Unveiling the outer dust disc of TW Hya with deep ALMA observations
原行星盘中毫米级尘埃的径向范围通常远小于其气体的径向范围，这主要是由于尘埃生长和径向漂移等过程。然而，有人建议，目前毫米连续观测光盘不跟踪其全部范围，由于有限的灵敏度。在这封信中，我们提出了深（19 $μ$ Jy束$^{-1}$）中等分辨率（0.37”）ALMA观测在1毫米的最近的原行星盘，TW海亚。使用可见度分析工具“弗兰克”，我们揭示了一个结构化的毫米强度分布到100 AU，远远超出以前的估计60-70 AU。我们的分析表明，存在一个新的毫米连续带隙在82金，符合光学/近红外散射光和毫米分子线观测中看到的类似功能。对拟合残差的检查证实了先前报道的在52 au（P.A.）处存在au尺度连续过量。= 242.5度）。我们的研究结果表明，实用程序相结合的深，中等分辨率的观测与超分辨率分析技术，探测最暗的地区的原行星盘。
2022-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Signatures of broken protoplanetary discs in scattered light and in sub-millimetre observations
对原行星盘的空间分辨观测显示，它们的内部区域可以从外部盘扭曲或断裂。已知有一些机制会导致这种3D结构，其中包括与恒星伴星的相互作用。我们进行了三维SPH模拟的circumbinary光盘错位的$60^\circ$相对于二元轨道平面。内部圆盘从外部区域断裂，作为刚体旋进，导致复杂的演化。当内盘旋进时，内盘和外盘之间的错位角变化大于$100^\circ$。不同的快照的演变后处理的辐射转移代码，以产生观测诊断的过程。尽管模拟是针对环双星盘的特定情况进行的，但大多数观测预测都适用于任何拥有进动内缘的盘。合成散射光观测显示出强烈的方位角不对称性，其中图案强烈依赖于内外盘之间的未对准角。外部盘的不对称照明导致温度结构的方位角变化，特别是在冷却时间短的上层中。这些变化反映在光学粗线的不对称表面亮度图中，如CO $J$ =3-2。从气体管线获得的运动学信息在确定盘结构方面是唯一的。散射光图像和（亚）mm线的组合可以区分径向流入和未对准的椎间盘内情况。
2017-10-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Rapid grain growth in post-AGB disc systems from far-infrared and sub-millimetre photometry
天文尘埃生长的时间尺度仍然知之甚少，这对我们理解像拱星盘演化和行星形成这样的过程有重要影响。一些后渐近巨星分支恒星被发现在开普勒轨道上拥有光学厚度，富含尘埃和气体的拱星盘。这些盘展示了尘埃演化的证据，类似于原行星盘;然而，由于后AGB盘的寿命比原行星盘短得多，它们可能会为颗粒生长过程提供新的见解。我们研究了一个样本的后AGB星与光盘，以确定FIR和亚毫米光谱指数均匀拟合样本的数据从\textit{Herschel}，SMA和文献。我们发现，晶粒生长到至少数百微米是无处不在的，在这些系统中，光谱指数的分布是更相似的原行星盘比碎片盘。没有发现与中红外颜色的光盘，这意味着晶粒生长发生独立的后AGB光盘的光盘结构。我们推断，晶粒生长到$\sim$毫米大小必须发生在时间尺度$<<10^{5}$年，也许由数量级，因为这些光盘的寿命预计是$\lesssim10^{5}$ ~年，所有对象都收敛到相同的状态。与原行星盘模型（包括碎片）的结果相比，这种生长时间尺度很短，可能会对晶粒生长的物理过程提供新的限制。
2020-02-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): XII. Extreme millimetre variability detected in a Class II disc
AGE-PRO ALMA 大型项目在 Class II 原行星盘 2MASS J16202863-2442087 中探测到极端毫米波变源，连续谱通量在 8 天内衰减 13 倍，该耀斑可能源于恒星附近的同步辐射、未探测双星的磁场相互作用或单星的磁场环与吸积爆发。
2025-08-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Towards detecting methanol emission in low-mass protoplanetary discs with ALMA: The role of non-LTE excitation
了解原行星盘的有机成分是行星形成研究的主要目标之一。作为一种尝试，以指导观察搜索的弱线的复杂物种的光盘，我们模拟了（亚）毫米光谱的气态甲醇（CH $_3$ OH），最简单的有机分子之一，在代表性的金牛座T系统。我们使用1+1D圆盘物理模型耦合到有和没有二维湍流混合的气体-颗粒ALCHEMIC化学模型。计算出的CH $_3$ OH丰度以及CH $_3$ OH方案的基态和激发扭转态的能级被用来产生模型光谱获得的非局部热力学平衡（非LTE）的3D线辐射传输代码LIME。我们发现，CH $_3$ OH线的建模非LTE强度可以比在LTE假设下计算的那些低$>10$ - $100$倍。尽管在模型计算中，许多（亚）毫米跃迁都发生了粒子数反转，但这并不导致强的脉泽放大和明显的高谱线强度。我们确定了最强的CH $_3$ OH（分）毫米线，可以搜索与阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）在附近的光盘。两个最好的候选者是CH $_{3}$ OH $5_0-4_0~A^+$（241.791 GHz）和$5_{-1}-4_{-1}~E$（241.767 GHz）谱线，在与全ALMA阵列进行$\sim3$小时的积分之后，它们可能用$\sim5σ$信噪比检测到。
2016-05-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust evolution in protoplanetary disks around Herbig Ae/Be stars - The Spitzer view
在本文中，我们提出了一个全面的赫比格Ae/Be星与斯皮策太空望远镜观测的中红外光谱。这些光谱的信噪比非常高，范围在大约一百到几百之间。在分析这些数据的过程中，我们测试了标准原行星尘埃模型的有效性，并研究了晶粒生长和晶体形成。在光谱分析的基础上，Herbig Ae/Be星周围的原行星尘埃的主要成分是橄榄石和辉石化学计量的无定形硅酸盐，结晶镁橄榄石和顽火辉石和二氧化硅。没有其他固态的特征，表明其他丰富的尘埃物种，是目前在斯皮策光谱。合成光谱与观测结果的偏差很可能与尘埃颗粒的形状效应和铁含量的不确定性有关。我们的分析表明，较大的晶粒更丰富的磁盘气氛中的扁平磁盘比在喇叭形磁盘，表明晶粒生长和沉积减少磁盘喇叭形。然而，我们没有发现，结晶度的值和任何调查的系统参数之间的相关性。我们的分析表明，顽火辉石是更集中向温暖的内盘比镁橄榄石，在平衡冷凝模型的预测相反。迄今为止提出的三种晶体形成机制都不能单独解释我们的所有发现。很可能这三种元素都在结晶硅酸盐的形成中至少起到了一定的作用。
2010-07-31 astro-ph.SR
Mineral Processing by Short Circuits in Protoplanetary Disks
陨石球粒形成于早期的太阳系，是由硅酸盐尘埃短暂加热到熔化温度而形成的。一些高度耐火的晶粒（B型富钙铝夹杂物，CAIs）也显示出瞬态加热的迹象。类似的过程也可能发生在其他原行星盘中，这一点可以通过观察结晶硅酸盐的光谱特征得到证实。这个过程的一个可能的环境是湍流磁流体动力学流动，被认为是驱动这些磁盘中的吸积。这样的流动通常形成薄的电流片，这是磁重联的位置，并且耗散由圆盘发电机放大的磁场。我们认为，这是可能的加热球粒和其他高温矿物的电流片，已被我们最近描述的短路不稳定性集中的前体颗粒。我们扩展我们的工作在这个过程中，包括辐射冷却的影响，考虑到温度的依赖性的不透明度，并通过检查电流片几何形状的三维，全球模型的磁旋转不稳定性。我们发现，1600 K以上的温度可以达到有利的参数，匹配理想的全球模型。这种机制可以提供一种有效的方法，利用原行星盘的引力势能，将颗粒加热到足以形成高温矿物的程度。湍流磁重联的体积填充性质与来自球粒-基质互补性、球粒-球粒互补性、火成岩边缘的出现和复合球粒的约束是相容的。同样的短路机制也可以在原行星盘中进行其他高温矿物加工，例如结晶硅酸盐和CAIs的产生。
2013-03-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rocky Planetesimal Formation Aided by Organics
硅酸盐尘埃颗粒的粘性差是岩石星子形成的主要障碍。在这项研究中，我们研究的可能性，硅酸盐颗粒与有机地幔，我们称之为有机地幔颗粒（OMG），通过直接凝聚形成星子。有机地幔通常存在于行星际尘埃颗粒中，实验室实验表明它们比硅酸盐更柔软，特别是在温暖的环境中。这与颗粒粘附理论相结合，意味着OMG比裸露的硅酸盐颗粒更粘。因为有机地幔可以存活到400 K，所以在原行星盘的水雪线内的硅酸盐颗粒原则上可以容纳这样的地幔。我们构建了一个简单的颗粒粘附模型来估计阈值碰撞速度低于聚集体的OMG可以增长。该模型表明，如果地幔厚度与行星际尘埃颗粒一样，温度高于$\sim$ 200 K，则0.1 \micron大小的OMG聚集体可以克服原行星盘中的碎裂障碍。我们使用这个粘附模型来模拟全球的演化OMG聚集体的内部部分的原行星盘，证明OMG聚集体确实可以成长为星子在有利的条件下。由于有机质在过高的温度下不稳定，因此，由OMG直接粘附而形成的岩石状微行星预计将发生在对应于温度范围$ \sim$ 200- 400 K的盘环中。富含有机质的微行星可能通过吸积大量贫碳球粒而成长为贫碳岩石微行星。
2019-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spitzer Survey of Protoplanetary Disk Dust in the Young Serpens Cloud: How do Dust Characteristics Evolve with Time?
