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金牛座恒星形成区致密盘中的亚结构

地球与行星天体物理 2023-08-02 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

对原行星盘亚结构的观测在很大程度上局限于最亮和最大的盘,从而排除了作为行星形成可能场所的丰富致密盘种群。在此,我们重新分析了金牛座恒星形成区 12 个致密原行星盘在 ~0.1''、1.33 mm ALMA 连续谱观测数据。通过直接拟合可见度,我们在 12 个致密盘中的 6 个里识别出了亚结构。随后,我们将完整金牛座单星系统 24 个盘样本与 ALMA DSHARP 巡天中识别出的亚结构进行比较,区分致密(R_eff,90% < 50 au)与延展(R_eff,90% > 50 au)盘源。我们发现,在小型与大型盘中,几乎所有半径处都探测到了亚结构。初步地,我们发现中等大小(R_eff,90% 介于 30 与 90 au 之间)的盘中宽间隙较少。我们进行了一系列盘–行星相互作用模拟,以约束可见度拟合方法的灵敏度。在盘–行星相互作用的假设下,我们利用间隙宽度与常见盘参数计算金牛座样本中潜在的行星质量。我们发现年轻行星出现率在海王星质量附近达到峰值,与 DSHARP 样本相似。对于 0.01 MJ/MM_J/M_\odot \lesssim Mp/MM_p/M_* \lesssim 0.1 MJ/MM_J/M_\odot,出现率为 17.4±\pm8.3%;对于 0.1 MJ/MM_J/M_\odot \lesssim Mp/MM_p/M_* \lesssim 1 MJ/MM_J/M_\odot,为 27.8±\pm8.3%。二者均与微透镜巡天一致。对于质量大于 5 MJM_J 的气态巨行星,出现率为 4.2±\pm4.2%,与直接成像巡天一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.03862,
  title  = {Substructures in Compact Disks of the Taurus Star-forming Region},
  author = {Shangjia Zhang and Matt Kalscheur and Feng Long and Ke Zhang and Deryl E. Long and Edwin A. Bergin and Zhaohuan Zhu and Leon Trapman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03862},
  year   = {2023}
}

备注

30 pages, 15 figures, 6 tables, accepted to be published in The Astrophysical Journal