Distribution of captured planetesimals in circumplanetary gas disks and implications for accretion of regular satellites
巨行星的规则卫星是由环绕行星的圆盘中的固体吸积而形成的。在日心轨道上运动的小行星,如果足够大,可以从原行星气盘的气流中分离出来,就可以被环行星盘的气体阻力捕获。在目前的工作中,我们使用轨道积分研究了捕获的星子在环行星盘中的分布。我们发现,被捕获的星子的数量达到一个平衡态作为一个平衡之间的持续捕获和轨道衰变到行星。逆行轨道上捕获的星子数量比逆行轨道上的要少得多,因为逆行轨道上的星子会遇到强烈的逆风,并迅速螺旋进入行星。我们发现,在当前的径向位置的规则卫星的星子的表面数密度可以显着增强的气体阻力捕获,取决于星子的速度分散和原行星盘的间隙的宽度。利用一个简单的模型,我们还研究了尘埃和捕获的微行星在环行盘中的表面密度之比,发现当微行星的速度色散相当小时,在原行星盘中没有形成大的间隙时,捕获的微行星在当前规则卫星所在位置的固体物质中占主导地位。在这种情况下,在这样一个区域捕获的星子可以在螺旋进入行星之前通过相互碰撞而增长,并有助于常规卫星的增长。
2017-03-23 astro-ph.EP
Spectral Energy Distributions of Disc-Embedded Accreting Protoplanets
本研究计算盘内嵌吸积原行星的宽带光谱能量分布,分析不同波段探测可行性,指出近红外波段最具探测前景,还整理出高吸积光度候选体以助力原行星直接成像搜索。
2024-12-12 astro-ph.EP
Circumplanetary disks around young giant planets: a comparison between core-accretion and disk instability
无论是核心吸积还是引力不稳定性建造了行星,都可以在形成的巨行星周围发现环行星盘。我们进行了国家的最先进的流体动力学模拟的两种形成方案的环行星际盘,使用尽可能相似的初始条件,以揭示可能的内在差异的环行星际盘的质量和温度之间的两种形成机制。我们发现,环行星盘的质量与星周盘的质量线性标度。因此,在同样质量的原行星盘中,在盘不稳定性模型中形成的环行星盘的质量只能比它们的核心吸积对应物大8倍。另一方面,大体积环行星盘的温度相差超过一个数量级之间的两种情况。由引力不稳定性形成的行星周围的子盘具有低于100 K的特征温度,而核心吸积环行星盘是热的,当嵌入大质量光学厚的原行星盘时,温度甚至大于1000 K。我们解释了这种差异如何被理解为不同形成机制的自然结果。我们认为,不同的温度应该持续到一个完整的气体巨星通过磁盘不稳定性形成的时候,因此我们的结果提供了一个方便的标准,通过测量行星附近的整体温度来区分两个主要的形成场景。
2016-10-06 astro-ph.EP
Orbital Evolution of Moons in Weakly Accreting Circumplanetary Disks
我们研究了热的和大质量的环行星盘(CPD)的形成和在这些磁盘中形成的卫星的轨道演化。由于子盘的尺寸相对较小,快速的磁扩散阻止了磁旋转不稳定性(MRI)在电离水平上的良好发展,而这种电离水平将允许在母原行星盘中进行MRI。在没有显着的角动量传输,连续的质量供应从父母的原行星盘导致形成一个大规模的CPD。我们已经开发了一个演化模型,这种情况下,并估计了卫星的轨道演化磁盘内。我们发现,在一定的温度范围内,向内迁移的卫星可以停止的结构变化,由于不透明度的转变。此外,通过捕获第二和第三迁移卫星的平均运动共振,拉普拉斯共振的紧凑系统可以形成在我们的磁盘模型。
2017-05-10 astro-ph.EP
Distribution of Accreting Gas and Angular Momentum onto Circumplanetary Disks
利用高分辨率的三维嵌套网格流体动力学模拟方法,详细研究了气体从原行星盘吸积到环行星盘的过程,为研究巨行星周围卫星的形成过程提供依据.通过对气体吸积流动的详细分析,我们发现气体吸积到环行盘上的大部分过程是从高空接近垂直地吸积到盘表面,在环行盘的几个尺度高度上产生激波面。穿过激波表面的气体向内移动,因为它的比角动量小于局部开普勒旋转的角动量,而原行星盘中面附近的气体不能吸积到环行星盘。靠近希尔球内中平面的气体螺旋向外,通过两个拉格朗日点L $_1$和L $_2$逃离希尔球。我们还详细分析了吸积质量和角动量的通量,发现吸积质量和角动量的通量在盘表面的分布很好地用幂律函数描述,并且大部分气体吸积发生在盘的外部区域,即,大约是希尔半径的0.1倍幂律函数的性质表明,除了外缘,没有特定的半径,气体吸积集中。这些源函数的质量和角动量的环行星际盘将为我们提供有用的约束环行星际盘的结构和演化,这是重要的卫星形成。
2011-12-16 astro-ph.EP
Delivery of Dust Particles from Protoplanetary Disks onto Circumplanetary Disks of Giant Planets
本研究通过轨道积分与三维流体模拟,探究原行星盘尘埃向不同质量巨行星环行星盘的输送规律,发现尘埃保留度随行星质量升高,为系外气态巨行星的卫星形成模型提供依据。
2024-04-18 astro-ph.EP
Hydrodynamic Model of H$α$ Emission from Accretion Shocks of Proto-Giant Planet and Circumplanetary Disk
最近的观测已经从年龄为几百万年的年轻恒星系统(如PDS 70)中检测到过量的H $α$发射。我们以前建立的激波加热流的一维辐射流体动力学模型表明,几十km/s的$>$行星吸积流$^{-1}$可以产生H $α$辐射。然而,这是一个挑战,以了解吸积过程的原巨行星从这样的冲击起源的发射观测,因为一个巨大的差距之间的规模环行星盘(CPD)和微观吸积冲击。为了克服尺度差距问题,我们结合了二维,高空间分辨率的全球流体动力学模拟和一维局部辐射流体动力学模型的冲击加热流。通过对原行星-CPD系统的联合模拟,我们发现H $α$辐射主要产生于原行星表面的局部区域。CPD以上的吸积激波产生弱得多的H $α$发射(光度大约小1-2个数量级)。然而,CPD以上的吸积冲击显着影响到原行星的吸积过程。如果以10天的时间尺度进行平均,吸积以准稳定的速率发生,但其速率在较短的时间尺度上显示出变化。包括CPD激波在内的盘表面吸积层波动很大,导致吸积率和H $α$光度随时间变化。我们还模拟了H $α$线的光谱发射轮廓,发现尽管光度变化很大,但该线轮廓随时间变化较小。高光谱分辨率的光谱观测和监测将是揭示吸积过程性质的关键。
2021-11-11 astro-ph.EP
Gas dynamics around a Jupiter mass planet: II. Chemical evolution of circumplanetary material
