< Summary (English) >
English Summary:
Astronomers observed the disk around TW Hya, a young star, using millimeter wavelength observations from ALMA.
They found that the dust surface-brightness profile of the thermal continuum emission steepened at larger radii, indicating dust evolution in the disk.
The results suggest that the total dust content and turn-over radius are too large for TW Hya’s age even when considering a radially varying dust opacity.
Higher resolution imaging with ALMA is required to determine if unseen gaps associated with embedded planets trap grains at large radii or if locally enhanced grain growth associated with the CO snow line explains the extent of the millimeter continuum surface brightness profile.
Korean Summary:
천문학 연구원에서는 TW Hya 별의 이웃 궤적 질량 관측 데이터를 ALMA(아틀라마 대규모 밀미 미세 전파 관측 기관)로 재분석하여, 밀미 계절 광학 발생 특성을 확인했습니다.
이 연구에서는 먹이물질의 성장과 이동으로 인한 궤적 가시성 변화를 확인할 수 있었습니다.
결과는 TW Hya 별의 나이와 일치하지 않아, 먹이물질의 전체량과 멀리 있는 궤적의 변화가 큰 것으로 확인되었습니다.
ALMA에서 더 고해상도의 이미지를 얻기 위해 추가 관측이 필요합니다.
이 결과는 대형 행성이 있는 은하철<|im_start|> assistant
Hidden gaps or locally enhanced grain growth associated with the CO snow line could explain the extent of the millimeter continuum surface brightness profile.
Technical Terms Explanation:
1.
Dust Evolution: The process by which dust grains in protoplanetary disks grow, fragment, and drift inward due to their lower pressure support compared to gas.
2.
CO Snow Line: A theoretical boundary in a protoplanetary disk where the temperature is low enough for carbon monoxide (CO) to freeze out of the gas phase and into solid particles.
This can influence the location of planet formation.
3.
Millimeter Continuum: The continuous electromagnetic radiation emitted at millimeter wavelengths, which probes the distribution of larger dust grains in protoplanetary disks.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “Grain growth and radial drift: Observations of the disk around HD 100546”
Author/Source: Michiel R.
Hogerheijde, et al.
, Astronomy & Astrophysics
URL: https://www.
aanda.
org/articles/aa/pdf/2017/09/aa28359-17.
pdf
2.
Title: “The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)”
Author/Source: National Radio Astronomy Observatory, NA
URL: https://science.
nrao.
edu/facilities/alma
3.
Title: “Protoplanetary disks around T Tauri stars”
Author/Source: David J.
Wilner, et al.
, Space Science Reviews
URL: https://link.
springer.
com/article/10.
1007%2Fs11214-013-0056-z
Astronomers observed the disk around TW Hya, a young star, using millimeter wavelength observations from ALMA.
They found that the dust surface-brightness profile of the thermal continuum emission steepened at larger radii, indicating dust evolution in the disk.
The results suggest that the total dust content and turn-over radius are too large for TW Hya’s age even when considering a radially varying dust opacity.
Higher resolution imaging with ALMA is required to determine if unseen gaps associated with embedded planets trap grains at large radii or if locally enhanced grain growth associated with the CO snow line explains the extent of the millimeter continuum surface brightness profile.
Korean Summary:
천문학 연구원에서는 TW Hya 별의 이웃 궤적 질량 관측 데이터를 ALMA(아틀라마 대규모 밀미 미세 전파 관측 기관)로 재분석하여, 밀미 계절 광학 발생 특성을 확인했습니다.
이 연구에서는 먹이물질의 성장과 이동으로 인한 궤적 가시성 변화를 확인할 수 있었습니다.
결과는 TW Hya 별의 나이와 일치하지 않아, 먹이물질의 전체량과 멀리 있는 궤적의 변화가 큰 것으로 확인되었습니다.
ALMA에서 더 고해상도의 이미지를 얻기 위해 추가 관측이 필요합니다.
이 결과는 대형 행성이 있는 은하철<|im_start|> assistant
Hidden gaps or locally enhanced grain growth associated with the CO snow line could explain the extent of the millimeter continuum surface brightness profile.
