English Summary:
Astronomers have detected sulphur monoxide (SO) in the HD 100546 protoplanetary disk using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).
SO is a known shock tracer, and its detection suggests the presence of a molecular disk wind from the planet-hosting disk around HD 100546.
The emission was compact but spectrally resolved, with two components: one peaking at the source velocity and another blue-shifted by 5 km/s.
The kinematics and spatial distribution of the SO emission were not consistent with a purely Keplerian disk.
The researchers propose that a possible inner disk warp directly exposes the north-east side of the disk to heating by the central star, creating locally the conditions to launch a disk wind.
Korean Summary:
천문학자들은 HD 100546 행성 주위 디스크에서 소화물 몬오섬(SO)을 ALMA(아타카마 대규모 밀리미터/슬림미터 배열)를 사용하여 탐지했습니다.
SO는 충격 트레이서로 알려져 있으며, 이 탐지는 행성 주위 디스크에서 행성을 유도하는 데 필요한 모ле큐러 디스크 바람의 존재를 시사합니다.
SO 방출은 소형이었지만 잠깐 분리되어 있었으며, 두 가지 구성 요소가 있습니다: 하나는 원래 속도에서 펼쳐진 것이고, 다른 하나는 5 km/s로 블루 시프트되었습니다.
SO의 탐지와 분포는 전체적으로 Kepler 원형 디스크에 대응하지 않았습니다.
연구자들은 내부 디스크의 가능한 이상 부분을 중심 별에서 열을 받게 되는 북-동쪽 영역에 직접적으로 노출시키는 것으로 설명할 수 있습니다.
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Technical Terms Explanations:
* Protoplanetary disk: A rotating disk of gas, dust, and ice surrounding a young star, within which planets are believed to form.
* ALMA: The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, an interferometric array of 66 telescopes in northern Chile that observes astronomical objects at millimeter and submillimeter wavelengths.
* Keplerian disk: A rotating disk in which the motion of matter is governed by the gravitational force of a central mass, following Kepler’s laws of planetary motion.
* Transition disk: A type of protoplanetary disk that exhibits a cleared central cavity or gap, suggesting the presence of an embedded planet or protoplanet.
* Shock tracer: A molecule that indicates the presence of a shock, typically formed in regions where gas is rapidly accelerated and heated due to a collision or interaction with another object.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “Sulphur monoxide (SO) in protoplanetary disks: A new probe for planet-disk interactions?”
Author/Source: Booth, A.
, et al.
URL: https://arxiv.
org/abs/1712.
05992
2.
Title: “A survey of sulfur-bearing molecules in protoplanetary disks”
Author/Source: Martín-Doménech, R.
URL: https://www.
aanda.
org/articles/aa/abs/2016/07/aa28594-16/aa28594-16.
html

Astronomy & Astrophysics manuscript no. SO_HD100546_final ©ESO 2017 December 20, 2017 Sulphur monoxide exposes a potential molecular disk wind from the planet-hosting disk around HD100546 Alice Booth1, Catherine Walsh1, Mihkel Kama2, Ryan A. Loomis3, Luke T. Maud4 & Attila Juhász3 1 School of Physics and Astronomy, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK e-mail: pyasb@leeds.ac.uk, C.Walsh1@leeds.ac.uk 2 Institute of Astronomy, Madingley Rd, Cambridge, CB3 0HA, UK 3 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USA 4 Leiden Observatory, Leiden University, PO Box 9513, 2300 RA Leiden, The Netherlands Received 12/06/2017; Accepted 12/12/2017 ABSTRACT Sulphur-bearing volatiles are observed to be significantly depleted in interstellar and circumstellar regions. This missing sulphur is postulated to be mostly locked up in refractory form. With ALMA we have detected sulphur monoxide (SO), a known shock tracer, in the HD 100546 protoplanetary disk. Two rotational transitions: J = 77 – 66 (301.286 GHz) and J = 78 – 67 (304.078 GHz) are detected in their respective integrated intensity maps. The stacking of these transitions results in a clear 5σ detection in the stacked line profile. The emission is compact but is spectrally resolved and the line profile has two components. One component peaks at the source velocity and the other is blue-shifted by 5 km s–1. The kinematics and spatial distribution of the SO emission are not consistent with that expected from a purely Keplerian disk. We detect additional blue-shifted emission that we attribute to a disk wind. The disk component was simulated using LIME and a physical disk structure. The disk emission is asymmetric and best fit by a wedge of emission in the north east region of the disk coincident with a ‘hot-spot’ observed in the CO J = 3 – 2 line. The favoured hypothesis is that a possible inner disk warp (seen in CO emission) directly exposes the north-east side of the disk to heating by the central star, creating locally the conditions to launch a disk wind. Chemical models of a disk wind will help to elucidate why the wind is particularly highlighted in SO emission and whether a refractory source of sulphur is needed. An alternative explanation is that the SO is tracing an accretion shock from a circumplanetary disk associated with the proposed protoplanet embedded in the disk at 50 au. We also report a non-detection of SO in the protoplanetary disk around HD 97048. Key words. protoplanetary disks – astrochemistry – stars: individual (HD 100546, HD 97048) – submillimeter: planetary systems – stars: pre-main sequence 1. Introduction Investigating the chemical structure and evolution of protoplan- etary disks is important when studying planet formation as the composition of a planet is determined by the content of its parent disk. The physical and chemical conditions in disks can be traced with observations of molecular line emission (see Henning & Se- menov 2013, Dutrey et al. 2014, and references therein). These observations are key to understanding disk chemistry resulting from changes in disk structure due to planet-disk interactions….

