PDS 70b 展示了类似恒星的碳氧比

约5万年年龄的 PDS 70 是已知唯一一个原行星位于环绕星体盘的空洞中并从中形成的星际盘系统，对于研究行星形成与演化具有理想条件。本文报告了 PDS 70b 首次的自转约束和碳氧比测量，基于 Keck/KPIC 高分辨率光谱仪数据。我们通过交叉相关检测到 PDS 70b 大气中的 CO (3.8σ) 和 H$_2$O (3.5σ) 分子，其组合 CO 与 H$_2$O 模板检测显著性达4.2σ。采用 BT-Settl 模型网格进行的前向模型拟合，给出 PDS 70b 自转速率的上限（<$29 km s$^{-1}$）。大气反演约束 PDS 70b 的碳氧比为${0.28}^{+0.20}_{-0.12}$（在95$0.63），金属量 [C/H] 为 ${-0.2}^{+0.8}_{-0.5}$ dex，与其星体的金属量一致。以下情景可解释我们测得的 PDS 70b 碳氧比与外部富碳盘中碳氧比(>1)的差异：首先，PDS 70b 的固体成分可能主要由尘埃+冰的碎片组成，而非盘气体。另一种可能解释是盘在 PDS 70b 形成之后才变得富碳，正如化学演化模型所预测，也如在极低质量星体和较老盘系统中由 JWST/MIRI 所观察到的现象。由于 PDS 70b 仍在积累作用且其化学演化尚未完成，因此需要更精细的行星与盘的模型，以及对 PDS 70b（以及可能的 PDS 70c）进行更高质量的观测，以验证这些情景。