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
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
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
Satellitesimal Formation via Collisional Dust Growth in Steady Circumplanetary Disks
木星周围的冰卫星被认为是在一个环行星盘中形成的。虽然以前的模型侧重于从小卫星开始形成卫星，但小卫星如何从较小的尘埃颗粒形成的问题迄今尚未得到解决。在这项工作中，我们研究的可能性，satellitesimals形成在原地在一个环行星盘。我们计算了表面密度的径向分布和代表性的大小的冰尘埃颗粒，通过相互碰撞和漂移到中央行星在一个稳定的环行磁盘与连续供应的气体和尘埃从母原行星盘。如果尘埃与气体在环行星盘上的吸积率之比$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$很高，并且湍流强度$α$不太低，则可以克服径向漂移障碍。当$α$较低时，碰撞速度低于临界碎裂速度。综上所述，我们发现通过尘埃凝聚形成小卫星的条件由$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}\ge1$和$10^{-4}\leα<10^{-2}$给出.前一个条件通常难以实现，这表明通过颗粒粘附的原位小卫星形成仅在极端条件下可行。我们还表明，无论是通过多孔聚集体的碰撞生长，也不是通过流动不稳定性的satellitesimal形成是可行的，只要$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$是低的。
2017-08-03 astro-ph.EP
A thermodynamic criterion for the formation of Circumplanetary Disks
本研究通过3D辐射流体动力学模拟，提出环行星盘形成的热力学判据：冷却时间需比轨道时间尺度短一个数量级，并发现年轻巨行星可能拥有等熵包层而非环行星盘。
2024-08-20 astro-ph.EP
On the Viability of the Magnetorotational Instability in Circumplanetary Disks
我们研究磁旋转不稳定性（MRI）是否可以作为一种机制的角动量输运在环行星盘。为了使MRI工作，电离度必须足够高，并且磁压力必须充分低于气体压力。我们计算的电离度的空间分布和搜索的MRI活动区域，其中两个标准都得到满足。我们发现，可以有薄的活动层在磁盘表面取决于模型参数，但是，我们几乎没有找到任何区域，可以维持发达的MRI湍流;当磁场增强MRI湍流在磁盘表面层，磁主导的大气侵入较低的高度和发达的MRI湍流的区域变得更小。我们的结论是，如果有没有角动量转移机制以外的磁共振成像引力稳定的行星盘，气体很可能会堆积，直到磁盘变得引力不稳定，大规模的磁盘可能会生存很长一段时间。
2014-04-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary disks including radiative feedback from accreting planets
虽然最近的观测进展集中在检测由于嵌入的原行星的热发射的紧凑区域，需要进一步的理论预测，以了解行星形成辐射反馈的原行星盘的响应。这对于预测环行星际区域的可观测性特别重要。在这项工作中，我们使用2D流体动力学模拟研究的粘性原行星盘，其中一个发光的小行星质量的行星嵌入的演变。我们使用的能量方程，其中包括辐射加热的行星作为一个额外的机制，行星形成反馈。几个模型计算行星光度范围从$10^{-5}$到$10^{-3}$太阳光度。我们发现，行星的辐射反馈增强了磁盘的吸积率在行星的轨道半径，产生一个更热，更明亮的行星周围，独立的处方用于模拟磁盘的湍流粘度。我们还估计了我们的行星光度范围内的行星反馈的热签名，发现一个纯粹的主动盘，没有被动加热的发射光谱，在红外线明显修改。我们模拟了HD 100546周围的原行星盘，其中一颗行星伴星位于距离恒星约68 au处。假设该行星质量为5木星质量，光度为$\sim 2.5 \times 10^{-4} \, L_\odot$，我们发现该行星的辐射反馈使其$\sim 5$ au环行星盘的光度从$10^{-5} \, \rm L_\odot$（无反馈）增加到$10^{-3} \, \rm L_\odot$，对应于辐射传输计算后在$L^\prime$波段的$\sim 1 \, \rm mJy$的发射，该值与HD 100546 b的观测值吻合较好.
