在中红外波长观测原行星盘中的碳与氧载体
地球与行星天体物理
2021-03-10 v1
摘要
红外观测探测围绕年轻类太阳 T Tauri 恒星的行星形成盘内区的温暖气体。在这些系统中，HO、OH、CO、CO、CH 与 HCN 已被广泛观测。然而，可能丰富的碳载体 CH 在很大程度上仍未被约束。詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)将能够表征 CH 的中红外流量以及若干其他碳与氧载体。为迎接 JWST 任务，我们模拟了 T Tauri 盘的物理与化学结构，以预测可观测分子的丰度与中红外流量。我们探索了一系列涉及难熔碳物质破坏以及对总元素（挥发与难熔）C/O 比改变的组成情景。内盘表层的光驱动化学大体摧毁了初始的碳与氧载体。这使得具有相同物理结构与 C/O 比的模型具有相似的稳态表面组成，而与初始化学丰度无关。初始盘组成在受屏蔽的内盘中平面得以更好保存。内盘表面与中平面组成的相似程度将取决于这些半径处垂直混合的特征。我们所模拟的可观测分子流量对盘气体温度、内半径与总元素 C/O 比的变化敏感响应。因此，盘的中红外观测将成为这些基本盘参数（包括可与行星大气测定值比较的 C/O 比）的有用探测手段。
引用
@article{arxiv.2101.03182,
title = {Observing Carbon & Oxygen Carriers in Protoplanetary Disks at Mid-infrared Wavelengths},
author = {D. E. Anderson and G. A. Blake and L. I. Cleeves and E. A. Bergin and K. Zhang and K. R. Schwarz and C. Salyk and A. D. Bosman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03182},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal