原行星盘中自引力的运动学测量

通过受控注入和恢复实验，我们设计了一种分析方案，用于评估基于分辨的(CO)谱线数据对原行星盘气体质量进行动力学测量的质量，考虑观测限制（分辨率、采样、噪声）、测量偏差以及几何和物理条件的不确定性。在足够的数据质量下，该方法对质量盘（$M_{\rm d}/M_\ast=0.1$）表现良好：我们推断出的$M_{\rm d}$后验分布以较小偏差（$\lesssim$ 20%）恢复真实值，不确定性在2倍以内（2$\sigma$）。此类情况下的气体面密度剖面恢复得非常好。一些实验表明，当$M_{\rm d}/M_\ast\lesssim5$%时，该方法变得不敏感，主要原因是面密度剖面参数存在简并。包含探测不同垂直层的多条谱线，以及相关工具的改进，在理想情况下可能将该实际边界再降低约两倍。我们还利用ALMA对MWC 480盘的档案观测数据（Öberg et al. 2021）演示了该分析方法：我们测量得到$M_{\rm d}=0.13^{\: +0.04}_{\: -0.01} \: M_\odot$（对应$M_{\rm d}/M_\ast=7\pm1$%），并识别出与65和135 au处面密度间隙一致的运动学子结构。总体而言，这项（及类似）工作表明，这些动力学测量提供了强大的新约束，具有足够的精度和准确度来量化$M_{\rm d}/M_\ast$分布高端的气体质量和面密度，因此可作为详细热化学模型的关键基准。我们讨论了一些改进前景，并讨论了各种注意事项和局限性以指导未来工作。