我们目前斯皮策IRS中红外（5-35微米）光谱的一个完整的通量有限的样本（> 3毫焦耳在8微米）的年轻恒星对象（YSO）的候选人选择的基础上，他们的红外颜色在巨蛇座分子云。对147个源的光谱进行了分类。背景恒星（斜率与变红的恒星光谱和吸收中的硅酸盐特征一致），星系（具有红移的PAH特征）和行星状星云（具有高电离线）占该样本中污染的22%，留下115个真正的YSO。源与上升的光谱和冰吸收功能，被归类为嵌入式第一阶段的原恒星，占样本的18%。其余82%（94）的磁盘源进行了分析的光谱能量分布形状，多环芳烃和硅酸盐的功能。这些硅酸盐特征的存在，强度和形状被用来推断这些系统的磁盘属性。约8%的盘具有与具有内孔或间隙的冷盘一致的30/13微米通量比，并且3%的盘显示PAH排放。与模型的比较表明，在这些磁盘表面的尘埃颗粒至少有几个μ \m的大小。20微米的硅酸盐特征有时在没有10微米特征的情况下被看到，这可以指示这些盘中的非常小的孔。没有发现显着差异的硅酸盐特征的形状和强度之间的源在集群和在外地的分布。此外，在巨蛇座的结果进行了比较，与其他研究的样本：c2 d IRS样本分布在5个云和金牛座恒星形成区的磁盘的大样本。在不同环境和中位年龄的样品中硅酸盐特征特征的显著相似分布-如果显着-意味着在磁盘表面的尘埃人口之间的平衡结果尘埃生长和破坏性的碰撞过程，保持在几百万年的任何YSO人口，无论环境。
2010-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Intrinsic polarisation of elongated porous dust grains
ALMA观测揭示了最近几个原行星盘在（亚）毫米波长范围内的极化辐射。除了大颗粒的自散射外，细长颗粒的热发射是检测到的偏振信号的潜在来源。我们使用离散偶极近似计算了球形、微米和亚毫米级尘埃颗粒的波长依赖吸收和内禀偏振。特别是，我们分析了尘埃颗粒孔隙度的影响，这似乎是存在于磁盘时，小颗粒凝聚形成较大的聚集体。对于第一次，我们的研究结果表明，（a）的固有极化降低增加晶粒孔隙度和（b）的偏振取向翻转90度的波长与晶粒尺寸的某些比率。我们提出了一种新的方法来限制颗粒孔隙度和颗粒大小的原行星盘使用多波长偏振观测在远红外毫米波长。最后，我们发现，中度晶粒孔隙率（$\mathcal{P}\lesssim0.7$）可能解释所观察到的极化分数在系统HD 142527，而高度多孔晶粒（$\mathcal{P}>0.7$）失败，除非晶粒的轴比是非常大的。
2019-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust properties and disk structure of evolved protoplanetary disks in Cep OB2: Grain growth, settling, gas and dust mass, and inside-out evolution
本文给出了Cep OB 2区34颗中低质量恒星的31个TTS和IRAM/1.3mm观测的Spitzer/IRS光谱。包括我们以前发表的数据，我们分析了56个TTS和3个中等质量的恒星在Tr 37（~ 400万年）和NGC 7160（~ 1200万年）的硅酸盐特征。硅酸盐发射特征很好地再现与无定形（橄榄石，镁橄榄石，和二氧化硅化学计量）和结晶颗粒（镁橄榄石，顽火辉石）的混合物。我们探索晶粒尺寸和磁盘结构使用辐射转移磁盘模型，发现大多数对象遭受了重大的演变（晶粒生长，沉降）。大约有一半的磁盘显示由内而外的演变，要么灰尘清除内孔或径向依赖的灰尘分布，通常有较大的颗粒和更多的沉淀在最里面的磁盘。典型的强硅酸盐的功能，但需要存在的小灰尘颗粒，并可以解释为根据颗粒大小，异常的灰尘分布，和/或光学薄的尘埃种群内磁盘间隙的差异沉降。M型恒星往往比K型天体有更弱的硅酸盐发射和更陡的SED。推断出的低尘埃质量与相对较高的气体吸积率形成强烈对比，表明全球颗粒生长和/或异常的气尘比。过渡盘（TD）在Cep OB 2区域显示强烈的加工颗粒，这表明它们主要是由尘埃演化和沉降。最后，罕见但引人注目的在年老时具有强烈吸积作用的盘的存在揭示了一些非常巨大的盘可能仍然存在于颗粒生长，引力不稳定和行星形成中。
2011-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Massive Protostellar Disks as a Hot Laboratory of Silicate Grain Evolution
本文建立含尘埃凝结、碎裂与径向漂移的大质量原恒星盘模型，结合GGD27-MM1观测推断硅酸盐颗粒碎裂阈值约10 m/s，用以约束岩石星子形成条件。
2023-06-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The far-infrared behaviour of Herbig Ae/Be discs: Herschel PACS photometry
赫比格Ae/Be天体是前主序星，被富含气体和尘埃的拱星盘所包围。这些天体正处于恒星和行星形成的阵痛中，它们的特征告诉我们中等质量恒星周围行星形成过程的过程和结果。在这里，我们分析了赫歇尔开放时间关键方案“原行星系统中的气体”观测到的盘状宿主星的光谱能量分布。我们提出了赫歇尔/PACS远红外成像观测22赫比格Ae/Bes和5碎片光盘，结合辅助测光跨越紫外线到亚毫米波长。从这些测量，我们确定的诊断光盘的演变，以及总过剩，在三个制度跨越近，中和远红外波长。使用适当的统计检验，检查这些诊断的相关性。我们发现，远红外线通量，光盘变得光学薄，与毫米通量，这提供了一个总的尘埃质量的措施。远红外与亚毫米通量的比率被认为是更大的光盘，在毫米波长更明亮，并有陡峭的亚毫米斜率的目标。此外，具有扩口几何形状的盘平均具有比平坦几何形状的盘更大的过量。最后，我们估计这些光盘的范围（或提供上限）的意见。
2015-11-26 astro-ph.SR
REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars (REASONS): A population of 74 resolved planetesimal belts at millimetre wavelengths
本研究通过REASONS巡天及档案再分析，对74个近邻恒星系统的星子带进行毫米波段分辨观测与统一建模，揭示了尘埃质量径向耗散、星子带多为宽盘、垂直高度无明显年龄演化等关键特征，并发布相关遗产数据集供后续研究使用。
2025-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation and migration near the silicate sublimation front in protoplanetary disks
越来越多的新发现的短轨道周期系外行星提出了关于其形成和迁移历史的问题。开普勒任务的一个关键结果引起了一个需要解释的特殊难题，即轨道周期长达10天的F，G，K和M星的行星出现率增加。研究了类太阳恒星周围原恒星盘尘埃升华锋附近行星形成和迁移的条件。对于这种分析，我们使用迭代的二维辐射流体静力盘模型，其中包括恒星的照射，尘埃升华和沉积取决于当地的温度和蒸汽压。我们通过改变磁化湍流起始温度、吸积应力、尘埃质量分数和质量吸积率来进行参数研究。我们的模型具有一个只有气体的内部磁盘，硅酸盐升华前和尘埃边缘开始在0.08金左右，电离过渡区与相应的密度跳跃，和压力最大值，作为卵石陷阱在0.12金左右。迁移扭矩图显示，地球和超级地球质量的行星在我们的模型磁盘中停留在10到22天的轨道周期。这样的周期与多行星系统中最内层行星的推断位置以及开普勒样本在10天内行星出现率的突破都非常一致。特别是，小颗粒耗尽的模型产生一个位于10天轨道周期的陷阱，而具有更高丰度的小颗粒的模型则在17天轨道周期左右产生一个陷阱。雪线位于1.6天文单位，接近巨行星出现率的峰值。我们的结论是，尘埃升华区是形成近距离行星的关键，特别是当考虑到紧密堆积的超级地球系统时。
2019-10-09 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The Impact of Silicate Grain Coagulation on Millimeter Emission from Massive Protostellar Disks