Technical Terms Explanation:
1.
Dust Evolution: The process by which dust grains in protoplanetary disks grow, fragment, and drift inward due to their lower pressure support compared to gas.
2.
CO Snow Line: A theoretical boundary in a protoplanetary disk where the temperature is low enough for carbon monoxide (CO) to freeze out of the gas phase and into solid particles.
This can influence the location of planet formation.
3.
Millimeter Continuum: The continuous electromagnetic radiation emitted at millimeter wavelengths, which probes the distribution of larger dust grains in protoplanetary disks.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “Grain growth and radial drift: Observations of the disk around HD 100546”
Author/Source: Michiel R.
Hogerheijde, et al.
, Astronomy & Astrophysics
URL: https://www.
aanda.
org/articles/aa/pdf/2017/09/aa28359-17.
2.
Title: “The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)”
Author/Source: National Radio Astronomy Observatory, NA
URL: https://science.
nrao.
edu/facilities/alma
3.
Title: “Protoplanetary disks around T Tauri stars”
Author/Source: David J.
Wilner, et al.
, Space Science Reviews
URL: https://link.
springer.
com/article/10.
1007%2Fs11214-013-0056-z
< 요약 (Korean) >
< 기술적 용어 설명 >
< 참고 논문 또는 관련 자료 >
< Excerpt (English) >
Astronomy & Astrophysics manuscript no. twhya_ms_v4_final c⃝ESO 2021 November 2, 2021 Steepening of the 820 µm continuum surface-brightness profile signals dust evolution in TW Hya’s disk Michiel R. Hogerheijde1, David Bekkers1, Paola Pinilla1, Vachail N. Salinas1, Mihkel Kama1, Sean M. Andrews2, Chunhua Qi2, and David J. Wilner2 1 Leiden Observatory, Leiden University, PO Box 9513, 2300 RA, Leiden, The Netherlands e-mail: michiel@strw.leidenuniv.nl 2 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden Street MS42, Cambridge, MA 02138, USA Received; accepted ABSTRACT Context. Grain growth in planet-forming disks is the first step toward the formation of planets. The growth of grains and their inward drift leaves a distinct imprint on the dust surface-density distribution and the resulting surface-brightness profile of the thermal continuum emission. Aims. We determine the surface-brightness profile of the continuum emission using resolved observations at millimeter wavelengths of the disk around TW Hya, and infer the signature of dust evolution on the surface density and dust opacity. Methods. Archival ALMA observations at 820 µm on baselines up to 410 kλ are compared to parametrized disk models to determine the surface-brightness profile. Results. Under the assumption of a constant dust opacity, a broken radial power law best describes the dust surface density, with a slope of −0.53 ± 0.01 from the 4.1 au radius of the (already known) inner hole to a turn-over radius of 47.1 ± 0.2 au, steepening to −8.0 ± 0.1 at larger radii. The emission drops below the detection limit beyond ∼60 au. Conclusions. The shape of the dust surface density is consistent with theoretical expectations for grain growth, fragmentation, and drift, but its total dust content and its turn-over radius are too large for TW Hya’s age of 8–10 Myr even when taking into account a radially varying dust opacity. Higher resolution imaging with ALMA of TW Hya and other disks is required to establish if unseen gaps associated with, e.g., embedded planets trap grains at large radii or if locally enhanced grain growth associated with the CO snow line explains the extent of the millimeter-continuum surface brightness profile. In the latter case, population studies should reveal a correlation between the location of the CO snow line and the extent of the millimeter continuum. In the former case, and if CO freeze out promotes planet formation, this correlation should extend to the location of gaps as well. Key words. accretion disks – protoplanetary disks – stars: circumstellar matter – dust – submillimeter: planetary systems 1. Introduction Within the core-accretion scenario, formation of planets starts inside disks around newly formed stars with the coagulation of (sub)micron-sized dust grains into larger objects (see, e.g., Lissauer & Stevenson 2007, for a review). Evidence for grain growth follows from the spectral slope at submillimeter-to- centimeter wavelengths (e.g., Draine 2006) and has been found toward many disks (Beckwith et al. 1990; Andrews & Williams 2005; Rodmann et al. 2006; Lommen et al. 2009; Ricci et al. 2010a,b, 2011; Mann & Williams 2010; Guilloteau et al. 2011; Ubach et al. 2012). As grains…
< 번역 (Korean) >
천문학 및 천체 물리학 원고 번호.
