盘气体质量与远红外革命
地球与行星天体物理
2019-03-22 v1
摘要
原行星盘的气体质量是行星形成中的基本量。气体的存在是吸积星子所必需的，它决定了巨行星诞生的时标，并且对从化学丰度（X/H）到行星形成质量效率等一系列行星形成性质而言都是未知因素。由传统示踪物（如尘埃热连续谱与CO同位素体）获得的气体质量，现已知存在显著（1–2个数量级）差异。H2的同位素体氢化物（HD）的发射提供了盘气体质量的另一种测量方式。在全部光谱区间中，远红外尤为突出，因将大口径望远镜冷却至8 K可获得数量级般的灵敏度提升。此类设施可开辟广阔的新光谱探索领域。这场远红外革命的主要益处之一，将是能够通过对HD发射的巡天测量数百个行星形成盘以推导其气体质量。我们将首次获得气体质量随演化变化的统计，依恒星光谱型追踪从诞生到消散的过程。这些测量对我们理解巨行星可用气体的时标、类地世界种子的动力学演化，以及携带生命所需元素的前行星胚胎的化学组成具有广泛意义。HD基态谱线的测量需要一台在112微米远红外波段运行的空间天文台。
引用
@article{arxiv.1903.08777,
title = {The Disk Gas Mass and the Far-IR Revolution},
author = {Edwin A. Bergin and Klaus M. Pontoppidan and Charles M. Bradford and L. Ilsedore Cleeves and Neal J. Evans and Maryvonne Gerin and Paul F. Goldsmith and Quentin Kral and Gary J. Melnick and Melissa McClure and Karin Oberg and Thomas L. Roellig and Edward Wright and Richard Teague and Jonathan P. Williams and Ke Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.08777},
year = {2019}
}
备注
Science white paper submitted to the Astro2020 Decadal Survey