本研究通过后处理嵌入木星质量行星的三维流体模拟,揭示气体坠入行星引力势阱时升温释冰并生成SO、SO$_2$、CS等独特分子,且柱密度与观测相符。
2024-11-26 astro-ph.EP
Self-consistent modelling of the dust component in protoplanetary and circumplanetary disks: the case of PDS 70
对年轻恒星的直接观测对于检验已建立的行星形成理论是很重要的。PDS 70是少数几个有强有力证据支持过渡盘间隙内存在两颗行星质量伴星的案例之一。这些行星被认为正在经历从原行星盘吸积的最后阶段,这一过程可能由环行星盘(CPD)介导。我们的目标是开发一个三维辐射转移模式的PDS 70系统的尘埃成分,再现系统的全球功能,在两个不同的波长:855 $μ\, \mathrm{m}$与ALMA和1.25 $μ\, \mathrm{m}$与VLT/SPHERE。我们使用这个模型来研究行星伴星PDS 70 c及其潜在的环行星盘的物理性质。我们通过对物体的性质和演化阶段的适当假设,选择行星和CPD的物理性质的初始值。我们迭代地修改原行星盘的属性,直到从模型中检索到的预测与两个数据集一致。我们提供了一个模型,共同解释的全球功能的PDS 70系统看到亚毫米和偏振散射光。我们的模型表明,尘埃颗粒的空间分离存在于原行星盘。PDS 70 c源的亚毫米建模有利于光学厚CPD的存在,并将其尘埃质量的上限定为0.7 $M_\oplus$。此外,CPD的热结构的分析表明,行星光度是占主导地位的尘埃颗粒加热机制内0.6 Au的行星,而恒星光子加热占主导地位,在较大的行星中心距离。
2022-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The growth and hydrodynamic collapse of a protoplanet envelope
我们已经进行了三维自引力辐射流体动力学模型的气体吸积到高质量的核心(15-33地球质量)在数百个轨道。在这些模型中,有一个模型在最终经历流体动力学坍缩之前,吸积了超过木星质量的三分之一的气体。这种坍缩导致核心附近的密度增加了一个数量级以上,外层的包层演变成一个环行星盘。当冲击波向外传播时,希尔半径(R_H)内的质量会有一个小的减少。这种坍缩导致了原行星包层的新的流体静力平衡,此时希尔半径内97%的质量都在0.03 R_H以内,而以前的R_H小于40%。朝向这颗致密原行星的净质量流主要来自高纬度地区,而在环行星盘的外缘,沿着中平面有净气体流出。我们还发现了一个营业额的气体深处的约束信封,可能是由对流细胞的建立。
2012-08-27 astro-ph.EP
Kozai-Lidov oscillations triggered by a tilt instability of detached circumplanetary discs
在恒星-行星系统的潮汐势中,行星盘倾斜的增长会导致行星盘的线性不稳定。我们使用三维流体动力学模拟来表征不稳定所需的光盘条件,连同其长期演变。圆盘的长宽比,评估附近的圆盘外边缘,$H/r\gtrsim 0.05$,与一个弱的依赖性的波动状制度的翘曲传播的粘度,发生了微增长。质量较低的巨行星更有可能拥有满足不稳定条件的环行星盘。我们表明,倾斜不稳定性可以激发的倾斜度超过阈值,在那里的环行星盘变得不稳定的Kozai-Lidov(KL)振荡。耗散在Kozai-Lidov不稳定的制度帽进一步倾斜增长,但光盘经历了大的振荡在倾斜度和偏心率。行星吸积发生在幕式吸积事件中。我们讨论的联合倾斜-KL不稳定性的可探测性的环行星盘,形成巨行星的演化,和卫星系统的形成的影响。
2021-01-23 astro-ph.EP
Capture of planetesimals by waning circumplanetary gas disks
当气态巨行星的质量足够大时,就会形成环行星盘。虽然被环行行星盘捕获的固体可能有助于行星和它们周围的常规卫星的生长,但一些被捕获的天体在盘分散后仍会留在行星中心的轨道上。我们研究捕获和随后的轨道演化的微行星在减弱的环行星际气体盘使用三体轨道积分。我们发现,在这种微弱的气体阻力作用下,一些被捕获的星子可以在环行盘中存活很长一段时间。捕获的星子的半长轴小于行星希尔半径的三分之一左右。它们的偏心率和倾角的分布在磁盘分散后取决于气体阻力的强度和磁盘分散的时间尺度,和最初强大的气体阻力和快速磁盘分散有利于捕获和生存的星子。然而,在这种情况下,最终的轨道偏心率和倾斜度的捕获机构仍然相当大。虽然我们的研究结果表明,一些目前的不规则卫星的气体巨行星与小半长轴将被捕获的气体阻力,其他机制需要充分解释他们目前的轨道特征。
2016-04-28 astro-ph.EP
Planet formation signposts: observability of circumplanetary disks via gas kinematics
识别正在进行的行星形成需要最好的角分辨率和最深的灵敏度,在国家的最先进的数值模拟的启发观察。行星-盘相互作用的流体动力学模拟预测了在吸积行星核周围形成的环行星盘(CPD)。这些CPD已经逃避了明确的检测-它们的识别需要CPD示踪剂的预测。在这项工作中,我们的目标是评估嵌入式CPD的可观测性与ALMA的特征烙印在气体运动学。我们使用3D光滑粒子流体动力学(SPH)模拟CPD周围的1和5 M_Jup行星在大的星心半径,在局部等温和绝热盘。然后将模拟与3D辐射转移连接起来,用于CO同位素的预测。可观测性评估腐败与现实的长基线相位噪声提取的最新HL Tau ALMA数据。我们发现,CPD的存在下产生不同的路标:1)紧凑的发射分离的速度从整个拱星盘的开普勒模式,2)一个强大的影响时,多普勒频移线发射扫过CPD的位置,和3)在速度色散的局部增加的速度模式。我们测试我们的预测与模拟量身定制的HD 100546 -其中有一个报告的原行星候选人。我们发现,CPDs是可检测的所有3个路标与ALMA周期3的能力,为1和5 M_Jup原行星,当嵌入在等温盘。
2015-11-03 astro-ph.EP
Magnetic fields in gaps surrounding giant protoplanets
巨大的原行星在它们的宿主原行星盘中空出一个缺口,气体必须穿过这个缺口才能被吸积。磁场可能被带入间隙,从而可能影响流动。间隙交叉已模拟不同程度的关注领域的演变(纯流体动力学,理想的,电阻MHD),但迄今为止还没有详细评估的作用占所有三个关键的非理想MHD效应:欧姆电阻率,双极扩散和霍尔漂移的字段。我们提出了一个详细的调查间隙磁场结构所确定的非理想效应。我们评估的磁旋转不稳定性引起的湍流的敏感性,和角动量损失从大规模的领域。由于完全的非理想模拟计算量很大,我们采用后验方法,从Tanigawa等人(2012)的纯流体动力学间隙穿越模拟中估计MHD量。我们计算电离分数和估计场强和几何形状,以确定非理想效应的强度。我们发现,原行星盘场很容易被吸入环隙和环行星盘。霍尔漂移占主导地位,因此大部分间隙是条件性MRI不稳定的,这取决于场和盘旋转轴的对准。场对准也影响穿过间隙的强环向场分量。大规模的磁力在环行星盘中很小,表明它们不能驱动那里的吸积。然而,湍流将是卫星生长过程中的关键,因为它会影响关键的圆盘特征,例如冰线的位置。
