Résumé IA · arXiv: 1905.03844v1 · astro-ph.SR

Modelling the Spatial Distribution and Origin of CO Gas in Debris Disks

Antonio Hales, Uma Gorti, John Carpenter, Meredith Hughes, Kevin Flaherty
Article original · DOI 10.3847/1538-4357/ab211e Soumis à arXiv le 09 Mai. 2019 Publié dans The Astrophysical Journal (20 Jui. 2019) Accepté le 09 Mai. 2019 accepted for publication in ApJ Licence : NONEXCLUSIVE-DISTRIB 1.0

Comment lire ce résumé ? Guide illustré

L’essentiel

  • Les observations ALMA ont détecté une ligne rotationnelle $^{12}$CO(2-1) dans trois disques de débris.
  • La question est de savoir si le gaz détecté est un vestige de la phase protoplanétaire primordiale ou s'il a été libéré par la collision de corps secondaires.
  • La technique itérative Lucy-Richardson a été utilisée pour résoudre le problème des disques circumstellaires et obtenir les géométries et les distributions de luminosité en surface du gaz.
  • Les paramètres du disque obtenus sont utilisés comme entrée pour des modèles thermo-chimiques afin d'examiner les scénarios primordiaux et cométaires pour l'origine du gaz.
  • Une origine secondaire pour le gaz dans ces disques est privilégiée, avec des masses de gaz CO ($\sim 3\times10^{-3}$ M$_{\oplus}$) nécessitant des taux de production ($\sim 5\times 10^{-7}$ M$_{\oplus}$/an) similaires à ceux estimés pour le vrai disque riche en gaz $\beta$ Pic.

Points clés rédigés par une IA : ils peuvent contenir des erreurs, vérifiez-les dans l’article.

Mots clés générés par l'IA : Gaz Disques de débris Protoplanétaire primordiale Lucy-Richardson $\beta$ Pic

Pour aller plus loin

  • Résumé Complet
  • Résumé vulgarisé
  • Article de blog
  • Abstract original
Les observations ALMA à une résolution de 1-1,5" de trois disques de débris où la ligne rotationnelle $^{12}$CO(2-1) a été détectée ont suscité la question de savoir si le gaz détecté est un vestige de la phase protoplanétaire primordiale ou s'il a été libéré par la collision de corps secondaires. Dans cet article, nous appliquons la technique itérative Lucy-Richardson pour résoudre le problème des disques circumstellaires afin d'obtenir les géométries et les distributions de luminosité en surface du gaz. Les paramètres du disque obtenus sont utilisés comme entrée pour des modèles thermo-chimiques afin d'examiner les scénarios primordiaux et cométaires pour l'origine du gaz. Nous privilégions une origine secondaire pour le gaz dans ces disques et constatons que les masses de gaz CO ($\sim 3\times10^{-3}$ M$_{\oplus}$) nécessitent des taux de production ($\sim 5\times 10^{-7}$ M$_{\oplus}$/an) similaires à ceux estimés pour le vrai disque riche en gaz $\beta$ Pic.

Cette synthèse vous a-t-elle été utile ?

Note : 0

Pourquoi avons-nous besoin de votes ?

Les votes sont utilisés pour déterminer si nous devons réexécuter nos outils de synthèse. Si le compte atteint -10, nos outils peuvent être redémarrés.

Figures et graphiques

Posez une question sur une figure en indiquant son numéro ou en utilisant son bouton de question pour demander une analyse visuelle. Au maximum deux figures et quatre panneaux par question. Les valeurs lues sur les graphiques sont approximatives ; vérifiez les données originales.

Instructions pour utiliser l'assistant IA ?

Outils pour cet article

Expliquer autrement 1 réécriture gratuite restante aujourd'hui
Enregistrer dans une collection Regroupez des articles en collections pour les comparer, les interroger et les exporter. Continuer avec Google Créer un compte gratuit Se connecter

Outils avancés Premium

Pour suivre un domaine de près : alertes de citations, diapositives de journal club, comparaison des versions et envoi vers Zotero. Découvrir Premium

Zotero Guide Zotero
Alertes de citation 10 articles le citent déjà : recevez chaque nouveau par email. Guide des alertes de citations
Qui travaille dessus ?

