Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). XVII. Determining the 2D Thermal Structure of the HD 163296 Disk - INSU - Institut national des sciences de l'Univers Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue The Astrophysical Journal Supplement Series Année : 2021

Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). XVII. Determining the 2D Thermal Structure of the HD 163296 Disk

Jenny K. Calahan
  • Fonction : Auteur
Edwin A. Bergin
  • Fonction : Auteur
Ke Zhang
  • Fonction : Auteur
Kamber R. Schwarz
  • Fonction : Auteur
Karin I. Öberg
  • Fonction : Auteur
Viviana V. Guzmán
  • Fonction : Auteur
Catherine Walsh
  • Fonction : Auteur
Yuri Aikawa
Felipe Alarcón
  • Fonction : Auteur
Sean M. Andrews
  • Fonction : Auteur
Jaehan Bae
Jennifer B. Bergner
  • Fonction : Auteur
Alice S. Booth
  • Fonction : Auteur
Arthur D. Bosman
  • Fonction : Auteur
Gianni Cataldi
  • Fonction : Auteur
Ian Czekala
  • Fonction : Auteur
Jane Huang
  • Fonction : Auteur
John D. Ilee
  • Fonction : Auteur
Charles J. Law
  • Fonction : Auteur
Feng Long
  • Fonction : Auteur
Ryan A. Loomis
  • Fonction : Auteur
Hideko Nomura
Chunhua Qi
Richard Teague
Merel L. R. Van'T Hoff
  • Fonction : Auteur
David J. Wilner
  • Fonction : Auteur
Yoshihide Yamato
  • Fonction : Auteur

Résumé

Understanding the temperature structure of protoplanetary disks is key to interpreting observations, predicting the physical and chemical evolution of the disk, and modeling planet formation processes. In this study, we constrain the two-dimensional thermal structure of the disk around the Herbig Ae star HD 163296. Using the thermochemical code RAC2D, we derive a thermal structure that reproduces spatially resolved Atacama Large Millimeter/submillimeter Array observations (~0"12 (13 au)-0"25 (26 au)) of 12CO J = 2 - 1, 13CO J = 1 - 0, 2 - 1, C18O J = 1 - 0, 2 - 1, and C17O J = 1 - 0, the HD J = 1 - 0 flux upper limit, the spectral energy distribution (SED), and continuum morphology. The final model incorporates both a radial depletion of CO motivated by a timescale shorter than typical CO gas-phase chemistry (0.01 Myr) and an enhanced temperature near the surface layer of the the inner disk (z/r ≥ 0.21). This model agrees with the majority of the empirically derived temperatures and observed emitting surfaces derived from the J = 2 - 1 CO observations. We find an upper limit for the disk mass of 0.35 M, using the upper limit of the HD J = 1 - 0 and J = 2 - 1 flux. With our final thermal structure, we explore the impact that gaps have on the temperature structure constrained by observations of the resolved gaps. Adding a large gap in the gas and small dust additionally increases gas temperature in the gap by only 5%-10%. This paper is part of the MAPS special issue of the Astrophysical Journal Supplement.

Dates et versions

insu-03672364 , version 1 (19-05-2022)

Identifiants

Citer

Jenny K. Calahan, Edwin A. Bergin, Ke Zhang, Kamber R. Schwarz, Karin I. Öberg, et al.. Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). XVII. Determining the 2D Thermal Structure of the HD 163296 Disk. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2021, 257, ⟨10.3847/1538-4365/ac143f⟩. ⟨insu-03672364⟩
5 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More