织女星的碎片盘：一个稳态碰撞级联的自然结果

有人曾认为，关于织女星这一典型碎片盘的光度数据和图像可能与盘演化的标准稳态碰撞场景相矛盾。在此，我们对织女星盘进行“从源头出发”的物理建模。我们假设尘埃由位于约100 AU处的“柯伊伯带”母星子维持，并利用我们的碰撞和辐射传输代码自洽地模拟盘物质的尺寸和径向分布，进而模拟尘埃的热辐射。在此过程中，我们改变了一系列参数，包括恒星性质、星子带的确切位置、延伸范围和动力学激发、固体的化学成分以及碰撞模型。我们能够再现从近红外到毫米波整个波长范围内的光谱能量分布，以及织女星盘的中红外和亚毫米径向亮度分布。因此，我们的结果表明，织女星盘的观测与稳态碰撞尘埃产生是兼容的，并且我们对维持该盘的参数和物理过程给出了重要约束。小于100公里大小天体的总盘质量估计约为10个地球质量。假设碰撞级联在织女星约350 Myr的年龄中大部分时间都在运行，那么在此期间盘必定损失了几个地球质量的固体。我们还证明，需要使用由快速自转导出的恒星在极点和赤道之间的中间光度才能再现碎片盘的观测结果。最后，我们表明将撞击坑碰撞纳入模型是强制性的。