）且具有低粘滞（alpha_visc = 10^-4 - 10^-3）。