原行星盘中冰的观测模拟
地球与行星天体物理
2021-10-27 v2
摘要
冰是原行星盘的重要组成成分。新的观测设备，特别是詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST），将通过测量冰的红外光谱特征极大地增强我们对盘冰的认识。我们提出了一套模型以补充这些即将到来的观测。我们的模型使用基于动力学的气-粒化学演化代码模拟盘中冰的分布，随后使用包含关键冰物种子集的辐射转移代码模拟观测。我们给出了反映分子继承与化学重置两种初始条件的模型。我们发现，在高度倾斜盘的整体积分光谱中，HO、CO 和 CHOH 的近至中红外吸收特征易于观测，而 CO、NH 和 CH 冰未显示出显著特征。CHOH 冰丰度低，在重置模型中不可观测，使其成为初始化学条件的优秀诊断指标。CO 冰特征在盘寿命期间变化最大，在继承与重置模型中分别减小和增大。侧向盘的空间分辨光谱（JWST 积分视场单元观测模式可能实现）是约束冰垂直分布的理想手段，若灵敏度足够，或能分离出来自更接近中平面冰（如 CO）的特征。正向盘的空间分辨光谱可示踪来自 HO、CO 和 CHOH 的散射光特征，以及最外区来的 CO 和 CH。我们另外模拟了远红外 HO 冰发射特征，发现其在正向观测的盘中最强。
引用
@article{arxiv.2105.12169,
title = {Simulating Observations of Ices in Protoplanetary Disks},
author = {Nicholas P. Ballering and L. Ilsedore Cleeves and Dana E. Anderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.12169},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 10 figures, accepted for publication in ApJ