从空间分辨的赫歇尔图像看大质量年轻碎屑盘中的搅拌过程

相当一部分主序星被尘埃碎屑盘环绕，其中短寿命的尘埃粒子通过星子之间的碰撞得到补充。最具破坏性的碰撞发生在较小天体的轨道被动力学搅拌时，这种搅拌要么由局域形成的冥王星大小的星子（自搅拌情景）的引力效应引起，要么由内部巨行星引起的长期摄动（行星搅拌）所致。这两种情景在碎屑系统中的相对重要性尚不清楚。在此，我们展示了从已知最大质量和最延展的碎屑系统中选出的 11 个盘的赫歇尔空间天文台新图像。所有盘在远红外波段均被发现是延展的，其中五个是首次被分辨。我们通过将测量的盘尺寸与根据目标年龄计算的模型预测进行比较，评估了自搅拌情景的可行性。我们得出结论，自搅拌解释适用于七个盘。然而，在四个案例中，假设合理的初始盘质量，搅拌锋向外传播的预测速度远不足以解释冷尘埃的径向范围。因此，对于 HD 9672、HD 16743、HD 21997 和 HD 95086，需要另一种解释。我们对 {\ss} Pic 和 HR 8799 进行了类似分析，得出了相同的结论。我们认为行星搅拌是解释这些系统中盘特性的一个有希望的可能性。在 HR 8799 和 HD 95086 中，我们可能已经知道潜在的摄动体，因为它们已知的外侧巨行星可能负责搅拌过程。我们的研究表明，在最大和最重的碎屑盘中，自搅拌可能不是唯一活跃的情景，行星搅拌可能在一些系统中负责破坏性碰撞和碎屑尘埃的产生。