Location and sizes of forsterite grains in protoplanetary disks: interpretation from the Herschel DIGIT programme
原行星盘的光谱包含了镁橄榄石尘埃颗粒产生的中红外和远红外辐射特征。光谱特征包含有关镁橄榄石温度、化学成分和粒度的信息。我们的目标是表征如何23和69微米的功能可以用来限制磁盘中的镁橄榄石的物理位置。我们检查两个独立的镁橄榄石温度测量之间的一致性：23/69特征强度比和69微米带的形状。我们进行了辐射转移模拟，以研究磁盘的性质对镁橄榄石光谱特征的影响。在自洽模型中考虑了温度相关的镁橄榄石不透明度，计算了原行星盘的镁橄榄石发射。模拟网格，研究晶粒尺寸，磁盘间隙，径向混合和光学深度的镁橄榄石功能的影响。对于HD 141569和Oph IRS 48，从23/69特征强度比和69微米带形得出的独立温度估计值最不一致。对HD 141569圆盘的案例研究显示了两种解决方案来拟合镁橄榄石光谱。具有T ~ 40 K、富铁（~0- 1%Fe）和1微米镁橄榄石颗粒的模型，以及具有较暖（T ~ 100 K）、无铁和较大（10微米）颗粒的模型。我们发现，磁盘与低上限的69微米的功能（最显着的是在平坦的，自阴影盘），镁橄榄石必须是热的，因此接近恒星。我们发现没有相关性磁盘间隙和镁橄榄石功能的存在或不存在。我们认为，69微米的演变过渡盘HD 141569和Oph IRS 48的功能是最有可能的示踪剂较大（即~10微米）的镁橄榄石颗粒。
2014-06-16 astro-ph.SR
Herschel-PACS observations of discs in the Eta Chamaeleontis association
原行星盘是行星的诞生地。研究原行星盘是制约行星形成理论的关键。通过观察不同年龄的尘埃和气体，我们可以研究这些圆盘的演化，它们的清除时间尺度，以及它们的物理和几何特性。Eta Cha星协是一个特殊的星协，有些成员在700万年的晚期仍然保留着可检测到的气体，使其成为太阳附近最有趣的年轻星协。我们的Eta Cha年轻星团的原行星和过渡盘的尘埃和气体的性质，特别强调解释的特点，导致观察到的高光盘检测分数和突出的IR过剩的年龄为7百万年。利用Herschel-PACS系统对17个Eta Cha星协成员进行了测光和线光谱观测。一个子集的成员也观察到范围光谱模式。观测跟踪[OI]和$H2O排放分别在63.18和63.32微米，以及CO，OH，CH+和[CII]在不同波长的距离模式下观察到的这些系统。测光观测用于建立从光学到远红外的完整光谱能量分布，还分析了具有高信噪比的高分辨率多历元光谱，以研究来源的多样性，并寻找进一步的气体（吸积）和外流指标。
2015-10-07 astro-ph.SR
Herschel/HIFI observations of high-J CO transitions in the protoplanetary nebula CRL618
我们对原行星状星云CRL 618中的几条远红外/亚毫米波段CO谱线进行了Herschel/HIFI观测。HIFI提供的高光谱分辨率允许测量线轮廓。由于星云的动力学和结构是众所周知的毫米波干涉测量地图，它是可能的，以确定不同的星云组件（快速双极流出，双壳，紧凑的慢壳）的线配置文件的贡献。这些相对高能量的跃迁的观察允许在这些组件中的激发条件的准确研究，特别是在温暖的，这不能从低能量线适当地研究。在该源中很容易检测到~（12）CO J = 16 - 15、10 - 9和6 - 5谱线。~（13）CO J = 10~（-9）和6~（-5）。已经发现了显示壮观的线翼的宽剖面，特别是在12CO 16 - 15中。还显示了与CO同时观察到的其他谱线。我们的CO高J转换的分析，与现有的模型相比，证实了非常低的膨胀速度的中心，致密的组件，这可能表明，在最后的AGB阶段喷射壳驱动下的最大动量转移制度的辐射压力。在我们的光谱中没有发现从毫米波数据中发现的扩散晕的贡献，因为它的温度低。我们发现，快速双极外流是相当热的，比以前估计的热得多;例如，气体流动在100公里/秒必须有一个温度高于~200 K。很可能，这个非常快的外流，运动学年龄<100年，已经被一个冲击加速，还没有冷却下来。从毫米波映射中发现的双空壳层也必须相对较热，与先前的估计一致。
2010-07-09 astro-ph.SR
The 69 micron forsterite band in spectra of protoplanetary disks - Results from the Herschel DIGIT programme
内容：我们分析了赫歇尔关键程序DIGIT中获得的32个围绕赫比格Ae/Be和T-Tauri星的拱星盘的赫歇尔PACS光谱。本文主要研究了硅酸镁橄榄石晶体的69 μ发射带。目的：这项工作提供了一个概述的69亩镁橄榄石带的DIGIT样品。我们的目标是推导出镁橄榄石颗粒的温度和成分。有了这些信息，就可以限制镁橄榄石在盘中的空间分布及其形成历史。研究方法：69 μ波段的位置和形状被用来通过与该波段的实验室光谱进行比较来推导尘埃的温度和成分。我们结合我们的数据与现有的斯皮策IRS光谱比较的存在和强度的69亩带的镁橄榄石波段在较短的波长。结果：共观察到32个发射源，其中8个发射带为69 μ，属于镁橄榄石。除了T-Tauri星AS 205之外，所有的探测都是针对与Herbig Ae/Be星相关的盘。产生69 μ条带的大多数镁橄榄石颗粒是温暖的（~100-200 K）和贫铁的（少于~2%铁）。只有AB-Aur需要大约3-4%的铁。结论：我们的研究结果支持了镁橄榄石颗粒在高温下通过平衡凝聚过程形成的假设。69和33 μ波段强度之间的联系表明，这些波段中至少有一部分发射来自相同的尘埃颗粒。此外，任何解释PACS和斯皮策IRS观测的模型都必须考虑波长依赖的光学深度的影响。我们发现69亩波段的检测率与宿主恒星的光谱类型的相关性的迹象。然而，我们的样本太小，无法获得明确的结果。
2013-03-15 astro-ph.SR
Probing the 2D temperature structure of protoplanetary disks with Herschel observations of high-J CO lines
原行星盘的气体温度结构是解释各种盘观测和量化这些系统随后演化的关键因素。低-和中- $J$ CO转动线的比较是一个强有力的工具，以评估在温暖的分子层的磁盘的温度梯度。光谱分辨高$J$（$J_{\rm u} > 14$）CO线探测中间距离和高度的恒星，不采样（亚）毫米CO光谱。本文介绍了4个Herbig AeBe盘（HD 100546，HD 97048，IRS 48，HD 163296）和3个TTauri盘（AS 205，S CrA，TW Hya）中$^{12}$ CO，$^{13}$ CO和\cii发射的新的{ \it Herschel}/HIFI和存档PACS观测。在T Tauri系统AS 205和S CrA的情况下，CO排放具有单峰曲线，可能是由于缓慢的风。对于所有其他系统，{ \it Herschel} CO光谱与纯盘发射和光谱分辨线（HIFI）和CO旋转梯（PACS）进行了分析，同时假设幂律温度和柱密度分布，使用速度分布定位在磁盘中的发射。温度分布随磁盘的不同而变化很大。特别是，$T_{\rm gas}$在磁盘表面层可以不同的4赫比格AeBe系统与HD 100546是最热的和HD 163296的最冷的磁盘的样品之间的数量级。有明显证据表明，在赫比格埃的所有圆盘中都发现了一个温暖的圆盘层，其中$T_{\rm gas} > T_{\rm dust}$。将观察到的CO通量和谱线轮…
2016-04-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Signatures of warm carbon monoxide in protoplanetary discs observed with Herschel SPIRE
分子气体构成了原行星盘的主要质量成分。迄今为止，尚未在最长的远红外和最短的亚毫米波长范围内对这些辐射源进行全面研究。本文介绍了Herschel SPIRE FTS对18个原行星盘的光谱观测，覆盖了整个450-1540 GHz（666-195 $μ$ m）范围，R~400-1300。光谱揭示了清晰的检测尘埃连续，在六个目标，大量的谱线发射主要归因于$^{12}$ CO旋转线。其他目标表现出很少或没有可检测的谱线。低信噪比检测还包括来自$^{13}$ CO、[CI]和HCN的特征。为了完整性，我们提出了所有目标中未检测到的线的上限，包括H2O和CH $^+$分子的低能跃迁。在SPIRE FTS谱带内的10条$^{12}$ CO谱线跟踪的能级约为50-500 K。结合较低和较高的能量线从文献中，我们比较了CO旋转线能量分布与详细的物理化学模型，这些都是可用的和出版的来源。我们在赫比格Be星HD 100546周围的圆盘中检测到的13 CO线超过了一个模型预测的值，该模型与大量其他观测约束相匹配，包括SPIRE $^{12}$ CO阶梯。为了解释观测到的$^{12}$ CO/ $^{13}$ CO比值，可能有必要考虑光学深度和同位素选择性（光）化学过程的综合效应。考虑到完整的样本的18个对象，我们发现，最强的线发射被观察到在磁盘周围的Herbig Ae/Be星，虽然不是所有的显示线发射。此外…