2015-05-13 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
Gas Phase Ions in Protoplanetary Disks from Collisions of Solids
针对原行星盘中平面电离源较弱的问题，研究通过实验室实验首次检测到毫米级玄武岩颗粒碰撞产生的气相离子，证实行星形成早期的固体碰撞可作为电离源，为原行星盘中平面电离机制提供了新解释。
2024-02-02 astro-ph.EP
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
Circumplanetary Disks are Rare around Planets at Large Orbital Radii: A Parameter Survey of Flow Morphology around Giant Planets
本文通过近等温流体动力学参数巡测研究行星质量与原行星盘纵横比对CPD形成的影响，发现经典CPD要求行星显著超热，从而解释宽轨道巨行星周围CPD罕见。
2025-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for a Cosmic Ray Gradient in the IM Lup Protoplanetary Disk
原行星盘的演化受到来自中央恒星和局部环境的电离的强烈影响，这些电离共同驱动了化学复杂性，并预计会影响盘物质的运输。尽管如此，电离仍然是许多详细建模工作的一个不受约束的输入。我们使用新的和存档的ALMA观测的N $_2$ H $^+$ 3- 2和H $^{13}$ CO $^+$ 3- 2导出的第一个观测动机的电离模型IM Lup原行星盘。从多个内部和外部源的电离，我们模型N $_2$ H $^+$和H $^{13}$ CO $^+$丰度在不同的电离环境下，并通过执行非LTE辐射转移，可见度采样和成像直接比较这些成像ALMA观测。我们发现，观察是最好的再现使用径向增加的宇宙射线（CR）梯度，低CR电离的内盘，高CR电离的外盘，和过渡在$\sim 80 - 100$金。该位置与毫米波辐射中识别的螺旋结构的边缘大致一致。我们还发现，IM Lup显示出增强的UV驱动的形成HCO $^+$，我们归因于磁盘的高张开角的证据。总之，IM Lup代表了第一个有观测证据证明CR梯度的原行星盘，这可能对IM Lup正在进行的演化有重要意义，特别是考虑到盘的年轻和大尺寸。
2021-03-19 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
High-Temperature Ionization in Protoplanetary Disks
我们计算的电子和离子的丰度在热（> 500 K），尘埃部分的原行星盘，治疗的第一次的影响，电子和离子发射的尘埃颗粒。高温电离模型只是简单地假设碱金属元素，如钾，以气相原子的形式存在，并遵循萨哈方程碰撞电离。我们表明，萨哈方程往往不成立，因为自由电荷产生的电子和离子发射和破坏时，他们坚持粮食表面。这意味着电离状态不取决于碱金属原子的第一电离势，而是取决于颗粒的功函数。带电物种的丰度通常突然上升超过约800 K，与功函数，气体密度，或灰尘与气体的质量比几乎没有定性的依赖。应用我们的结果，我们发现原行星盘的死区，在那里高的扩散率抑制磁旋转湍流，其内边缘位于温度超过阈值~1000 K。阈值由双极扩散设置，除了在最高密度处，其中阈值由欧姆电阻率设置。我们发现，磁盘气体可以扩散加载到恒星磁层的温度低于类似的阈值。我们调查是否“短路”的不稳定性的电流片可以在磁盘中工作，并发现它不能，或仅在一个狭窄的范围内的条件下工作，它似乎不是球粒形成机制。我们还建议，电子发射是重要的，以确定欧姆加热的热超导体的速率。
2015-08-31 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
Thermal mass loss of protoplanetary cores with hydrogen-dominated atmospheres: The influences of ionization and orbital distance
我们调查的损失率的氢大气的类地行星的质量和轨道距离的范围内，假设恒星的极紫外线（EUV）的光度是100倍强于目前的太阳。我们应用一维高层大气辐射吸收和流体动力学逃逸模型，考虑电离，离解和重组计算氢的质量损失率。我们研究了电离、离解和复合对以氢为主的超地球热质量损失率的影响，并将结果与广泛用于质量损失演化研究的能量有限逃逸公式进行了比较。我们的研究结果表明，能量有限的公式可以在很大程度上过度或低估的氢质量损失率的量取决于恒星的EUV通量和行星的参数，如质量，大小，有效温度，和EUV吸收半径。
2016-02-23 astro-ph.EP
Ionization-Driven Depletion and Redistribution of CO in Protoplanetary Disks
基于星际间的CO/H2比率，一氧化碳普查的原行星盘在狼，sigma Orionis和Chamaeleon I发现没有盘更大的质量比最小质量的太阳星云，这是不符合存在的系外行星比木星更大的质量。观测和模型都集中在电离驱动的化学消耗T-Tauri磁盘中的一氧化碳的想法上。然而，CO的消耗程度取决于电离辐射的入射通量，一些金牛T星可能有足够强大的风来保护它们的圆盘免受宇宙射线的影响。对于一个给定的恒星质量，X射线光度也有一个可能的范围。在这里，我们使用一套化学模型，每个具有不同的入射X射线或宇宙射线通量，以评估CO耗尽是否是T-Tauri磁盘的典型结果。我们发现，在外盘的CO解离是一个强大的现实电离率的结果，与丰富的减少70%和99.99%之间超过2万年的演变。此外，在初始解离时期之后，内盘显示出从CO2解离的CO丰度的一些恢复。在高度电离的磁盘，CO恢复在内盘结合耗尽在外盘创建一个中心峰值CO丰度分布。罕见的CO同位素体的发射面积可能是一个间接的电离指标：在一组年龄相似的圆盘中，那些具有最紧凑的CO同位素体发射的圆盘电离率最高。