Parmi les 30 articles autour de celui-ci, le nom qui revient le plus : A. Moór (5 articles)

14 autres personnes en signent plusieurs. La carte complète ajoute leurs institutions et leurs approches, d’après les articles des dernières années.

Continuer avec Google Créez un compte gratuit : votre première carte est offerte
Lettre hebdomadaire La dernière lettre de son domaine, « Astronomie et espace cette semaine » du 9 novembre 2026 : Astronomie et espace cette semaine : peser l’invisible, écouter les mondes froids et vérifier les certitudes · En recevoir une par email gratuitement

Les articles autour de celui-ci

Les voir sur une carte

Classés selon la proximité de leur titre et de leur résumé avec ceux de cet article. Sélectionnez-en pour les lire ensemble.

Les articles les plus proches

  1. Très proche Cite cet article Utilise cet article en profondeur
    Primordial or Secondary? Testing Models of Debris Disk Gas with ALMA
    G. Cataldi, Y. Aikawa, K. Iwasaki et al. · 2023 · Astrophysical Journal · cité 16 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    The origin and evolution of gas in debris disks are still not well understood. Secondary gas production from cometary material or a primordial origin have been proposed. So far, observations have mostly concentrated on CO, with only a few C observations available. We overview the C and CO content of debris disk gas and test state-of-the-art models. We use new and archival Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observations of CO and C i emission, complemented by C ii data from Herschel, for a sample of 14 debris disks. This expands the number of disks with ALMA measurements of both CO and C i by 10 disks. We present new detections of C i emission toward three disks: HD 21997, HD…

  2. Très proche
    Thermochemical constraints on a primordial-origin of gas-rich debris disks
    H. Mitani, W. Ooyama, R. Nakatani et al. · 2026 · arXiv (Cornell University) preprint · Résumé IA disponible
    En bref

    Des disques primordiaux pauvres en poussière restent chimiquement compatibles avec les disques de débris riches en CO sous faible ionisation, mais prédisent une émission de carbone neutre trop étendue.

  3. Très proche
    Thermochemical constraints on a primordial-origin of gas-rich debris disks
    H. Mitani, W. Ooyama, R. Nakatani et al. · 2026 · Earth and Planetary Astrophysics · Résumé IA disponible
    En bref

    Des disques primordiaux pauvres en poussière peuvent reproduire les contraintes chimiques des disques de débris riches en CO sous faible ionisation, mais leur émission de carbone neutre reste trop étendue.

  4. Très proche
    The search for gas in debris discs: ALMA detection of CO gas in HD 36546
    Isabel Rebollido, Álvaro Ribas, Itziar de Gregorio-Monsalvo et al. · 2021 · Earth and Planetary Astrophysics · cité 10 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Debris discs represent the last stages of planet formation and as such are expected to be depleted of primordial gas. Nonetheless, in the last few years the presence of cold gas has been reported in $\sim$ 20 debris discs from far-IR to (sub-)mm observations and hot gas has been observed in the optical spectra of debris discs for decades. While the origin of this gas is still uncertain, most evidences point towards a secondary origin, as a result of collisions and evaporation of small bodies in the disc. In this paper, we present ALMA observations aimed at the detection of CO gas in a sample of 8 debris discs with optical gas detections. We report the detection of CO ($^{12}$CO and $^{13}$CO…

  5. Très proche Cité par cet article Utilisé en profondeur par cet article Une méthode qu’il utilise
    Predictions for the secondary CO, C and O gas content of debris discs from the destruction of volatile-rich planetesimals
    Quentin Kral, Luca Matra, Mark Wyatt et al. · 2017 · Earth and Planetary Astrophysics · cité 95 fois · Résumé IA disponible
    En bref

    Le modèle prédit la production et l’observabilité de gaz secondaire CO, C et O dans les disques de débris, et explique qualitativement les observations disponibles.

