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原行星盘中多环芳烃空间分辨观测的必要性

地球与行星天体物理 2023-11-22 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

多环芳烃(PAHs)的特征已在原行星盘中被观测到,文献中利用其从光谱能量分布(SED)获得的发射特征来表征其尺寸并确定其丰度。本文比较两种简单盘模型(均匀 PAH 分布与内盘 PAH 缺失),以探究其 SED 差异及可获取信息。我们使用辐射转移代码 RADMC-3D 对围绕典型 Herbig 星的两类原行星盘的 SED 进行建模,其中一类在内盘存在 PAH 耗尽。我们进一步生成了盘的面朝上人造图像,以提取红外波段 PAH 发射的径向轮廓。我们发现,除电离态外,从 SED 提取的 PAH 特征对原行星盘环境中 PAHs 的信息提供十分有限。原行星盘中 PAHs 的分布以非线性方式影响总观测 PAH 光度,并改变 3.3\,μ\mum 与 11.3\,μ\mum 特征间的相对强度。此外,我们绘制了 3\,μ\mum、6\,μ\mum 与 11\,μ\mum PAH 发射特征的径向轮廓,发现其遵循双幂律轮廓,其中斜率反映了 PAHs 所处的辐射环境(单光子机制 vs. 多光子机制)。借助詹姆斯·韦伯空间望远镜时代下的 IFU 或成像等空间分辨技术,我们发现多波长径向发射轮廓不仅能提供 PAHs 空间分布信息,还可能揭示其尺寸与底层 UV 环境,这对光致蒸发盘风模型至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.12794,
  title  = {The need for spatially resolved observations of PAHs in protoplanetary discs},
  author = {K. Lange and C. Dominik and A. G. G. M. Tielens},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.12794},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 5 figures, accepted for Astronomy and Astrophysics