2014-08-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the radial temperature structure of protoplanetary disks with Herschel/HIFI
本文给出了HD 100546的CO J=10 ~（-9）、CO J=16 ~（-15）和[CII]的Herschel/HIFI光谱观测结果。我们的目标是解决线的速度分布，以解决发射区的过渡，并直接探测在磁盘中的暖气体的分布。的光谱显示双峰CO线轮廓集中在系统速度，符合磁盘的起源。J=16-15的谱线轮廓比J=10-9的谱线轮廓宽，而J =10-9的谱线轮廓又比低J跃迁的谱线轮廓宽（6-5，3-2，用APEX观察到的），因此显示出气体随半径的明显温度梯度。用幂律平盘模型同时拟合了CO谱线和CO转动阶梯，得到温度T_0 =1100 \pm 350 K（r_0 = 13 AU），温度径向梯度指数q=0.85 \pm 0.1。这表明，气体有一个陡峭的径向温度梯度比尘埃（平均q_{dust} ~ 0.5），提供了进一步的证据，气体和尘埃的热去耦在磁盘的高度，CO线形成。[CII]线剖面显示出强烈的单峰剖面，与系统速度相比，红移了0.5 km s-1。我们得出结论，[CII]发射的大部分具有非盘起源（例如，残余包层或弥散云）。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hot and cool water in Herbig Ae protoplanetary disks. A challenge for Herschel
本文讨论了Herbig Ae型原行星盘70微米以上旋转H_2O发射谱线的空间起源和可探测性。我们使用最近开发的磁盘代码ProDiMo计算Herbig Ae型磁盘的热化学结构和应用非LTE线辐射转移代码Ratran预测水线剖面和强度图。该模式显示了盘内三个空间上不同的水浓度高的区域，它们与形成水的不同化学途径有关：（1）在内缘后面的深中面中有一个大的蓄水池，（2）在雪线r> 20 AU以外的遥远的冰中面周围有一个冷水带，（3）在高海拔z/r=0.1... 0.3，从约1AU延伸到30 AU，其中动力学气体温度范围从200 K到1500 K。虽然区域3只包含少量的水蒸气（~ 3 × 10 ^-5 M_Earth），但我们发现这个温暖的层几乎完全负责旋转水发射谱线，除了最低的3条激发线。因此，赫歇尔将首先探测区域3的条件和径向延伸，其中水主要通过中性-中性反应形成，气体与尘埃热解耦T_gas>T_dust。观测结果不允许确定雪线，因为雪线截断了区域1的径向延伸，而雪线源自区域3。不同的线传输近似（LTE，逃逸概率，蒙特卡罗）进行了讨论。在大多数情况下需要非LTE处理，并且发现用逃逸概率方法获得的结果低估了Monte Carlo结果2%…百分之四十五
2009-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gas in Protoplanetary Discs (GASPS) 1. First results
星周盘在年轻恒星周围无处不在，但它们的气体和尘埃在几百万年的时间尺度上迅速消散。赫歇尔空间天文台可以研究温暖的圆盘大气，使用远红外光谱测量气体含量和激发条件，并使用远红外测光限制尘埃分布。目标-我们的目标是探测和确定四个目标中星周盘的气体含量，作为赫歇尔科学演示阶段的一部分。方法-我们进行了敏感的中等分辨率光谱和高灵敏度光度在λ~60 - 190微米使用光电探测器阵列相机和光谱仪仪器的赫歇尔空间天文台。结果-我们检测到年轻恒星HD 169142，TW Hydrae和RECX 15的[OI] 63微米发射，但没有HD 181327。没有显著检测到其他线，包括[CII] 158和[OI] 145。所有四颗恒星都在70和160微米的光度测量中被检测到。广泛的模型中提出的相关文件。
2010-05-21 astro-ph.SR
Herschel evidence for disk flattening or gas depletion in transitional disks
过渡盘是原行星盘，其特征是相对于完整的盘，近红外和中红外辐射减少。这种特征性的光谱能量分布表明，在尘埃盘内存在一个光学薄的内腔，据信这标志着原始大质量盘的消失。我们提出了新的赫歇尔空间天文台PACS光谱的[OI] 63微米的21个过渡盘。我们的调查补充了更大的赫歇尔GASPS计划“原行星系统中的气体”（Dent et al. 2013），通过将PACS在该波长下观察到的过渡盘的数量增加了四倍。[OI]63微米的痕迹物质在盘的外部区域，超出大多数过渡盘的内腔。我们发现，过渡磁盘有[OI] 63微米线光度比他们的全磁盘同行的两倍微弱。我们自我一致地确定各种恒星属性（例如，热光度，FUV过剩等）。和磁盘属性（例如磁盘灰尘质量等）这可能会影响[OI] 63微米线的光度，我们发现没有相关性，可以解释较低的[OI] 63微米线的光度在过渡盘。使用网格的热化学原行星盘模型，我们的结论是，过渡盘比完整的磁盘或具有较低的气尘比由于气体质量的耗尽。这一结果表明，过渡盘比完整的盘更进化，甚至可能在大半径。
2014-04-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel -PACS observations of [OI] and H2O in Cha II
气体在原行星盘的动力学演化中起着重要的作用。它与尘埃的结合是我们理解行星形成的关键。因此，研究气体含量是了解原行星盘演化的关键一步。这种研究可以通过远红外线发射谱线的光谱观察来进行，其中一些最重要的气体冷却剂发射，例如63.18微米处的[OI] 3 P1 -3 P2跃迁。我们的目的是在描述的气体含量的原行星盘中的中间年龄Chamaeleon II（Cha II）恒星形成区域。我们的目标也是在这个年龄范围内，这是一个必不可少的步骤跟踪气体演化与年龄在不同的恒星形成区域的气体检测分数的特征。我们获得了赫歇尔PACS线扫描光谱观测在63微米的19 Cha II类I和II星。观察结果用于在63微米处追踪[OI]和o-H2O。[OI]的空间分布的分析，当扩展时，可以用来理解排放的起源。我们已经检测到[OI]发射朝向7个观察到的19个系统，和o-H2O发射在63.32微米，只有其中之一，Sz 61。Cha II成员显示了[OI]线通量和70微米连续体之间的相关性，类似于在金牛座中观察到的。我们分析了扩展的[OI]发射对恒星DK茶和PACS积分场单元（IFU）研究其动力学足迹。我们的结论是，有一个高的速度分量从射流结合低速分量的起源，可能是一个组合的磁盘，信封和风排放。在[OI]中没有单独检测到的物体的光谱的叠加导致边缘2.6西格玛检测，这可能表明其中一些（如果不是全部）的气体的存在略低于我们的…
2014-11-28 astro-ph.SR
Herschel/PACS Survey of protoplanetary disks in Taurus/Auriga -- Observations of [OI] and [CII], and far infrared continuum
赫歇尔空间天文台被用来观测金牛座中的约120颗前主序星，作为GASPS开放时间钥匙项目的一部分。PACS用于测量连续谱以及几种气体示踪剂，如[OI] 63 μm，[OI] 145 μm，[CII] 158 μm，OH，H_2O和CO。我们发现[OI] 63 μm谱线的强度与盘源的63 μm连续谱之间存在明显的相关性。在外流源中，线发射可以比盘源强20倍，这表明线发射由外流主导。紧密相关的磁盘源表明，排放来自内部磁盘（$<$ 50 AU）和较低的表面层的磁盘的气体和尘埃耦合。过渡型恒星的[OI] 63 μm比正常的II类盘要暗。简单的SED模型表明，负责连续发射的尘埃在这些磁盘是冷的，导致较弱的线发射。[CII]158 μm的发射仅在强流出源中检测到。观测到的[OI] 63 μm到[OI] 145 μm的谱线比是在我们对气尘比不敏感的区域，我们也不能区分激波或PDR发射。我们没有发现[OI] 63 μm的III类天体，只有三个连续体，其中至少有一个是候选碎片盘。
