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紫金山天文台等基于ALMA观测揭示LkCa 15原行星盘的气体和尘埃分布
2019年08月28日

  828日,The Astrophysical Journal (《天体物理学杂志》) 在线发表了太阳娱乐官网季江徽课题组与合作者的研究成果,该项研究利用Atacama Large Millimeter/submillimeter ArrayALMA)射电干涉阵的观测数据,给出了原行星盘LkCa 15中的气体和尘埃分布特征,并准确限定原行星盘的气体质量,揭示了行星形成早期的物理环境。 

  原行星盘是环绕在年轻恒星周围由气体和尘埃组成的气体盘。原行星盘在分子云坍缩过程中与年轻的恒星同时形成,在空间上其半径可延伸至1000 AU (天文单位),它是行星诞生的摇篮。原行星盘的研究可为深入了解行星形成提供重要线索。LkCa 15是一颗位于金牛座的年轻恒星, 早在2012年天文学家在其尘埃盘内部空洞发现疑似行星的候选体 LkCa 15 b,后续对该原行星盘持续的观测,期望获得更准确的图像来给出行星存在的证据。2014年,ALMA通过尘埃连续谱与CO3-2发射线对LkCa 15系统进行了高精度观测,给出LkCa 15原行星盘的尘埃与CO图像。然而,LkCa 15系统的气体盘质量可能较大以及其12CO的发射线处于光学厚的情况下,如何准确确定其质量信息成为一个难题。 

  在该项研究中,紫金山天文台领衔的科研团队基于 LkCa 15 系统的气体盘面密度分布参数化方法,在一个较大的参数空间内开展搜索,以获得其最佳拟合质量(图1)。研究人员发现,最佳拟合表明 LkCa 15 系统的气体盘约为 0.1个太阳质量,这个结果证实了已有的两次低分辨率观测。同时,研究人员发现,通过拟合气体发射线的多通道图,能够更准确的限定原行星盘中的气体质量,将来基于该方法可广泛应用于精确限定光学厚这类原行星盘的质量。 

  该项研究工作第一作者为紫金山天文台晋升博士,合作者包括美国洛斯阿拉莫斯国家实验室研究员Hui Li课题组和美国莱斯大学Andrea Isella博士。该工作得到了国家自然科学基金(11503092, 11773081, 11661161013) 、中国科学院创新交叉团队、中国科学院行星科学重点实验室等项目资助。  

  文章链接: 

1  不同原行星盘质量下的CO多通道图与ALMA观测对比。从上至下:低质量模型,最佳拟合,高质量模型。 

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