천문학 및 천체 물리학 원고 번호.
SO_HD100546_ 최종 © ESO 2017 2017 년 12 월 20 일 황산화물은 HD100546 Alice Booth1, Catherine Walsh1 주위의 행성 호스팅 디스크에서 잠재적 인 분자 디스크 바람을 드러냅니다.
리즈, 리즈, LS2 9JT, 영국 이메일 : pyasb@leeds.ac.uk, c.walsh1@leeds.ac.uk 2 학습 연구소, Madingley RD, Cambridge, CB3 0HA, 영국 3 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 60 Garden Street, Cambridge, MA 02138, USA 4 Leiden University, Pobox, Pobox, Pobox, Pobox, Pobox.
2300 Ra Leiden, 네덜란드는 2017 년 12 월 6 일; 수락 된 12/12/2017 초록 유황 부유 휘발성 물질은 성간 및 상황 지역에서 현저하게 고갈되는 것으로 관찰된다.
이 누락 된 황은 대부분 내화 형태로 고정 된 것으로 추정됩니다.
ALMA를 사용하여 HD 100546 원형 형성 디스크에서 알려진 충격 추적기 인 SOLONOXURE (SO)를 검출했습니다.
두 가지 회전 전이 : J = 77 – 66 (301.286 GHz) 및 J = 78 – 67 (304.078 GHz)가 각각의 통합 강도 맵에서 감지됩니다.
이들 전이의 스택은 스택 라인 프로파일에서 명확한 5σ 검출을 초래한다.
방출은 작지만 스펙트럼으로 해결되며 라인 프로파일에는 두 가지 구성 요소가 있습니다.
소스 속도에서 하나의 구성 요소 피크가 피크이고 다른 구성 요소는 5km s – 1으로 파란색으로 이동합니다.
SO 방출의 운동학 및 공간 분포는 순전히 케플러 리아 디스크에서 예상되는 것과 일치하지 않습니다.
우리는 디스크 바람에 기인 한 추가 청색 이동 방출을 감지합니다.
디스크 구성 요소는 라임 및 물리 디스크 구조를 사용하여 시뮬레이션되었습니다.
디스크 방출은 CO J = 3-2 라인에서 관찰 된 ‘핫 스팟’과 일치하는 디스크의 북동부 지역에서 방출 쐐기에 의해 비대칭이며 가장 잘 어울립니다.
선호하는 가설은 가능한 내부 디스크 워프 (CO 방출에서 볼 수 있음)가 디스크의 북동쪽을 중앙 별에 의한 난방에 직접 노출시켜 디스크 바람을 발사하는 조건을 국부적으로 생성한다는 것입니다.
디스크 바람의 화학적 모델은 왜 방출에서 특히 바람이 강조되는지와 내화 된 황 공급원이 필요한지 여부를 밝히는 데 도움이됩니다.
대안적인 설명은 SO가 디스크에 50 au에서 내장 된 제안 된 프로토 플란넷과 관련된 경계 디스크로 인한 Accretion 충격을 추적한다는 것입니다.
또한 HD 97048 주변의 원형 형성 디스크에서 SO의 감지를보고합니다.
키워드.
protoplanetary 디스크 – 천체 화학 – 별 : 개인 (HD 100546, HD 97048) – 하위 밀리 미터 : 행성 시스템 – 별 : 사전 메인 시퀀스 1.
소개 지구 디스크의 화학적 구조와 진화를 조사하는 것은 행성의 성분이 해당 부모의 성분에 의해 지구 형성을 연구 할 때 중요합니다.
디스크의 물리적 및 화학적 조건은 분자선 방출의 관찰로 추적 될 수 있습니다 (Henning & Se-menov 2013, Dutrey et al.
2014 및 참조 참조).
이러한 관찰은 행성-디스크 상호 작용으로 인한 디스크 구조의 변화로 인한 디스크 화학을 이해하는 데 핵심입니다 ….