TWHYA_MS_V4_ 2021 2021 년 11 월 2 일, 2021 년 11 월 2 일, 820 µm 연속성 표면 브라이트 프로 파일 신호 TW HYA의 디스크 Michiel R.
Hogerheijde1, David Bekkers1, Paola Pinilla1, Vachail N.
Salinas1, Mihel Kama1, Sean M.
M.
Andhouss Qi2 및 David J.
Wilner2 1 Leiden Observatory, Leiden University, PO Box 9513, 2300 RA, Leiden, 네덜란드 이메일 : michiel@strw.leidenuniv.nl 2 Astrophysics, 60 Garden Street MS42, Cambridge, MA 02138, 미국; 허용 된 추상적 맥락.
행성 형성 디스크의 곡물 성장은 행성 형성을 향한 첫 번째 단계입니다.
곡물의 성장과 내부 드리프트는 먼지 표면 밀도 분포와 열 연속체 방출의 표면적 검열 프로파일에 뚜렷한 각인을 남깁니다.
목표.
우리는 TW HYA 주변의 디스크의 밀리미터 파장에서 해결 된 관측치를 사용하여 연속체 방출의 표면 브리트 니스 프로파일을 결정하고 표면 밀도와 먼지 불투명도에서 먼지 진화의 시그니처를 유추합니다.
행동 양식.
최대 410 kλ의 기준선에서 820 µm의 보관 ALMA 관찰은 매개 변수화 된 디스크 모델과 비교하여 표면 브리트 니스 프로파일을 결정합니다.
결과.
일정한 먼지 불투명도의 가정하에, 파손 된 방사형 전력 법칙은 먼지 표면 밀도를 가장 잘 설명하며, (이미 알려진) 내부 구멍의 4.1 au 반경에서 (이미 알려진) 내부 구멍의 47.1 ± 0.2 au에서 47.1 ± 0.2 au의 경사면에서 -8.0 ± 0.1까지 가파른다.
방출은 ~ 60 au를 넘어 검출 한계 아래로 떨어집니다.
결론.
먼지 표면 밀도의 형태는 곡물 성장, 조각화 및 드리프트에 대한 이론적 기대와 일치하지만 방사형 먼지 불투명도를 고려할 때도 TW HYA의 8-10 연령에 비해 총 먼지 함량과 턴 오버 반경이 너무 큽니다.
TW HYA 및 기타 디스크의 ALMA를 이용한 고해상도 이미징, 예를 들어, 임베디드 행성과 관련된 보이지 않는 갭 (예를 들어 큰 반경에서 곡물 트랩 곡물 또는 CO 스노우 라인과 관련된 국소 적으로 향상된 곡물 성장이 밀리미터-대구 표면 밝기 전문가의 정도를 설명하는 경우를 확립해야합니다.
후자의 경우, 인구 연구는 CO 스노우 라인의 위치와 밀리미터 연속체의 정도 사이의 상관 관계를 밝혀야한다.
전자의 경우, 그리고 CO 동결 아웃이 행성 형성을 촉진하면,이 상관 관계는 갭의 위치로 확장되어야한다.
핵심 단어.
Accretion Disk-Protoplanetary Disk-Stars : Equiletellar Matter-Dust-Dust-Submillimeter : Planetary Systems 1.
소개 핵심 점수 시나리오 내에서 행성의 형성은 더 큰 물체로 (예 : Lissauer & Stevenson 2007,)의 대지가있는 새로 형성된 별 주위의 디스크 내부에서 시작됩니다.
곡물 성장에 대한 증거는 서브 밀리미터에서 센티미터 파장의 스펙트럼 기울기 (예 : Draine 2006)의 스펙트럼 기울기에서 이어졌으며 많은 디스크에 대해 발견되었습니다 (Beckwith et al.
1990; Andrews & Williams 2005; Rodmann et al.