本研究通过自洽分析大质量原恒星盘硅酸盐颗粒大小演化与（亚）毫米波辐射的关系，结合ALMA观测约束其碰撞破碎阈值速度为15 m s-1，提出两种重现GGD27-MM1内盘辐射的情景，为理解岩石星子形成条件提供依据。
2025-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Self-scattering in protoplanetary disks with dust settling
再发射通量的散射被认为至少部分地导致了在几个原行星盘的（亚）毫米波长范围内观测到的偏振。虽然散射产生的偏振程度高度依赖于尘埃模型，但早期研究这种机制依赖于尘埃的单一粒度和简单密度分布的假设。然而，在这种机制通常最有效的密集内部区域，已经证实存在尺寸从纳米到毫米的尘埃颗粒。此外，气体的存在迫使较大的晶粒垂直地朝向盘中平面迁移，从而在垂直方向上引入粉尘分离。使用偏振辐射转移模拟，我们分析了在350 $μ$米，850 $μ$米，1.3毫米和2毫米的散射光偏振的依赖性描述原行星盘的各种参数，包括尘埃颗粒沉降的影响。我们发现，不同的磁盘参数改变的偏振度主要是通过影响辐射场的各向异性，光学深度，或两者兼而有之。因此，仅从偏振测量直接推导出某些盘参数值是非常具有挑战性的。然而，假设一个高的尘埃粒子，它是可能的跟踪从光学厚光学薄盘区域的过渡。在大多数被认为是磁盘配置的极化程度低于观察发现，这意味着有必要重新审视模型，描述的尘埃属性和磁盘结构。
2020-07-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
C2D Spitzer-IRS spectra of disks around T Tauri stars. IV. Crystalline silicates
年轻恒星周围行星形成区域的尘埃颗粒预计将因凝结、碎裂和结晶而被大量加工。本文主要研究原行星盘中的结晶硅酸盐尘埃颗粒。作为Cores to Escort Legacy计划的一部分，我们获得了超过100个TTauri恒星的Spitzer/IRS光谱。超过3/4的物体显示出至少一种结晶硅酸盐发射特征，这些特征基本上可以归因于富镁硅酸盐。在λ> 20 μ处观察到的结晶特征的观测性质彼此相关，而它们与无定形硅酸盐10 μ特征的性质基本上不相关。这支持了IRS光谱基本上探测两个独立的盘区域的想法：在λ ~ 10 μ处发射的暖区（< 1 AU）和在λ> 20 μ（< 10 AU）处发射的冷得多的区域。我们确定了一个结晶度悖论，因为长波长结晶硅酸盐特征的检测频率是来自更温暖的磁盘区域的结晶特征的3.5倍（~ 55%对~15%）。这表明，该盘在~10 AU范围内具有不均匀的尘埃成分。丰富的结晶硅酸盐发现远离其假定的形成区域表明有效的向外径向运输机制的磁盘。对10 μ的非晶特征和23 μ左右的结晶特征的形状和强度的分析提供了在磁盘上层中微米尺寸的晶粒的流行的证据。它们在磁盘大气中的存在表明有效的垂直扩散，可能伴随着颗粒-颗粒破碎，以平衡预期的有效增长。最后，亚微米级颗粒的耗尽指向了诸如恒星风或辐射压力之类的移除机制。
2009-08-28 astro-ph.SR
Compaction during fragmentation and bouncing produces realistic dust grain porosities in protoplanetary discs
本文为3D SPH代码Phantom开发孔隙率演化模块，研究原行星盘中孔隙率对尘埃演化的影响，发现碎片化过程中的压实作用使毫米级颗粒致密程度提高10到100倍，填充因子约0.1，与观测值匹配。
2024-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
From spirals to rings: dust dynamics in gravitoturbulent protoplanetary discs after late infall
IRAP, Université de Toulouse, CNRS, CNES（图卢兹大学 IRAP）；Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)（波茨坦莱布尼茨天体物理研究所）；IPAG, Université Grenoble Alpes, CNRS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学 IPAG）；Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校物理与天文系）；Max Planck Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Department of Physics, University of Warwick（沃里克大学物理系）；Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, CNRS, CRAL（里昂第一大学、里昂高等师范学校 CRAL）；School of Physics and Astronomy, University of Leicester（莱斯特大学物理与天文学院）
本研究通过二维流体动力学模拟和辐射转移计算，发现晚期吸积触发的引力不稳定性在原行星盘中形成旋臂，其耗散产生持久尘埃环，使盘从旋臂结构演化为环状结构。
2026-09-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Relating grain size distributions in circumstellar discs to the spectral index at millimetre wavelengths
在光谱能量分布（SED）中看到的过量发射通常用于推断原行星和碎片盘中发射的星周尘埃的性质。最值得注意的是，尘埃的大小分布和碰撞物理的细节来自SED斜率在长波长。本文回顾了常用的近似方法，并将其与热发射的数值结果进行了对比。推断的粒度分布指数被证明是更大，更敏感的观察到的子（mm）光谱指数比以前考虑的。这种效应是由从具有体积吸收的小颗粒到在其表面附近吸收和发射的较大颗粒的过渡方面引起的，由折射率的实部和虚部两者控制。较陡的尺寸分布表明材料强度或冲击速度对尺寸的依赖性较强，否则，运输或侵蚀过程的效率较低。由于对材料成分、孔隙率和长波长下的光学性质的了解不足，仍然存在很强的不确定性。
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling the mid-infrared polarization in dust around young stars
在最近的过去，在几颗年轻恒星的星周环境中已经检测到了结晶硅酸盐的存在，并且有证据表明在前主序星SVS 13的包层中检测到了碳化硅（SiC）。在这项工作中，我们试图探测年轻恒星样本中原行星盘周围尘埃中SiC的存在。我们用离散偶极子近似（DDA）和有效介质近似（EMA）T矩阵方法模拟了以硅酸盐为基质，含有SiC和石墨的复合尘埃颗粒在中红外波段（MIR：8- 13 $μ$ m）的线偏振。然后，我们比较了我们的建模结果与偏振观测的原行星盘周围的两个赫比格恒星和一个T-金牛星，特别强调对10 $μ$米硅酸盐功能使用CanariCam安装在大加那利望远镜（GTC）。我们报告了SiC可能存在于我们的样本中的一颗恒星周围的外盘/封套中，这已经根据我们的尘埃颗粒模型中的夹杂物的形状，尺寸，成分和体积分数进行了解释。
2019-01-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Ring formation and dust dynamics in wind-driven protoplanetary discs: global simulations
