利用冰线和尘埃线约束原行星盘的面密度

我们提出了一种通过考虑盘‘尘埃线’来确定原行星盘面密度的新方法，尘埃线指示了在不同观测波长下观测到的盘径向尺度。该方法基于这样一个假设：在盘演化的后期阶段，粒子生长和漂移过程控制了盘的径向尺度，使得盘的寿命等于给定尘埃线处最大粒子尺寸的漂移时标和生长时标。我们通过将该模型应用于 TW Hya 盘提供了初步的概念验证，并能够估计盘尘气比、CO 丰度和吸积率，以及总盘面密度。我们发现，推导出的面密度剖面和尘气比与通过 HD 气体测量发现的下限一致。CO 冰线也通过颗粒吸附率和漂移依赖于面密度，我们发现理论 CO 冰线估计值具有清晰的观测对应物。我们进一步将模型应用于大参数空间的理论盘，并发现了三个可用于检验其有效性的观测诊断指标。首先，我们预测除 TW Hya 以外的盘的尘埃线将与这些盘的归一化 CO 面密度剖面形状一致。其次，我们从盘冰线推导出的面密度剖面应与从盘尘埃线推导出的剖面相匹配。最后，我们预测在大样本盘中，盘尘埃线和冰线将作为面密度的函数呈相反的比例缩放。