Shadowing and multiple rings in the protoplanetary disk of HD 139614
在原行星盘的散射光图像中的阴影是一个共同的特征，并支持盘区域之间存在扭曲或错位。这些弯曲可能是由于嵌入在盘中的倾斜（子）恒星伴星造成的。我们研究的原行星盘周围的Herbig Ae星HD 139614的第一次散射光观测的基础上，我们与辐射转移代码MCMax 3D模型的磁盘的形态。我们得到了J-和H-波段的观测偏振散射光与VLT/SPHERE，表现出强烈的方位角不对称性。在外盘中，超过~30 au，一个宽阴影的位置角范围为~240°，在东方。在~16 au的明亮环也显示出方位不对称的亮度，最暗的一侧大致与外盘最亮的区域重合。此外，在~34 au和~50 au处还探测到两条弧.我们创建了一个简单的4区近似HD 139614的翘曲盘模型，以定性地再现这些功能。磁盘组件的位置和未对齐受到它们投射的阴影的形状和位置的约束。我们发现，在外盘上的阴影覆盖的位置角的范围太宽，不能解释由一个单一的内部失调组件。我们的模型需要至少两个独立的错位区域-或者一个连续扭曲的区域-在外盘上投射这个广泛的阴影。相邻组件之间约4°的小偏差可以再现大多数观察到的阴影特征。多个未对准的磁盘区域，可能模仿翘曲，可以解释在HD 139614磁盘中观察到的广泛阴影。位于倾斜轨道上的行星质量伴星可能是造成这种特征的原因，也可能是造成SED下降的尘埃耗尽间隙的原因。
2019-11-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mapping of shadows cast on a protoplanetary disk by a close binary system
为了全面了解行星的形成和演化，我们需要研究行星形成的环境：星周盘。在这里，我们提出了V4046人马座的高对比度成像观测，一个20万年前的近距离双星已知主机环双星盘。我们已经发现了旋转的阴影在磁盘中的存在，造成的相互掩星的中央双星。在\cite{garufi,marino15}盘中经常观察到类似阴影的特征，但迄今为止发现的那些特征不是由于日食现象。我们利用光的传播时间产生的相位差来测量圆盘的张开和系统的几何距离。我们计算的距离是非常好的协议，从盖亚任务的数据发布2（DR2），和张开角$α= 6.2 \pm 0.6 $度和$α= 8.5 \pm 1.0 $度的内部和外部磁盘环，分别获得的值。我们的技术开辟了一条探索其他双星系统的道路，提供了对距离和张开角的独立估计，这是圆盘建模的关键参数。
2018-11-26 astro-ph.SR
Probing disk dynamics and dust evolution through shadows in protoplanetary disks: A case study of the HD 142527 disk
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Kogakuin University（工学馆大学）
研究通过构建三维模型估计原行星盘冷却时间尺度，进而推断尘埃表面密度和粒径，以HD 142527盘为例，发现其北部阴影区域冷却时间尺度及最大粒径，还满足垂直剪切不稳定性条件，为约束尘埃粒径提供有效工具，可用于其他过渡盘。
2026-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A global two-layer radiative transfer model for axisymmetric, shadowed protoplanetary disks
了解原行星盘的热结构对于模拟行星形成和解释盘观测至关重要。本文提出了一种新的计算轴对称辐照圆盘热结构的双层辐射转移模型。不同于标准的两层模型，我们的模型占的径向以及垂直转移的星光在磁盘表面再处理。因此，该模型允许我们计算没有直接星光的“阴影”表面以下的温度。由于轴对称的假设，再处理的星光通量的一维积分形式，可以在一个低成本的计算。此外，我们的模型使用随时间变化的能量方程来演化中平面温度，因此可以处理热不稳定性。我们将我们的全球两层模型与行星诱导间隙磁盘，并确认该模型再现磁盘的温度分布从更昂贵的计算蒙特卡罗辐射转移计算的准确性小于20%。我们还应用该模型研究了辐照圆盘中热波不稳定性的长期行为。全球两层模式简单、计算效率高，适合于研究盘状盘的热演化和尘埃演化之间的相互作用。
2022-05-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet Shadows in Protoplanetary Disks. II: Observable Signatures
我们计算模拟图像的磁盘扰动嵌入小行星。这些10-50 M_地球的天体代表了巨行星不断增长的核心。我们研究散射光和热辐射从这些磁盘在一个波长范围内，考虑到波长依赖的不透明度的磁盘中的灰尘。我们还研究了倾角对观测到的扰动的影响。我们发现，在可见光到中红外线的扰动是最好的观察。散射光图像反映了扰动盘表面产生的阴影，而红外图像则遵循盘表面的热发射，显示了阴影/明亮区域中的冷却/加热材料。在亚毫米级的更长波长下，扰动会随着圆盘变得光学薄而减弱，表面特征会被更靠近圆盘中平面的辐射所淹没。随着TMT、GMT和ALMA等望远镜在未来十年的建造，在光学和亚毫米波段观测行星盘的可能性确实存在。然而，具有角分辨率来观察中红外特征将仍然是一个挑战。