大规模的垂直磁场被认为在原行星盘的演化中起着关键作用。与非理想效应相关联，例如双极扩散，它们被认为会发射一股风，这可能会在圆盘的外部（$R> 1$ AU）驱动吸积。它们还可能导致圆盘自组织成大规模的轴对称结构，类似于最近由亚毫米或近红外仪器（ALMA和SPHERE）成像的环。本文的目的是调查这些气体环的形成背后的机制，但也要了解尘埃动力学和它的排放在磁盘线程由一个大规模的磁场。为此，我们进行了全球磁流体动力学（MHD）轴对称模拟与双极扩散使用修改版本的PLUTO代码。我们探讨了不同的磁化与中平面$β$参数范围从$10^5$到$10^3$，并包括尘埃颗粒-在流体近似处理-范围从$100 μ$米到1厘米的大小。我们首先表明，气体环（与纬向流）是紧密相连的MHD风的存在。其次，我们发现毫米级的尘埃是高度沉降的，在$R=100$ AU的$β=10^4$，与最近的ALMA观测兼容的一个典型的尺度高度为1 AU。我们还表明，这些颗粒集中到压力最大值与纬向流，导致尘埃环的形成。使用辐射转移代码MCFOST，我们计算了尘埃的排放量，并作出预测的环隙对比度和光谱指数，人们可能会观察到像ALMA干涉仪。
2020-06-01 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Effect of dust grain porosity on the appearance of protoplanetary disks
我们从理论上分析了由多孔尘埃颗粒组成的原行星盘。在对原行星盘观测结果的分析中，尘埃相通常被假定为由球形颗粒组成，这使得人们可以应用米氏散射理论。然而，在现实中，尘埃颗粒的形状预计将严重偏离球体。我们调查的影响，多孔尘埃颗粒的温度分布和可观察到的外观的原行星盘的尘埃颗粒孔隙率高达60%。我们进行了辐射转移建模来模拟温度分布、光谱能量分布以及空间分辨的强度和偏振图。采用离散偶极子近似方法计算了多孔颗粒的光学性质。我们发现，在光学波长范围内的流量是多孔颗粒高于紧凑，球形颗粒。在9.7 μ m处的硅酸盐峰的轮廓强烈地取决于颗粒孔隙度的程度。温度分布在垂直于中平面的方向上显示出显著的变化。此外，模拟的极化图揭示了增加的极化度的一个因素约4时，多孔晶粒被认为是，无论磁盘倾斜。在选定的磁盘区域的偏振方向是相反的，这取决于波长，晶粒孔隙度，和磁盘倾斜。我们讨论了这种效果的几种可能的解释，发现多重散射解释效果最好。孔隙度影响着原行星盘可观测的外观。特别是，极化反转显示依赖于晶粒孔隙度。盘内的物理条件被孔隙度改变，这可能对晶粒生长和盘演化的过程产生影响。
2014-07-24 astro-ph.SR
Silicate features in Galactic and extragalactic post-AGB discs
目标。在本文中，我们研究了斯皮策和TIMMI 2红外光谱后AGB盘源，无论是在银河系和大麦哲伦星云。使用所观察到的红外光谱，我们确定盘的矿物学和尘埃参数，并寻找银河系和河外来源之间可能存在的差异。方法.模拟观察到的全光谱范围使我们能够确定存在于光盘和不同的物理参数，如粒度，尘埃丰度比，尘埃和连续温度的尘埃种类。结果我们发现，所有的光盘是由结晶和无定形硅酸盐尘埃的发射功能为主。只有少数样品来源显示出由于CO2气体或碳质分子如多环芳烃和C60富勒烯的特征。我们的分析表明，在这些光盘尘埃颗粒加工是强大的，导致大的平均晶粒尺寸和非常高的结晶度分数。然而，我们没有发现任何衍生的尘埃参数和中心源的属性之间的相关性。在银河系和大麦哲伦星系的矿物学来源之间似乎也没有明显的区别。尽管观测到的光谱与年轻恒星周围的原行星盘非常相似，显示出相似的矿物学和强烈的颗粒加工，但我们确实找到了尘埃加工的物理和化学过程差异的证据。
2011-08-03 astro-ph.SR
Self-scattering of non-spherical dust grains
自从ALMA高分辨率成像技术问世以来，对（亚）毫米偏振的理解已经取得了飞跃。在其它效应中，自散射（即，热尘埃辐射在其他颗粒上的散射）被认为是毫米极化的起源。这打开了第一个窗口，直接测量尘埃颗粒大小的光学厚连续发射区，因为它可以在原行星盘和恒星形成区发现。然而，新得到的晶粒尺寸值通常在${\sim}100\,μ$ m左右，因此比从更间接的测量获得的值以及从理论预期的值（${\sim}1\,$ mm）小一个数量级。我们在今天自散射模拟的应用尘埃模型中看到了这种矛盾的起源：一个完美的紧凑球体。本研究的目的是通过研究非球形晶粒形状对自散射信号的影响来验证我们的假设。我们采用离散偶极子近似模拟调查的自散射极化在三种情况下的晶粒形状的影响：一个非极化和极化入射波下一个固定的以及一个变化的入射偏振角。当比较非球形颗粒与球形颗粒时，特别是在瑞利范围之外，即对于在$870\,μ$ m波长处观察到的>100 $\,μ$ m尺寸的颗粒，我们发现所得自散射偏振的显著偏差。自散射的扁圆颗粒产生更高的偏振度相比，球体的挑战的起源所观察到的毫米偏振的解释。一个（几乎）完美的非球形颗粒的排列是需要考虑到所观察到的毫米极化在原行星盘。我们的研究结果指向一个必要的重新评估的尘埃颗粒大小来自（分）毫米极化。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Shadows, gaps, and ring-like structures in protoplanetary disks
研究了Tauri T星和Herbig Ae星周围被动加热盘的结构，提出了一个矢量化的原行星盘尘埃辐射转移模型。与标量版本的代码相比，矢量化提供了100的加速因子。尘埃由蓬松的碳和各种大小的硅酸盐颗粒或弥漫的ISM尘埃组成。由MC方法得到的红外发射和中平面温度不同于其中辐射转移在小环段的平板几何形状中求解的模型。在MC处理，尘埃晕以上的磁盘被认为是。晕导致增强的红外发射和温暖的中平面温度比纯磁盘。在流体静力平衡的假设下，我们发现，在内部边缘的磁盘鼓起，其次是阴影区。阴影降低了中板的温度，并降低了盘的消光层的高度。它可以被看作是圆盘中的一个缺口，除非它的表面再次暴露在直接的恒星辐射中。在那里，圆盘第二次膨胀，第三次膨胀，如此类推。因此，几个间隙和环状结构存在于磁盘表面，并出现在发射图像。它们是由圆盘中的阴影产生的，并且不需要假设任何伴星或行星的存在。与赫比格Ae型恒星相比，这种间隙和环状结构在金牛座T型恒星周围的类地行星区域更为明显。
2012-01-17 astro-ph.SR
Flybys in protoplanetary discs: II. Observational signatures
在星团中潮汐的相遇扰动了年轻原恒星周围的圆盘。在Cuello等人（2019 a，论文I）中，我们详细描述了气体和尘埃中恒星飞越的动力学特征。飞越产生翘曲的盘，螺旋与演变的俯仰角，增加吸积率，和盘截断。在这里，我们提出了相应的观测签名，这些功能在光学/近红外散射光和（亚）毫米连续和CO线发射。使用有代表性的逆行和逆行的遭遇直接比较，我们后处理流体动力学模拟与辐射转移方法，以产生一个目录的多波长观测。这为在最近的近红外和亚毫米观测中识别飞掠提供了参考（例如，RW Aur、AS 205、HV Tau & DO Tau、FU Ori、V2775 Ori和Z CMa）。
2019-10-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Herschel view of Gas in Protoplanetary Systems (GASPS). First comparisons with a large grid of models
Herschel GASPS Key Program是一项对原行星盘气相的调查，目标是240个对象，涵盖了大范围的年龄，光谱类型和盘属性。为了解释这大量的数据，并启动自洽分析的气体和尘埃性质的原行星盘，我们结合了辐射转移代码MCFOST的能力与气体热平衡和化学代码ProDiMo计算网格的30万盘模型（DENT）。我们提出了一个比较的第一Herschel/GASPS线和连续数据与预测的DENT网格模型。我们的目标是测试一些主要的趋势已经确定的DENT网格，以及定义更好的经验诊断，以估计总气体质量的原行星盘。光球紫外线辐射似乎是赫比格星的主要气体加热机制，而紫外线过量和/或X射线发射占主导地位的金牛T星。DENT网格揭示了远红外线分析的复杂性，以及将这些观测结果转化为物理量的困难。结合赫歇尔线观测连续数据和/或旋转线在（分）毫米制度，特别是CO线，需要一个详细的表征的物理和化学性质的拱星盘。
2010-05-20 astro-ph.SR