2013-08-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel GASPS spectral observations of T Tauri stars in Taurus: unraveling far-infrared line emission from jets and discs
在恒星演化的早期阶段，年轻的恒星表现出强大的喷流和/或外流，与原行星盘及其周围环境相互作用。尽管缺乏知识的相互作用的射流和/或外流与光盘，赫歇尔和ISO数据的基础上的光谱研究表明，气体冲击射流和/或外流可以跟踪远红外（FIR）发射在某些来源。我们希望提供一个一致的目录选定的原子（[OI]和[CII]）和分子（CO，OH，和H $_{2}$ O）线通量在FIR中观察到的，分离和表征的贡献，从射流和光盘所观察到的线发射，并把观察在一个进化的图片。本文分析了金牛座76颗金牛T星周围原行星盘的远红外（60-190 $\rm μm$）谱线发射。这些观测是在赫歇尔关键方案原行星系统气体（GASPS）内进行的。使用光电探测器阵列照相机和光谱仪（PACS）获得光谱。样本首先根据文献表格分为流出和非流出来源。档案恒星/光盘和喷流/外流示踪剂和模型预测（PDR和冲击）的帮助下，相关性进行了探索，以约束所观察到的线发射背后的物理机制。高得多的检测率的流出源和兼容性的线比率与冲击模型的预测支持的想法占主导地位的贡献，从喷流/流出线的排放，特别是在早期阶段的恒星演化的远红外线的亮度在很大程度上取决于特定的演化阶段。[摘要]
2017-04-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
GASPS observations of Herbig Ae/Be stars with PACS/Herschel. The atomic and molecular content of their protoplanetary discs
我们观察了20个代表性的赫比格Ae/Be星和5个A型碎片盘与PACS赫歇尔板载的样本。在光谱模式下进行观察，并覆盖[OI]，[CII]，CO，CH+，H2O和OH的远红外线。Herbig Ae/Be的[OI]63微米检测率为100%，碎片盘的检测率为0%。[OI]145微米仅在25%的Herbig Ae/Be星中检测到，CO J=18-17在45%的Herbig Ae/Be星中检测到（并且对于更高的J跃迁更少），并且对于[CII] 157微米，我们经常发现空间可变的背景污染。我们展示了在Herbig Ae光盘HD 163296中首次检测到水，该光盘具有固定的光盘。在该圆盘中也检测到羟基。CH+首次出现在HD 100546中，现在第二次出现在Herbig Ae恒星HD 97048中。我们报告每条线的通量，并使用的意见作为气体性质的线诊断。此外，我们寻找的发射线和恒星或光盘参数，如恒星光度，紫外线和X射线通量，吸积率，PAH带强度和耀斑的强度之间的相关性。我们发现，恒星的紫外线通量是[OI]63微米的主要激发机制，最高的线通量发现在这些对象中有大量的耀斑和最大的PAH强度。无论是吸积量还是X射线光度都不会对谱线强度产生影响。我们发现[OI]63 μ m和[OI]145 μ m、CO J = 18-17和[OI]6300 μ m的线通量之间以及63 μ m和1.3 mm处的连续通量之间存…
2012-06-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Identification of new transitional disk candidates in Lupus with Herschel
来自赫歇尔空间天文台的新数据拓宽了我们对恒星形成区原行星盘外部区域的物理和演化的理解。特别是他们被证明是有用的，以确定过渡磁盘候选人。这项工作的目标是补充检测磁盘和识别过渡磁盘候选人在狼疮云与赫歇尔古尔德带调查的数据。我们提取光度在70，100，160，250，350和500 $μ$米的所有光谱确认II类成员先前确定的狼疮地区，并分析其更新的光谱能量分布。我们已经检测到34个年轻的磁盘狼疮在至少一个赫歇尔带，从最初的样本中的123个已知成员在观察领域。使用Ribas等人（2013）定义的标准，我们在该区域确定了五个过渡盘候选者。其中三个是新的文学。他们的PACS-70 $μ$ m通量系统高于正常的金牛座T星在相同的协会，已经发现在T茶和变色龙分子云的过渡盘。赫歇尔有效地补充了中红外巡天，以确定过渡盘候选者，并证实这些物体似乎有实质上不同的外盘比金牛座T星在相同的分子云中。
2015-01-21 astro-ph.SR
Herschel Observations of Gas and Dust in the Unusual 49 Ceti Debris Disk
我们目前的远红外/亚毫米成像和光谱49鲸鱼座，一个不寻常的拱盘附近的年轻A1 V恒星。该系统以展示碎片盘的尘埃特性而闻名，但却展示了低质量原行星盘的气体特性。这些数据是用赫歇尔空间观测站PACS和SPIRE仪器获得的，主要是作为“原行星系统中的气体”（GASPS）开放时间关键方案的一部分。在70、160、250、350和500 μm的图像中检测到盘状尘埃排放; 49 Cet在70 μm的图像中显着扩展，首次在空间上解析了外部尘埃盘。获得了以8条原子和分子发射谱线为中心的小波长范围的光谱，包括[OI] 63 μm和[CII] 158 μm。在5σ水平上检测到CII线-这是第一次检测到来自圆盘的原子发射。尽管OI线是在赫歇尔原行星盘光谱中观察到的最亮的一条线，但没有看到其他发射谱线（Meeus et al. 2012; Dent et al. 2013）。我们提出了一个由CII排放暗示的星周原子气体的量的估计。新的远红外/亚毫米数据填补了49 Cet的先前光谱能量分布（SED）中的一个大缺口。一个新的SED的简单模型证实了盘的两个组成部分的结构：温暖的内部尘埃和寒冷的外部尘埃，产生了大部分观察到的过剩。最后，我们讨论了初步的热化学建模的49 Cet气体/尘埃盘和我们试图同时匹配几个观测结果。虽然我们还没有成功地做到这一点，但我们的研究揭示了49 Cet气体的演化状态，这些气体可能不是原…
2013-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel PACS Observations and Modeling of Debris Disks in the Tucana-Horologium Association
我们提出了赫歇尔PACS测光的17个B-M型恒星在30万年的杜鹃座钟表协会。这项工作是赫歇尔开放时间关键计划“原行星系统中的气体”（GASPS）的一部分。在17个目标中，有6个目标的红外辐射量明显大于预期的恒星红外辐射通量，包括HD 30051周围的一个以前未知的圆盘。这六个碎片盘装有单温黑体模型，以估计系统中尘埃的温度和丰度。对于五颗星，显示过量的发射在赫歇尔PACS测光，也有斯皮策IRS光谱，我们适合的数据与模型的光学薄碎片磁盘与现实的颗粒特性，以更好地估计磁盘参数。该模型由一组六个参数确定：表面密度指数，粒度分布指数，最小和最大粒度，以及磁盘的内外半径。最好的拟合参数给我们的约束在这些系统中的灰尘的几何形状，以及总的灰尘质量的下限。通过拟合边缘分辨的PACS 70微米成像，进一步限制了HD 105磁盘。
2012-06-27 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
Detections of trans-Neptunian ice in protoplanetary disks
我们提出了赫歇尔空间天文台PACS光谱的金牛座T星，在其中我们检测到无定形和结晶水冰的功能。利用辐照的吸积盘模型，我们确定了每个系统的盘结构和冰丰度。结合冰特征强度和盘大小的模型独立比较和模型冰位置的详细分析，我们估计冰发射区在盘半径> 30 AU，与原始柯伊伯带一致。在垂直方向上，冰在光解吸带以下释放的最多，这与赫歇尔对冷水蒸气的观测一致。结晶水冰出现在盘的位置a）比它的结晶温度低，b）它应该在约100万年内重新非晶化，这表明局部生成正在发生;最可能的原因似乎是微陨石撞击或星子碰撞。基于简单的测试与UV模式和不同的冰分布，我们认为，SED形状从20到50微米可能探测的位置的水冰雪线在磁盘上层。该项目是对彗星冰库空间结构的首批太阳外探测之一，彗星冰库被认为是向类地行星输送水的水库。
2014-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mass constraints for 15 protoplanetary disks from HD 1-0