2009-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiative Transfer Modeling of a Shadowed Protoplanetary Disk assisted by a Neural Network
本研究针对V1098 Sco周围带阴影的原行星盘，结合ALMA与VLT观测数据，通过辐射转移模型和神经网络辅助的模拟推断方法，证实内外盘轴不对齐38度并约束了扰动伴星参数，该技术可推广至其他天体建模。
2025-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shadow-Induced Warps in Protoplanetary disks
本文通过三维辐射流体动力学模拟，发现30°互倾角内盘投射的非对称阴影可通过m=1、n=1阶热扰动激发弯曲波，驱动原行星盘产生翘曲并显著增强吸积。
2025-11-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Polycyclic aromatic hydrocarbon ionization as a tracer of gas flows through protoplanetary disk gaps
年轻恒星周围的行星形成气体和尘埃盘含有多环芳烃（PAH）。我们的目标是表征多环芳烃的电荷状态如何可以被用来作为探针的气体流量通过原行星间隙。在这种情况下，我们的目标是了解四个过渡盘的PAH光谱。此外，我们想解释PAH电离（由6.2/11.3特征比跟踪）和磁盘质量（由1.3 mm光度跟踪）之间的相关性。在辐射转移程序MCMax中实现了一个计算多环芳烃电荷态的模型。计算了发射光谱和电离平衡。一个基准建模网格，显示PAH电离和光度的行为作为一个函数的恒星和磁盘的属性。多环芳烃的电离对紫外辐射和电子密度最为敏感。在光学厚的圆盘中，紫外线场低，电子密度高，多环芳烃主要是中性的。电离的多环芳烃跟踪低密度光学薄盘区域的紫外线场高，电子密度低。这些区域是通过过渡盘间隙的气流的特征。我们表明，拟合PAH光谱的四个过渡盘需要通过间隙的气体流中的电离多环芳烃的贡献。过渡盘的多环芳烃光谱可以理解为中性和电离多环芳烃的叠加。对于HD 97048，中性多环芳烃在光学厚盘占主导地位的光谱。在HD 169142，HD 135344 B和Oph IRS 48的情况下，少量的电离多环芳烃位于通过间隙的气体流是强有力的贡献者的总PAH光度。所观察到的磁盘质量和PAH电离之间的趋势可能意味着低质量磁盘有较大的差距。通过这些间隙的气流中的电离多环芳烃对它们的光谱有很大的贡献。
2014-02-04 astro-ph.SR
Evolution of protoplanetary disks from their taxonomy in scattered light: spirals, rings, cavities, and shadows
在偏振光下观测到的原行星盘的多样性促使分类学研究来约束它们的演化，并建立这种类型观测的当前框架。我们将58个可用偏振观测的圆盘根据它们在散射光中的外观分为六个主要类别（环形，螺旋形，巨型，边缘，微弱和小型圆盘）。我们重新计算了恒星和磁盘的属性从新推出的GAIA DR2和相关的磁盘类别这些属性。超过一半的样本显示了磁盘的子结构。对于其余的源，没有检测到的功能是由于他们的模糊，他们的小尺寸，或磁盘的几何形状。暗盘通常在年轻恒星周围发现，通常没有空腔。有一个可能的二分法，在近红外过量的来源与螺旋盘（高）和环盘（低）。像螺旋一样，阴影与高近红外过量相关。如果我们考虑到不同质量恒星的主序前演化时间尺度，旋臂可能与古老的盘有关。我们还发现，随着时间的推移，磁盘尘埃质量的松散，浅下降的趋势。原行星盘可能在其演化的早期形成类似环的子结构，但它们在散射光中的可探测性仅限于相对较老的源（超过500万年），其中反复探测到的盘腔允许照亮外部盘。盘质量随时间的浅减少可能是由于选择效应，其中迄今为止在散射光中观察到的盘通常是大质量的，明亮的过渡盘，其寿命比大多数盘更长。我们的研究指出，螺旋和阴影是由木星质量分数到几分之一的行星产生的，它们在靠近恒星的内盘和外盘腔上留下了（观察到的）印记。
2018-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shadows and cavities in protoplanetary disks: HD163296, HD141569A, and HD150193A in polarized light
年轻恒星（很少有数百万年历史）周围尘埃盘的形态演化对于更好地理解行星形成至关重要。由于尘埃颗粒和全球磁盘的几何形状演变的时间尺度很短，高分辨率成像的一个样本的对象可能会提供重要的线索，这种演变。我们通过对Herbig Ae/Be星HD 163296、HD 141569 A和HD 150193 A的观测，放大了原行星盘的高分辨率偏振光成像样本。我们将我们的数据与以前的数据集相结合，以描绘出它们形态的更大图景。我们报告了一个弱的检测磁盘周围的HD 163296在H和Ks带。该盘被解析为一个破碎的环结构，具有显著的表面亮度向内下降0.6弧秒。在HD 141569 A和HD 150193 A周围的圆盘中没有检测到扩展偏振发射的迹象。我们提出，在HD 163296周围的内部0.6弧秒的散射光的情况下，和HD 150193 A周围的磁盘的非检测可能是由于类似的几何因素。由于这些圆盘是平坦的，或者只是适度地张开，圆盘内壁的自遮蔽是最好的解释。我们表明，偏振亮度的一些磁盘确实是与他们的张开角。还讨论了其他情况（如尘埃颗粒的生长或与冰分子的相互作用）。另一方面，没有探测到HD 141569 A与先前的数据集一致，揭示了尘埃盘中存在巨大的空腔。