  6. Très proche
    New millimeter CO observations of the gas-rich debris disks 49 Cet and HD 32297
    Attila Moór, Quentin Kral, Péter Ábrahám et al. · 2019 · Earth and Planetary Astrophysics · cité 30 fois · Résumé IA disponible
    Résumé scientifique

    Previous observations revealed the existence of CO gas at nearly protoplanetary level in several dust-rich debris disks around young A-type stars. Here we used the ALMA 7m-array to measure $^{13}$CO and C$^{18}$O emission toward two debris disks, 49 Cet and HD 32297, and detected similarly high CO content ($>$0.01M$_\oplus$). These high CO masses imply a highly efficient shielding of CO molecules against stellar and interstellar ultraviolet photons. Adapting a recent secondary gas disk model that considers both shielding by carbon atoms and self-shielding of CO, we can explain the observed CO level in both systems. Based on the derived gas densities we suggest that, in the HD 32297 disk, dus…

  7. Très proche Cité par cet article
    The hybrid disks: a search and study to better understand evolution of disks
    J. Pericaud, E. Di Folco, A. Dutrey et al. · 2016 · A&A 600, A62 (2017) · cité 33 fois · Résumé IA disponible
    Résumé scientifique

    The increased sensitivity of millimeter-wave facilities now makes possible the detection of low amounts of gas in debris disks. Some of the gas-rich debris disks harbor peculiar properties, with possible pristine gas and secondary generated dust. The origin of the gas in these hybrid disks is strongly debated and the current sample is too sparse to understand this phenomenon. More detections are necessary to increase the statistics on this population. Lying at the final stages of evolution of proto-planetary disks and at the beginning of the debris disk phase, these objects could provide new insight into the processes involved in the making of planetary systems. We carried out a deep survey …

  8. Très proche Cité par cet article
    Molecular Gas in Debris Disks around Young A-type Stars
    A. Moór, M. Curé, Á. Kóspál et al. · 2017 · The Astrophysical Journal · cité 88 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    According to the current paradigm of circumstellar disk evolution, gas-rich primordial disks evolve into gas-poor debris disks that are composed of second-generation dust. To explore the transition between these phases, we searched for 12CO, 13CO, and C18O emission in seven dust-rich debris disks around young A-type stars, using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Band 6. We discovered molecular gas in three debris disks. In all of these disks, the 12CO line was optically thick, highlighting the importance of less abundant molecules in reliable mass estimates. By supplementing our target list with literature data, we compiled a volume-limited sample of dust-rich debris…

Les travaux antérieurs sur lesquels il s’appuie

  1. Très proche Utilisé en profondeur par cet article Une méthode qu’il utilise
    Imaging [CI] around HD 131835: reinterpreting young debris discs with protoplanetary disc levels of CO gas as shielded secondary discs
    Q. Kral, S. Marino, M. Wyatt et al. · 2018 · Monthly notices of the Royal Astronomical Society · cité 45 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Despite being >10Myr, there are ∼10 debris discs with as much CO gas as in protoplanetary discs. Such discs have been assumed to be “hybrid”, i.e., with secondary dust but primordial gas. Here we show that both the dust and gas in such systems could instead be secondary, with the high CO content caused by accumulation of neutral carbon (C0) that shields CO from photodissociating; i.e., these could be “shielded secondary discs”. New ALMA observations are presented of HD131835 that detect ∼3 × 10−3 M⊕ of C0, the majority 40-200au from the star, in sufficient quantity to shield the previously detected CO. A simple semi-analytic model for the evolution of CO, C and O originating in a volatile-ri…