氘化氢（HD）旋转谱线发射可以提供可靠的原行星盘气体质量测量，但很难观察和检测已被限制在三个T-Tauri盘。自\emph{Herschel}空间观测任务于2013年结束以来，没有新的数据可用。我们着手获得新的磁盘气体质量的限制，通过分析上限的HD 1-0排放的\emph{Herschel} /PACS档案数据的DIGIT关键程序。重点是Herbig Ae/Be磁盘，其恒星比金牛座T更明亮，我们确定HD的上限，在先前分析其线检测的数据。他们的意义是研究与DALI物理化学代码运行的模型网格，定制，包括氘化学。几乎所有的圆盘都被限制在$M_{\rm gas}\leq0.1\,$ M $_{\odot}$，排除了全球引力不稳定性。对HD 163296盘质量$M_{\rm gas} \leq 0.067\,$ M $_{\odot}$得到一个强约束，意味着$Δ_{\rm g/d}\leq100$ .这个基于HD的质量极限接近于基于CO的盘质量估计的低端，突出了仅使用CO的巨大不确定性，并表明HD 163296中的气相CO消耗最多是几个因素。HD 163296和HD 100546的$M_{\rm gas}$极限，都是明亮的盘，具有大质量的候选原行星系统，表明盘到行星的质量转换效率为$M_{\rm p}/(M_{\rm gas} + M_{\rm p})\approx10$到$40\,$ %。…
2019-12-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mass measurements in protoplanetary disks from hydrogen deuteride
原行星盘的总气体质量是一个基本的，但很难确定的量。本文介绍了一种新的分子气藏评价技术\citep{bergin+13}，它利用112 $μ$ m处的HD J=1-0谱线直接评价分子氢的体相分子气藏。在这项工作中，我们提出了一个{ \it赫歇尔}空间天文台\footnote{Herschel is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA.}调查的六个额外的T金牛座磁盘的HD线。在两种情况下检测到$>$ 3 $σ$显著性的线发射：DM Tau和GM Aur。对于其他四个磁盘，我们建立上限的线通量。使用详细的磁盘结构和射线跟踪模型，我们计算的温度结构和尘埃质量从模拟观测到的光谱能量分布，并包括紫外气体加热的影响，以确定所需的气体量，以适应HD线。DM Tau的气体质量范围为1.0-4.7 $\times10^{-2}$，GM Aur的气体质量范围为2.5-20.4 $\times10^{-2}$。这些值大于GM Aur使用CO发现的值，而DM Tau的CO衍生气体质量与我们的质量范围的下限一致。这表明，一氧化碳化学消耗从气相高达五…
2016-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the properties of transitional disks in Chamaeleon I with Herschel
过渡盘是原行星盘，在其尘埃分布中有不透明的间隙/空腔，这一特征可能与行星形成有关。我们进行贝叶斯建模的三个过渡盘SZ Cha，CS Cha和T25，包括测光从赫歇尔空间天文台量化的改进，这些新的数据。我们发现盘状尘埃的质量在2 × 10 ^-5到4 × 10 ^-4 Msun之间，间隙半径在7-18 AU之间，不确定度分别为~ 1个数量级和~ 4 AU。我们的研究结果表明，添加赫歇尔数据可以显着提高这些估计相对于中红外数据单独，其中有大约两倍的大的不确定性盘的质量和间隙半径。我们还发现弱的证据，不同的密度分布相对于完整的磁盘。这些结果打开了令人兴奋的新的可能性，研究大样本的磁盘磁盘质量的分布。
2016-02-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Significantly Low CO Abundance Toward the TW Hya Protoplanetary Disk: A Path to Active Carbon Chemistry?
在这封信中，我们报告了从HD（1-0）和C18 O（2-1）发射线得出的T-Tauri恒星TW Hya的拱星盘的CO相对于H2的丰度。HD（1-0）线是由赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪观测到的，而C18 O（2-1）的观测是用亚毫米阵列进行的，空间分辨率为2.8”x 1.9”（相当于142 x 97 AU）。在磁盘的温暖的分子层（T>20 K），我们测量的磁盘平均气相CO丰度相对于H2的$χ{\rm(CO)}=(0.1-3)x10^{-5}$，大大低于规范值的$χ{\rm(CO)}=10^{-4}$。我们推断，这种低$χ$（CO）的最佳解释是CO的化学破坏，然后迅速形成碳链，或者可能是CO2，随后可以冻结，导致大量的碳被锁定在冰粒地幔和水中的氧气。作为这种可能的时间依赖性碳汇机制的结果，CO可能是H2气体质量的不可靠的示踪剂。
2013-09-20 astro-ph.SR
Measurements of water surface snow lines in classical protoplanetary disks
我们提出了深Herschel-PACS光谱的远红外水线从样本的四个原行星盘周围的太阳质量的恒星，选择有强烈的水发射在中红外波长。通过结合新的赫歇尔光谱与档案斯皮策-IRS光谱，我们检索参数化的径向表面水汽分布从0.1-100 AU使用二维尘埃和线辐射转移建模。地表水分布模拟与步骤模型包括一个恒定的内部和外部的相对水丰度和临界半径，在该半径处的地表水丰度允许改变。我们发现，这四个磁盘的临界半径为$\sim 3-11$ AU，在该表面水丰度减少至少5个数量级。临界半径的测量值始终小于表面雪线的位置，如所观察到的光谱能量分布所预测的。这表明，地表水丰度的急剧下降不仅是由于当地的气固平衡，但也可能是由气相化学途径的失活低于300 K的水驱动。假设正则气尘比为100，以及耦合的气体和尘埃温度$T_{\rm gas}=T_{\rm dust}$，最佳拟合的内部水丰度变得难以置信的高（0.01-1.0 ${\rm H_{2}}^{-1}$）。相反，一个模型，其中气体和尘埃温度是去耦导致规范的内部磁盘水丰度的$\sim 10^{-4} \rm H_{2}^{-1}$，而保持气体尘埃比为100。也就是说，在磁盘表面的气体-尘埃去耦的证据是强于增强的气体-尘埃比。
2015-12-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The molecular envelope of CRL 618: A new model based on Herschel/HIFI observations
我们研究了在原行星星云CRL 618中发现的不同暖气体成分的物理性质和分子激发。我们修正了我们以前的Herschel/HIFI观测，其中包括几个12 CO和13 CO线在远红外/亚毫米波段。这些数据已被重新详细分析，通过改进校准，信噪比，基线减法。我们确定了不同的星云组成部分的线配置文件的贡献。我们已经使用了一个空间运动学模型，以更好地约束的温度，密度和运动学的分子组件探测的改进的CO观测。在该源中检测到12 CO和13 CO J=16-15、J=10-9和J=6-5跃迁。谱线轮廓呈现出一种复合结构，在某些情况下显示出壮观的翅膀，随着能级的增加，翅膀变得占主导地位。我们用已知的低能J=2-1和J=1-0线对高能CO排放进行的分析证实，高速分量或快速双极流出比以前估计的典型温度约300 K更热。这个分量可能是最近由尚未冷却下来的冲击引起的气体加速的一个例子。我们还发现，致密的中央核心的特点是非常低的膨胀速度，~5公里/秒，和一个强大的速度梯度。我们的结论是，这部分很可能是在最后一个AGB阶段丢失的未改变的星周层，其中喷射速度特别低。星云的其他两个组成部分，弥漫晕和双空壳的物理性质，或多或少同意在以前的模型中得出的估计。
2013-09-24 astro-ph.SR
Water vapor in the protoplanetary disk of DG Tau
水是原行星盘演化和彗星及冰/水行星形成的关键。虽然起源于热内盘的高激发水线已经在几个金牛座T星（TTS）中被检测到，但来自外盘的水蒸气，其中大部分水冰水库，仅在附近的TTS TW Hya中被报道。我们在557、1113 GHz处对年轻TTS DG Tau的邻水和仲水基态跃迁进行了光谱分辨赫歇尔/HIFI观测。这些线显示出狭窄的双峰轮廓，与外盘的起源一致，并且比TW Hya亮约19-26倍。相比之下，CO和[C II]线占主导地位的信封/流出，这使得H2O线盘的DG Tau独特的示踪剂的排放。用热化学代码ProDiMo进行的盘模拟表明，由于DG Tau的年轻和强烈的吸积，强烈的紫外线场照射了距离恒星10-90 AU的盘上层，将其加热到600 K的温度，并产生了观察到的明亮水线。这些模型表明，该星系盘的质量为0.015-0.1 Msun，与估计的太阳星云在行星形成之前的最小质量一致，并且在蒸汽中存在约1 e2 - 1 e3地球海洋的水水库，并且以冰的形式存在约100倍。因此，这一探测支持了海洋通过在外盘形成的冰体的影响而在类地行星上输送的情景。