Mid-infrared interferometric variability of DG Tau: implications for the inner-disk structure
上下文DG Tau是一颗低质量的前主序星，其强烈吸积的原行星盘表现出迄今为止的神秘行为：它的中红外热发射是强烈的时变，甚至将10 $μ$ m的硅酸盐特征从发射暂时转变为吸收。目的。我们寻找在高空间分辨率和多个历元的光谱变化的原因。方法.我们研究了2011年至2014年期间用VLTI/TMF仪器在六个时期观察到的中红外干涉信号的时间变化。我们拟合的几何磁盘模型所观察到的干涉信号，以获得有关磁盘的空间信息。我们还通过模板拟合来模拟中红外光谱，以表征硅酸盐发射的轮廓和时间依赖性。我们使用物理动机的辐射转移模型来解释中红外干涉光谱。结果内盘（r<1-3 au）光谱显示出与无定形硅酸盐颗粒相关的10 $μ$ m吸收特征。外盘（r>1- 3au）的光谱显示出类似海尔-波普彗星光谱的结晶硅酸盐特征。内外盘光谱特征之间的显著差异在金牛T星中是极不寻常的。中红外线的变化主要是由外盘。硅酸盐特征的强度改变了两倍以上。在2011年至2014年期间，中红外发射区的半光半径从1.15减少到0.7 au。结论.对于吸收的起源，我们讨论了四种可能的解释：一个冷的遮蔽信封，吸积加热内盘，温度反演的磁盘表面和错位的内部几何。外盘中的硅酸盐排放可以用盘平面上方的尘埃物质来解释，这些尘埃物质的质量可能会随着时间的推移而变化，这可能是由于盘中的湍流。
2017-04-19 astro-ph.SR
Dust trapping by spiral arms in gravitationally unstable protostellar discs
本文讨论了大质量原恒星盘中引力不稳定性对尘埃动力学的影响。从光滑粒子流体动力学（SPH）模拟出发，我们计算了尘埃在准静态气体密度结构中的演化。对于不同的粒度分布，我们已经调查了螺旋臂捕获颗粒的能力。我们已经运行了三维辐射转移模拟，以构建（亚）毫米和近红外波长的预期发射图。最后，我们模拟了我们的光盘模型在（亚）毫米和近红外波长，因为他们可能会出现与阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）和高对比度冠状成像仪自适应光学（HiCIAO），以调查是否有螺旋结构的观测签名。我们发现，引力不稳定性引起的压力不均匀性产生不可忽略的动力学效应厘米级的粒子导致显着的超密度的螺旋臂。我们还发现，螺旋结构是很容易检测到的ALMA在很宽的范围内（分）毫米波长和HiCIAO在近红外散射光的非面对光盘位于蛇夫座恒星形成区域。此外，我们发现明确的空间光谱指数的变化，整个光盘，揭示了尘埃捕获产生的迁移大颗粒，可以通过多波长观测（亚）毫米的潜在调查。因此，迄今在原行星盘中观察到的旋臂可以解释为引力不稳定性发展引起的密度波。
2015-04-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of photophoresis on the dust distribution in a 3D protoplanetary disc
光泳是一个物理过程的基础上的动量交换之间的照明尘埃粒子和它的气体环境。它在原行星盘（PPD）中的净效应是将固体从热区域向外输送到冷区域。这个过程自然会导致灰尘堆积的环形特征的形成。在这项工作中，我们研究了双流体（气体+尘埃）光滑粒子流体动力学（SPH）代码中的双流体（气体+尘埃）的双流体中的双流体电泳力的动力学效应。（2005）。我们发现，在PPD的内部区域遇到的压力和温度的条件下，产生重要的电泳力，显着影响固体的径向运动。此外，尘埃颗粒在圆盘中具有不同的平衡位置，这取决于它们的大小和固有密度。向盘的外部的径向运输是更有效的硅酸盐比铁颗粒，这对陨石成分有重要的影响。我们的研究结果表明，在PPD的内部区域，必须考虑到电泳，以充分了解的动力学和尘埃成分的演变。
2016-03-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of aqueous alteration and metamorphism in the survival of presolar silicate grains in chondrites
相对少量（通常在百万分之2-200之间）的前太阳颗粒被保存在南极陨石的基质中。不同类型的颗粒的测量丰度是高度可变的，从一个球粒陨石到另一个，但更高的不平衡球粒陨石经历了很少或没有水蚀变和/或变质加热比加工陨石。的丰度测量的前太阳粒（特别是最近确定的前太阳硅酸盐）包含在原始的方解石的一般概述。在这里，我们将重点放在最原始的球粒陨石群，因为通常最高的测量丰度的太阳前颗粒发生在原始球粒陨石经历了很少的热变质作用。在最含水蚀变球粒陨石群，我们发现一个明确的模式，减少丰富的前太阳硅酸盐颗粒的含水蚀变水平的增加。我们的结论是，测得的丰度的前太阳粒蚀变陨石强烈偏见，其独特的历史。量化的规模的强度，水蚀变和冲击变质的方解石可以与含量在太阳前硅酸盐。要做到这一点，就需要推断原始陨石基质中前太阳颗粒的破坏或均匀化程度。为了得到一个公正的图片的相对丰度的原行星盘的不同区域的第一个陨石合并，未来的专门研究原始陨石，国内流离失所者和收集的材料从样品返回任务（如计划马可波罗）是迫切需要的。
2009-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Time-dependent models of the structure and evolution of self-gravitating protoplanetary discs
年轻的大质量原行星盘内的角动量输运可能由半径处的自引力主导，在半径处盘的电离太弱，不允许磁旋转不稳定性的发展。我们使用时间相关的一维磁盘模型，基于局部冷却时间计算的运输效率，研究的径向结构和稳定性（对碎片）的原行星盘中，自重力是唯一的运输机制。我们发现自引力盘很快达到一个准稳态，在这个准稳态中，内部盘的表面密度很高，湍流强度很低（α ~ 10^{-3}或更小，在5 au内）。温度高到足以形成结晶硅酸盐可能会延伸到几个金在早期这些光盘。我们的星盘中没有一个会自发地发展出不稳定的区域，这些区域对于碎裂成亚恒星物体来说是毫不含糊的，尽管最大质量的星盘的外部区域（超过20天文单位）足够接近临界值，不能排除碎裂的可能性。我们讨论了通过这样的光盘的质量吸积率可能会随着光盘的质量和质量的中心星，并注意到，非常年轻的系统的\dot{M} -M_* 关系的确定可能允许模型的测试。
2009-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gravitoviscous Protoplanetary Discs with a Dust Component. IV. Disc Outer Edges, Spectral Indices, and Opacity Gaps
行星形成的关键第一步是微米大小的尘埃聚集成宏观的聚集体。这个阶段很可能发生在原恒星盘形成的早期，其特征是活跃的气体动力学。我们提出了数值模拟的原恒星/原行星盘的长期演变，其中包括气体动力学与自重力在薄盘的限制，和双分散尘埃颗粒的演变，由于凝聚，破碎，并通过气体漂移。我们发现，粒径的光盘周边的减少导致尖锐的外边缘在灰尘毫米排放，这是由灰尘不透明度系数的下降，而不是由灰尘表面密度的变化来解释。这些可见的外边缘位于平均颗粒尺寸为$\approx λ/2π$的位置，其中$λ$是观测波长，因此如果尘埃尺寸向外减小，则光盘通常在较长的波长下看起来更紧凑。这允许用于重建盘外部区域中的晶粒尺寸的简单配方。如果晶粒尺寸在某些波长下没有达到$λ/2π$，则光盘在较长波长下可能看起来更大。圆盘可见尺寸在前一百万年内非单调变化，与尘埃和气体的物理尺寸相差几倍。我们比较我们的模型与最近的观测数据的气体和尘埃盘的大小，远红外线通量和光谱指数的狼疮原行星盘。我们还表明，非单调变化的晶粒尺寸在径向方向上可以导致波长依赖的不透明度差距，这是不相关的尘埃密度分布中的任何物理差距。
2020-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust traps in the protoplanetary disc MWC 758: two vortices produced by two giant planets?