  2. Très proche Utilisé en profondeur par cet article
    The co-existence of hot and cold gas in debris discs (Corrigendum)
    I. Rebollido, C. Eiroa, B. Montesinos et al. · 2018 · Astronomy & Astrophysics · cité 30 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Context. Debris discs have often been described as gas-poor discs as the gas-to-dust ratio is expected to be considerably lower than in primordial, protoplanetary discs. However, recent observations have confirmed the presence of a non-negligible amount of cold gas in the circumstellar (CS) debris discs around young main-sequence stars. This cold gas has been suggested to be related to the outgassing of planetesimals and cometary-like objects. Aims. The goal of this paper is to investigate the presence of hot gas in the immediate surroundings of the cold-gas-bearing debris-disc central stars. Methods. High-resolution optical spectra of all currently known cold-gas-bearing debris-disc systems…

  3. Très proche
    DISCOVERY OF MOLECULAR GAS AROUND HD 131835 IN AN APEX MOLECULAR LINE SURVEY OF BRIGHT DEBRIS DISKS
    A. Moór, T. Henning, A. Juhász et al. · 2015 · The Astrophysical Journal · cité 51 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Debris disks are considered to be gas-poor, but recent observations revealed molecular or atomic gas in several 10–40 Myr old systems. We used the APEX and IRAM 30 m radio telescopes to search for CO gas in 20 bright debris disks. In one case, around the 16 Myr old A-type star HD 131835, we discovered a new gas-bearing debris disk, where the CO 3–2 transition was successfully detected. No other individual system exhibited a measurable CO signal. Our Herschel Space Observatory far-infrared images of HD 131835 marginally resolved the disk at both 70 and 100 μm, with a characteristic radius of ∼170 AU. While in stellar properties HD 131835 resembles β Pic, its dust disk properties are similar t…

  4. Très proche
    MOLECULAR GAS IN YOUNG DEBRIS DISKS
    A. Moór, P. Ábrahám, A. Juhász et al. · 2011 · The Astrophysical Journal Letters · cité 14 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Gas-rich primordial disks and tenuous gas-poor debris disks are usually considered as two distinct evolutionary phases of the circumstellar matter. Interestingly, the debris disk around the young main-sequence star 49 Ceti possesses a substantial amount of molecular gas and possibly represents the missing link between the two phases. Motivated to understand the evolution of the gas component in circumstellar disks via finding more 49 Ceti-like systems, we carried out a CO J = 3−2 survey with the Atacama Pathfinder EXperiment, targeting 20 infrared-luminous debris disks. These systems fill the gap between primordial and old tenuous debris disks in terms of fractional luminosity. Here we repor…

  5. Très proche
    Exocometary gas structure, origin and physical properties around β Pictoris through ALMA CO multitransition observations
    L. Matrá, W. Dent, M. Wyatt et al. · 2016 · Monthly Notices of the Royal Astronomical Society · cité 84 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Recent ALMA observations unveiled the structure of CO gas in the 23 Myr old β Pictoris planetary system, a component that has been discovered in many similarly young debris discs. We here present ALMA CO J = 2−1 observations, at an improved spectro-spatial resolution and sensitivity compared to previous CO J = 3−2 observations. We find that (1) the CO clump is radially broad, favouring the resonant migration over the giant impact scenario for its dynamical origin, (2) the CO disc is vertically tilted compared to the main dust disc, at an angle consistent with the scattered light warp. We then use position-velocity diagrams to trace Keplerian radii in the orbital plane of the disc. Assuming a…

Les articles qui le citent

  1. Très proche
    Physical Conditions of Gas Components in Debris Disks of 49 Ceti and HD 21997
    A. Higuchi, Á. Kóspál, A. Moór et al. · 2020 · Astrophysical Journal · cité 6 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Characterization of the gas component in debris disks is of fundamental importance for understanding their origin. To address this goal, we have conducted non-LTE (local thermodynamic equilibrium) analyses of the rotational spectral lines of CO including those of rare isotopologues (13CO and C18O) that have been observed toward the gaseous debris disks of 49 Ceti and HD 21997 with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) and the Atacama Compact Array (ACA). The analyses have been carried out for a wide range of H2 density, and the observed line intensities are found to be reproduced as long as the H2 density is higher than 103 cm−3. The CO column density and the gas temperatur…