2018-11-14 astro-ph.EP
New Mid-Infrared Imaging Constraints on Companions and Protoplanetary Disks around six Young Stars
中红外成像追踪原行星盘中的亚微米和微米大小的尘埃颗粒，它提供了对盘和潜在同伴的几何特性的限制，特别是如果这些同伴有环行星盘。我们使用VISIR仪器及其升级近在VLT采取新的中红外图像的五个（前）过渡盘和一个拱星盘与拟议的行星，并获得最深的解决中红外观测到的日期，以把新的限制盘的发射区域的大小和可能的同伴的存在。我们反旋并堆叠数据以找到磁盘属性。在可用的情况下，我们比较的数据ProDiMo（原行星盘模型）辐射热化学模型，以实现更深入地了解磁盘内的基本物理过程。我们采用循环PSF减法找到可能的同伴和模型同伴与环行星盘通量的上限。我们解决了三个六盘和计算的位置角，倾角和（上限）的大小在磁盘中的发射区，提高上限的两个未解决的磁盘。在所有情况下，大多数中红外辐射来自小的内部磁盘或外部磁盘的热内缘。我们通过增加相对于ISM的PAH丰度，采用晕苯作为代表PAH，并将外腔半径增加到22.3 AU，改进了现有的ProDiMo HD 100546模型SED在中红外的拟合。我们产生通量估计推定的行星质量的同伴和环行星盘，排除了行星质量的同伴与$L > 0.0028 L_{\odot}$的$a > 180$ AU在HD 100546系统的存在。在8 $μ$ m-12 $μ$ m处，不同盘中的潜在伴星的上限为0.5 mJy-30 mJy。
2021-02-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Ionizing Protoplanetary Disks in Pebble Collisions
介绍了固体碰撞作为原行星盘中气体电离的一种新的有效机制，特别是在原行星盘致密的中平面中。这个想法是由实验室实验引发的，我们发现颗粒在相互碰撞（摩擦充电）中交换的电荷并不仅仅与它们的表面联系在一起。作为一种附带效应，电荷也被夹带到气相中，即碰撞使原行星盘破裂。因此，固体不仅是圆盘中电荷的汇，而且也是电荷的源。第一次估计表明，电离率在中平面在1 AU的范围内的$10^{-19} ... 10^{-15} \rm \, s^{-1}$似乎是可行的，这取决于假设相当平静或高度湍流的条件下，径向粒子堆积。
2022-07-15 astro-ph.EP
Orbital evolution of planetesimals in gaseous disks
行星是由原行星盘中的小天体碰撞生长而形成的。比$1$ \，m大得多的天体主要受主星引力的控制，并受到微弱的气体阻力;它们的轨道主要由轨道根数表示：半长轴$a$、偏心率$e$和倾角$i$，这些都受到气体阻力的调制。在先前的研究中，$\dot a$、$\dot e$和$\dot i$是针对$e \ll 1$和$i \ll H/a$分析得出的，其中$H$是椎间盘的刻度高度。他们的公式在行星形成的早期阶段是有效的。然而，一旦大质量行星形成，$e$和$i$就会大大增加。事实上，太阳系中的一些小天体有非常大的$e$和$i$。因此，在本文中，我解析地推导出用于$1-e^2 \ll 1$和$i \ll H/a$以及用于$i \gg H/a$的$\dot a$、$\dot e$和$\dot i$的公式。由这些有限方程组合的公式将代表轨道积分的结果，除非是$e \geq 1$或$i > π- H/a$。由于导出的公式不仅适用于原行星盘中的物体，而且适用于环行星盘中的物体，因此，我讨论了使用公式在环行星盘中捕获卫星的可能性。
2015-05-07 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
Ionization of protoplanetary disks by galactic cosmic rays, solar protons, and by supernova remnants
银河系宇宙射线和太阳质子对地球大气的扰动，以及大气簇射的模拟都是用经过验证的蒙特卡罗模拟，如PHITS程序。我们使用最新版本的PHITS来评估银河系宇宙射线（GCR）、太阳质子和超新星遗迹对原行星盘的可能电离。GCR电离的衰减长度更新为118 g cm-2，比流行值大约20%。硬和软的可能的太阳质子光谱给出可比和20%的衰减长度相比，从标准的GCR光谱，分别，而衰减长度约10%以上的超新星遗迹。此外，所有的衰减长度变得10%以上的宇宙丰度的化合物气体，例如128克cm-2的GCR，这可能会影响最小估计的死区的大小时，在原行星盘的入射通量异常高。
2016-06-18 astro-ph.EP astro-ph.HE
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
Cosmic-ray ionization rate in protoplanetary disks with sheared magnetic fields
