重大突破

　　近日，紫金山天文台分子云与恒星形成团组对尘埃尺寸在原行星盘径向的分布进行了细致研究，成果以“The Radial Profile of Dust Grain Size in the Protoplanetary Disk of DS Tau”为题发表在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society杂志。

　　原行星盘是环绕在年轻恒星周围的气体尘埃盘，是行星的诞生地。行星形成始于尘埃颗粒的生长。然而，原行星盘尘埃的生长过程会受到径向漂移，湍流和碰撞致碎裂等诸多因素的限制。因此，尘埃如何从星际环境中的亚微米尺寸逐渐生长至行星是一个尚未解决的前沿课题。近年来，阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA）的高分辨率观测显示，原行星盘普遍存在环状结构。研究尘埃尺寸在盘上的变化及其与环状结构之间的联系对理解尘埃演化、建立行星形成模型具有重要意义。

　　毫米波谱指数是尘埃尺寸的关键示踪量。研究团队以原行星盘DS Tau为对象，利用ALMA 1.3毫米和2.9毫米连续谱的高分辨率成像（见图一），通过建立精细的辐射转移模型（见图二），拟合毫米波谱指数随半径的变化函数，发现尘埃尺寸由外盘到内盘迅速升高。这一结果与目前的尘埃生长和演化理论吻合。研究团队还发现，尘埃尺寸在环(ring)与间隙(gap)的交界处出现了大于一个量级的跃变，表明尘埃演化很可能会受到盘中细致结构的影响。这一新发现对认为尘埃尺寸的跃变更容易在物质聚集的环上出现的现有理论提出了挑战。

　　论文第一作者为紫台博士研究生李大发，通讯作者为刘尧副研究员。本研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。

　　论文链接：https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/518/4/6092/6873840?redirectedFrom=fulltext

图 1：利用ALMA观测获得的DS Tau在波长为1.3mm和2.9mm的图像

图 2：a)ALMA 1.3mm和2.9mm的面亮度分布，b)毫米波谱指数沿径向上的分布，c)模拟获得的尘埃尺寸沿径向的分布。