2014-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gaps in Protoplanetary Disks as Signatures of Planets: I. Methodology and Validation
我们研究的观测结果的部分差距被打开的行星在原行星盘。我们使用一个静态的α-磁盘模型与详细的辐射转移，参数化的形状和大小的部分清除间隙的流体动力学模拟的结果的基础上，磁盘建模。阴影和照明的恒星照射在表面的差距导致增加的对比度的差距槽加深阴影和冷却和遥远的差距壁膨胀的照明和加热。在计算观测量，我们发现，多重散射是很重要的，并推导出一个近似，包括这些影响。一颗200 M_Earth（70 M_Earth）的行星在10 AU处产生的间隙可以通过间隙槽中的阴影和间隙远肩的照明降低/升高盘的中面温度高达~-25/+29%（~-11/+19%）。在金牛座的距离上，这个间隙可以用~0.01”的角分辨率分辨。间隙对比度在散射光和地面温度的热连续波长特征处最显著，从而将表面亮度降低或提高多达数量级。由于间隙的大小与行星质量相关，这是一种很有希望的方法来发现和确定嵌入在原行星盘中的行星的质量。
2012-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Planets in Protoplanetary Disks: Planet-Induced Line Broadening in Gaps
原行星可以通过引力盘与行星的相互作用在原行星盘中产生结构。一旦被发现，这些结构就成为行星形成的路标。在这里，我们调查的多木星质量（$M_{\rm J}$）行星使用三维流体力学和辐射转移模拟产生的磁盘的运动学签名。这样的行星打开了一个很深的缝隙，并在内部驱动跨音速垂直运动。这样的运动包括整个半盘柱的整体运动，以及尺度与尺度高度相当或小于尺度高度的湍流。他们显着扩大分子线的差距，在某些位置产生双峰线轮廓，和运动学速度色散可比热方位角平均后。同一颗行星在间隙之外并不驱动快速的垂直运动，除了在内旋臂和盘表面。寻找由多个$M_{\rm J}$行星在间隙内引起的谱线展宽需要与间隙宽度相当的角分辨率、对间隙气体温度的评估在2倍以内、以及检测来自间隙的谱线发射所需的高灵敏度。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Intermittent planet migration and the formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary disks
原行星盘和行星形成模型的一个关键挑战是能够在盘发射中观察到的结构（如亮环和暗环或不对称性）与触发这些结构的行星的假设存在之间建立可靠的联系。观测到的N个暗环通常被解释为N个行星存在的证据，这些行星清除了轨道周围的尘埃间隙，并在盘中形成了尘埃捕获压力最大值。绝大多数研究行星对原行星盘中尘埃和气体动力学影响的模型都假设行星处于固定轨道上。在这里，我们走了一条不同的路线，并研究了一颗行星的大规模向内迁移是如何构成一个巨大圆盘的尘埃含量的。在许多情况下，质量与土星相当的部分间隙开放行星的迁移被发现间歇性地逃跑。通过二维气体和尘埃流体动力学模拟，我们表明，间歇性的失控迁移可以形成多个尘埃环和整个磁盘的差距。每次迁移速度减慢时，在行星间隙之外形成一个压力最大值，以捕获大型尘埃。我们的模拟结果与三维尘埃辐射转移计算后处理证实，间歇性失控迁移可以导致形成多套明亮和黑暗的连续发射环（亚）毫米以外的行星位置。
2020-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Dynamical Changes in a Transitional Protoplanetary Disk with Mid-infrared Variability
我们提出了多历元斯皮策太空望远镜观测的过渡盘LRLL 31在2-3万年的恒星形成区IC 348。我们的测量结果显示，在短至一周的时间尺度上，中红外线的变化是显著的。红外连续辐射表现出系统的波长依赖性的变化，这表明相应的动态变化的内部磁盘结构和变量的外盘材料的阴影。我们提出了几种可能的结构变化的来源，包括一个可变的吸积率或恒星或行星的同伴嵌入磁盘。我们的研究结果表明，在红外线的变化研究可以提供重要的新的约束原行星盘的行为。
2009-09-29 astro-ph.SR
Gravitoviscous Protoplanetary Discs with a Dust Component. IV. Disc Outer Edges, Spectral Indices, and Opacity Gaps
行星形成的关键第一步是微米大小的尘埃聚集成宏观的聚集体。这个阶段很可能发生在原恒星盘形成的早期，其特征是活跃的气体动力学。我们提出了数值模拟的原恒星/原行星盘的长期演变，其中包括气体动力学与自重力在薄盘的限制，和双分散尘埃颗粒的演变，由于凝聚，破碎，并通过气体漂移。我们发现，粒径的光盘周边的减少导致尖锐的外边缘在灰尘毫米排放，这是由灰尘不透明度系数的下降，而不是由灰尘表面密度的变化来解释。这些可见的外边缘位于平均颗粒尺寸为$\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$，则光盘在较长波长下可能看起来更大。圆盘可见尺寸在前一百万年内非单调变化，与尘埃和气体的物理尺寸相差几倍。我们比较我们的模型与最近的观测数据的气体和尘埃盘的大小，远红外线通量和光谱指数的狼疮原行星盘。我们还表明，非单调变化的晶粒尺寸在径向方向上可以导致波长依赖的不透明度差距，这是不相关的尘埃密度分布中的任何物理差距。