研究了磁场位形对原行星盘中宇宙射线电离率的影响。首先，我们考虑宇宙射线从星际介质（ISM）到原行星盘的传播，并表明盘周围的宇宙射线密度应该比ISM值低2倍。然后，我们计算了宇宙射线在原行星盘中的衰减。圆盘中的磁场被拉伸到方位角方向，宇宙射线在传播到中平面时需要绕道。我们的研究结果表明，迂回有效地提高了约两个数量级的列密度。我们采用了一个典型的电离率宇宙射线在弥漫ISM，这被认为是太高，是一致的观测原行星盘，并发现，宇宙射线显着屏蔽在中平面。在IM Lup周围的磁盘的情况下，中平面电离率是非常低的$r\lesssim\,100$金，而值是一样大的扩散ISM的外半径。我们的结果是一致的，最近的ALMA观测表明宇宙射线电离率的径向梯度。在磁盘的外半径的高电离率可能会激活磁旋转不稳定性，被认为是由于双极扩散抑制。这些结果将对原行星盘的动力学和化学演化产生强烈影响。
2022-09-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Chemical Processes in Protoplanetary Disks II. On the importance of photochemistry and X-ray ionization
我们研究了光化学和X射线电离对一个典型金牛座T星周围的原行星盘的分子组成和电离分数的影响。我们使用一个复杂的物理模型，其中包括一个强大的处理紫外线和X射线辐射的辐射转移，并计算与时间相关的化学结构，使用一个全面的化学网络。在以前的工作中，我们近似的光化学和X射线电离，在这里，我们重新计算的光反应速率显式紫外波长光谱和波长依赖的反应截面。我们重新计算的X射线电离率使用我们明确的元素组成和X射线能谱。我们发现光化学比X射线电离对分子组成有更大的影响。可观察到的对光酸盐敏感的分子包括OH、HCO+、N2 H+、H2O、CO2和CH 3OH。唯一受X射线电离显著影响的分子是N2 H+，这表明在典型的金牛座T星盘系统中采用现有的X射线电离率近似值是安全的。重新计算光电流增加了外盘中性分子的丰度，凸显了考虑原行星盘紫外光谱形状的重要性。由于H/H2和C+/C比率的调整，光反应速率的重新计算也影响气相化学。光化学和X射线电离的计算方法对盘电离率的影响不显著。我们确定有一个可能的“死区”的吸积被抑制，目前在一个层，Z/R <~ 0.1 - 0.2，在磁盘中平面，在R \approx 200 AU。
2012-01-12 astro-ph.EP astro-ph.GA
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
Global simulations of protoplanetary disks with ohmic resistivity and ambipolar diffusion
原行星盘被认为是由于磁应力而吸积到它们的中央金牛座T星上的。最近发表的剪切盒模拟表明，欧姆电阻率，双极扩散和霍尔效应都发挥了重要作用，在磁盘的演变。在垂直磁场的存在下，磁盘保持层流之间的1- 5 AU，和磁离心磁盘风的形式，提供了一个重要的机制，消除角动量。然而，由于局部近似中固有的对称性，关于在剪切箱模拟中建立真正的物理风解的问题仍然存在。我们提出了全球MHD模拟的原行星盘，包括欧姆电阻率和双极扩散，其中随时间变化的气相电子和离子的分数下计算FUV和X射线电离与简化的重组化学。我们的研究结果表明，磁盘仍然层流，和物理风的解决方案自然出现在全球磁盘模型。风是足够有效的解释所观察到的吸积率。此外，在中间磁盘高度的电离分数是足够大的磁旋转通道模式的增长，并随后发展成带的水平场。根据电离分数，这些可以保持准全球性，或分裂成离散的岛屿相干场极性。我们在这里提出的磁盘模型显示了一个戏剧性的偏离我们早期的模型，包括欧姆电阻率。重要的是要研究霍尔效应是如何改变演化的，并探索这对此类系统的观测外观以及对行星形成和迁移的影响。
2015-01-22 astro-ph.EP
X-ray ionization rates in protoplanetary discs
低质量的年轻恒星物体是X射线的强大发射器，可以照射和加热盘和它们所包含的年轻行星。X射线产生的分子离子会影响盘状大气的化学性质及其光谱特征。在更深处，X射线是主要的电离源，影响着磁旋转不稳定性的运作，被认为是角动量重新分配的主要驱动力，而角动量重新分配对这些前主序星的吸积和形成至关重要。X射线电离也会影响到行星盘中面周围的死区的特征，而这些死区很可能是类地行星形成的地方。为了获得恒星X射线的物理和化学效应，必须考虑吸收和散射来计算它们通过圆盘的传播。到目前为止，这种类型的唯一的计算是近15年前完成的，在这里，我们提出了新的三维辐射转移计算的X射线电离率在原行星盘。我们的研究证实了以前的工作相同的物理参数的结果。它还更新了他们包括一个更详细的治疗辐射转移和使用电离光谱和元素丰度更适合于目前已知的原行星盘和他们的宿主恒星。新的计算一个典型的电离光谱产量分别较低和较高的电离率在高和低柱密度在一个给定的半径在一个磁盘。根据所使用的丰度，差异可以达到1 AU附近的数量级
2013-09-25 astro-ph.EP astro-ph.GA
The Nonlinear Ohm's Law: Plasma Heating by Strong Electric Fields and its Effects on the Ionization Balance in Protoplanetary Disks
气体的电离态在原行星盘的磁流体动力学中起着关键的作用。然而，电离状态可以依赖于气体动力学，因为由MHD湍流诱导的电场可以加热等离子体，从而影响电离平衡。为了研究这种非线性反馈，我们构建了一个电离模型，其中包括等离子体加热的电场和碰撞电离加热的电子，以及充电的尘埃颗粒。结果表明，当等离子体粘附在晶粒上是主要的复合过程时，气体中的电子丰度随着电场强度的增加而减小。这是电子与颗粒碰撞的自然结果，其频率随着电子的随机速度而增加。电子丰度的降低可能导致MHD湍流的自我调节。在某些情况下，不仅电子丰度，而且电流随电场强度在一定的电场范围内的增加而减小。由此产生的N形电流-场关系违反了非相对论MHD的基本假设，即电场由电流密度唯一确定。在更高的场强下，碰撞电离导致电流的突然增加，正如先前的研究所预期的那样。我们发现该放电电流是多值的（即，电流-场关系是S形的），并且中间支路是不稳定的。N/S型电流-场关系在原行星盘某些部位的MHD湍流演化中可能产生滞后。
