PDS 70系中的行星形成：限制PDS 70b和c的大气化学
摘要：PDS 70系统中行星盘和行星大气之间的化学联系的理解受到空间和时间上的明显分离的瓶颈因素的影响。5百万年的PDS 70系统为直接比较巨行星大气与其出生盘的化学提供了独特机会。为此，我们通过使用热化学代码DALI对$^{12}$CO、C$^{18}$O和C$\_2$H的辐射剖面进行正向模拟，得出了PDS 70盘的最佳物理和化学模型，并发现外盘中挥发性碳氧(C/O)比率超过1。利用我们对PDS 70盘的现有了解，我们在假设巨行星形成的时候（4百万年前）估算了盘的性质，并计算了该时期的盘的化学模型。我们使用标准的核心积聚理论计算了PDS 70b和PDS 70c的形成，并考虑到碳氧源的挥发性和耐火性补充，以估算出这些行星大气中碳氧数比(C/O)。我们推测PDS 70盘中气体的C/O比率表明相对于恒星C/O = 0.44（我们根据恒星金属丰度和C/O之间的经验关系得出）它在碳丰富上略高。在假设盘在大部分生命周期内都是碳丰富的情况下，我们发现行星在它们的大气中获得了超过恒星的C/O。如果碳丰盛的盘是一个相对较新的现象（即在行星形成后的大约1百万年内形成），那么行星的大气中应该接近恒星的C/O。这项研究为更好地理解PDS 70系统中的行星盘以及产生其行星的形成场景奠定了基础。
作者：A.J. Cridland, S. Facchini, E.F. van Dishoeck, M. Benisty
论文ID：2303.17899
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-06-28