2020-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Can photoevaporation open gaps in protoplanetary discs?
Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学天文台）；Excellence Cluster Origins（起源卓越集群）；Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik（马克斯·普朗克地外物理研究所）
研究发现光蒸发无法单独形成干净的盘间隙，但可能产生类似过渡盘的观测特征，提出了一种近似的模型用于行星形成研究。
2026-01-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Evolution Can Produce Scattered Light Gaps in Protoplanetary Disks
最新的高分辨率和高对比度的原行星盘图像揭示了惊人的各种各样的亚结构。特别令人感兴趣的是近红外散射光图像显示低强度环形“间隙”的证据。“这种结构的起源仍然不确定，但气体盘与行星的相互作用是一种常见的解释。我们研究的影响，可以在一个简单的情况下，没有任何重力或流体动力学扰动的气体盘结构的磁盘上的可观察到的属性的固体材料的演变。即使有一个平滑和连续的气体密度分布，我们发现，由小尘埃颗粒产生的散射光发射可以表现出类似于最近的观测中提出的环状凹陷。造成这些特征的物理机制依赖于尘埃粒子的低效率碎裂。建议的“间隙”特征的出现和位置在很大程度上取决于尘埃与气体的比率、碎裂阈值速度、湍流的强度和盘的年龄，并且对于通常采用的盘参数来说应该是通用的（在某个半径处）。同样的物理过程可以影响光学薄波长（$\sim$ 1 mm）的热发射，尽管行为可能更复杂;与盘-行星相互作用不同，在这些较长的波长处不应该存在“间隙”。
2015-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Gap with a Deficit of Large Grains in the protoplanetary disk around TW Hya
我们报告$\sim$ 3 au分辨率成像观测的原行星盘周围TW Hya在145和233 GHz的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列。我们的观测结果显示，在22和37~au处有两个深能隙（$\sim$ 25- 50\%），在6，28和44~au处有较浅的能隙（几个\%），正如Andrews等人（2016）最近报道的那样。半径为$\sim3$ ~au的中心孔也略微分离。最值得注意的发现是带4和带6之间的光谱指数$α(R)$在22~au能隙处出现峰值。得出尘埃不透明度的幂律指数$β(R)$在22 au能隙处为$\sim1.7$，向盘中心减小为$\sim0$。在22 au处最突出的间隙可能是由盘和一颗质量为$\lesssim$ 1.5 $M_\mathrm{Neptune}$的看不见的行星之间的引力相互作用引起的，尽管其他来源也有可能。行星引起的能隙得到以下事实的支持：$β(R)$在22 au能隙处增强，表明由于行星的尘埃过滤，能隙内$\sim$ mm大小的颗粒不足。
2016-09-01 astro-ph.SR
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
Gas Gaps in the Protoplanetary Disk around the Young Protostar HL Tau
我们分析了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列长基线活动获得的I-II类原恒星HL Tau的HCO+（1-0）数据。我们以~0.07（~10 AU）的角分辨率生成HCO+图像立方体，并且对图像立方体执行方位角平均以增强信噪比并测量HCO+积分强度的径向轮廓。在径向强度分布中发现了两个半径分别为~28 AU和~69 AU的能隙和一个中心腔。内部HCO+能隙与半径为32 AU的毫米连续谱能隙重合。外部HCO+间隙位于半径为69 AU的毫米连续亮环处，并与半径为64 AU和74 AU的两毫米连续间隙重叠。相反，中心腔的存在可能是由于3 mm连续谱发射的高光学深度，而不是HCO+气体的耗尽。我们从其强度分布推导出HCO+柱密度分布。根据柱密度分布，内部和外部HCO+间隙的全宽半高宽估计为~14 AU，其深度估计为~2.4和~5.0。这些结果与形成（亚）木星质量行星所打开的缺口的预期是一致的，同时对仅包含尘埃性质和粒度变化的理论模型进行了严格的限制。
2016-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gaps in the HD169142 protoplanetary disk revealed by polarimetric imaging: Signs of ongoing planet formation?