2014-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Ionization and Dust Charging in Protoplanetary Disks
稠密星际和星周环境中的电离-复合平衡是一系列重要物理过程的关键因素，如化学反应、尘埃充电和凝聚、气体与磁场的耦合以及原行星盘中不稳定性的发展。我们确定了一个临界气体密度以上的颗粒表面上的电子和离子的复合占主导地位的气相复合。对于这个政权，我们提出了一个自洽的分析模型，使我们能够准确地计算丰度的带电物种在含尘气体，而不作假设的颗粒电荷分布。为了证明所提出的方法的重要性，我们检查是否传统的近似低颗粒电荷是有效的典型的原行星盘，并讨论尘埃凝聚和发展的“死区”的磁盘的影响。所提出的模型是适用于任意粒度分布，并为给定的灰尘属性和条件的磁盘，只有一个自由参数-离子的有效质量，显示有一个低的效果的结果。该模型可以很容易地包括在致密分子云和原行星盘的尘埃演化的数值模拟。
2016-10-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
High-Resolution ALMA Observations of HD100546: Asymmetric Circumstellar Ring, and Circumplanetary Disk Upper Limits
我们目前的长基线阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测870 $\,μ$ m尘埃连续辐射和CO（3-2）从原行星盘周围的赫比格Ae/Be星HD 100546，这是少数系统声称有两个年轻的嵌入式行星之一。这些观测达到了4 au（3.8 mas）的分辨率，66 $μ$ Jy/束的均方根噪声，并揭示了$\sim$ 20-40 au之间的非对称环，主要是光学薄尘埃连续发射。该环由两个不同宽度的同心且重叠的高斯环和一个涡旋很好地拟合。此外，在与中心恒星一致的位置上检测到一个未解析的分量，它可能跟踪中心内盘（半径为$<$ 2 au）。我们报告说，在这两个声称的原行星的位置缺乏紧凑的连续发射。我们使用这一结果来限制环行星盘（CPD）的质量和大小的1.44 M $_{\rm Earth}$和0.44 AU的光学薄和厚的制度，分别为以前直接成像的原行星候选人在$\sim$ 55 AU（HD 100546 b）的情况下。我们将这些经验CPD约束与以前的数值模拟进行比较。这表明HD 100546 b与几个行星吸积模型不一致，而气体匮乏模型也仍然兼容。我们估计的行星质量为1.65 M $_J$通过使用行星，拱星，并从数值模拟得出的行星质量之间的关系。最后，CO积分强度图显示了一个可能的螺旋臂特征，该特征将与近红外散射光偏振发射中确定的螺旋特征相匹配，这表明盘表面存在真正的螺旋特征，需要进一步观测来…
2018-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiative scale-height and shadows in protoplanetary disks
行星形成于年轻的星周盘，称为原行星盘。然而，在原地捕捉行星形成仍然很困难。尽管如此，从最近的ALMA/SPHERE数据来看，在年轻恒星周围的盘中已经发现了直接和间接存在嵌入行星的令人鼓舞的证据：共同移动的点源，引力扰动，环，空腔以及投射在盘上的发射凹陷或阴影。这些观测的解释需要一个强大的物理框架来推导复杂的磁盘几何。特别是，原行星盘模型通常假设气体压力标度高度由声速与方位角速度之比$H/r = c_{s\rm }/v_{\rm k}$给出。通过这样做，\textit{radiative}压力场往往被忽略，这可能导致对这种盘的真实垂直结构的误解。我们遵循的气体盘嵌入木星质量的行星通过流体动力学模拟的演变，计算磁盘的尺度高度，包括辐射压力，这是来自恒星大气理论的概括。我们专注于辐射压力的垂直影响，在附近的环行星盘，那里的温度可以达到$\gtrsim 1000$ K的吸积行星，辐射力可以克服来自行星的引力。辐射压力效应在原行星位置产生了一个垂直的光学厚气柱和尘埃，在散射光中投射出阴影。这一机制可以解释在年轻恒星周围的一些圆盘中观察到的特殊照明模式，如HD 169142，其中检测到移动的阴影，或者在AB Aur和CT Cha等系统中观察到的极高纵横比$H/r \sim 0.2$。
2021-02-04 astro-ph.EP
Chemical network reduction in protoplanetary disks
原行星盘（PPD）具有不同的气体动力学和化学特征，这些特征通过电离、加热和冷却过程以及平流和湍流输送耦合。然而，当使用综合化学反应网络时，直接将气体动力学与时间依赖化学耦合在计算上是昂贵的。在本文中，我们评估了在不同的磁盘环境中的一个物种为基础的网络还原方法，以产生小的化学网络，重现在大型气相化学网络中发现的主要物种的丰度的效用。我们发现，该方法在磁盘中平面和表面区域，其中约20-30气相物种，连接$\sim$ 50-60气相反应，是足够的复制目标电离分数和化学丰度非常好。还原网络中的大多数物种，包括氧、碳和氮的主要载体，在还原和完全网络模型中也具有相似的丰度。我们的研究结果可以作为未来的流体动力学/磁流体动力学模拟的PPD纳入时间依赖性的化学在适当的区域的初步努力。然而，准确地模拟在中间盘高度的主要物种的丰度，将需要更多的扩展网络，包括气体颗粒化学，并留给未来的研究。
2019-01-15 astro-ph.EP
JWST/NIRCam Coronagraphic Search for Hidden Planets in the HD~163296 Protoplanetary Disk