2006; Lommen et al.
2009; Ricci et al.
2010a, B, 2011; Ubach et al.
2012).
곡물로 …
TWHYA_MS_V4_ 2021 2021 년 11 월 2 일, 2021 년 11 월 2 일, 820 µm 연속성 표면 브라이트 프로 파일 신호 TW HYA의 디스크 Michiel R.
Hogerheijde1, David Bekkers1, Paola Pinilla1, Vachail N.
Salinas1, Mihel Kama1, Sean M.
M.
Andhouss Qi2 및 David J.
Wilner2 1 Leiden Observatory, Leiden University, PO Box 9513, 2300 RA, Leiden, 네덜란드 이메일 : michiel@strw.leidenuniv.nl 2 Astrophysics, 60 Garden Street MS42, Cambridge, MA 02138, 미국; 허용 된 추상적 맥락.
행성 형성 디스크의 곡물 성장은 행성 형성을 향한 첫 번째 단계입니다.
곡물의 성장과 내부 드리프트는 먼지 표면 밀도 분포와 열 연속체 방출의 표면적 검열 프로파일에 뚜렷한 각인을 남깁니다.
목표.
우리는 TW HYA 주변의 디스크의 밀리미터 파장에서 해결 된 관측치를 사용하여 연속체 방출의 표면 브리트 니스 프로파일을 결정하고 표면 밀도와 먼지 불투명도에서 먼지 진화의 시그니처를 유추합니다.
행동 양식.
최대 410 kλ의 기준선에서 820 µm의 보관 ALMA 관찰은 매개 변수화 된 디스크 모델과 비교하여 표면 브리트 니스 프로파일을 결정합니다.
결과.
일정한 먼지 불투명도의 가정하에, 파손 된 방사형 전력 법칙은 먼지 표면 밀도를 가장 잘 설명하며, (이미 알려진) 내부 구멍의 4.1 au 반경에서 (이미 알려진) 내부 구멍의 47.1 ± 0.2 au에서 47.1 ± 0.2 au의 경사면에서 -8.0 ± 0.1까지 가파른다.
방출은 ~ 60 au를 넘어 검출 한계 아래로 떨어집니다.
결론.
먼지 표면 밀도의 형태는 곡물 성장, 조각화 및 드리프트에 대한 이론적 기대와 일치하지만 방사형 먼지 불투명도를 고려할 때도 TW HYA의 8-10 연령에 비해 총 먼지 함량과 턴 오버 반경이 너무 큽니다.
TW HYA 및 기타 디스크의 ALMA를 이용한 고해상도 이미징, 예를 들어, 임베디드 행성과 관련된 보이지 않는 갭 (예를 들어 큰 반경에서 곡물 트랩 곡물 또는 CO 스노우 라인과 관련된 국소 적으로 향상된 곡물 성장이 밀리미터-대구 표면 밝기 전문가의 정도를 설명하는 경우를 확립해야합니다.
후자의 경우, 인구 연구는 CO 스노우 라인의 위치와 밀리미터 연속체의 정도 사이의 상관 관계를 밝혀야한다.
전자의 경우, 그리고 CO 동결 아웃이 행성 형성을 촉진하면,이 상관 관계는 갭의 위치로 확장되어야한다.
핵심 단어.
Accretion Disk-Protoplanetary Disk-Stars : Equiletellar Matter-Dust-Dust-Submillimeter : Planetary Systems 1.
소개 핵심 점수 시나리오 내에서 행성의 형성은 더 큰 물체로 (예 : Lissauer & Stevenson 2007,)의 대지가있는 새로 형성된 별 주위의 디스크 내부에서 시작됩니다.
곡물 성장에 대한 증거는 서브 밀리미터에서 센티미터 파장의 스펙트럼 기울기 (예 : Draine 2006)의 스펙트럼 기울기에서 이어졌으며 많은 디스크에 대해 발견되었습니다 (Beckwith et al.
1990; Andrews & Williams 2005; Rodmann et al.
2006; Lommen et al.
2009; Ricci et al.
2010a, B, 2011; Ubach et al.
2012).
곡물로 …
출처: arXiv