我们提供了赫比格Ae/Be星HD 169142的H波段VLT/NACO偏振光图像，探测其原行星盘，距离恒星约0.1”。我们的图像跟踪面对盘到~1.7”（~250 AU），并首次揭示了不同的子结构：1）内部盘（<20 AU）似乎是耗尽散射尘埃颗粒; 2）未解决的盘边缘在~25 AU成像; 3）环形间隙从~40 - 70 AU延伸; 4）在环形间隙的相对侧上发现局部亮度不对称。我们讨论了对观测到的形态的不同解释，其中正在进行的行星形成是一个诱人的-但尚未被证明-一个。在~85天文单位之外，表面亮度大致下降r^{-3.3}，但是用幂律r^{-2.6} / r^{-3.9}分别描述85-120天文单位/ 120-250天文单位之间的圆盘区域提供了更好的拟合，暗示了圆盘表面的另一个不连续性。圆盘积分的偏振光和中心恒星之间的通量比为~4.1 * 10^{-3}。最后，将我们的结果与文献中的结果相结合，H波段中约40%的散射光出现偏振。我们的研究结果强调，HD 169142是一个有趣的系统，为未来的行星形成或磁盘演化的研究。
2013-02-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Gaps in Protoplanetary Disks as Signatures of Planets: II. Inclined Disks
我们研究了观测到的部分差距被打开的行星在原行星盘，考虑到相对于视线的倾斜的影响。相对于不间断的圆盘，间隙的波谷由于阴影和冷却而变暗。缝隙的外壁通过直接照明和加热而变亮，加热使其膨胀，从而拦截更多的星光。在本文中，我们研究的影响，解决了光盘图像的倾斜和没有间隙在很宽的波长范围。散射表面与光盘中平面的偏移沿着倾斜轴产生亮度不对称，使得光盘的近侧在散射光中看起来比远侧更亮。有限的磁盘厚度也会导致磁盘表面上等距点的投影距离在磁盘的近侧比远侧更小。因此，在圆盘近侧的间隙肩应该比远侧更亮，更靠近恒星。然而，如果观测的角分辨率比变亮的间隙肩部的宽度更粗糙，则远侧的间隙肩部可能由于其较大的表观尺寸而显得更亮。我们提出了一个公式来恢复的规模高度和倾斜角度的成像磁盘使用简单的几何参数和测量磁盘的不对称性。星周盘的解析图像揭示了空地和间隙，例如LkCa 15的过渡盘。使用我们的合成成像创建的模型试图匹配观测到的LkCa 15的散射光图像的形态表明，在磁盘的内部$\sim0.5\arcsec$的H-波段通量赤字可以用质量大于0.5木星质量的行星来解释。
2013-05-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA continuum observations of the protoplanetary disk AS 209. Evidence of multiple gaps opened by a single planet
本文介绍了新的高角分辨率ALMA 1.3毫米尘埃连续观测的原行星系统AS 209在蛇夫座恒星形成区。尘埃连续辐射的特征是一个主中心核和两个突出的环在$r = 75\,$ au和$r = 130\,$ au之间的两个间隙在$r = 62\,$ au和$r = 103\,$ au。这两个缺口的宽度和深度不同，内侧的缺口更窄更浅。我们使用三维辐射传输盘程序\textsc{dali}测定了毫米级尘埃颗粒的表面密度。根据我们的基准模型，内部间隙部分填充有毫米颗粒，而外部间隙基本上没有灰尘。推断的表面密度进行比较，三维流体动力学模拟（FARGO-3D）的行星盘相互作用。外层的尘埃间隙与一颗巨行星（$M_{\rm planet} \sim 0.8\,M_{\rm Staturn}$）的存在是一致的;这颗行星负责间隙的打开和行星轨道外缘的尘埃堆积。模拟还表明，同一颗行星可以为$r = 62\,$ au的内部间隙提供起源。两个尘埃间隙的相对位置接近2：1共振，我们已经研究了内部间隙内第二颗行星的可能性。由此得到的表面密度（包括两个尘埃间隙的位置、宽度和深度）与观测结果一致。内隙的性质对内行星的质量（$M_{\rm planet} < 0.1\,M_{\rm J}$）构成了很强的约束。在这两种情况下（单个或成对的行星），流体动力学模拟表明一个非常低的磁盘粘度（$α< 10^{-4}$）。考虑到该系统的…
2017-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Structured Distributions of Gas and Solids in Protoplanetary Disks
最近对原行星盘的空间分辨观测揭示了大量的子结构，包括同心环和间隙、内腔、错位、螺旋臂和方位角不对称。这是自原恒星和行星VI以来原行星盘研究的重大突破，正在重塑行星形成的领域。然而，尽管对原行星盘中亚结构的成像能力一直在稳步提高，但许多亚结构的起源仍然存在很大争议。气体和固体在原行星盘中的结构化分布可能反映了物理过程的结果，包括行星的形成。然而，观察到的原行星盘人口之间的不同属性，例如，在尘埃分布的环和间隙的数量和径向位置，表明控制过程可能会有所不同磁盘和/或结果可能是敏感的恒星或磁盘的属性。本文综述了原行星盘子结构的观测结果，对解释观测到的原行星盘子结构的各种过程进行了全面的理论综述，比较了现有的理论预测和观测结果，并指出了未来的研究方向，以区分不同的起源。（4）讨论最新原行星盘观测对原行星盘和行星形成理论的启示。