2013-02-06 astro-ph.SR
Deep observations of O2 toward a low-mass protostar with Herschel-HIFI
根据传统的气相化学模型，分子云中应该有大量的O2，但直到最近，地面和空间观测站探测星际O2谱线发射的尝试都失败了。在用Herschel对猎户座和rho Oph A分子云中低丰度的O2进行多线探测之后，重要的是要研究其他环境，我们在这里量化了太阳质量原恒星附近的O2丰度。利用Herschel空间天文台的HIFI仪器，在487 GHz对一颗深埋的低质量0类原恒星NGC 1333-IRAS 4A进行了O2观测。化学相关的NO和CO分子的补充数据，以及获得。使用辐射转移模型对高光谱分辨率数据进行分析，以推断柱密度和丰度，并直接对完整的气体-颗粒化学模型进行测试。深层HIFI光谱未能显示出致密原恒星包层速度下的O2，这意味着O2/H2的最低丰度上限之一是<6 × 10 ^-9（3 sigma）。然而，在NGC 1333周围的分子云速度上，可以看到O2的试探性（4.5 sigma）检测，相对于原恒星移动了1 km/s。对于原恒星包层，纯气相模型和气体颗粒化学模型需要一个很长的坍缩前阶段（约0.7-1x10^6年），在此期间，原子和分子氧被冻结在尘埃颗粒上并完全转化为H2O，以避免在致密的包层中产生过量的O2。同样的模型也再现了化学相关的NO分子的极限。在周围的云的O2的试探性检测是一致的低密度PDR模型与反应速率的小变化。在低质量原恒星周围的坍缩包层中，氧的丰度很低，这表明进入原行星盘的气体和…
2013-07-30 astro-ph.SR
The protoplanetary disk of FT Tauri: multi-wavelength data analysis and modeling
研究原行星盘的演化对于我们理解恒星和行星形成至关重要。在过去的几十年里，已经进行了一些理论和观察研究来推进这一知识。金牛座FT是金牛座恒星形成区中的一颗年轻恒星，被纳入了一些光谱和光度调查。我们研究了恒星的性质，拱星盘，吸积和喷射过程，并提出了一个一致的气体和尘埃模型，也作为未来的观测研究的参考。我们进行了多波长的数据分析，以获得基本的恒星和磁盘的属性，以及质量吸积/流出率从TNG-Dolores，WHT-Liris，NOT-Notcam，NIK-Nirspec和Herschel-Pacs光谱。从文献中，我们编制了一个完整的光谱能量分布。然后，我们使用MCFOST和ProDiMo代码进行了详细的磁盘建模。多波长的光谱和光度测量进行了比较，以约束磁盘属性的代码的红化预测。该天体可以作为具有显著质量吸积速率、高气体含量和典型尺寸的原始盘的基准。
2014-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The warm gas atmosphere of the HD 100546 disk seen by Herschel (Evidence of a gas-rich, carbon-poor atmosphere?)
（略）背景。赫歇尔空间天文台在原行星盘的大气层中观测到了简单分子（C+、O和CO）的谱线。当与地面[CI]结合时，可以研究碳的所有主要形式。模型预测中性碳[CI]的缺乏很强，然后可以与[CII]和一氧化碳一起解释。目标。我们研究了气体温度，激发，和简单的含碳物种的化学丰度的化学物理模拟的方法。我们探索的敏感性的线进入参数和约束的区域，线辐射出现。方法.辐射转移的数值模型与化学网络模拟和气体能量学计算一起使用，以获得气体温度。我们提出了我们的新模型，它是基于我们以前的模型，但包括几个改进。结果围绕Herbig Be星HD 100546的圆盘模型能够再现CO阶梯以及[OI]和[CI]或[CII]的原子精细结构线。我们发现CO的高J谱线只有在Tgas>>Tdust的暖大气中才能再现。PACS观测到的高J CO主要来自几十AU以内的区域。结论.只有Tgas>>Tdust的温暖大气才能再现CO阶梯。CO阶梯连同[O I]和上限[CI]可以再现的模型具有高的气体/粉尘比和低丰度的挥发性碳。然而，这些模型产生的[CII]量太小。具有低气尘比和更易挥发的碳的模型也再现了CO和[OI]，与[CII]的观测结果更接近，但过度产生[CI]。由于[CII]排放的不确定来源，我们更喜欢高气体/粉尘比模型，表明挥发性碳的丰度低。
2012-01-23 astro-ph.SR
SHAPEMOL: a 3-D code for calculating CO line emission in planetary and protoplanetary nebulae. Detailed model fitting of the complex nebula NGC 6302
射电天文学的现代仪器构成了研究宇宙的宝贵工具：ALMA已经达到了前所未有的灵敏度和空间分辨率，而Herschel/HIFI为探测分子热气体（~50-1000 K）打开了一个新的窗口。另一方面，SHAPE软件在过去几年中已成为通过空间运动学建模确定不同种类气态发射星云形态和速度场的标准工具。SHAPE实现了辐射转移求解，但它仅适用于原子种类，而不适用于分子。意识到开发简化分子数据分析的工具的重要性日益增加，我们引入了shapemol，它是SHAPE的补充，我们打算用它来填补迄今为止开发不足的分子生态位。shapemol通过精确计算CO谱线中的激发和辐射转移，实现了用户友好的空间运动学建模。它允许辐射转移解决在12 CO和13 CO J=1-0到J=17-16线，但它的实施允许容易地扩展代码到不同的分子种类。shapemol可以轻松生成合成地图和线剖面，以匹配干涉测量或单碟观测。我们充分描述了shapemol，并讨论了其局限性和不确定性的来源，预计在最终的合成配置文件或地图。作为shapemol的功能和多功能性的一个例子，我们建立了行星状星云NGC 6302的分子包络模型，并将其与SMA的12 CO和13 CO J=2-1干涉图和Herschel/HIFI的高J跃迁进行比较。我们发现分子包层有一个复杂的，破碎的环状结构，内部有一个较热的区域和几个“手指”和高速斑点，从环的平面向外出现。…
2014-10-29 astro-ph.IM astro-ph.SR
Identification of transitional disks in Chamaeleon with Herschel
过渡盘（英语：Transitional disks）是一种具有内部孔洞的拱星盘，在某些情况下是由这些系统中的行星和/或亚恒星伴星产生的。因此，这些盘对于研究行星系的形成极为重要。赫歇尔空间天文台为研究原行星盘的外部区域提供了一个独特的机会。在这项工作中，我们更新以前的知识，在变色龙I和II地区的过渡盘的数据从赫歇尔古尔德带调查。我们提出了一种新的方法，过渡盘分类的基础上WISE 12微米-PACS 70微米的颜色，连同检查的Herschel图像。我们将这种方法应用于Chamaeleon区域的II类源的总体，并研究了样品中过渡盘的光谱能量分布。我们还建立了在这些地区的第二类对象的中值光谱能量分布与过渡磁盘进行比较。所提出的方法允许一个明确的分离已知的过渡盘从II类源。我们发现6个过渡盘，所有以前已知的，并确定5个对象以前被认为是过渡可能非过渡。我们发现更高的通量在PACS波长的样品中的过渡盘比II类对象。我们表明赫歇尔70微米波段是一个有效的工具，过渡盘识别。赫歇尔的灵敏度和空间分辨率揭示了一个显着的污染水平之间先前确定的过渡盘候选人的两个区域，这需要在其他地区的过渡盘的先前样本的修订。在PACS波段发现的系统性过量可能是产生过渡阶段的机制的结果，或者是过渡盘和II类源的不同进化路径的指示。
2013-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiation thermo-chemical models of protoplanetary disks II. Line diagnostics