2015-05-08 astro-ph.EP
Size-selective accretion of dust onto CPDs: Low CPD masses and filtration of larger grains
木星和土星的主要卫星被认为是在环绕行星的圆盘中形成的,这些圆盘围绕形成巨大的原行星。气体和粉尘在CPD中的分布不同,并通过阻力相互影响,阻力随粒径而变化。然而,以前还没有用单独的动力学来模拟多种尘埃颗粒大小。我们试图评估有多少灰尘的每一个颗粒大小有环行星盘。我们运行多流体的三维流体动力学模拟,包括气体和四个离散粒度的灰尘从1 $μ$米到1毫米,代表一个连续的分布。我们考虑一个1 $M_\mathrm{Jup}$原行星嵌入在一个1 $M_{\odot}$恒星周围的原行星盘。我们的研究结果表明,截断MRN分布在较小的晶粒尺寸,开始由$a=100μ$ m和接近零,在1毫米。大的尘埃颗粒,其中持有大部分的灰尘质量,有非常低效的堆积到CPD,由于灰尘过滤。因此CPD的尘埃质量一定很小,与原行星的质量比约为几个$\times 10^{-6}$。这些质量和相应的毫米不透明度与迄今为止观测到的CPD通量一致。
2023-01-13 astro-ph.EP
Planet migration: self-gravitating radiation hydrodynamical models of protoplanets with surfaces
利用三维自引力辐射流体动力学(RHD)模型计算了层流最小质量太阳星云盘中原行星的径向迁移率。原行星可以自由迁移,因此它们的迁移率被测量。对于低质量的原行星(10-50 M_ \oplus),我们发现在局域等温模型和RHD模型之间,迁移时间尺度增加了一个数量级。在高质量区,迁移率变化很小。这些结果是通过在局部等温模型中计算迁移率得出的,然后依次引入自引力和辐射转移,使我们能够隔离附加物理的影响。我们发现,使用局部等温状态方程,没有自引力,我们重现了以前的分析和数值模型获得的迁移率。我们探讨了不同的原行星模型的影响,并改变其假设的半径,迁移。自引力的引入使迁移率略有降低,而惯性质量问题,这已被提出的高质量原行星与环行星盘,再现。在引入辐射转移到低质量原行星模型(\approx 10 M_ \oplus),模拟为小半径吸积点质量,我们发现向外迁移的速度约为两倍的分析向内速率。然而,当以更现实的方式模拟这样一颗原行星时,它的表面可以形成一个深的包层,这种向外的迁移是看不到的。
2010-06-10 astro-ph.EP
On the structure and mass delivery towards circumplanetary discs
环行星盘(CPD)在年轻的气体巨星周围形成,被认为是月球形成的地点,也是气体巨星生长的中间气体储存库。这类CPD的物理性质如何受到行星质量和整体不透明度的影响,目前还知之甚少。为了澄清这一点,我们使用全球辐射流体动力学代码FARGOCA,网格结构,允许解决行星引力势足够好的CPD形成。然后,我们研究的气体流动和密度/温度结构,出现作为行星质量,不透明度和潜在的深度的函数。我们的研究结果表明,有趣的结构形成的小行星质量的行星在低不透明度,我们随后详细分析。使用比ISM尘埃低100倍的不透明度水平,我们的彗星质量原行星具有足够冷的CPD形成的包层,以及分离CPD和拱星盘的自由落体区域出现。有趣的是,这个自由落体区域似乎是外层包层材料的超音速侵蚀的结果,而不是人们在低不透明度下预期的静态结构形成。我们的分析表明,行星的螺旋臂似乎构成了一个重要的压力障碍,需要克服通过辐射冷却,以使气体自由落体到CPD。CPD内的循环是近开普勒和修改的CPD螺旋臂的存在。对于高不透明度,我们从文献中恢复结果,发现一个基本上没有特征的热信封。有了这项工作,我们展示了第一次模拟和分析的一个完整的分离过程的原行星从其母盘在三维辐射流体力学设置。
2020-03-30 astro-ph.EP
Accretion of gas onto gap-opening planets and circumplanetary flow structure in magnetized turbulent disks
我们用PLUTO程序对恒星吸积盘进行了三维磁流体动力学模拟,研究了气体在质量为1000亿的行星上的吸积以及在盘上打开间隙后的环行气流结构。我们比较我们的结果与模拟的层流,但粘性磁盘具有不同程度的$α$型粘度。在所有情况下,我们发现,吸积流的表面的希尔球的行星是不是球面或方位对称,主要是限制在中平面区域的磁盘。即使在湍流的情况下,我们发现没有显着的垂直流动的质量进入希尔球。外环行星盘的旋转速度明显低于开普勒速度,与粘度无关,而环行星盘的密度(因此角动量)随粘度增加。对于一个磁化的湍流盘的模拟,其中的全球平均α应力是$α_{MHD}=10^{-3}$,我们发现吸积率到行星上是$\dot{M}\approx 2\times10^{-6}M_{J}yr^{-1}$的间隙面密度为$12 g cm^{-2}$。这大约是在具有等效$α$参数的层流粘性模拟中获得的吸积速率的三分之一。
2013-05-06 astro-ph.EP
General Analytic Solutions for Circumplanetary Disks during the Late Stages of Giant Planet Formation
本文推导了巨行星形成晚期环绕行星盘的表面密度等一般解析解,通过推广下落物质角动量及边界条件等处理方式,发现其导致更小离心半径与更高吸积效率,并探讨了入射流角分布对星盘特性的影响。
2025-04-29 astro-ph.EP
An Ideal Testbed for Planet-disk Interaction: Two Giant Protoplanets in Resonance Shaping the PDS 70 Protoplanetary Disk
虽然数值模拟在行星-盘相互作用的研究中发挥了关键作用,但迄今为止,将数值结果与观测结果进行比较的方法还很有限。由于两颗直接成像的原行星嵌在其拱星盘中,PDS 70为行星盘相互作用研究提供了理想的试验平台。使用二维流体动力学模拟,我们表明,所观察到的功能可以很好地解释与两个行星的形成,提供了强有力的证据,以前提出的理论的行星盘相互作用的行动,包括共振迁移,粒子捕获,尺寸分离,过滤。我们的模拟表明,这两颗行星可能处于2:1的平均运动共振状态,并且可以在数百万年的时间尺度上保持动态稳定。行星在$10^{-8}-10^{-7}~M_{\rm Jup}~{\rm yr}^{-1}$的增长率与H $α$观测的估计相当,不会使共振配置不稳定。大颗粒在间隙边缘被过滤,只有小的(亚)$μ$ m颗粒可以流到环行星盘和内部环星盘。在这两颗直接成像的行星外观察到亚毫米连续环,PDS 70提供了第一个观测证据,证明粒子过滤是由间隙开放的行星造成的。当(亚)$μ$ m颗粒在多个环行星盘气体粘性时间尺度上存活并在其中积累时,可以再现在行星附近观察到的亚毫米连续发射。其中一种可能性是,(亚)$μ$ m颗粒的尺寸会变大,并被困在压力隆起中,类似于我们在拱星盘中发现的情况。我们讨论了太阳系和成熟的太阳系外行星系行星形成的潜在影响。
