[论文解读] Strong dust processing in circumstellar discs around 6 RV Tauri stars. Are dusty RV Tauri stars all binaries?

S. De Ruyter, H. Van Winckel+3 more|Ghent University Academic Bibliography (Ghent University)|Mar 14, 2005

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 24被引用 33

一句话总结

该论文展示了七颗RV Tauri星的谱能量分布（SEDs），发现六个系统存在强烈的红外超量及大颗粒尘埃成分，表明存在紧凑的、可能为开普勒盘的结构。作者认为双星相互作用是形成此类处理过的尘埃盘的必要条件，暗示所有含尘的RV Tauri星可能都是双星系统。

ABSTRACT

We present extended Spectral Energy Distributions (SEDs) of seven classical RV Tauri stars, using newly obtained submillimetre continuum measurements and Geneva optical photometry supplemented with literature data. The broad-band SEDs show a large IR excess with a black-body slope at long wavelengths in six of the seven stars, R Sct being the noticeable exception. This long wavelength slope is best explained assuming the presence of a dust component of large grains in the circumstellar material. We show that the most likely distribution of the circumstellar dust around the six systems is that the dust resides in a disc. Moreover, very small outflow velocities are needed to explain the presence of dust near the sublimation temperature and we speculate that the discs are Keplerian. The structure and evolution of these compact discs are as yet not understood but a likely prerequisite for their formation is that the dusty RV Tauri stars are binaries.

研究动机与目标

• 利用扩展的谱能量分布（SEDs）研究RV Tauri星周围原行星尘埃的性质。
• 确定观测到的红外超量及尘埃特征是否指向盘状结构而非球对称外流。
• 探讨尘埃处理对含尘RV Tauri星演化状态及双星性质的影响。
• 评估在紧凑结构中存在大颗粒、已处理尘埃是否意味着这些系统具有双星起源。

提出的方法

• 获取了新的亚毫米波连续谱测量数据，并结合日内瓦天文台及文献中的光学测光数据。
• 为七颗经典型RV Tauri星构建了从光学到亚毫米波段的连续性SED。
• 通过黑体组分拟合SED，以模拟长波长发射并推断尘埃颗粒特性。
• 通过估算避免恒星附近蒸发的外流速度，评估尘埃位置的动力学约束。
• 基于低所需外流速度和尘埃温度约束，评估开普勒盘模型的合理性。
• 利用观测到的尘埃特性与结构约束，推断双星相互作用对盘形成所必需。

实验结果

研究问题

• RQ1 RV Tauri星周围原行星尘埃的物理结构是什么？其是否表明存在盘状结构而非球对称外流？
• RQ2 尘埃的颗粒大小与温度分布如何？它们对这些系统中尘埃处理过程有何含义？
• RQ3 为何R Sct是唯一未显示长波段超量的例外？这对其原行星环境有何暗示？
• RQ4 观测到的尘埃分布能否由开普勒盘模型解释？哪些动力学约束支持此模型？
• RQ5 在含尘RV Tauri星中，紧凑且已处理的尘埃盘是否存在强烈指示双星系统？

主要发现

• 七颗RV Tauri星中有六颗表现出显著的红外超量，且长波段黑体谱指数表明存在大颗粒尘埃成分。
• 这些系统中的尘埃最合理的解释是紧凑的盘状结构，而非球对称外流。
• 为使尘埃维持在蒸发半径附近，所需外流速度极低（约几km/s），支持开普勒盘模型。
• 观测到的尘埃特性与结构约束强烈表明，双星相互作用是形成此类盘的必要条件。
• 本研究结论认为，所有含尘RV Tauri星可能均为双星系统，因为在单星系统中形成此类处理过的紧凑尘埃盘的可能性极低。
• R Sct是唯一未检测到长波段超量的恒星，表明其原行星环境可能不同或尚未充分演化。