2023-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chasing Shadows: Rotation of the Azimuthal Asymmetry in the TW Hya Disk
我们已经获得了新的图像的原行星盘轨道TW海亚在可见光，总强度的光与空间望远镜成像光谱仪（STIS）的哈勃太空望远镜（HST），使用新委托的BAR 5掩星器。这些HST/STIS观测获得了内工作角$\sim$ 0.2 \arcsec，或11.7 AU，探测系统的角半径与ALMA获得的最近的磁盘图像一致，并在偏振强度近红外线。通过比较我们的新的STIS图像与STIS在2000年和NICMOS在1998年，2004年和2005年，我们证明TW海的方位角表面亮度不对称移动相干的位置角。在50~AU和141~AU之间，我们测量到一个22.7 $^\circ$ ~yr $^{-1}$逆时针方向亮度不对称的恒定角速度，相当于一个15.9~yr的圆周运动周期。这两个（短）推断周期和缺乏径向依赖的移动阴影模式是不一致的开普勒旋转在这些磁盘半径。我们假设，这种不对称性是由于1~AU内部的盘由于行星伴星的存在而倾斜和进动，从而部分遮蔽了外盘。对这个和其他原行星盘上的阴影的进一步监测可能为间接观察行星形成的地点开辟了一条新的途径。
2017-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Using HCO$^+$ isotopologues as tracers of gas depletion in protoplanetary disk gaps
在原行星盘的尘埃连续体中看到的广泛的环和间隙有时伴随着在分子线发射中看到的类似的子结构。一个例子是AS 209中100 au处的外能隙，这表明H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O发射强度随着能隙中的连续谱而降低，而DCO $^+$发射在能隙内部增加。我们的目标是研究两种情况下的DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$和DCO $^+$ /HCO $^+$比率在原行星盘间隙中的行为：气体耗尽跟随尘埃耗尽和只有尘埃耗尽。我们首先使用热化学模型ANDES模拟物理磁盘结构。这个1+1D稳态圆盘模型计算气体和尘埃的热平衡，包括FUV、X射线、宇宙射线和其他电离源，以及分子冷却剂的简化化学网络。然后，采用扩展的氘分馏气体-颗粒化学网络计算分子丰度。理想的合成光谱和零阶矩图与石灰。我们能够定性地再现的DCO $^+$强度的增加和减少的H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O强度内的磁盘间隙，这是定性地类似于在外部AS 209间隙中观察到的。相应的圆盘模型假设气体和尘埃都在间隙中耗尽。富气隙模型中，只有尘埃被耗尽，产生的辐射在所有HCO $^+$同位素和C $_{18}$ O中都太亮。DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$线比可用于探测CO雪线外尘埃连续间隙中的气体耗尽。DCO $^+$ /C $_{18}$ O线比显示出类似的…
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
HD 143006: Interferometric Confirmation of Misaligned Protoplanetary Disc with CHARA/MIRCX and VLTI/PIONIER
利用CHARA/MIRCX和VLTI/PIONIER干涉观测，确认HD 143006内盘与外盘错位39度，并约束外盘散射面比例，未探测到伴星，但无法排除低质量伴星或巨行星导致错位的可能性。
2025-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Variability of the Great Disk Shadow in Serpens
我们提出了多时代哈勃太空望远镜成像的大盘阴影在巨蛇座恒星形成区。近红外图像显示了盘影的强烈变化，揭示了内盘在月时间尺度上的动态。大阴影是由一个未解析的原行星盘投射到巨蛇座反射星云上的，它围绕着年轻的中等质量恒星SV 2/CK 3/EC 82。由于阴影延伸到至少17，000 au的距离，对应于0.24年的光旅行时间，图像可以在短至一天的时间尺度上揭示盘刻度高度和位置角度的详细变化，对应于图像的角分辨率，并且在两个观测时期之间长达1.11年。我们提出了一个基本的检索磁盘密度结构的时间变化，基于图像。我们发现，内盘在月尺度上改变位置角，而且这种改变不是轴对称的，这表明在$\sim$ 1\，au尺度上存在非轴对称动力强迫.我们考虑两种不同的情况下，一个四极盘翘曲的中央恒星的轨道，和一个不等质量的二进制磁盘平面的轨道转移的照片中心相对于阴影盘。需要对巨蛇座盘影进行持续的天基监测，以区分这些情况，并可以提供通过其他手段无法获得的对内部原行星盘动力学的独特和详细的洞察。