方法.我们使用最近开发的磁盘程序ProDiMo来计算原行星盘的物理化学结构，并应用蒙特卡罗线辐射转移程序RATRAN来预测可观测的线轮廓和通量。我们考虑了一系列Herbig Ae型盘模型，范围从10^-6 M_Sun到2.2 × 10^-2 M_Sun（在0.5到700 AU之间），以讨论在盘参数固定的情况下，线通量和比率对盘质量的依赖性。结果我们发现[CII] 157.7妈妈线起源于LTE从表面层的磁盘，其中Tg > Td。总发射量主要由表面积决定，因此强烈依赖于盘的外半径。[OI]线可以非常明亮（> 10^-16 W/m^2），并且在非LTE条件下形成在稍微更深和更近的区域中。高激发[OI] 145.5妈妈线，它具有更大的临界密度，更迅速地减少磁盘质量比63.2妈妈线。因此，[OI] 63.2 μ m/145.5 μ m的比率是一个有前途的磁盘质量指标，特别是因为它是独立的磁盘外半径的Rout > 200 AU。CO仅在A_V >~ 0.05的较深地层中富集。当气盘质量太小（M_disk <~10^-4 M_Sun）时，尘埃开始变得透明，CO几乎完全被光解。对于大于该线的质量是一个很好的独立的磁盘外半径的示踪剂，可以打破外半径简并在[OI] 63.2妈妈/[CII]157.7妈妈线比。结论.用Herschel观测到的[CII]和[OI]的远红外精细结构线提供了一个有前途的工具来…
2009-11-10 astro-ph.SR
First results of the Herschel Key Program 'Dust, Ice and Gas in Time': Dust and Gas Spectroscopy of HD 100546
利用赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪（PACS）对前主序星HD 100546周围的原行星盘进行了远红外光谱观测。这些观测是DIGIT Herschel关键计划中的第一个，该计划旨在跟踪仍然嵌入其母体分子云核心的年轻恒星物体的尘埃，冰和气体的演变，通过最后的主序前阶段，当拱星盘消散时。我们的目的是提高对温度和化学成分的结晶橄榄石在磁盘的HD 100546的限制，并给出一个清单的气体线存在于其远红外光谱。69 μ \m特征在位置和形状方面进行分析，以导出尘埃温度和成分。此外，我们检测到32个发射线从五个气体物种，并测量其线通量。69 μ \m的辐射要么来自半径大于50 AU的~70 K的尘埃颗粒，如黑体拟合所建议的，要么来自靠近中面的~13 AU的~200 K尘埃，如辐射转移模型所支持的。我们还得出结论，镁橄榄石晶体几乎没有缺陷，最多含有百分之几的铁质量。检测到来自157 μ \m的[CII]和63和145 μ \m的[OI]的禁谱线发射，最有可能是由于恒星光子的光解离造成的。此外，还检测到5条H2O和几条OH谱线。我们还发现了CO的高J转动跃迁线，其转动温度为~300 K，对于J=22-21的跃迁，T~800 K。
2010-05-19 astro-ph.SR
The Herschel view of circumstellar discs: a multi-wavelength study of Chamaeleon I
我们提出了一个多波长的研究结果的拱盘周围的44个年轻的恒星物体在3万年的老附近的Chamaeleon I恒星形成区域。特别是，我们探索远红外/亚毫米政权使用赫歇尔通量。我们发现，赫歇尔通量在160-500 $\,μ$米，可以用来获得强大的估计光盘质量。28个II类样本的中位椎间盘质量为0.005 $M_{\odot}$，6个过渡椎间盘（TD）的中位椎间盘质量为0.006 $M_{\odot}$。Chamaeleon-I中至少具有“最小质量太阳星云”的天体比例为2- 7%。这与先前发表的Taurus、IC 348、$ρ$ Oph的结果一致。光谱斜率图显示了星周盘中特定进化过程的影响。第二类物体显示出广泛的散射，这可以用尘埃沉降来解释。我们确定了从II类到TD的持续趋势。在这种类型的分析中包括赫歇尔通量突出了TD的多样性。我们发现，TDs是没有显着不同的远红外光度，光盘质量或尘埃沉降程度的第二类光盘。这表明内部灰尘清除独立于圆盘中的其他进化过程发生。
2014-05-15 astro-ph.SR
DIGIT survey of far-infrared lines from protoplanetary disks I
作为DIGIT关键项目的一部分，我们介绍了Herschel/PACS对PMS星的远红外光谱观测。样品包括22个Herbig AeBe源和8个T Tauri源。在源位置探测到多条原子精细结构和分子谱线：[OI]，[CII]，CO，OH，H_2O，CH^+。最常见的特征是[OI] 63微米线检测几乎所有的来源其次是OH。与CO相反，在Herbig AeBe两个组（燃烧和非燃烧源）中都检测到OH。与OH线拟合的等温LTE平板模型表明，柱密度为10^13 < N_OH < 10^16 cm^-2，发射半径为15 < r < 100 AU，激发温度为100 < T_ex < 400 K。OH辐射因此来自于中间恒星距离的盘中的温暖层。TTauri系统AS 205、DG Tau、S CrA和RNO 90以及Herbig AeBe系统HD 104237、HD 142527、HD 163296的多条谱线（谱线叠加）探测到了H_2O的暖发射。总的来说，赫比格AeBe源有更高的OH/H_2O丰度比整个磁盘比金牛座T磁盘，从近到远红外波长。在HD 100546和HD 97048方向探测到远红外CH^+发射。平板模型表明HD 100546的中等激发（T_ex ~ 100 K）和致密（r ~ 60 AU）发射。[CII]发射在空间上扩展到检测到该线的所有源中。这表明并非所有的[CII]发射都与盘有关，并且年轻…
2013-08-07 astro-ph.SR
Herschel PACS and SPIRE Observations of TWA brown dwarf discs
本文介绍了长蛇座TW星协（TWA）棕矮星盘SSSPM J1102-3431（SS 1102）和2 MASSW J1207334-393254（2 M1207）的赫歇尔SPIRE观测结果。这两个光盘在SPIRE 200- 500 μ波段都未检测到。我们还分析了存档的PACS数据，发现在160 mu波段没有检测到任何一个源。基于辐射转移模型，我们估计上限的光盘质量为0.1兆焦耳。在SPIRE波段没有探测到可能是由于2 M1207和SS 1102光盘中缺少毫米大小的尘埃颗粒。我们还报告了在PACS 70和160 mu波段中未检测到棕矮星2 MASS J1139511-315921（2 M1139）。我们认为，在2 M1139周围存在一个温暖的碎片盘，根据在24 μ处观察到的过量发射。2 M1139的中红外颜色类似于金牛座和蛇夫座地区的过渡盘。对1- 1000万年间的棕矮星盘质量进行比较表明，随着系统年龄的增长，盘质量下降。
2012-06-08 astro-ph.SR
Probing dynamical processes in the planet forming region with dust mineralogy
我们提出了赫歇尔空间天文台PACS光谱的GQ Lup，一个原行星盘在狼疮恒星形成区。通过对0.3μm ~ 1.3mm的SED拟合，我们建立了该系统的温度和密度结构的自洽模型，发现虽然该系统已有300万年的历史，但其尘埃并未沉降到中平面。该磁盘具有径向梯度的硅酸盐粉尘的组成和粒度，与大的无定形颗粒在上层的内盘和增强的亚微米，在外盘的晶粒。我们在63μm附近的Herschel PACS B2 A波段检测到过量的发射，并将其与{ \sim }15至70μm结晶水冰粒的组合进行建模，这些冰粒的尺寸分布与冰再冷凝增强的颗粒生长一致，质量分数为太阳系的一半。结晶水冰和硅酸盐在外盘的组合暗示了盘宽加热事件或星子碰撞。如果得到证实，这将是赫歇尔首次探测到水冰。
2012-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
An opening criterion for dust gaps in protoplanetary discs
我们的目标是了解在何种条件下，一个低质量的行星可以在粘性尘埃原行星盘中打开一个缺口。为此，我们扩展了尘埃径向漂移理论，包括嵌入式行星的潮汐和气体粘性力的贡献。从这种形式主义，我们得到i）一个晶粒尺寸依赖的标准，在光盘中的尘埃间隙开口，ii）的估计的位置的外边缘的尘埃间隙和iii）的最小斯托克斯数的估计，在该数字以上的低质量的行星能够雕刻的差距，只出现在尘埃盘。这些分析性的估计特别有助于评估在长波长和高分辨率下观察到的圆盘中雕刻间隙的假设行星的最小质量。我们验证的理论对3D SPH模拟的行星盘的相互作用在广泛的尘埃原行星盘。我们发现一个显着的协议之间的理论模型和数值实验。
2017-05-19 astro-ph.SR
A Herschel resolved far-infrared dust ring around HD 207129