该研究利用JWST/NIRCam日冕仪成像搜索HD~163296原行星盘中的隐藏行星，未在预测位置探测到行星，但在0.75角秒处发现点状源候选体，并在外部速度扭结处对行星质量施加了严格约束。
2025-03-26 astro-ph.EP
Fast methods to track grain coagulation and ionization. II. Extension to thermal ionization
在T > 10 3K时，热电离是一个关键过程，特别是在恒星形成过程中.电离的增加导致非理想磁流体动力学（MHD）的双折射率降低，这对原行星盘和原恒星的形成有重要影响。我们开发了一个扩展的快速计算电离方法在我们最近的论文中提出的热电离。该模型可用于计算任意粒度分布的离子和电子密度以及每种粒度的颗粒的电荷。这个工具对于多维模拟中非理想MHD磁流体动力学的自洽计算特别有用，特别是对于原恒星坍缩和原行星盘。
2022-06-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of time-varying X-ray emission from stellar flares on the ionization of protoplanetary disks
本文建立随耀发能量变化的恒星耀发X射线能谱模型，并通过辐射转移计算表明耀发硬X射线可显著增强T Tauri星原行星盘的电离。
2024-09-18 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Global hydromagnetic simulations of a planet embedded in a dead zone: gap opening, gas accretion and formation of a protoplanetary jet
我们提出了全球流体动力学和磁流体动力学（MHD）模拟与网格细化吸积行星嵌入在原行星盘（PPD）。磁化盘包括取决于上覆质量柱的欧姆电阻率，导致湍流表面层和中平面附近的死区。主要结果是：（1）Hill球中的吸积流在流体动力学和MHD模型中本质上是三维的。向地球的净流入主要是高纬度流动。环行星盘（CPD）形成。它的中平面以一种模式向外流动，该模式的细节在模型之间有所不同。(ii)间隙打开磁耦合和点燃的死区附近的行星，导致随机吸积，准湍流在希尔球和CPD的结构显示出高水平的变化。(iii)磁化气体在旋转CPD上的平流产生螺旋场，该螺旋场发射磁离心驱动的流出。在一个特定的时期，观察到一个高度准直的单侧喷流。(iv)CPD的表面密度为$\sim30{\rm\,g\,cm^{-2}}$，小到足以产生显著的电离和湍流。(v)在MHD模拟中，行星上的吸积速率达到一个稳定值$8 \times 10^{-3} {\rm M_\oplus yr^{-1}}$，在粘性流体动力学模拟中也是类似的。我们的研究结果表明，气体吸积到一个正在形成的巨行星内的磁化PPD死区允许快速增长从土星木星的质量。这些结果不仅与巨行星形成有关，而且对气体巨行星周围规则卫星的形成具有重要意义。
2013-10-17 astro-ph.EP
Global Simulations of Protoplanetary Disk Outflows with Coupled Non-ideal Magnetohydrodynamics and Consistent Thermochemistry
磁化风在分散原行星盘和影响行星形成方面可能很重要。我们进行全球性的全磁流体力学模拟轴对称，加上射线跟踪辐射转移，一致的热化学，和非理想的MHD扩散率。缺乏极紫外光子的磁化模型（$hν>13.6\ \mathrm{eV}$）具有具有典型极向速度$\gtrsim 4\ \mathrm{km\ s}^{-1}$的热分子流出。当磁化强度足以驱动吸积率$\sim 10^{-8}\ M_\odot\ \mathrm{yr}^{-1}$时，风的质量损失率是相当的。这种外流不是离心驱动的，而是由极向场弯曲产生的环形磁场的压力驱动的。吸积率和外流率都随极向场能量密度的增大而增大，吸积率几乎呈线性关系。质量损失率也受到风底附近紫外线和X射线辐射电离的强烈影响。在系统中加入EUV辐射会加热、电离和加速最靠近对称轴的流出部分，但会通过对风基施加压力来降低整体质量损失率。我们的大多数模型都是非湍流的，但有些模型的尘埃丰度降低，因此电离分数较高，在风的底部附近表现出磁旋转不稳定性。
2018-10-29 astro-ph.EP
Magnetically Driven Turbulence in the Inner Regions of Protoplanetary Disks
本研究通过含三种低电离效应的三维剪切盒模拟，发现原行星盘1-30 AU区域在特定电离条件下存在磁驱动湍流，揭示了湍流速度分布及对尘埃演化的影响。
2024-04-10 astro-ph.EP
Effects of Thermodynamics on the Concurrent Accretion and Migration of Gas Giants in Protoplanetary Disks
本文使用 Athena++ 进行 2D 流体动力学模拟，通过 $β$ 冷却方案研究热力学对原行星盘中气态巨行星并发吸积与迁移的影响，发现冷却时标增加会降低吸积率并导致行星从向外迁移转为向内迁移。
2025-01-27 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
Photoevaporation of the Jovian circumplanetary disk I. Explaining the orbit of Callisto and the lack of outer regular satellites