解析的ALMA和VLA观测表明，在MWC 758的原行星盘中存在两个尘埃陷阱。通过二维气体+尘埃流体动力学模拟后处理与三维尘埃辐射转移计算，我们表明，在散射光的螺旋，偏心，不对称的环和新月形结构（亚）毫米都可以由两个巨大的行星：1.5木星质量的行星在35 au（内的螺旋）和5木星质量的行星在140 au（外的螺旋）。外行星在其间隙的内边缘（约85 au）形成了一个尘埃捕获涡旋，这个尘埃捕获器的连续辐射很好地再现了ALMA和VLA观测。外行星触发了几个螺旋臂，这些螺旋臂与在偏振散射光中观察到的类似。内行星也在其间隙的外缘（约50天文单位）形成了一个漩涡，但由于圆盘的湍流粘性，它比外行星引起的漩涡衰减得更快。涡旋衰减可以解释ALMA观测到的偏心内环以及VLA观测中该尘埃陷阱的低信号和较大的方位角扩展。找到这两颗巨行星的热量和运动学特征可以验证所提出的方案。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inner walls or vortices? Crescent-shaped asymmetries in ALMA observations of protoplanetary discs
本研究提出原行星盘观测中的新月形不对称源于倾斜盘暴露的内空腔壁辐射，通过对CIDA 9等源的建模验证了该假说，估算了尘埃标高，并在12个盘中发现不对称均位于远侧，为研究盘垂直结构提供了新途径。
2024-06-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Grain Evolution in Spatially Resolved T Tauri Binaries
核心吸积行星形成始于原行星盘，伴随着小的ISM尘埃颗粒成长为更大的颗粒。晶粒生长的过程，可以用10微米硅酸盐光谱进行量化，对行星形成的最终产物有着广泛的影响。以前的研究试图将恒星和盘的性质与10微米的硅酸盐特征相关联，以确定哪些恒星在晶粒生长方面是有效的。到目前为止，似乎没有一个主导的相关参数。在本文中，我们使用空间分辨自适应光学光谱的9 T金牛座双星紧密为0.25”，以确定是否有基本属性之间共享的双星，如年龄，成分和形成历史，对尘埃颗粒的演变。我们发现，与90-95%的置信度，硅酸盐功能等效宽度的双星比随机配对的单星更相似，这意味着共享的属性确实发挥了重要作用，尘埃颗粒的演变。在较低的统计显著性下，我们以82%的置信度发现次级具有更突出的硅酸盐发射特征（即，更小的颗粒）。如果通过更大的调查证实，这将意味着光谱类型和/或双星是尘埃颗粒演化的重要因素。
2011-07-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Transport and Processing in Centrifugally Driven Protoplanetary Disk Winds
有证据表明，原行星盘-包括原太阳盘-在空间尺度上含有结晶尘埃颗粒，尘埃温度低于通过非晶星际硅酸盐的热退火形成它们的阈值。我们解释这些意见的扩展，磁离心驱动的磁盘风，运输颗粒从内部磁盘-在那里他们被提升后，从磁盘表面的恒星辐射热处理-到外盘地区。对于任何半径为$r$的圆盘，都有一个最大的颗粒尺寸$a_\mathrm{max}(r)$，可以从该位置升起：尺寸为$a$ $\ll$ $a_\mathrm{max}$的颗粒被风带走，而尺寸为$a$ $\lesssim$ $a_\mathrm{max}$的颗粒在更大的半径处重新进入圆盘。很大一部分重新进入的颗粒会聚到--随后聚集在--刚好超过$r_\mathrm{max}(a)$的一个狭窄区域，$r_\mathrm{max}(a)$是$a$大小的颗粒可以被抬升的最大半径。我们发现，这个模型可以解释推断的结晶度分数在经典的金牛座T和赫比格Ae磁盘和他们的指示后，在磁盘演化的早期建立近恒常性。这也是一致的平均晶粒尺寸，结晶度和晶体组成的径向梯度报告。此外，这个模型产生的颗粒，仍然嵌入在流出的原行星盘的属性，自然解释了推断的持久性小颗粒在这些磁盘的表面层。
2019-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spitzer Infrared Spectrograph survey of young stars in the Chamaeleon I star-forming region
我们提出了5至36微米的中红外光谱的82个年轻的恒星在~ 200万年的变色龙I恒星形成区，获得了斯皮策红外光谱仪（IRS）。我们已经将这些对象分为各种进化类的基础上，他们的光谱能量分布和光谱特征中看到的IRS光谱。我们详细分析了Chamaeleon I中II类天体的中红外光谱，以研究围绕这些恒星的原行星盘的垂直和径向结构。我们在变色龙I的大多数原行星盘中发现了大量尘埃沉降的证据。我们已经确定了几个磁盘的径向结构改变变色龙I，其中过渡盘候选人有孔或间隙在其磁盘。在II类天体在Chamaeleon I IRS光谱中的硅酸盐发射特征的分析表明，这些磁盘中的尘埃颗粒经历了显着的处理（晶粒生长和结晶）。然而，具有径向孔/间隙的圆盘似乎具有相对未加工的晶粒。我们进一步发现原行星盘内部（< 1-2 AU）和中间（< 10 AU）区域的结晶尘埃含量是紧密相关的。我们还研究了吸积和恒星多重性对盘结构和尘埃性质的影响。最后，我们比较了所观察到的原行星盘在Cha I与那些在稍年轻的金牛座和蛇夫座地区，并讨论了磁盘演化的影响，在第一个1-2万年。
2011-01-21 astro-ph.SR
From flux to dust mass: Does the grain-temperature distribution matter for estimates of cold dust masses in supernova remnants?