  2. Très proche
    Photoevaporation of Grain-depleted Protoplanetary Disks around Intermediate-mass Stars: Investigating the Possibility of Gas-rich Debris Disks as Protoplanetary Remnants
    R. Nakatani, H. Kobayashi, R. Kuiper et al. · 2020 · Astrophysical Journal · cité 14 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Debris disks are classically considered to be gas-less systems, but recent (sub)millimeter observations have detected tens of those with rich gas content. The origin of the gas component remains unclear, but it could be protoplanetary remnants and/or secondary products from large bodies. In order to be protoplanetary in origin, the gas component of the parental protoplanetary disk is required to survive for ≳10Myr . However, previous models predict ≲10Myr lifetimes because of efficient photoevaporation at the late stage of disk evolution. We investigate photoevaporation of gas-rich, optically-thin disks around intermediate-mass stars at a late stage of the disk evolution. The evolved system …

  3. Proche
    The ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS)
    S. Mac Manamon, L. Matrá, S. Marino et al. · 2026 · Astronomy & Astrophysics · cité 6 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Context . CO gas is detected in a significant number (~20) of debris discs (exoKuiper belts), but understanding its origin and evolution remains elusive. Crucial pieces of evidence are its mass and spectro-spatial distribution, which are coupled through optical depth and have only been analysed at low to moderate resolution so far. The ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS) is the first ALMA large program to target debris discs at high spectro-spatial resolution. Aims . We used 12 CO and 13 CO J=3-2 line data of 18 debris belts observed by ARKS, 5 of which were already known to be gas-bearing, in order to analyse the spectro-spatial distribution of CO and constrain the ga…

  4. Proche
    Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). XV. Tracing Protoplanetary Disk Structure within 20 au
    A. Bosman, E. Bergin, R. Loomis et al. · 2021 · Astrophysical Journal Supplement Series · cité 28 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Constraining the distribution of gas and dust in the inner 20 au of protoplanetary disks is difficult. At the same time, this region is thought to be responsible for most planet formation, especially around the water ice line at 3–10 au. Under the assumption that the gas is in a Keplerian disk, we use the exquisite sensitivity of the Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) ALMA large program to construct radial surface brightness profiles with a ∼3 au effective resolution for the CO isotopologue J = 2–1 lines using the line velocity profile. IM Lup reveals a central depression in 13CO and C18O that is ascribed to a pileup of ∼500 M ⊕ of dust in the inner 20 au, leading to a gas-t…

  5. Proche
    The ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS)
    M. R. Jankovic, N. Pawellek, J. Zander et al. · 2026 · Astronomy & Astrophysics · cité 3 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Context . Dusty discs detected around main-sequence stars are thought to be signs of planetesimal belts in which the dust distribution is shaped by collisional and dynamical processes, including interactions with gas if present. The debris disc around the young A-type star HD 131835 is composed of two dust rings at ∼65 au and ∼100 au, a third unconstrained innermost component, and a gaseous component centred at ∼65 au. New ALMA observations show that the inner of the two dust rings is brighter than the outer one, in contrast with previous observations in scattered light. Aims . We explore two scenarios that could explain these observations: the two dust rings might represent distinct planete…

Comment ces articles sont-ils trouvés ?

Nous comparons le titre et le résumé de cet article avec ceux de tous les articles résumés sur ce site, et avec les articles que Semantic Scholar recommande, ceux qu’il cite et ceux qui le citent (pour un article très cité, ses citations les plus récentes et, depuis OpenAlex, les plus citées). Parmi les travaux antérieurs et les suites, les articles qui s’utilisent en profondeur, une méthode qu’il utilise et les suites très citées remontent un peu. Les niveaux (très proche, proche, apparenté) viennent de la similarité des textes, pas d’un jugement de qualité ; * signale un article sans résumé, comparé par son titre. La phrase sous un article est écrite par une IA à partir des deux résumés : vérifiez-la dans les articles. Un article jugé hors sujet par trois lecteurs quitte la liste.

Mis à jour le 6 novembre 2026.

Le guide illustré des articles autour d’un article

Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.

Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.