伽利略卫星被认为是由环绕木星的行星盘（CPD）形成的。当它达到临界质量时，木星在太阳原行星盘（PPD）上打开了一个环形缺口，这可能使CPD暴露在来自年轻太阳或太阳系形成的星团的辐射中。目的：研究木星CPD在卫星形成过程中所受到的辐射场。由此产生的CPD的光蒸发在这方面进行了研究，以限制伽利略卫星的可能形成的情况下，并解释伽利略系统的建筑特征。方法：建立恒星诞生星团模型，确定星团内远紫外辐射场。我们采用分析环形间隙的配置文件通知流体动力学模拟调查一系列合理的几何形状的木星间隙。我们使用的辐射热化学代码ProDiMo评估的入射辐射场在木星的差距和光电蒸发的嵌入式2D轴对称CPD.Results：我们推导出随时间变化的集群内FUV辐射场的太阳能诞生集群超过10万年。我们发现，集群内的光蒸发可能会导致显着截断的木星CPD。我们确定可能的CPD的稳态截断半径，发现外半径是成正比的吸积率$\dot{M}^{0.4}$。CPD吸积率$\dot M < 10^{-12} M_{\odot}$年$^{-1}$，光蒸发截断解释了缺乏额外的卫星外的轨道木卫四。对于质量为$M_{\rm CPD} < 10^{-6.2 M_{\odot}}$的CPD，光蒸发可以在木卫四能够迁移到拉普拉斯共振之前分散圆盘。这就解释了为什么木卫四是唯一一颗被排除在共振之外的大质量卫星。
2020-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Short Circuits in Thermally Ionized Plasmas: A Mechanism for Intermittent Heating of Protoplanetary Disks
包括原行星吸积盘在内的许多天体物理系统都是由金属丰度接近太阳的湍流磁化气体组成的。当温度上升到大约1000 K以上时，这种气体中碱金属的热电离超过非热电离。其结果是，电导率，正比于电离分数，获得了强烈的，积极的温度依赖性。在本文中，我们证明了温度和电导率之间的这种关系触发了指数不稳定性，其作用类似于电气短路，其中增加的电导率集中了电流并局部增加了欧姆加热。这与在理想的磁重联区域中预期的磁化率增加形成对比。不稳定性的作用是将狭窄的电流片聚焦成更窄的片，具有更高的电流和温度。我们在本文中使用原行星盘作为我们的宿主系统示例，阐述了这种行为的基本原理，其动机是对球粒陨石及其祖先、原行星盘中尘埃颗粒的观察，这些观察揭示了强烈的存在。这种不稳定性可以解释频繁的加热事件。
2012-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Magnetorotational Instability Driven Accretion in Protoplanetary Disks
原行星盘（PPD）中的气体动力学受到非理想MHD效应的强烈影响。使用一个复杂的化学反应网络与标准处方的X射线和宇宙射线电离，以及最新的结果，从数值模拟，我们研究了非理想MHD效应的磁旋转不稳定性（MRI）和角动量输运的PPD。我们首先发现，无论是否包含颗粒，复合时间总是短于轨道时间在大部分的PPD，证明了本地电离平衡的有效性。评估在不同盘半径和高度处的全电导率张量，其中通过要求（1）欧姆埃尔萨瑟数大于1;（2）气体与磁压力的比率β大于如由Bai & Stone（2011）确定的β_min（Am）来确定MRI活性区域，其中Am是双极扩散的埃尔萨瑟数。充分灵活的磁场强度，我们提供了一个通用的框架，用于估计MRI驱动的吸积率M_dot和MRI活性层中的磁场强度。我们发现，只要PPD中的磁场足够弱，MRI活性层总是存在于任何盘半径。然而，即使在无颗粒计算中，内盘（r=1-10 AU）的M_dot也不足以解释PPD中观测到的吸积率范围（约1 e-8M_Sun/yr），而太阳丰度亚微米颗粒的存在进一步降低了M_dot一到两个数量级。我们的研究结果表明，更强的电离源，和/或额外的机制，如磁化风需要解释所观察到的吸积率在PPD。相比之下，我们预测的M_dot在外盘中为1 e-9M_Sun/yr的数量级，与过渡盘中观测到的吸积率一致。（节录）
2011-07-14 astro-ph.EP
MRI-active inner regions of protoplanetary discs. II. Dependence on dust, disc and stellar parameters
近距离的超级地球是已知的最丰富的系外行星。据推测，它们是在原行星盘的内部区域形成的，来自可能在易受磁旋转不稳定性（MRI）影响的内部区域和更远的MRI死区之间的边界处积累的尘埃。在纸我，我们提出了一个模型的粘性内盘，其中包括加热由于辐射和MRI驱动的吸积;热和非热电离;尘埃混浊;和尘埃电离的影响。在这里，我们研究如何内部光盘结构与恒星，光盘和尘埃参数的变化。对于高吸积率和小的尘埃颗粒，我们发现：（1）电离的主要来源是热电离和电子和离子发射;（2）盘具有热，高粘度的内部区域，和局部气体压力最大值在这个区域的外缘（与以前的研究一致）;和（3）增加的尘埃-气体比推动压力最大值向外。因此，灰尘可以积聚在这样的内盘中而不抑制MRI，积聚的量取决于MRI死区中的粘度。相反，对于低吸积率和大尘埃颗粒，似乎有一个额外的稳态解：（1）恒星X射线成为电离的主要来源;（2）整个盘的MRI粘度很高;（3）压力最大值不再存在。因此，如果行星在内盘中形成，则有利于更大的吸积率（从而更年轻的盘）。
2021-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar energetic particle ionization in protoplanetary disks around T Tauri stars