从红外到亚毫米观测估计的尘埃量在很大程度上取决于对不同颗粒大小、成分和光学性质的假设。在这里，我们使用一个简单的模型的热辐射从冷硅酸盐/碳尘埃在一个范围内的尘埃颗粒的温度和适合的光谱能量分布（SED）的蟹状星云作为一个测试。与最近公布的数值相比，这可以将蟹状星云的尘埃质量降低约50%，将天文硅酸盐和无定形碳颗粒的尘埃质量降低30- 40（分别为0.25 M_sun-> 0.12 M_sun和0.12 M_sun-> 0.072 M_sun），但是根据对最冷颗粒的大小/温度的假设，隐含的尘埃质量也可以增加几乎六倍（0.25M_sun -> 1.14M_sun和0.12M_sun -> 0.71M_sun）。然而，由于预期的金属预算，后一个值显然是不现实的。此外，我们通过一个简单的数值实验表明，如果一个冷尘埃成分确实有一个颗粒温度分布，这几乎是不可避免的，两个温度的配合将产生一个不正确的尘埃质量估计。但我们得出结论，晶粒温度并不比通常约束不良的发射率（即，物质性质），尽管显然需要改进尘埃排放模型。与推导尘埃质量有关的最大的复杂性仍然来自尘埃成分的不确定性。
2015-04-10 astro-ph.SR
Observational signatures of eccentric Jupiters inside gas cavities in protoplanetary discs
预测一颗年轻行星如何塑造其母行星盘的气体和尘埃排放是限制原行星盘观测中不可见行星存在的关键。我们调查的情况下，2木星质量的行星，成为偏心后，迁移到一个低密度的气体空腔在其母盘。进行二维流体动力学模拟，并通过三维辐射转移计算进行后处理。在我们的圆盘模型中，行星偏心率达到~0.25，这导致空腔内气体密度的强烈不对称。这些不对称性通过光解离而增强，并且在12 CO J=3-2积分强度图中形成大尺度不对称性。它们被证明是可检测的角分辨率和噪声水平类似的ALMA观测中实现的。此外，行星的偏心率使空腔内的气体偏心，这表现为12 CO J=3-2的速度图中的等速度线变窄，拉伸和扭曲。然而，行星的偏心率并没有引起可检测的签名，在13 CO和C18 O J=3-2内的腔，因为低柱密度。在腔外，气体保持近圆形轨道，垂直延伸的光学厚CO发射在圆盘倾角> 30度的积分强度图中显示出四瓣图案。在我们的模型中，空腔内缺乏大小尘埃，这进一步意味着当行星在空腔内偏心或仍然是圆形时，亚毫米连续辐射的合成图像和近红外偏振散射光的合成图像不会显示出显着差异。
2021-04-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Processing and Mineralogy in Protoplanetary Accretion Disks
我们讨论了不同的尘埃成分的原行星盘，特别强调颗粒组成，大小和结构。本文将强调尘埃颗粒在原行星盘中的作用，以及支持这一知识的观测结果。首先，描述了尘埃从星际介质进入CS盘的路径。然后，尘埃冷凝序列从气体中引入，以确定最有可能发生在磁盘中的物种。硅酸盐的特性进行了详细的处理：组成，晶格结构，镁铁比和光谱特征。星际介质中另一种主要的尘埃形成成分是碳，它有多种形式，从分子到更复杂的颗粒。多环芳烃的观测证据给出了年轻的恒星和太阳系的材料。我们展示了如何光散射理论和实验室数据可以用来提供尘埃颗粒的光学特性。从观测者的角度，我们讨论了如何红外光谱可以用来获得灰尘的属性，目前使用的主要光谱分析方法和它们的局限性。观测结果，确定尘埃的性质，在原行星盘，给出：首先是明亮的中等质量的Herbig Ae/Be星，然后为低质量的金牛星和褐矮星。在这里，我们提出的结果，从空间天文台ISO和斯皮策，以及从中红外干涉仪VLTI，并总结了主要的发现。我们讨论了赫比格Ae/Be和金牛T星的颗粒生长的观测证据，以及它与光谱类型和尘埃沉降的关系。最后，我们展望了未来的太空任务，这将为更长波长甚至更暗的物体打开新的窗口。
2009-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust settling and rings in the outer regions of protoplanetary discs subject to ambipolar diffusion
MHD湍流在原行星盘的尘埃动力学中起着至关重要的作用。它影响行星形成、垂直沉降，并且是最近由ALMA和SPHERE成像的大尺度轴对称结构（如环）的可能来源之一。在各种各样的MHD过程中，磁旋转不稳定性（MRI）引起了特别的兴趣，因为它提供了一个湍流源，并有可能将流动组织成径向结构。然而，盘的弱电离防止MRI被激发超过1 AU。T-Tauri圆盘中测量到的毫米级尘埃的强烈沉降也与基于理想MRI湍流的预测相矛盾。本文研究了非理想磁流体和风对尘埃动力学和沉降的影响。我们考虑一个弱电离等离子体的双极扩散表征光盘的外部区域（>1 AU）。为此，我们进行数值MHD模拟中的分层剪切盒，使用PLUTO代码。我们的模拟结果表明，毫米厘米尘埃垂直包含在一个非常薄的层，与典型的高度尺度~0.4 AU在30 AU，最近ALMA观测兼容。在水平方向上，颗粒被困在由双极扩散引起的压力最大值内，从而形成尘埃环。对于微米级的颗粒，尘埃和气体的尺度高度是相似的。在这种情况下，沉降不能用简单的一维扩散理论来解释，而是由MHD风和纬向流引起的大尺度二维环流引起的。总的来说，我们的研究结果表明，非理想的MHD效应和它们相关的风在塑造原行星盘中尘埃的径向和垂直分布方面起着重要作用。导致大量的吸积效率，非理想效应也是一个有前途的途径，以调和低湍流活动测量光盘与其相对较高的吸积率。
2018-05-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational signatures of linear warps in circumbinary discs
近年来，越来越多的观测研究已经暗示了原行星盘中存在翘曲，然而，对翘曲盘的观测诊断的一般性综合描述缺失。我们进行了一系列的三维SPH流体动力学模拟，并将它们与三维辐射转移计算相结合，研究了环双星盘中翘曲的可观测性，环双星盘的平面相对于中心双星的轨道平面是不对准的。我们的数值流体动力学模拟证实了先前的分析结果的依赖性的翘曲结构的粘度和初始之间的不对准的二进制和光盘。为了研究翘曲的观测特征，我们计算了近红外和亚毫米波长的连续图像，以及亚毫米波段CO的纯旋转跃迁图像。在近红外散射光图像中，以及在亚毫米波长的光学厚气体线中，翘曲的环双星盘显示出表面亮度不对称。不对称性是由内部翘曲区域对盘的自遮蔽引起的，因此不对称性的强度取决于翘曲的强度。投影速度场，来自线观测，显示出特征的偏差，扭曲和旋转曲线的斜率变化，从一个未扰动的磁盘。在极端的情况下，甚至旋转的方向也会在圆盘的特征半径内发生变化。经纱运动特征的强度随倾角的增大而减小。所有经纱特征的强度都随着粘度的降低而降低。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust amorphization in protoplanetary disks
高能量辐射的星周物质可能会影响原行星盘的结构和组成，从而影响行星形成的过程。在本文中，我们提出了一个研究的可能影响的恒星照射，表明X射线发射，对星周尘埃的晶体结构。尘埃的结晶度测量42 II类金牛座T星在金牛座恒星形成区域使用分解适合的10微米硅酸盐功能，测量与斯皮策IRS仪器。由于样本包括具有不同进化阶段的磁盘的对象，因此我们进一步限制目标选择，使用对象的年龄作为选择参数。我们相关的X射线光度和X射线硬度的中心对象与星周尘埃的结晶质量分数，并找到一个显着的反相关性为20个对象的年龄范围内约。1至4.5百万我们假设X射线代表恒星的活动，因此与星周盘相互作用的恒星风的高能离子。我们发现，1 AU左右的通量和离子的能量，目前的太阳风是足够的非晶化的尘埃颗粒的上层非常有效地，导致可观察到的减少的晶质量分数的拱星，亚微米大小的尘埃。这种效应也可能消除结晶度和盘/星参数之间的其他关系，如年龄或光谱类型。
2009-09-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Grain growth signatures in the protoplanetary discs of Chamaeleon and Lupus
