2025
GVESM VII2024
Born in Fire2023
WAS 50 (ЗАШ 50)2022
e-WAS 2 (е-ЗАШ 2)Протопланетные диски представляют собой одну из важнейших стадий звездообразования и формирования планет. Эти объекты могут проявлять целый ряд видов переменности, в том числе испытывать вспышки светимости, которые могут влиять на физическую и химическую структуру дисков. Наиболее мощными и продолжительными среди них являются вспышки типа FU Ori, амплитуда которых составляет несколько сотен 𝐿⊙, а длительность — несколько десятилетий. Такие вспышки довольно редки, и на сегодняшний день известно лишь около десятка подтвержденных звезд типа FU Ori (фуоров). Однако гораздо больше дисков могли испытать такую вспышку за последние ∼10000 лет.
Целью данной работы является выявление наблюдательных признаков прошлой вспышки на основе численного моделирования интегральных потоков излучения в одних из самых часто наблюдаемых в протопланетных дисках молекулярных линиях. Для этого использовались астрохимическая модель протопланетного диска ANDES, код переноса излучения RADMC-3D, а также симулятор CASA телескопа ALMA для моделирования влияния вспышки на физико-химическую структуру типичных систем типа FU Ori и того, как это отражается на потоках молекулярных линий. По результатам моделирования бы- ли определены несколько комбинаций молекулярных линий, которые могут обнаружить прошлые вспышки типа FU Ori в системах как с оболочками, так и без них. Наиболее перспективными с наблюдательной точки зрения являются комбинации молекулярных потоков линий N2H+ 𝐽 = 3 − 2, C18O 𝐽 = 2 − 1, H2CO (𝐽Ka,Kc) = 404 − 303 и HCN 𝐽 = 3 − 2.
Были проанализированы процессы, приводящие к изменению молекулярных потоков, и было показано, что они связаны либо с тепловой десорбцией, либо с увеличением темпов химических реакций в молекулярном слое. Используя наблюдаемые потоки в линиях CO, HCN, N2H+ и H2CO из литературы, было обнаружено десять близлежащих дисков, которые могли испытать вспышки типа FU Ori за последние ∼103 лет: [MGM2012] 556, [MGM2012] 371 и [MGM2012] 907 в L1641, протопланетные диски класса II вокруг CI Tau, AS 209 и IM Lup и переходные диски DM Tau, GM Aur, LkCa 15 и J1640-2130.
One of the most important problems in the study of protoplanetary disks is the determination of their parameters, such as their size, age, stellar characteristics, and, most importantly, gas mass in the disk. At the moment, one of the main ways to infer the disk mass is to use a combination of CO isotopologue line observations.
The aim of this work is to study the dependence of the CO isotopologue millimeter line fluxes on the astrochemical model parameters of the protoplanetary disk of a T Tauri star and to conclude whether they or their combinations can be reliably used to determine disk parameters. While this has been done in previous works, our case is set apart by the usage of a comprehensive chemical network with grain surface chemistry together with line radiative transfer.
CO isotopologues are the most widely used molecules to observe protoplanetary disks and probe their physical structure. Using an astrochemical model ANDES and radiative transfer code RADMC-3D, we explore and analyze how CO isotopologue millimeter line fluxes (CO, 13CO, C18O J=2-1) depend on the model parameters of the protoplanetary disk of a T Tauri star.
We vary such parameters as disk mass, disk radius, stellar mass and inclination of the disk. We explain the nature of these dependences and draw conclusions on how single lines or their combinations can provide constraints on the disk parameters. While such parameter study is not new, our approach differs by the inclusion of a comprehensive chemical network with grain surface chemistry together with line radiative transfer.