2019-09-20 astro-ph.EP
Photoevaporation as a Truncation Mechanism for Circumplanetary Disks
我们研究了木星和土星的常规卫星形成的条件。巨行星吸积的最后阶段被认为是在一个相对较长的1000万年的时间尺度上缓慢发生的。在这一阶段,气体通过太阳星云中完全或部分打开的缝隙缓慢地吸积,允许冰的凝结和不完全的分化,在巨行星的常规卫星中看到。此外,在木星和土星系统中看到的二分法可以解释为,由于间隙打开或太阳星云中气体的整体耗尽,这种下降减弱或完全关闭。我们提出了一维模拟环行星盘耦合的物质的粘性运输与质量损失的磁盘外缘的紫外光蒸发,以及从太阳星云的材料的下落。我们发现,这些原行星的环行星盘被截断,作为光蒸发的结果,在一个范围内的值与对应的平均值为$\approx$ 0.16希尔半径。这些截断半径与木星和土星常规卫星系统的当前位置大致一致。我们还发现,光蒸发可以成功地作为一个清除机制,环行星云的潜在的短时间尺度上,100- 10000年,超过质量吸积从太阳星云减弱,作为一个结果的差距开放。环木星盘如此迅速的清除,也许可以用来解释伽利略卫星的幸存。
2011-09-12 astro-ph.EP
Prograde rotation of protoplanets by accretion of pebbles in a gaseous environment
我们进行流体动力学模拟的卵石和岩石的吸积到原行星的半径几百公里,包括粒子和原行星盘气体之间的双向阻力耦合。粒子流与原行星螺旋希尔球内的气体相互作用,进入一个旋转的环行星盘。由于周围环境的扰动,物质被吸积到原行星上。我们推测,最大的小行星的自转趋势是原始的,原行星在气态太阳星云阶段从鹅卵石和岩石中吸积了10%-50%的质量。我们的模型还提供了一个可能的解释,在小行星和海王星外带的最大的机构之间观察到的自旋周期的范围很窄,并预测,1000公里尺度的柯伊伯带的对象,没有经历过巨大的影响,应该优先自旋的方向。
2010-01-07 astro-ph.EP
The dynamical role of the circumplanetary disc in planetary migration
行星嵌入原行星气体盘的数值模拟是研究行星迁移的宝贵工具;然而,必须进行一些近似。大多数情况下,气体的自重被忽略。在这种情况下,文献中并不清楚如何将行星洛希叶内的物质考虑在内。在这里,我们要解决这个问题,通过研究的各种方法,到目前为止使用的不同作者的迁移率的影响。我们对嵌入盘中的巨行星进行了高分辨率的数值模拟。我们比较了有和没有气体自引力的迁移率,测试了各种考虑环行星盘(CPD)的方法。不同的方法导致显著不同的迁移率。将CPD的质量添加到行星的扰动质量上会加速迁移。排除希尔球的一部分是一个非常敏感的参数,可能会导致对III型失控迁移的人为抑制。实际上,CPD比Hill球小。我们建议排除不超过0.6希尔半径,并使用平滑滤波器。或者,CPD可以被给予行星从原行星盘的其余部分感受到的加速度。在数值模拟中,在没有任何气体自引力的情况下,应该非常仔细地考虑行星洛希瓣内的气体。不应排除整个希尔球体。应明确给出所用的方法。然而,没有一种方法可以等效于计算气体的完全自重。
2009-06-04 astro-ph.EP
Accretion of Gas Giants Constrained by the Tidal Barrier
在原行星获得足够的质量,在它们的出生原恒星盘上打开部分间隙后,残留的气体在粘性耗散的作用下继续扩散到马蹄形流线上,并蜿蜒进出行星的希尔球。在希尔球内,马蹄形流线在环行星圆盘中拦截气体流动。主星的潮汐扰动在会聚流线的界面上产生了一个势垒。穿过潮汐屏障的角动量的粘性转移决定了从马蹄形流线到环行星盘的质量扩散速率,并最终决定了到原行星的吸积速率。我们进行了一系列的数值模拟,以测试这种潮汐屏障对超热行星的影响。在弱粘性盘中,原行星的吸积率随着它们的质量超过热极限而急剧下降。当它们的生长时间超过气体耗尽的时间尺度时,它们的质量会达到与木星相当的渐近值。在相对较厚且粘性较强的圆盘中,原行星的渐近质量超过木星的数倍。二维数值模拟表明,这种巨大的原行星强烈激发附近的马蹄形流线的偏心率,不稳定有序的流动,大大提高了跨潮汐屏障的扩散速率,并提高其生长速度,直到其出生盘严重耗尽。相比之下,偏心流线在三维模拟中保持稳定。根据已知系外行星质量分布的上衰减,我们认为它们的出生盘具有相对较低的粘度α sim 0.001,中等厚度H/R sim 0.03 ~ 0.05,质量有限,与最小质量太阳星云模型相当。
2020-11-05 astro-ph.EP
A first look at the protoplanet WISPIT 2 b with VLTI/GRAVITY+
本研究借助VLTI/GRAVITY+观测首次探究原行星WISPIT 2 b,更新其轨道解、大气性质等,证实其为距主星约60au的自发光点状伴星,需后续观测进一步研究
2026-10-16 astro-ph.EP
Three Years of High-Contrast Imaging of the PDS 70 b and c Exoplanets at Hα with MagAO-X: Evidence of Strong Protoplanet Hα Variability and Circumplanetary Dust
该研究利用MagAO-X对PDS 70 b和c进行三年Hα成像,发现两颗原行星存在显著Hα年际变异性(b变暗、c变亮)及环行星盘,还初步探测到一个新的内盘点源CC3。
2025-02-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
The steady-state hydrodynamics of a long-lived disc: planetary system architecture and prospects of observing a circumplanetary disc shadow in V4046$\,$Sgr