围绕主序星的尘埃碎片盘被认为是系统中微行星持续碰撞研磨的结果。这些系统中的大多数都没有得到解决，并且由于缺乏关于尘埃位置的信息，对尘埃性质的分析受到限制。（<20个，FGK光谱类型）在一个体积有限的调查，以限制这些恒星周围的冷尘埃的绝对入射率，通过检测远红外过量发射的通量水平相当于埃奇沃思-柯伊伯带（EKB）。利用Herschel PACS和SPIRE对类日恒星HD 207129进行了观测。在所有三个PACS波段中，我们解析了与散射光观察一致的环状结构。使用α牧夫座作为参考点扩散函数（PSF），我们对图像进行了去卷积，清晰地分辨出了70和100 μm处的圆盘内部间隙。我们首次分辨出了100 μm碎片盘的产尘微星带。我们测量的径向轮廓和部分光度的光盘，并比较的值，以那些光盘周围的恒星的年龄和/或光谱类型相似，放置在其他解决的赫歇尔/DUNES光盘观察到的背景下，这个光盘。
2011-04-18 astro-ph.SR
X-ray impact on the protoplanetary disks around T Tauri stars
金牛座T星的X射线光度范围为L_X = 10^28-10^32 erg/s。这些光度与紫外线光度（L_UV 10^30-10^31 erg/s）相似，因此X射线预计会影响周围原行星盘上层的物理和化学。目的：本文研究了X射线对原行星盘化学结构和流体静力学结构的影响和重要性，确定了X射线辐照的种类示踪（L_X >= 10^29 erg/s），并提供了[OI]、[CII]和[NII]精细结构线通量的预测。方法：将X射线物理学和化学学的相关知识嵌入到ProDiMo化学物理磁盘程序中。我们包括库仑加热和H2电离作为加热过程和初级和次级电离由于在化学中的X射线。结果：X射线加热气体，使其在光学薄的表面层中膨胀。中性分子物种的丰度和空间分布没有太大的影响，但带电的物种，如N+，OH+，H2O+和H3 O+显示在磁盘表面的丰度增强。结论：X射线的库仑加热改变了圆盘的垂直结构，在50 AU的距离内产生约8000 K的温度。磁盘表面气体中的高电子丰度改变了化学结构，导致有效的离子-分子化学。其产物OH+、H2O+和H3 O+对赫歇尔空间天文台观测低质量年轻恒星天体具有重要意义。[OI]（在63和145 mic）和[CII]（在158 mic）精细结构发射仅在LX> 10^30 erg/s时受到影响。
2010-11-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel discovery of a new class of cold, faint debris discs
我们提出了赫歇尔PACS 100和160微米的太阳型恒星阿尔法人，HD 88230和HD 210277，这是赫歇尔开放时间关键计划（OTKP）沙丘（尘埃周围的Earby Stars）的FGK星样本的一部分的观测。我们的观测显示，所有三颗恒星在160微米处都有小的红外线过量。HD 210277在100微米处也显示出少量的过量，而阿尔法人和HD 88230的100微米通量与恒星光球的预测一致。我们把这些红外线的过度现象归因于一类新的寒冷、暗淡的碎片盘。alpha Men和HD 88230在PACS 160微米图像中具有空间分辨率，而HD 210277在该波长下呈点状。扩展发射的投影线性大小在~ 115 ~~ 250 AU之间。由100和160微米的通量估计的黑体温度为$\lesssim$ 22 K，而冷尘埃的分光度为Ldust/Lstar ~ 10 E-6，接近太阳系柯伊伯带的光度。这些碎片盘是迄今为止在成熟恒星周围发现的最冷和最暗的盘，并且不能很容易地用“经典”碎片盘模型来解释。
2011-10-21 astro-ph.SR
Spiral-driven accretion in protoplanetary discs - I. 2D models
我们数值研究了一个2D的非磁化原行星盘周围的流入来自外部信封的动力学。我们发现，吸积激波之间的盘和入流是不稳定的，导致大振幅的螺旋密度波的产生。这些螺旋波传播的距离很长，其半径至少比吸积激波半径小十倍。我们测量了螺旋驱动的向外角动量传输，1 e-4 < alpha < 1e-2 for an inflow accretion rate Mout>1 e-8 Msun/yr。我们的结论是，磁盘与其信封的相互作用，导致长寿的螺旋密度波和径向角动量输运率，不能被忽视的年轻的非磁化原恒星盘。
2015-09-16 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
Simulated Observations of Young Gravitationally Unstable Protoplanetary Discs
原行星盘的形成和最早期的阶段仍然缺乏观测的限制。ALMA将很快彻底改变这一领域。因此，重要的是提供预测，这将是有价值的解释未来的高灵敏度和高角分辨率观测。在这里，我们提出了模拟ALMA观测的基础上辐射转移建模的一个相对巨大的（0.39 M太阳）自引力盘嵌入在10 M太阳致密的核心，与结构类似的前恒星核心L1544。我们的重点是简单的物种，并得出结论，C17 O 3-2，HCO+ 3-2，OCS 26-25和H2 CO 404-303线可以用来探测光盘结构和运动学在所有尺度。
2013-05-16 astro-ph.SR
Global Structure of Magnetorotationally Turbulent Protoplanetary Discs
本文的目的是研究原行星盘的空间结构，其动力学是由磁旋转湍流。我们在一个质量是Hayashi（1981）标准最小质量太阳星云的两倍的圆盘的不同半径处进行了一系列局部三维化学辐射MHD模拟。盘的电离状态的计算包括碰撞电离，恒星X射线，宇宙射线和放射性核素的衰变作为电离源，并通过解决一个简化的化学网络，其中包括μ m大小的尘埃颗粒的自由电荷的吸收的效果。在电离度太低的区域，物质和磁场之间的耦合不好，形成了一个非湍流的中心“死区”，其范围大约在距离中心恒星2 AU到4 AU之间。在目前的工作中采取的方法允许第一次从一组物理上逼真的数值模拟得到的原行星盘的全球空间结构。
2011-11-23 astro-ph.SR
Gas and dust in the TW Hydrae Association as seen by the Herschel Space Observatory
上下文星周盘是行星形成的地方，因此了解它们的演化对于我们理解行星形成至关重要。赫歇尔空间天文台由于其灵敏度和波长覆盖范围，为研究盘系统提供了宝贵的数据。本文是几个致力于分析和模拟赫歇尔PACS观测各种年轻的恒星协会从GASPS开放时间关键计划之一。目标。本文的目的是阐明的气体和尘埃的性质，拱星盘在10万年TW Hya协会（TWA）使用新的远红外（IR）成像和光谱从Herschel-PACS。方法.我们获得了远红外光度数据在70，100，和160微米的14个TWA成员，光谱观测集中在[OI]线在63.18微米，也获得了9的14。每颗恒星的新光度计都被纳入其全光谱能量分布（SED）中。结果我们检测到过量的红外辐射，这是从五个TWA成员的拱星盘的特征，并计算了另外九个的上限。两个TWA成员（TWA 01和TWA 04 B）也显示在63.18微米处的[OI]发射。根据改进的黑体模型，TWA协会中的圆盘显示出各种属性，具有广泛的尘埃质量和内半径。在样品中发现了过渡盘和碎片盘。探测到红外线过量的来源模型给出的尘埃质量范围为0.15 Msun至63 Msun。
2013-06-03 astro-ph.SR
[OI] disk emission in the Taurus star forming region
原行星盘的结构被认为与其尘埃和气体的温度和化学性质有关。圆盘是平的还是张开的，取决于它在给定半径处吸收的辐射量，以及辐射转化为热能的效率。这些加热和冷却过程的理解是至关重要的，提供一个可靠的磁盘结构的尘埃连续排放和气体线通量的解释。特别是在磁盘的上层，其中气体和灰尘是热解耦的，红外线发射是严格相关的气体加热/冷却过程。我们的目标是研究在氧线发射区的磁盘的热性能，并调查的相对重要性的X射线（1-120埃）和远紫外辐射（FUV，912-2070埃）的加热平衡。我们使用在金牛座/御夫座恒星形成区域的原行星盘样本中观察到的[OI] 63微米线通量，并将其与我们以前工作中提出的模型预测进行比较。这些数据是由赫歇尔空间天文台上的PACS仪器获得的，作为赫歇尔开放时间关键计划GASPS（原行星盘中的GAS）的一部分，发表在霍华德等人（2013）。我们的理论网格的磁盘模型可以重现[OI]的绝对通量和预测[OI]和总和Lx+Lfuv之间的相关性。数据显示[OI]线通量与X射线光度、FUV光度或它们的总和之间没有相关性。数据表明，FUV或X射线辐射对[OI]线形成的区域没有显著影响。这与我们的模型所预测的相反。可能的解释是金牛座的圆盘比流体静力学模型预测的要少，和/或在我们的模型中保持不变的其他圆盘结构方面很重要。.. abridged..
