Published 2011
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Journal article
Constraining the structure of the planet-forming region in the disk of the Herbig Be star HD 100546
Contributors
Others:
- Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (IPAG ) ; Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) ; Max-Planck-Gesellschaft
- APC - Gravitation (APC-Gravitation) ; AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris ; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI) ; Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft
- Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures [Villeurbanne] (LaMCoS) ; Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIFR)
- Laboratoire Hippolyte Fizeau (FIZEAU) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Description
Studying the physical conditions in circumstellar disks is a crucial step toward understanding planet formation. Of particular interest is the case of HD 100546, a Herbig Be star that presents a gap within the first 13 AU of its protoplanetary disk, that may originate in the dynamical interactions of a forming planet. We gathered a large amount of new interferometric data using the AMBER/VLTI instrument in the H- and K-bands to spatially resolve the warm inner disk and constrain its structure. Then, combining these measurements with photometric observations, we analyze the circumstellar environment of HD 100546 in the light of a passive disk model based on 3D Monte-Carlo radiative transfer. Finally, we use hydrodynamical simulations of gap formation by planets to predict the radial surface density profile of the disk and test the hypothesis of ongoing planet formation. The SED and the NIR interferometric data are adequately reproduced by our model. We show that the H- and K-band emissions are coming mostly from the inner edge of the internal dust disk, located near 0.24 AU from the star, i.e., at the dust sublimation radius in our model. We directly measure an inclination of $33^{\circ} \pm 11^{\circ}$ and a position angle of $140^{\circ} \pm 16^{\circ}$ for the inner disk. This is similar to the values found for the outer disk ($i \simeq 42^{\circ}$, $PA \simeq 145^{\circ}$), suggesting that both disks may be coplanar. We finally show that 1 to 8 Jupiter mass planets located at $\sim 8$ AU from the star would have enough time to create the gap and the required surface density jump of three orders of magnitude between the inner and outer disk. However, no information on the amount of matter left in the gap is available, which precludes us from setting precise limits on the planet mass, for now.
Abstract
9 pages; Accepted by Astronomy & AstrophysicsAbstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00649342
- URN
- urn:oai:HAL:hal-00649342v1
Origin repository
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- UNICA