我们目前的ATCA结果的3和7毫米连续调查的20 T金牛星的变色龙和狼疮恒星形成区域。这项调查的目的是确定原行星盘与晶粒生长的迹象。我们检测到90%的来源在3和7毫米，并确定了光谱斜率，尘埃不透明度指数和尘埃盘质量。我们还提出了一个小的子集的源在7，15毫米和3+6厘米的时间监测结果，以调查晶粒生长到厘米的大小和限制在这些来源的排放机制。此外，我们研究了红外（10 μm硅酸盐特征）和毫米（1-3 mm光谱斜率，α）中晶粒生长特征之间的潜在相关性。在3和7毫米的11个源占主导地位的热尘埃排放高达7毫米，其中7个具有1-3毫米的尘埃不透明度指数小于1，这表明颗粒生长到至少毫米的大小。在15毫米及以上观测到的Chamaeleon源表明存在来自电离风和/或色球发射的过量发射。在7毫米的长期监测表明，厘米大小的卵石存在于至少四个来源。在15 mm处的短时间尺度监测表明过量发射来自热自由发射。最后，发现10个\mum特征的强度与α之间存在弱相关性，表明尘埃盘的内部和外部同时演化。这项调查表明，晶粒生长到厘米大小的鹅卵石和过量排放的存在下，在15毫米及以上是常见的，在这些系统中，需要时间监测解开这些排放机制。
2012-07-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Imaging the LkCa 15 system in polarimetry and total intensity without self-subtraction artefacts
European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Pondicherry University（本地治里大学）；University of Potsdam（波茨坦大学）；University of Galway（高威大学）；The University of Tokyo（东京大学）
利用星跳法成像与相函数诊断，研究LkCa 15系统尘埃颗粒性质，发现内盘无新行星伴星，但对200天文单位外的上界质量限制为1.5 MJ。
2025-12-20 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Evolution from protoplanetary to debris discs: The transition disc around HD 166191
HD 166191已经被多项研究确认为拥有一个罕见且极其明亮的温暖碎片盘，以及一个额外的外部冷盘组件。然而，另一种解释是，这颗恒星的盘目前正处于完全气体盘和大部分无气体碎片盘之间的过渡。借助新的光学到中红外光谱和赫歇尔成像，我们认为后一种解释在几个方面得到了支持：i）我们发现HD 166191与400万年前的Herbig Ae星HD 163296共同运动，这表明两者具有相同的年龄，ii）HD 166191的盘光谱与一个带有内孔的气态原行星盘的标准辐射转移模型很好地匹配，和iii）HD 166191中红外硅酸盐特征与类似的原始物体更一致。我们注意到一些潜在的问题与碎片盘的解释，应该考虑这样的极端对象，其寿命在目前的亮度是mush短于恒星的年龄，或在外部组件的情况下，需要一个质量相当于固体成分的太阳星云。这些方面单独和共同地认为HD 166191是一颗4-5 Myr的老恒星，拥有气态过渡盘。虽然它并不主张赞成这两种情况下，我们发现3-5微米光盘的变化强有力的证据。我们把HD 166191的背景下，在不同的进化阶段的光盘，这表明它是一个潜在的重要对象，了解原行星的碎片盘过渡。
2013-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
XUE. Molecular inventory in the inner region of an extremely irradiated Protoplanetary Disk
本研究基于JWST的XUE项目，首次揭示了大质量恒星形成区NGC 6357中高度辐照原行星盘XUE 1内部几au处含有丰富水、CO、CO2等分子及硅酸盐尘埃，发现其物理化学条件与孤立小质量恒星形成区内部盘惊人相似，拓宽了岩石行星形成的极端环境范围。
2023-10-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
C/O and Mg/Si Ratios of Stars in the Solar Neighborhood
原行星盘中的碳氧比会对任何类地行星的组成产生巨大的影响。在高C/O的区域，行星主要由碳酸盐形成，在低C/O的区域，镁与硅的比例决定了占主导地位的硅酸盐的类型。我们目前的C/O和Mg/Si比为849 F，G和K矮星在太阳附近。我们发现太阳附近富碳矮星的频率< 0.13%，样本中的156颗已知行星宿主遵循与所有恒星相似的分布。这些相同恒星的Mg/Si宇宙分布比C/O分布更宽，峰值接近1.0，其中$\sim 60$ %的系统具有$1 \leq$ Mg/Si $< 2$，导致岩石行星的组成与地球相似。这使得40%的系统可以拥有富含硅酸盐的行星，并且可能具有与我们自己非常不同的成分。
2016-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Empirical Planetesimal Belt Radius - Stellar Luminosity Relation
对毫米级尘埃的解析观测，追踪较大的星子，已经确定了26个埃奇奥尔-柯伊伯带类似物的位置。我们报告说，一个带的距离$R$到它的主星与恒星的光度$L_{\star}$相关，以下$R\propto L^{0.19}_{\star}$与低的内在散射$\sim$ 17%。值得注意的是，我们在太阳系中的埃奇-柯伊伯带和在原行星盘中成像的两条CO雪线接近于$R$ - $L_{\star}$关系，暗示了原行星盘结构和带位置之间的内在关系。为了测试偏差对关系的影响，我们使用Monte Carlo方法并模拟带的不相关模型种群。我们发现，观测偏差可以产生$R$ - $L_{\star}$关系的斜率和截距，但不能再现其低分散性。然后，我们重复的模拟考虑到带的碰撞演化，以下的稳态模型，适合通过红外线过量观察到的带人口。这通过降低模拟的$R$ - $L_{\star}$关系的离散度而显著改善了拟合;然而，该离散度仅与观察到的离散度保持略微一致。单独的观测偏差和碰撞演化无法重现带半径和恒星亮度之间的紧密关系，这可能表明微行星带形成于原行星盘内的优先位置。CO雪线位置的类似趋势则表明，在行星系的外部区域形成的星子和/或行星与其组成部分的波动性有关，正如行星形成模型所假设的那样。
2018-04-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotational Disruption of Dust and Ice by Radiative Torques in Protoplanetary Disks and Implications for Observations
本研究针对原行星盘中尘埃与冰的旋转瓦解过程开展二维建模，揭示了辐射扭矩瓦解机制对纳米颗粒补充、水雪线范围及岩质天体碳缺失问题的关键影响。
2020-08-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The effect of stellar multiplicity on protoplanetary discs. A NIR survey of the Lupus star forming region
我们提出的结果，从近红外（NIR）自适应光学（AO）调查的前主序星在狼疮分子云与VLT/NACO识别（子）恒星的同伴到$\sim$ 20 au的分离和调查的影响，多重性对拱星盘的性质。我们观察到的第一次在近红外与AO共47个目标，并补充我们的观察与档案数据的另外58个对象以前观察到相同的仪器。所有105个目标都有可用的毫米ALMA数据，这些数据提供了对光盘质量和大小的限制。我们确定了13个多重系统，包括11个双和2个三重。在协议与以前的研究，我们发现，最大的（M $_{\rm dust}$ $>$ 50 M $_{\oplus}$）和最大的（$R_{\rm dust}>$ 70 AU）光盘只看到周围的恒星缺乏视觉同伴（与20-4800 AU的分离）和主往往主机更大规模的光盘比secondaries。然而，最近在蛇夫座分子云中的$>$ 200 PMS星的一项非常相似的研究中显示，对于M $_{\rm dust} < 50$ M $_{\oplus}$和半径$R_{\rm dust}<$ 70 au的单个和多个系统，盘质量和大小的分布是相似的。这些圆片相当于样品的$\sim $ 80- 90%。这一结果可以在狼疮和蛇夫座天体的合并样本中看到，现在包括300多个具有ALMA成像和近红外AO数据的目标，这意味着距离$>$ 20 AU的恒星伴星主要影响盘质量和尺寸分布的前10个$\%$中的盘…
2020-11-24 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