最近对V4046 $\,$ Sgr光谱双星周围圆盘的成像显示了尘埃环和间隙的同心区域。该天体的接近性和由于其年老(>20 $\,$ Myr)而预期的平衡状态使其成为流体动力学研究的极好试验台,直接与观测结果进行比较。我们采用二维流体动力学模拟的气体和多种尘埃物种,以测试所观察到的结构是否符合嵌入在磁盘中的巨行星的存在。然后,我们进行辐射转移计算的天空图像,我们过滤的望远镜响应与近红外和毫米观测比较。我们发现,现有的数据是非常一致的耀斑光盘和存在两个巨大的行星,在9 $\,$ au和20 $\,$ au,分别。不同的环宽度恢复的气体压力最大值内的扩散平衡的灰尘捕获。在我们的辐射转移模型中,垂直方向上的扩散与径向值相比减少了五倍,以恢复光谱能量分布。此外,我们报告了一个以前未解决的,在近红外散射光观测明亮的内环方位角限制强度递减。我们的模型表明,这种递减可以解释的阴影由一个绕行星盘周围的同一个巨大的行星,创造了内部空腔的流体动力学模拟。我们检查的强度压痕的形状,并讨论了一个巨大的行星及其相关的光盘的散射光观测投影的阴影的潜在特性。
2021-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Predictions of dust continuum observations of circumplanetary disks with ngVLA: A case study of PDS 70 c
本研究以PDS 70 c的行星周盘为对象,复现ALMA第6、7波段的尘埃热辐射观测结果,预测ngVLA的观测能力,发现其第6波段可探测该辐射且能约束行星周盘的大小与形状。
2025-08-01 astro-ph.EP
Boundary Layer Circumplanetary Accretion: How Fast Could an Unmagnetized Planet Spin Up Through Its Disk?
气体巨行星被认为是通过一个环绕行星的圆盘来吸积它们的大部分质量。如果这颗行星没有被磁化,并且开始缓慢旋转,它将通过一个径向狭窄的边界层吸积气体,并迅速旋转起来。当行星旋转时,边界层的径向加宽减少了吸积气体的特定角动量,使行星能够找到一个低于分裂速率的终端旋转速率。在这里,我们使用轴对称粘性流体动力学模拟来量化的终端旋转速率的行星吸积从他们的环行星盘。对于一个等温的行星-盘系统,其盘尺度高度$h/r =0.1$接近行星表面,在行星分裂角速度的70%和80%之间,自旋向上切换到自旋向下。在一个定性的差异,从垂直平均模型-自旋下降可以与质量吸积共存-我们观察到\emph{decretion}伴随的解决方案,角动量正在丢失。临界旋转速率取决于行星附近的盘厚度。对于行星附近圆盘尺度高度为$h/r = 0.15$的等温系统,临界自旋速率下降到行星分裂角速度的60%到70%之间。在边界层外的圆盘中,我们识别出非定常且瞬时不对称的跨中平面的回旋环流。模拟的流动足够强大,可以在早期卫星编队中垂直重新分配固体物质。我们讨论了如何太阳系外行星的旋转测量,结合光谱和变化的原行星与环行星盘的研究,可以确定在设置巨行星自旋的磁性和非磁性过程中的作用。
2020-12-11 astro-ph.EP
A quantification of hydrodynamical effects on protoplanetary dust growth
上下文尘埃粒子在原行星盘中的生长过程可以通过数值尘埃凝聚程序来模拟。在这种方法中,控制尘埃生长过程的物理效应通常必须以参数化的形式实现。由于缺乏这些参数化,现有的粉尘凝聚的研究忽略了流体动力学气流可以对晶粒生长的影响,即使它经常被认为是流动可能显着的积极或消极的增长过程作出贡献。目的。我们打算提供一个量化的流体动力学效应的尘埃颗粒的生长,使这些影响可以被参数化,并在尘埃凝结代码中实现。方法.我们数值积分的小尘埃粒子的轨迹在磁盘气体流围绕原微行星,采样原微行星半径,逆风速度,和尘埃停止时间的大参数空间。结果气体流使大多数粒子偏离原微行星,使得其有效碰撞截面减小,因此质量吸积速率减小。然而,气流也降低了小尘埃颗粒对原微行星的撞击速度。这可能有利于其生长,因为已知大的冲击速度会导致侵蚀。我们还证明了为什么这样的气流不返回碰撞碎片的表面的原星子。结论.我们预测,一个层流流体动力流周围的原星子将有显着的影响,其增长。然而,我们不能轻易地预测碰撞速度的减小或后掠截面的减小哪个结果更重要。因此,我们提供了参数化准备实施到粉尘凝结代码。
2013-11-18 astro-ph.EP
Three-dimensional circumplanetary flows in a PDS 70c-inspired system: hydrodynamic simulations with FARGO3D and analysis with FARGOpy
Universidad Técnica Federico Santa María(智利联邦圣马利亚技术大学);Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学)
本研究针对类PDS 70c系统,用FARGO3D开展三维流体动力学模拟,结合自主开发的FARGOpy分析框架,揭示了不同质量行星的行星周流结构特征,为相关研究提供基准与可复现分析框架。
2026-09-02 astro-ph.EP
The stochastic nature of migration of disc instability protoplanets in three-dimensional hydrodynamical and MHD simulations of fragmenting discs
University of Zurich(苏黎世大学);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese academy of Science(中国科学院上海天文台);Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校天体物理学系);Institute for Advanced Studies, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
研究盘不稳定性原行星团迁移的随机性,揭示其受局部扭矩和团体相互作用影响,与传统迁移机制有显著区别。
2025-03-03 astro-ph.EP
Radiation hydrodynamical models of the inner rim in protoplanetary disks
许多恒星的行星轨道在几个天文单位(AU)内。质量和轨道的出现率和分布随主星质量的不同而变化很大。这些接近行星的起源是一个谜,激发了对原行星盘中心区域的研究。控制恒星附近条件的一个关键因素是硅酸盐升华前沿,它在很大程度上决定了星光被吸收的位置,通常被称为内边缘。我们提出了第一个辐射流体动力学模拟的升华前在磁盘周围的年轻的中等质量的恒星被称为赫比格Ae星。该模型是轴对称的,包括星光加热,硅酸盐颗粒升华和冷凝到平衡的本地,随时间变化的温度和密度,吸积应力参数化的MHD磁旋转湍流模型的结果。所得结果与辐射静力解进行了比较,证明了其动力稳定性。通过模型圆盘的蒙特卡罗辐射转移计算,我们表明,模型满足观测约束的内缘位置。一个小的光学薄晕的热尘埃自然出现在内环和恒星之间。内边缘具有相当大的径向范围,对应于几个盘刻度高度。虽然锋面的整体位置随恒星光度而变化,但其径向范围取决于质量吸积率。在1000 K左右的温度下,在热电离的位置附近出现压力最大值.最大压力能够阻止固体卵石径向漂移,并将它们集中在温度足够高的区域,以退火形成结晶硅酸盐。
