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紫金山地理台等基于ALMA不雅测提醒原行星盘中尘埃环结构成因

  521日,The Astrophysical Journal (《天体物理学杂志》)在线发表了中国迷信院紫金山地理台季江徽课题组与协作者的研究成果,该项研究基于Atacama Large Millimeter/submillimeter ArrayALMA)射电干涉阵的不雅测数据及流体力学模仿,提醒了原行星盘中尘埃环的尘埃和蔼体相互感化产生的双流体不稳定性,对懂得ALMA不雅测的原行星盘的尘埃环状构造和非方位对称性结构成因具有重要的迷信意义。 

  原行星盘是环绕在年青恒星四周,由气体和尘埃构成的气体盘,其半径平日延长到数百至上千地理单位(1地理单位约等于日地均匀间隔)。这些环绕恒星的原行星盘是行星的出生摇篮,比如孕育行星的胎盘为行星构成的供给各类丰富的“养分”。毫无疑问,原行星盘的研究对懂得“婴儿期”太阳系也有侧重要的迷信价值。近年来,ALMA高精度高分辨率的不雅测数据,提醒了很多年青恒星四周存在环状构造的原行星盘尘埃持续谱图象(图1)。这类尘埃环状构造或许是由于原行星盘中的挥发物质凝集的雪线构成,抑或是尘埃环受气体阻尼而困于气体压强鼓包中招致。这意味着尘埃环构造与行星的构成密切相干。 

  紫金山地理台的科研人员与协作者经过过程流体动力学模仿和辐射转移计算,应用盘的粘滞变更模型在原行星盘中构成压强鼓包进而构成尘埃环。当尘埃环构成后,尘埃对气体的反感化阻尼触发一种新的中等标准双流体不稳定性(图2)。进而,该流体不稳定性产生大年夜量的尘埃旋涡构造,使得原行星中尘埃环出现非方位对称性(图3)。该研究为将来ALMA对原行星盘的尘埃环精细不雅测,直接捕获原行星盘中的星子构成和行星出生的图象供给了关键的迷信根据。 

  该项研究的第一作者为紫台博士生黄平辉。该任务取得了中国迷信院B类先导专项(XDB41000000)、国度天然迷信基金、中国迷信院创新交叉团队、中国迷信院行星迷信重点实验室等的赞助。 

  文章链接:https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab8199  

1. DSHARP 项目不雅测到的20个原行星盘的240GHz尘埃持续谱(Andrews et al. ApJ, 869, L41, 2018) 

2.  尘埃环中尘埃和蔼体相互感化产生的中等标准双流体不稳定性,招致在尘埃环中产生大年夜量的旋涡构造,进而可有效地将尘埃困在旋涡中有益于星子和行星内行星盘中构成。 

3.双流体不稳定性使得尘埃环产生大年夜量的非方位对称的亮斑构造。

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