JWST-MIRI 原行星盘空洞：分子发射的二元性
地球与行星天体物理
2026-01-06 v1
摘要
行星形成区域的演化对于理解行星形成具有根本意义。直径中心 dust 发射缺失的盘，所谓的“空洞”，长期引人关注，因为被视为原始行星和/或风暴清除盘中高级区域的证据。在 JWST 之前，红外光谱显示，这些盘通常缺乏在完整盘中观察到的强烈分子发射。本文结合了 12 个直径在 -70 au 范围内、具有不同水平毫米和红外连续光度缺失的盘的样本。我们分析了使用 JWST MIRI 观察到的其分子光谱，统一地使用新的 JDISCS 流程减去。该分析显示，分子发射在“分子丰富” (MR) 空洞中遵循与水、CO 和 OH 亮度与吸积亮度之间的全球趋势相符的趋势，而“分子贫乏” (MP) 空洞在除 OH 外的所有分子中显著亚亮度。盘空洞通常表现出亚光度的有机物发射、更高的 OH/HO 比值，以及较低的水柱密度。CO 和水振动态线的亚热激发 suggest 所有空洞中发射层的气体密度降低，支持 CH 光解模型的预期。在我们发现红外指数在 MR 空洞中较低，表明分子二元性与毫米盘空洞中残余 m 大小尘埃有关。综合这些结果， suggest 尘埃耗竭、气体密度降低和分子解离之间存在反馈过程。盘空洞可能有一个共同的演化序列，其中 MR 逐渐转化为 MP。
引用
@article{arxiv.2601.02344,
title = {Protoplanetary disk cavities with JWST-MIRI: a dichotomy in molecular emission},
author = {Patrick Mallaney and Andrea Banzatti and Colette Salyk and Ilaria Pascucci and Paola Pinilla and Joan Najita and Klaus M. Pontoppidan and Sebastiaan Krijt and Geoffrey A. Blake and Benoit Tabone and Till Kaeufer and Ke Zhang and Feng Long and Jane Huang and Giovanni Rosotti and Karin I. Oberg and Maria Jose Colmenares and Andrew Lay and Lucas A. Cieza and L. Ilsedore Cleeves and Joe Williams and Chengyan Xie and Miguel Vioque and Mayank Narang and Nicholas P. Ballering and Minjae Kim and the JDISCS Collaboration},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02344},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication on the Astrophysical Journal