2016-04-15 astro-ph.EP
Impact of embedded circumplanetary winds on the circumstellar disk: I. Reshaping the local accretion environment
Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学工程与科学学院);Data Observatory Foundation(数据天文台基金会);Departamento de Astronomía, Universidad de Chile(智利大学天文学系)
研究环行星风对环星盘环境及行星成长的影响,发现风改变吸积流方向,降低吸积率,可能限制行星增长。
2026-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Kozai-Lidov Mechanism in Hydrodynamical Disks
我们使用三维流体动力学模拟表明,一个高度错位的吸积盘周围的一个组成部分的一个双系统可以表现出全球Kozai-Lidov周期,其中的磁盘的倾角和偏心率是周期性地互换。这对所有尺度上的吸积系统都有重要的影响,例如,行星和卫星在星周盘和环行星盘中的形成,X射线双星系统的爆发和超大质量黑洞的吸积。
2014-09-03 astro-ph.EP astro-ph.HE
The collapse of protoplanetary clumps formed through disc instability: 3D simulations of the pre-dissociation phase
我们提出了三维光滑粒子流体动力学模拟的崩溃形成的团块,通过重力不稳定的外部分的原行星盘。初始条件直接从全球光盘模拟,和一个现实的状态方程被用来跟踪团块,因为它们在几个数量级的密度收缩,接近分子氢解离阶段。团旋转,不对称性和辐射冷却的影响进行了研究。旋转提供了对快速坍缩的支持,但非轴对称模式的发展和有效地向外传输角动量,形成一个环行星盘。这种运输有助于团块达到动力学坍缩阶段,这是由分子氢解离引起的,在千年的时间尺度上,这比一些以前的球形一维坍缩模型预测的时间尺度要小。外推到失控氢解离的阈值表明,坍缩的时间尺度可以短于向内迁移的时间尺度,这表明团块可以在潮汐破坏中幸存下来,并将原始气体巨星传递到距离中心恒星甚至几个AU的距离。
2012-09-10 astro-ph.EP
Shock-driven Accretion in Circumplanetary Disks: Observables and Satellite Formation
环行星盘(CPD)控制行星的生长,为卫星的形成提供材料,并提供年轻行星形成的观测特征。我们进行了二维流体动力学模拟和辐射冷却的研究CPD,并提出了一个新的机制来驱动盘吸积。CPD中存在两个螺旋激波,由中央恒星激发。我们发现,螺旋激波可以至少有助于,如果不是占主导地位的角动量输运和能量耗散在CPD。同时,螺旋激波的耗散和加热对激波驱动的吸积本身有正反馈作用。当盘被螺旋冲击加热时,冲击变得更加开放,导致更有效的角动量传输。另一方面,这种激波驱动的吸积在几个月/几年的时间尺度上是不稳定的,这是由于盘中涡旋的产生和破坏。在经过一段时间的平均后,从行星的希尔半径一直到行星表面都达到了准稳定的吸积,而表征螺旋激波引起的角动量传输的圆盘系数$α$为$\sim$ 0.001-0.02。在我们的模拟中,盘表面密度范围从10到1000 g cm $^{-2}$,这比用于研究卫星形成的“最小质量亚星云”模型小至少3个数量级;相反,它与“气体匮乏”卫星形成模型更一致。最后,我们计算的毫米波流量发射的CPD在ALMA和EVLA波段,并预测最近发现的CPD候选人,这表明ALMA是能够发现这些吸积CPD的通量。
2016-12-17 astro-ph.EP
Radiation Hydrodynamical Turbulence In Protoplanetary Disks: Numerical Models and Observational Constraints
行星诞生于原恒星盘中,现在观测到的分辨率足以解决内部气体流动的问题。驱动气流的候选者包括磁力,但电离状态估计表明,大部分气体质量来自磁场。因此,流体动力学不稳定性可能起主要作用。我们调查磁盘动力学条件下的典型的金牛座T系统,使用全球三维辐射流体动力学模拟嵌入式粒子和分辨率为70个细胞每尺度高度。恒星辐射加热包括真实的尘埃不透明度。圆盘开始于辐射平衡和流体静力平衡。垂直剪切不稳定性(VSI)发展成湍流,持续到至少1600个内轨道(143个外轨道)。湍流速度是中平面处局部声速的百分之几,在日冕中增加到20%,或100 m/s。这些是一致的,最近的上限湍流速度从光学薄和厚的分子线观测TW Hya和HD 163296。由VSI引起的主要垂直运动有效地将颗粒向上提升。尺寸为0.1和1 mm的颗粒达到的刻度高度大于各向同性湍流中的预期高度。我们的结论是,虽然从分子线发射的运动学约束不直接区分磁性和非磁性磁盘模型,在HL头和HD 163296中测量的小尘埃尺度高度有利于湍流磁模型,达到较低的垂直动能密度比的吸积应力。
2017-10-16 astro-ph.EP
MINDS: JWST/NIRCam imaging of the protoplanetary disk PDS 70
本文利用JWST/NIRCam在1.87 μm和4.83 μm对PDS 70原行星盘成像,重新探测到两颗原行星,发现旋臂状吸积流特征和一个新的尘埃包裹候选体,并分析了行星流量与模型差异的可能原因。
2025-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The influence of dust growth on the observational properties of circumplanetary discs
本文结合辐射流体动力学模拟与光谱建模,研究尘埃从微米生长到毫米对环行星盘远红外及 ALMA 波段观测特征的影响,解释 PDS 70c 的宽光谱。
2025-01-26 astro-ph.EP
A sub-grid model for the growth of dust particles in hydrodynamical simulations of protoplanetary disks