陨石中短寿命放射性核素丰度测量的异常表明，原太阳星云受到大量高能粒子（E $\gtrsim$ 10 MeV）的照射。当代太阳的粒子通量无法解释这些异常现象。然而，与金牛T星类似，年轻的太阳更加活跃，可能产生了足够的高能粒子来解释这些异常。我们希望研究恒星高能粒子与盘的气体成分的相互作用，并确定这种相互作用的可能观测示踪剂。我们使用一个二维辐射热化学原行星盘代码来模拟一个代表金牛座T星的盘。我们使用的粒子能量分布来自太阳耀斑的观测和增强的恒星粒子通量提出的金牛座T星。对于这个粒子谱，我们用精确的粒子输运模型计算了整个盘的恒星粒子电离率。我们研究了不同的X射线和宇宙射线电离率模型的恒星粒子的影响。我们发现，恒星粒子电离有一个显着的影响，共同的磁盘电离示踪剂HCO $^+$和N $_2$ H $^+$的丰度，特别是在低宇宙射线电离率的模型。与宇宙射线和X射线不同，恒星粒子无法到达圆盘的中平面。因此，居住在磁盘表面层的分子离子比跟踪磁盘的冷层/中平面的分子离子更受恒星粒子电离的影响。空间分辨的分子离子跟踪磁盘的不同垂直层的观测允许解开从其他竞争电离源的恒星粒子电离的贡献。用这里提出的模型对这样的观测进行建模，可以限制金牛座T恒星周围圆盘中的恒星粒子通量。
2017-02-24 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Material Transport in Protoplanetary Discs with Massive Embedded Planets
本研究使用FARGO3D进行3D流体动力学模拟，发现大质量嵌入行星通过压强和吸积过滤尘埃，且穿过间隙的物质会经过高温Hill球导致CO冰脱附。
2024-09-24 astro-ph.EP
Toward realistic simulations of magneto-thermal winds from weakly-ionized protoplanetary disks
原行星盘（PPD）通过磁应力吸积到它们的中央金牛座T星上。当双极扩散（AD）的效果，包括在内，并在存在的垂直磁场，磁盘保持层流1-5 AU之间，和磁离心磁盘风的形式，提供了一个重要的机制，消除角动量。我们提出了全球MHD模拟的PPD，包括欧姆电阻率和AD，其中随时间变化的气相电子和离子分数下计算FUV和X射线电离与简化的复合化学。为了研究风的质量负载是否受到我们现有模拟的有限垂直范围的潜在影响，我们试图开发一个现实的磁盘大气模型。为此，通过考虑恒星辐射和辐射的扩散后处理，我们的目标是改进我们的模型，使其具有更真实的热力学性质。
2016-11-29 astro-ph.EP
Formation and Early Evolution of Protoplanetary Disks under Nonuniform Cosmic-Ray Ionization
本文在 Athena++ 中开发全隐式宇宙射线输运模块，通过三维分子云核坍缩模拟表明，非均匀电离会削弱盘尺度磁角动量输运，使原行星盘更易引力失稳并形成显著旋臂。
2025-05-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Vortex cycles at the inner edges of dead zones in protoplanetary disks
在原行星盘中，湍流区和层流区之间的内边界是行星形成的有利位置，因为固体可能被困在界面本身或罗斯贝波不稳定性产生的漩涡中。磁盘热力学和湍流动力学在该位置是englomerate，因为热电离的湍流耗散的重要性，相反，热电离的湍流。然而，大多数以前的工作都忽略了这种动力学耦合，从而错过了在这个区域的物理学的一个关键因素。在本文中，我们的目的是确定如何电离和湍流之间的相互作用的影响的形成和发展的旋涡之间的界面上的活动和死区。使用Goddle程序RAMSES，我们进行了磁流体动力学的三维全球数值模拟的MRI-湍流原行星盘的圆柱模型，包括磁效应以及温度依赖的电阻率。与类似的二维粘性模拟的比较已被广泛用于帮助识别相关的物理过程和磁盘的长期演变。我们发现，在界面处形成的旋涡，由于Rossby波不稳定性，向内迁移，并穿透活动区，它被破坏的湍流运动。随后，一个新的漩涡出现几十个轨道后，在界面上，新的漩涡向内迁移。这一序列不断重复，导致涡旋形成、迁移和破裂的循环。使用两种不同的代码成功地再现了这种行为。在本文中，我们描述了这种旋涡的生命周期，并讨论了它的影响行星形成在死/活跃界面。我们的模拟突出了在死区内边缘的旋涡演化的重要性的牺牲过程。
2014-11-12 astro-ph.EP
Electron Heating in the Magnetorotational Instability: Implications for Turbulence Strength in Outer Regions of Protoplanetary Disks
磁旋转不稳定性（MRI）在电离分数足够高的原行星盘区域中驱动剧烈的湍流。最近已经表明，由MRI引起的电场可以加热电子，从而影响气体中的电离平衡。特别是，在存在大量尘埃颗粒的盘中，电子加热导致电子丰度降低，从而防止MRI的进一步增长。通过使用非线性欧姆定律，考虑到电子加热，我们调查在原行星盘的MRI和电离化学之间的负反馈变得重要。我们发现，“电子加热区”，该地区的电子加热限制了磁共振成像的饱和度，延伸到80 AU的最小质量的太阳星云与丰富的亚微米大小的颗粒。该区域比在相同盘模型中径向范围为$\sim20$ AU的常规死区大得多。缩放参数表明，在电子加热区的MRI湍流应该有一个显着较低的饱和度。电子加热区中的亚微米尺寸的晶粒是如此带负电荷，以至于它们的碰撞生长不太可能发生。我们目前的模型忽略了双极和霍尔扩散，但我们的估计表明，双极扩散也会影响MRI的电子加热区。
2015-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
