TW Hya罗塞塔石碑计划III：解析盘的气态热剖面
地球与行星天体物理
2021-02-17 v1
摘要
原行星盘的热结构是该系统的根本特征，对盘演化和行星形成有广泛影响。在本研究中，我们利用七条CO谱线的图像约束原行星盘TW Hya的二维热结构。这包括新的12CO J=2-1和C18O J=2-1的ALMA观测，以及12CO J=3-2、13CO J=3-2、6-5、C18O J=3-2、6-5的ALMA档案观测。此外，我们重现了HD J=1-0谱线流量的Herschel观测、光谱能量分布，并利用了近期对TW Hya中CO径向消耗的量化。这些观测使用热化学代码RAC2D建模，我们的最佳拟合模型重现了所有空间分辨的CO表面亮度轮廓。所得热剖面得出盘质量为0.025 Msun，以及一层薄的上层气体（缺乏小尘埃，厚度约为对应半径的1.2%）。使用我们最终的热结构，我们发现仅凭CO不是可行的质量示踪剂，因为其丰度与总H2表面密度简并。不同的质量模型可轻易以不同的丰度假设匹配空间分辨的CO谱线轮廓。质量确定需要额外知识，本工作中HD提供了推导气体质量的额外约束并支持TW Hya盘中CO消耗的推断。我们的最终热结构确认了HD作为原行星盘质量强有力探测手段的用途。此外，本文提出的方法是未来提取盘温度和质量的可用策略。
引用
@article{arxiv.2012.05927,
title = {The TW Hya Rosetta Stone Project III: Resolving the Gaseous Thermal Profile of the Disk},
author = {Jenny Calahan and Edwin Bergin and Ke Zhang and Richard Teague and Ilsedore Cleeves and Jennifer Bergner and Geoffrey A. Blake and Paolo Cazzoletti and Viviana Guzman and Michiel R. Hogerheijde and Jane Huang and Mihkel Kama and Ryan Loomis and Karin Oberg and Ewine F. van Dishoeck and Jeroen Terwisscha van Scheltinga and Catherine Walsh and David Wilner and Charlie Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05927},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 12 main figures, 14 appendix figures. Accepted to ApJ