我们提出了第一个2D流体动力学有限体积模拟,其中灰尘是完全耦合的气体,包括它的反反应到它,并在同一时间的灰尘大小是根据凝聚和分裂的基础上的子网格模型的演变。这种分析的目的是提出的差异时,尘埃演化包括相对于模拟固定的尘埃大小,有和没有嵌入的小行星,触发间隙形成。我们使用Surville等人2016年开发的双流体极Godunov型代码RoSSBi,结合基于Birnstiel等人2012年模型的新的局部子网格方法进行尘埃演化。我们发现与可变和固定的灰尘大小的模拟之间的显着差异。尘埃消耗的时间尺度差异很大,产生了完全不同的尘埃表面密度的演变。一般来说,当一颗大质量行星存在时,内部盘和间隙边缘附近的尘埃堆积等尖锐特征会变得更加微弱。这对解释观测到的圆盘子结构具有重要意义,表明大质量行星的存在并不一定会导致尘埃成分中的尖锐间隙和环。此外,不同尘埃大小的粒子显示出不同的分布,这表明多波长综合观测的重要性,以便与ALMA和其他仪器的观测进行比较。我们还发现,模拟采用固定的中间颗粒尺寸,在$10^{-2} - 10^{-1}$厘米的范围内,最好的近似表面密度的演变与灰尘演变的模拟中看到的。
2018-09-14 astro-ph.EP
3D Global Simulations of Accretion onto Gap-opening Planets: Implications for Circumplanetary Disc Structures and Accretion Rates
本研究通过3D全局模拟探究开缝巨行星的吸积过程,修正了2D模拟关于吸积爆发的结论,得出吸积率的分解标度关系,并成功解释PDS 70系统的观测结果。
2023-10-04 astro-ph.EP astro-ph.HE
Satellites Form Fast & Late: a Population Synthesis for the Galilean Moons
木星的卫星被认为是在一个环绕行星的圆盘中形成的。在这里,我们解决他们的形成和轨道演化与人口合成的方法,通过改变尘埃与气体的比例,光盘分散的时间尺度和尘埃再填充的时间尺度。环行星盘的初始条件(密度和温度)直接从三维辐射流体动力学模拟的结果。在人口合成中考虑了光盘的演变。小卫星被认为是通过流动不稳定性而增长的。我们发现,卫星形成快,往往在$10^4$年内,由于短的轨道时间尺度在环行星盘。它们按顺序形成,其中许多由于快速的I型迁移而消失在行星中,通常会污染木星的包层,通常有15个地球质量的金属。最后一代卫星可能在巨行星演化的很晚时候形成,那时行星盘已经失去了超过99%的质量。晚期的环行星盘足够冷,可以维持水冰,因此毫不奇怪,85%的月球人口都是由冰组成的。卫星质量的分布峰值略高于伽利略质量,直到几个地球质量,在一个制度,这是可观察到的与当前的仪器周围的类地行星轨道足够接近他们的主恒星。我们还发现,系统与伽利略式的群众发生在20%的情况下,他们更有可能当光盘具有较长的分散时间尺度和高的尘埃气体比。
2018-08-23 astro-ph.EP
Resurgence of CO in a warm bubble around accreting protoplanets and its observability
本研究通过3D辐射流体动力学模拟发现,吸积原行星周围的暖泡会增加气相CO丰度,在ALMA通道图中表现为明亮的残差,为自动检测形成中的原行星提供了新方法。
2025-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disc-protoplanet interaction Influence of circumprimary radiative discs on self-gravitating protoplanetary bodies in binary star systems
上下文到目前为止,在拥有两颗恒星的系统中已经发现了60多颗行星,其中一些具有小至20 au的双半长轴。众所周知,在这样的系统中,行星的形成受到恒星成分的强烈影响,因为原行星盘和其中的粒子暴露在双星的引力影响下。然而,关于自引力原行星体如何影响辐射的环主星盘的演化的问题仍然是开放的。目的。我们提出了我们的二维流体动力学的GPU CPU代码和研究的相互作用的数千个自引力粒子的粘性和辐射环主星盘内的双星系统。据我们所知,这个程序是目前唯一一个能够处理这么多粒子并计算它们彼此之间以及对圆盘的影响的程序。方法.我们进行了流体动力学模拟的拱星盘假设的二元系统是共面的。我们的基于网格的交错网格代码依赖于ZEUS-2D的想法,在ZEUS-2D中,我们根据不透明度表实现了FARGO算法和用于辐射冷却的额外能量方程。为了处理粒子运动,我们使用了精确Bulirsch - Stoer算法的并行版本。总共计算了四个模型,考虑到(i)仅N体相互作用,(ii)N体和圆盘相互作用,(iii)计算参数(特别是平滑)对N体相互作用的影响,以及(iv)运行模型时安静的低偏心率圆盘的影响(ii)。在两个不同的时间间隔测量冲击速度,并进行比较。结果我们表明,光盘和N体自引力的组合可以有一个显着的影响,对轨道的演变大致月球大小的原行星。
2014-05-20 astro-ph.EP
Confirmation and Keplerian motion of the gap-carving protoplanet HD 169142 b
利用VLT/SPHERE卫星YJH波段的观测数据,对HD 169142周围的原行星盘中的致密源进行了再探测。在0的分离处找到源。距离恒星“319”($\sim$ 37 au)。有三条证据支持信号追踪原行星:(i)正如理论预测的那样,它被发现在分离盘的两个明亮环的环形间隙中;(ii)在2015年,2017年和2019年的数据集中,它以预期的开普勒速度移动,在$\sim$ 37 au处;(iii)我们还探测到一个螺旋形信号,其形态与基于对该系统的专门流体动力学模拟而预期的由间隙中的行星触发的外螺旋尾流一致。我们为该物体提取的YJH颜色与追踪散射的星光一致,这表明该原行星被大量的尘埃所笼罩,正如预期的那样,围绕着一个间隙清除的木星质量原行星的环行星盘或信封。
2023-02-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetically Driven Obliquity in Circumplanetary Disks and Twisted Bipolar-jet Formation
Charles University(查理大学);Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute(尼尔斯·玻尔国际学院,尼尔斯·玻尔研究所);Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学天文学研究所);Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange(蔚蓝海岸大学,蔚蓝海岸天文台,法国国家科学研究中心,拉格朗日实验室);Collège de France, CNRS, PSL Univ., Sorbonne Univ.(法兰西公学院,法国国家科学研究中心,巴黎文理研究大学,索邦大学)