2014-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Wind Erosion of Protoplanetary Discs
本文建立了一个高速磁化星风对原行星气盘侵蚀的解析模型。这些风是从快速旋转的、强磁化的年轻恒星表面离心驱动的。风中磁场的存在导致雷诺数足够大，以引起强烈的湍流风/盘边界层，其夹带并带走盘气体。该模型在湍流边界层中采用质量和动量守恒。显著侵蚀的时间尺度取决于盘的吸积速度和吸积率以及风的质量损失率和风速。时间尺度估计为2 E6年。对圆盘侵蚀的一个重要贡献可能来自频繁的强大日冕物质抛射（CME），CME的平均质量损失率和速度与稳定风的值相当。
2015-01-09 astro-ph.SR
Far-infrared to millimeter data of protoplanetary disks: dust growth in the Taurus, Ophiuchus, and Chamaeleon I star-forming regions
远红外线和（亚）毫米波通量可用于研究构成行星的基本材料--原行星盘中的尘埃。在这里，我们结合从赫歇尔空间天文台的观测与辅助数据的284原行星盘在金牛座，变色龙I，蛇夫座恒星形成区域，覆盖从光学毫米/厘米波长。我们分析它们的光谱指数作为波长的函数，并确定其（亚）毫米斜率时，可能的。大多数磁盘显示晶粒生长的观测证据，与以前的研究一致。没有相关性被发现之间的其他示踪剂的磁盘演变和毫米光谱指数。一个简单的磁盘模型是用来适应这些来源，我们推导出后验分布的光学深度在1.3毫米和10 AU，在同一半径的磁盘温度，和尘埃不透明度光谱指数。我们发现70微米处的通量与10金处的盘温度密切相关，正如从这些简单模型得出的那样。我们发现光谱指数在Chamaeleon I是陡峭的比磁盘在金牛座/蛇夫座的初步证据，虽然需要更多的毫米观测来确认这一趋势，并确定其可能的起源。此外，我们确定了每个区域的中值光谱能量分布，并发现它们在整个研究的波长范围内是相似的，这可能是由于磁盘属性和形态的大散射。
2017-10-23 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
Mottled protoplanetary disk ionization by magnetically-channeled T Tauri star energetic particles
原行星盘的演化被认为主要是由磁化盘风和湍流粘性引起的角动量传输驱动的。盘的电离对于这些过程是必不可少的，被认为是由于宿主恒星的日冕X射线，但也可能是由日冕耀斑或行进的冲击波产生的高能粒子和恒星风平流产生的。我们对高能质子在真实的T~Tauri星风中的传播进行了试验粒子数值模拟，其中包括叠加的小尺度静磁湍流。各向同性（Kolmogorov功率谱）的湍流分量沿单个粒子的轨迹合成。我们研究了能量范围为$[0.1 - 10]$ GeV的T~Tauri星上大耀斑的{ \it Chandra} X射线观测的预期和{ \it Herschel}空间天文台最近的迹象表明，高能粒子对年轻恒星的盘电离的重要贡献。在与以前的理论研究发现在整个磁盘电离的高能粒子的优势，我们发现，磁盘电离可能是由X射线在其大部分地区，除了在狭窄的区域内，粒子被引导到磁盘上的强烈纠缠和湍流磁场主导。这些区域的径向厚度是靠近恒星的$\sim 5$恒星半径，并随着径向距离的增加而变宽。这可能会持续到离恒星很远的地方（$10$ AU或更远），在那里粒子可以被湍流风大量平流和扩散。
2017-12-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
Herschel-PACS observations of far-IR lines in YSOs I: [OI] and H2O at 63 microns
气体在年轻恒星的动力学演化中起着重要作用。它与尘埃的相互作用是我们理解后来在原行星盘阶段行星形成的关键。研究气体含量是理解YSO和行星形成的关键一步。这种研究可以通过远红外线发射谱线的光谱观察来进行，其中一些最重要的气体冷却剂会发出。我们提供了一个汇编的观测远红外线在362个年轻的恒星物体，涵盖所有的演化阶段，从0级到III级的碎片光盘。在本文中，我们专注于[OI]和o-H2O的排放在63微米。我们已经检索了所有可用的赫歇尔-PACS光谱观测在63微米，使用占主导地位的观测模式，斩波-点头技术。我们提供的[OI] 3 P1 - 3 P2和o-H2O 808-717转换在63微米使用不同的方法计算的线通量的测量。我们检查空间扩展的发射，并进一步研究多个动力学组件的存在下，线发射。最后的汇编包括线和连续通量在63微米，共362个年轻的恒星物体（YSO）。我们在362个源中的194个源中检测到63微米的[OI]线发射，并在另外5个源中检测到线吸收。在42个污染源中检测到o-H2O。我们发现证据的扩展[OI]排放在77个源，并检测3sigma残留排放在其中71个。我们还寻找了不同的成分有助于线发射，并发现了30个来源的多个组件的证据。我们探讨了线发射和连续发射之间的相关性，并发现从4.6到22微米的WISE通量和[OI]线发射之间存在明确的相关性。我们的结论是，所观察到的排放通常是一个组合…
2016-08-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
FUV and X-ray irradiated protoplanetary disks: a grid of models II - Gas diagnostic line emission
原行星盘中的大部分物质都是以气体的形式存在。气体及其诊断的研究是至关重要的，以实现磁盘的热和化学结构的详细描述。来自中心恒星的辐射（从光学到X射线波长）和粘性吸积是主要的能量来源，并在其早期阶段主导着盘的物理和化学。这就是行星形成的第一阶段将要进行的环境。我们研究恒星和磁盘参数如何影响精细结构冷却线[NeII]，[ArII]，[OI]，[CII]和H2O旋转线在磁盘中。这些线是潜在的强大的磁盘结构的诊断和他们的建模允许进行彻底的解释与仪器设施，如斯皮策和赫歇尔的意见。根据Aresu等人（2011年）的研究，我们计算了一个由240个圆盘模型组成的网格，其中X射线光度、紫外线过量光度、最小尘埃粒度、尘埃粒度分布幂律和表面密度分布幂律系统地变化。我们解决自洽的磁盘垂直流体静力学结构在每个模型和应用详细的线辐射转移计算线通量和配置文件的一系列著名的中红外和远红外冷却线。当LX <1 e 30 erg/s时，[OI] 63 μ m线通量随FUV亮度的增加而增加;当LX > 1 e 30 erg/s时，[OI] 63 μ m线通量随X射线亮度的增加而增加。[CII]157微米主要由FUV光度通过C+产生驱动，X射线对线通量的影响较小。[NeII] 12.8微米与X射线相关;从盘大气发射的线轮廓显示出一个双峰分量，由静态盘大气中的发射引起，紧挨着高速双峰分量，由非常内部边缘的发射引起。（节略）
2012-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sensitive limits on the abundance of cold water vapor in the DM Tau protoplanetary disk
我们进行了一个敏感的搜索的基态发射线的正，对水蒸气的DM头原行星盘使用Herschel/HIFI仪器。在0.5 km/s的通道中，1_{10}-1_{1001}线为4.2 mK，1_{11}-0_{1000}线为12.6 mK，未检测到低至3 σ水平的强线。然而，我们在宽带谱仪上对1_{10}-1_α 01}线进行了初步探测，其强度为T_{mb} =2.7 mK，宽度为5.6 km/s，积分强度为16.0 mK km/s。后者构成6sigma检测。不管这个试探性的检测的现实，模型计算表明，我们的线强度的敏感限制排除有效的解吸水的UV照射区域的磁盘。我们假设超过95-99%的水冰被锁定在凝固的颗粒中，这些颗粒已经沉降到中平面。
2010-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
