The Surprisingly Low Carbon Mass in the Debris Disk around HD 32297

Gas has been detected in a number of debris disks. It is likely secondary, i.e., produced by colliding solids. Here, we report ALMA Band 8 observations of neutral carbon in the CO-rich debris disk around the 15-30 Myr old A-type star HD 32297. We find that C-0 is located in a ring at similar to 110 au with an FWHM of similar to 80 au and has a mass of (3.5 0.2) x 10(-3) M-circle plus. Naively, such a surprisingly small mass can be accumulated from CO photodissociation in a time as short as similar to 10(4) yr. We develop a simple model for gas production and destruction in this system, properly accounting for CO self-shielding and shielding by neutral carbon, and introducing a removal mechanism for carbon gas. We find that the most likely scenario to explain both C-0 and CO observations is one where the carbon gas is rapidly removed on a timescale of order a thousand years and the system maintains a very high CO production rate of similar to 15 M-circle plus Myr(-1), much higher than the rate of dust grind-down. We propose a possible scenario to meet these peculiar conditions: the capture of carbon onto dust grains, followed by rapid CO re-formation and rerelease. In steady state, CO would continuously be recycled, producing a CO-rich gas ring that shows no appreciable spreading over time. This picture might be extended to explain other gas-rich debris disks.

Wu, Yanqin (författare)
Brandeker, AlexisStockholms universitet,Institutionen för astronomi(Swepub:su)alexis (författare)
Ohashi, Nagayoshi (författare)
Moór, Attila (författare)
Olofsson, GöranStockholms universitet,Institutionen för astronomi(Swepub:su)olofsson (författare)
Ábrahám, Péter (författare)
Asensio-Torres, RubenStockholms universitet,Institutionen för astronomi(Swepub:su)rasen (författare)
Cavallius, MariaStockholms universitet,Institutionen för astronomi(Swepub:su)mcava (författare)
Dent, William R. F. (författare)
Grady, Carol (författare)
Henning, Thomas (författare)
Higuchi, Aya E. (författare)
Hughes, A. Meredith (författare)
Janson, MarkusStockholms universitet,Institutionen för astronomi(Swepub:su)mjanso (författare)
Kamp, Inga (författare)
Kóspál, Ágnes (författare)
Redfield, Seth (författare)
Roberge, Aki (författare)
Weinberger, Alycia (författare)
Welsh, Barry (författare)
Stockholms universitetInstitutionen för astronomi (creator_code:org_t)

Ingår i:Astrophysical Journal: American Astronomical Society892:20004-637X1538-4357

Om ämnet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.