通过三维MHD模拟发现,强磁化湍流原行星盘可使环行星盘倾斜达87度,并产生扭曲双极喷流,揭示磁化湍流是形成倾斜环行星盘的重要途径。
2026-09-10 astro-ph.EP
Predictions of Dust Continuum Emission from a Potential Circumplanetary Disk: A Case Study of the Planet Candidate AB Aurigae b
本文以 AB Aurigae b 为例模拟潜在 CPD 的尘埃演化与 1.3 mm 辐射,发现消光修正后典型尘埃—气体比下信号应超过 ALMA 3σ 限,暗示其附近尘埃供给受限。
2024-12-05 astro-ph.EP
Thermal Structure and Millimeter Emission of Protoplanetary Disk with embedded protoplanets from radiative transfer modeling
本研究通过流体动力学模拟结合辐射转移后处理,探究含内嵌原行星的原行星盘热结构与毫米辐射特征,发现行星星周盘的辐射可局域升温盘物质,且其毫米辐射特征可用于约束原行星生长时标。
2024-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining accretion signatures of exoplanets in the TW Hya transitional disk
我们提出了一个近红外直接成像搜索周围的年轻恒星对象(YSO)TW Hya,一个多环盘表现出行星形成的证据可能的原行星吸积签名。Pa $β$线(1.282 $μ$ m)是原行星吸积的指示,其强度远高于原行星的黑体辐射。我们专注于Pa $β$线,并进行了Keck/OSIRIS光谱观测。虽然光谱差分成像(SDI)减少检测没有吸积签名,本研究的结果允许我们设置5 $σ$检测限Pa $β$发射的$5.8\times10^{-18}$和$1.5\times10^{-18}$ erg/s/cm $^2$ 0 \farcs 4和1 \farcs 6,分别。我们考虑了潜在行星的质量,使用理论模拟的环行星盘和氢排放。得到的质量分别为25和95 AU的$1.45\pm 0.04$ M $_{\rm J}$和$2.29 ^{+0.03}_{-0.04}$ M $_{\rm J}$,这与先前宽带成像获得的检测限一致。探测极限应该允许识别小到$\sim$ 1 M $_{\rm J}$的原行星,这可能有助于在极端自适应光学仪器无法获得的微弱YSO周围进行直接成像搜索。
2017-07-20 astro-ph.EP
Planet gaps in the dust layer of 3D protoplanetary disks: I. Hydrodynamical simulations of T Tauri disks
内容:虽然亚微米和微米大小的尘埃颗粒通常与原行星盘中的气相很好地混合,但较大的颗粒将部分解耦,因此具有与气体不同的分布。这对预测原行星盘的可观测性产生了影响,因为仅对气体的研究将提供一个不准确的图像。具体来说,在行星存在下的间隙打开标准通常是针对气相进行研究的,而一旦颗粒达到毫米大小,尘埃层的情况可能会大不相同,这就是ALMA所观察到的。目的:我们的目标是调查的形成和结构的行星间隙的尘埃层的原行星盘与嵌入的行星。研究方法:我们执行3D,气体+尘埃SPH模拟的原行星盘与行星在一个固定的圆形轨道上在40 AU研究的气体和尘埃的分布和密度在磁盘的演变。我们运行了一系列模拟,其中行星质量和尘埃颗粒大小不同。结果如下:我们发现,尘埃层中的间隙比气相中的间隙更引人注目,对于更大质量的行星和更大的颗粒,它更深更宽。对于一个足够大的行星,我们注意到,厘米大小的颗粒仍然在间隙内的共转和他们的人口在外盘显示出一个不对称的结构,一个签名的磁盘行星相互作用,即使是一个圆形的行星轨道,这应该是可观察到的ALMA。
2010-05-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Keplerian motion of a compact source orbiting the inner disc of PDS 70: a third protoplanet in resonance with b and c?
结合多波段VLT存档数据与差分成像技术,研究在PDS 70间隙内恢复了一个沿开普勒轨道运动的致密源,其特征支持存在第三颗与b和c共振的原行星假设。
2025-04-30 astro-ph.EP
No self-shadowing instability in 2D radiation-hydrodynamical models of irradiated protoplanetary disks
包含恒星辐射的原行星盘的理论模型经常显示出尺度高度扰动的自发放大,这是由放大区域对星光的增强吸收产生的。反过来,这些区域在相邻区域上投射阴影,从而冷却和收缩,最终导致过热和阴影区域的交替图案。以前的研究已经提出这是一个真正的自我维持过程,即所谓的自遮蔽或热波不稳定性,它可以自然地形成经常观察到的盘结构,如环和间隙,甚至可能促进星子的形成。然而,所有这些都以某种方式假设了垂直流体静力平衡和整个圆盘的瞬时辐射扩散。在这项工作中,我们提出了第一个研究的稳定性的吸积盘放松这些假设,而不是依赖于辐射流体动力学模拟的自阴影。我们首先通过迭代过程构建流体静力盘配置,并表明形成的图案的扩大和阴影区域是假设瞬时辐射扩散的直接后果。然后,我们让这些解决方案随时间演变,这将导致在接近磁盘表面的层中的初始阴影功能的快速阻尼。这些热弛豫层朝着中平面生长,直到在整个盘中擦除径向方向上的所有温度极值。我们的研究结果表明,在磁盘表面的辐射冷却和气体平流防止形成自遮蔽不稳定性,通过阻尼温度扰动之前,这些到达较低的,光学厚的区域。
2022-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Vertical shear instability in two-moment radiation-hydrodynamical simulations of irradiated protoplanetary disks II. Secondary instabilities and stability regions
本文研究了受辐射原行星盘轴对称辐射流体模拟中寄生在垂直剪切不稳定性(VSI)上的次级不稳定性,发现斜压扭矩与VSI模式相互作用触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性等机制导致VSI饱和,并构建稳定图表明盘表面层可存在VSI不稳定。
2023-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.comp-ph