追踪侧向原行星盘内的分子分层结构

对侧向原行星盘的高分辨率观测，利用采样不同临界密度和形成路径的分子谱线发射，提供了示踪原行星盘垂直化学与物理结构的机会。基于对一个侧向的飞碟盘（2MASS J16281370-2431391）的亚角秒分辨率阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）存档数据的分析，我们确立了该盘 CN 发射区相对于 $^{12}$CO 和 CS 发射区的垂直与径向分异，并模拟了 CN 发射所源自的盘物理条件。我们证明该盘的 $^{12}$CO (2-1)、CN (2-1) 和 CS J=5-4 发射区在中平面之上的标高依次减小，使得 $^{12}$CO、CN 和 CS 分别示踪密度递增、温度递减的层。我们发现，在距中心恒星半径 > 100 au 处，CN 发射主要源自中间层，而在盘内区，CN 似乎源自更靠近中平面的层。我们通过 RADEX 非局部热动平衡（non-LTE）建模三条最亮的 CN 超精细线，研究了 CN 发射区内的盘物理条件，以及 CN 激发温度和柱密度的范围。在盘中平面附近，我们推导出在较低 T$_{kin}$（~12 K）下密度 nH2 ~10$^{7}$ cm$^{-3}$，发现 CN 已热化，而来自较高（中间）盘层的 CN 发射则呈现亚热、非 LTE 条件。我们探讨了飞碟盘中 CN 发射的特定空间位置和激发条件是否及如何与受中心恒星 X 射线和 UV 光子对耀变盘径向与垂直辐照程度所控制的 CN 产生相关联。