2020-06-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Kinematic detection of a planet carving a gap in a protoplanetary disc
我们仍然不明白行星是如何形成的，或者为什么太阳系外的行星系统与我们的太阳系如此不同。但是最近几年已经戏剧性地改变了我们对年轻恒星周围气体和尘埃盘的看法。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和极端自适应光学系统的观测表明，大多数--如果不是全部--光盘包含子结构，包括环和间隙，螺旋，方位尘埃浓度，以及未对准的内部光盘投射的阴影。这些特征被解释为新生原行星的特征，但确切的起源尚不清楚。在这里，我们报告的运动学检测的几个小行星质量的行星位于气体和尘埃的差距在130 AU的光盘周围的年轻恒星HD 97048。嵌入式行星可以解释在CO线中检测到的扰动开普勒气体流，以及在相同半径的尘埃盘中检测到的间隙。虽然差距似乎是一个共同的特点，在原行星盘，我们提出了一个行星和尘埃间隙之间的直接对应关系，表明至少有一些差距是行星盘相互作用的结果。
2019-07-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Appearance of Vortices in Protoplanetary Disks in Near-Infrared Scattered Light
在许多原行星盘的毫米波连续辐射中发现了方位非对称结构。一种假设是它们是由罗斯贝波不稳定性产生的涡旋，例如在行星开放的间隙或死区的边缘。阐明这些结构的漩涡性质将对行星形成产生深远的影响。检验这一假设的一种方法是将在近红外散射光中观察到的涡旋候选物的形态与理论预期进行比较。为此，我们合成的H-波段偏振光的涡旋的外观相结合的流体动力学和辐射转移模拟的Rossby波不稳定性在死区边缘。在140秒差距的盘中，在其演化的高峰期，65天文单位的涡旋可能会出现一个径向狭窄的弧，比轴对称盘模型亮50% - 70%。对比度仅微弱地依赖于盘的倾角和涡的位置角。这样的对比度水平是很好地检测在成像观测明亮的磁盘使用仪器，如VLT/SPHERE，斯巴鲁/SCExAO，和双子座/GPI。一个涡旋也在外盘上投下阴影，这可能有助于识别它。最后，在适度到高的倾斜度（例如，60度）的涡流可能会模仿单臂螺旋。在HD 34282圆盘中，在散射光中发现了这样一个单臂螺旋，外侧有阴影区域。这一特点大致符合毫米连续发射的方位角不对称性，标志着存在的漩涡。
2022-03-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Gaps, Rings, and Non-Axisymmetric Structures in Protoplanetary Disks - From Simulations to ALMA Observations
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）最近对年轻恒星周围的圆盘进行的观测揭示了尘埃连续辐射的明显不对称性。在这项工作中，我们要研究轴对称和非轴对称结构，诱发的磁旋转不稳定性的外部区域的原行星盘。我们结合国家的最先进的数值模拟的结果与后处理辐射转移（RT）生成合成地图和预测ALMA。我们进行了非理想的全球三维MHD分层模拟的死区外缘使用FARGO MHD代码PLUTO。恒星和磁盘的参数是从一个参数化的磁盘模型适用于拟合高角分辨率多波长观测的拱星磁盘。从给定的表面密度分布和Monte-Carlo辐射转移一致地计算2D温度和密度分布。使用粉尘化学模型计算2D欧姆电阻率分布。磁场是垂直净通量场。由此产生的尘埃再发射提供了ALMA观测模拟的基础。基准模型开发了一个大的差距，然后在位于死区外边缘的表面密度的跳跃。密度和压力的跳跃足以阻止粒子的径向漂移。此外，我们观察到的Rossby波不稳定性（RWI）的跳跃位置接近60 AU的涡的产生。涡旋以40个局部轨道的周期稳定地产生和破坏。RT结果和模拟ALMA观测预测了在没有行星的情况下观测出现在磁化盘中的这种大尺度结构的可行性。
2014-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the nature of the azimuthal asymmetry of protoplanetary disks observed pole-on. The case LkHa 101
