اِنْخِفاضات الاِسْتِمْرارِيَّة الرادْيَوِيَّة المُرْتَبِطَةِ بالتظليل مِن التَشَوُّه المَرْكَزِيِّ فِي قُرْص الاِنْتِقالِ DoAr44

Carla Arce-Tord وَ Simon Casassus وَ William R. F. Dent وَ Sebastián Pérez وَ Miguel Cárcamo وَ Philipp Weber وَ Natalia Engler وَ Lucas A. Cieza وَ Antonio Hales وَ Alice Zurlo وَ Sebastian Marino

مُلَخَّص

غالبًا ما تُستخدم التشوهات لتفسير خصائص الأقراص، لكن الأمثلة الموصوفة جيدًا مهمة بسبب دورها في تطور القرص. كشفت صور الضوء المتناثر للأقراص ذات الفجوات المركزية عن تشوهات حادة، حيث تكون الحلقات الخارجية مظللة بأقراص داخلية مائلة. تم تفسير انخفاضات شدة الأشعة تحت الحمراء القريبة حول نجم TTauri DoAr44 من حيث التشوه المركزي. نقدم ملاحظات جديدة لـ ALMA لـ DoAr44 في الاستمرارية عند 230GHz و350GHz (عند \(\sim\)10au)، جنبًا إلى جنب مع حقبة جديدة من التصوير المستقطب التفاضلي SPHERE/IRDIS التي تم التقاطها خلال ظروف جوية ممتازة. تؤكد ملاحظات ALMA الحلقة وتثبت الانخفاضات المقترحة من إعادة بناء بيانات 336GHz الخشنة. تحدد صورة الضوء المتناثر الانخفاضات، التي تتوافق مع قرص داخلي غير متوافق مع ميل نسبي \(\xi\)=21.4\(^{+6.7}_{-8.3}\)deg. يُظهر ملف تعريف شدة SPHERE تغيرًا مورفولوجيًا مقارنة بحقبة سابقة قد يُفسر على أنه تغير في توجه القرص الداخلي، من \(\xi\)\(\sim\)30deg إلى \(\xi\)\(\sim\)20deg. من المحتمل أن تتوافق انخفاضات الشدة مع انخفاضات درجة الحرارة، حيث أن مؤشر الطيف \(\alpha^{230 \textrm{GHz}}_{350 \textrm{GHz}} \sim\)2.0\(\pm\)0.1 يشير إلى انبعاث سميك بصريًا. تقود درجة الحرارة الانخفاضات الزمنية عكس اتجاه عقارب الساعة مقارنة بانخفاضات IR، بواسطة \(\eta\)=14.95deg و\(\eta\)=7.92deg. بالنسبة لقرص متراجع، من المتوقع حدوث مثل هذه التحولات نتيجة تأخر حراري وتشير إلى كثافات سطحية للغاز \(\Sigma_g\)=117\(\pm\)10 g/cm\(^2\) و\(\Sigma_g\)=48\(\pm\)10 g/cm\(^2\). يتوافق القرص المائل أيضًا، بنسبة تباين \(f_r\)=2.4\(\pm\)0.5، مع الهلال الكبير المستمر.

مُقَدِّمَة

تُعد أقراص الانتقال (TDs) مصادر مفيدة لدراسة انحناءات القرص الدائري حول النجم، وذلك بفضل تجويف الغبار الداخلي المميز لها، والذي قد يكون قد تم تنظيفه بواسطة مدارات الكواكب الشابة (Espaillat2010). لقد كشفت الملاحظات المحلولة بالضوء المتناثر عن انخفاضات أزيموثية على طول الحلقات الخارجية. على سبيل المثال، كشفت ملاحظات الضوء المتناثر بالأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي في HD142527 (fukagawa+2006, casassus12, avenhaus14) عن انخفاضات في القرص الخارجي يُعتقد أنها ظلال بسبب انحناء مركزي (marino15). تُفسر الظلال في هذا القرص، المرئية في التصوير البولاريزي المتفاضل (PDI)، بواسطة قرص داخلي مائل، 70 درجة بالنسبة للقرص الخارجي.

تحليل حركيات الغاز المتتبعة بواسطة ملاحظات ALMA لـ HD142527 في CO(6\(-\)5) أظهر أن الغاز داخل التجويف قريب من السقوط الحر عبر الانحناء المركزي (casassus15). من المحتمل أن يكون هذا الهيكل المنحني ناتجًا عن المدار المائل للرفيق ذو الكتلة المنخفضة HD142527B (biller12, price18)، مما يؤدي إلى ظلال عميقة بما يكفي لتبريد الغبار في الحلقة الخارجية وتسبب في الانخفاضات المحلية في استمرارية ALMA (casassus15b).

أكدت الملاحظات باستخدام جهاز البحث البولاريمتري عالي التباين للكواكب الخارجية (SPHERE) في التلسكوب الكبير جدًا (VLT) وكشفت عن معلومات أكثر تفصيلًا حول الانخفاضات الأزيموثية في أقراص الانتقال. على سبيل المثال، مثال آخر لانحناء مرتبط بقرص داخلي مائل هو HD100453. لاحظ benisty17 الضوء المتناثر المستقطب باستخدام VLT/SPHERE في الأطوال الموجية البصرية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء، ووجد انخفاضات أزيموثية تُفسر على أنها ظلال ضيقة بواسطة min+17. ومع ذلك، غالبًا ما لا تحتوي ملاحظات الضوء المتناثر للحلقات الخارجية المظللة على نظائر راديوية. هذه هي الحالة بالنسبة لـ HD100453 (vanderplas+2019)، وكذلك للقرص المنحني HD143006 (perezL+2018)، وكلاهما يظهر ظلالًا في شدة البولاريز SPHERE مع عدم وجود نظائر راديوية في ALMA Band6. قد يكون غياب الانخفاضات الراديوية تحت الظلال بسبب الإشعاع الحراري للقرص، والذي إذا كان رقيقًا بصريًا، يمكن أن يعمل على تسوية الانخفاض في درجة الحرارة (casassus_2019_cooling). وبالتالي، بالنسبة لعدد الغبار الثابت، فإن مثل هذه الانخفاضات في درجة الحرارة ستكون أكثر وضوحًا في الأقراص الضخمة.

مُقارنة الكثافة

كل من مخططي الكثافة متباعدان بنسب 0.13، 0.48، 0.74 و0.87 من ذروة الكثافة. تم استخراج ملفات تعريف الكثافة للحلقة على طول نصف قطر ثابت (شمال شرقي): الخط الأخضر يتوافق مع ملاحظاتنا \(Q_{\phi}(H)\) بعد طرح الاستقطاب غير المحلول والخط الأسود يتوافق مع ملاحظات \(Q_{\phi}(H)\) السابقة، من عام 2016، التي تم تحليلها في (avenhaus_2018_sphere) وفي الورقة I. الارتفاع الكلي للمناطق المظللة يعادل \(\pm\)1\(\sigma\).