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原行星盘散射光垂直结构:大样本分析

地球与行星天体物理 2026-03-09 v1

摘要

高分辨率散射光成像揭示了原行星盘和周星盘中复杂的形态。测量散射面垂直高度是理解盘结构、演化以及嵌入尘埃性质的关键。我们发展了一种用于拟合原行星盘散射光图像中椭圆形的 methodology,以从大规模且形态多样的盘样本中提取尘埃散射面垂直高度轮廓。数据集由92幅采用VLT/SPHERE获取的近红外极化图像组成。旨在识别不同盘形态之间的垂直结构趋势,并测试与恒星质量、年龄、盘尘埃质量之间的相关性,同时探讨所导出高度轮廓对潜在嵌入行星质量的意义。我们实现了一种结构提取与椭圆拟合 (SEEF) 算法,使用边缘检测与高斯拟合来定位盘结构。椭圆拟合揭示了椭圆中心与恒星位置之间的空间偏移,这些偏移被解释为垂直高度,假设盘为圆形环形结构。也推导出盘的倾斜角、位置角以及aspect比 h/r。该方法为92个盘提供了垂直高度测量,显示出与flared盘几何一致的轮廓。然而,整个样本不能用单一幂律关系描述。按形态划分显示,大多数盘类别没有明显相关性,除了外径超过约150 au的扩展盘表现出清晰的幂律flaring趋势。缺乏与其他系统属性强相关性的发现,表明或不同形态具有不同的垂直结构,或其他物理因素影响盘的flaring。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.05599,
  title  = {Vertical Structure of Protoplanetary Disks in Scattered Light: A large sample analysis},
  author = {J. Byrne and C. Ginski and R. F. van Capelleveen and N. Fitzgerald and A. Garufi and C. Coyne and C. Lawlor and D. McLachlan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.05599},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics. 23 pages, 10 figures, 2 tables