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追踪两颗原行星盘中带状 CO 迁移历史

地球与行星天体物理 2026-01-07 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

珍珠漂移是供应原行星盘内部物质形成行星所必需的重要机制。因此,约束珍珠漂移的尺度和质量通量对于理解行星形成历史至关重要。当前的珍珠漂移模型表明,当冰霜珍珠在穿越关键雪线后升华时,可从气体挥发性丰度的增强来约束珍珠漂移的质量通量。本文我们对 HD 163296 和 MWC 480 原行星盘内侧中平面 CO 雪线处的 13^{13}C18^{18}O J=2-1 线发射进行了ALMA观测。我们使用辐射传递和热化学模型来约束 CO 气体柱密度的空间分布。我们发现两颗盘子都显示出最高可达 ISM 水平十倍的 CO 气体丰度集中峰值。对于 HD 163296 和 MWC 480,推断的增强量分别需要 250-350 和 480-660 地球质量的珍珠穿越其 CO 雪线。这些范围落在位于 CO 雪线内部生长气体巨星的累计珍珠质量通量范围内。中心峰值 CO 增强在当前珍珠漂移模型中是意外的,这些模型预测 CO 增强峰值位于 CO 雪线或在雪线内部均匀。我们提出两种假设来解释中心峰值 CO 增强,包括大范围 CO 脱附距离和 CO 被水冰捕获。通过测试这两种假设并使用 1D 气体和尘埃演化代码 chemcomp,我们发现约30%的挥发性捕获最能再现观察到的中心峰值 CO 增强。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.02545,
  title  = {Tracing Pebble Drift History in Two Protoplanetary Disks with CO Enhancement},
  author = {Tayt Armitage and Joe Williams and Ke Zhang and Sebastiaan Krijt and Leon Trapman and Richard A. Booth and Richard Teague and Charles J. Law and Chunhua Qi and David J. Wilner and Karin I. Öberg and Edwin A. Bergin and Sean M. Andrews and Romane Le Gal and Feng Long and Jane Huang and Jaehan Bae and Felipe Alarcón},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.02545},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted to ApJ January 5th, 2026. 25 pages, 13 Figures