考虑了一颗带有低质量伴星（$M_2:M_1 \le 0.1$）的原行星盘模型，该伴星沿略倾斜于盘平面（$\le 10^{\circ}$）的圆轨道运动。用SPH方法计算气体动力学流。伴星在轨道上的运动导致了物质在圆盘中的不均匀分布：有一个清除的间隙，密度波和物质流。由于扰动，圆盘的内部部分向其周边倾斜，并且也不与伴星的轨道平面重合。它导致了恒星对星盘的各向异性照明，因此，在星盘图像上出现了大尺度的不均匀性：它有一个\horseshoe“形式的明亮区域和一个相对于节点线不对称的小阴影区。即使在极上观测，盘像的不对称性也是清晰可见的。伴星在轨道上的运动并不导致阴影区和亮区的同步运动：它们只相对于某个方向作微小的振荡。利用这个模型，我们可以相当精确地再现LkH $α$ 101星盘的非对称像，这种非对称盘的研究为寻找年轻恒星周围的大质量天体提供了新的机会。
2017-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Low mass planets in protoplanetary disks with net vertical magnetic fields: the Planetary Wake and Gap Opening
采用非分层局部剪切盒近似的三维数值模拟方法，研究了在净垂直磁场作用下，低质量行星在气态原行星盘中的尾迹和间隙打开，该磁场通过磁旋转不稳定性（MRI）驱动磁流体动力学（MHD）湍流.尾流，这是激发的行星，是由类似于在无粘性流体动力（HD）磁盘尾流阻尼冲击阻尼。冲击阻尼的角动量沉积打开了MHD湍流磁盘和无粘HD磁盘的差距，即使是低质量的行星，在矛盾的“热标准”的差距开放。为了测试“粘性标准”，我们比较了MRI湍流磁盘中的间隙特性，在粘性HD磁盘具有相同的应力，并发现，相同的质量的行星打开一个显着更深，更宽的净垂直通量磁流体磁盘的间隙比粘性HD磁盘。这种差异是由于磁场有效传输到MRI磁盘中的间隙区域，导致间隙内的有效α更大。因此，在间隙上，麦克斯韦应力分布比间隙密度分布更平滑，并且需要更深的间隙以使麦克斯韦应力梯度平衡行星扭矩密度。我们还证实了MHD磁盘中靠近行星的大的多余扭矩，并发现MRI产生的长寿命密度特征（称为带状流）可以影响行星迁移。与以往的净环向磁通/零磁通MHD模拟结果的比较表明，磁场的几何形状在间隙打开过程中起着重要的作用。总体而言，我们的研究结果表明，在现实的原行星盘中，低质量行星通常会产生间隙，并警告使用恒定的α粘度来模拟原行星盘中的间隙。
2013-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
High resolution observations of molecular emission lines toward the CI Tau proto-planetary disc: planet-carved gaps or shadowing?
最近的观测显示，大多数原行星盘都显示出明亮的环和黑暗的间隙。然而，大多数高分辨率观测仅关注连续谱发射。本文介绍了在ALMA波段7（0.89mm）上对CI Tau星周围盘的$^{12}$ CO & $^{13}$ CO $J=3$-2和CS $J=7$-6发射谱线的高分辨率观测。我们最近的工作表明，CI Tau周围的盘包含三个连续发射的间隙和环，我们寻找它们的对应物的气体发射。虽然我们在$^{13}$ CO中没有发现第三个能隙和环的对应物，但在第二个连续环的位置处（而不是能隙），圆盘具有发射能隙。我们证明，这主要是一个文物的连续减法，虽然剩余的差距仍然存在后，占这种效果。通过辐射转移模型，我们提出这是由于内部光盘阴影的光盘的外部部分，使他们更冷。这引起了在将高分辨率气体发射谱线观测映射到气体表面密度时的注意--虽然可能，但需要仔细完成。与$^{13}$ CO相反，CS发射反而显示出环状形态，这很可能是由于化学效应。最后，我们注意到$^{12}$ CO被前景严重吸收，阻止了使用该线的任何形态学研究。
2020-12-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Spiral excitation in protoplanetary disks through gap-edge illumination: Distinctive kinematic signatures in CO isotopologues
Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Institut für Theoretische Astrophysik, Ruprecht-Karls Universität Heidelberg（海德堡大学理论天体物理研究所）
研究通过模拟区分阴影驱动和行星驱动机制对原行星盘螺旋结构的影响，利用CO同位素的运动学特征识别潜在目标。
2025-11-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Planet gaps in the dust layer of 3D protoplanetary disks. II. Observability with ALMA
目的：我们提供的ALMA观测的行星间隙，占特定的空间分布的灰尘，结果从一致的气体+尘埃动力学的预测。研究方法：在以前的工作中，我们运行了完整的3D，双流体光滑粒子流体动力学（SPH）模拟嵌入在气体+尘埃T金牛座磁盘的行星，不同的行星质量和粒度。在这项工作中，由此产生的尘埃分布被传递到蒙特卡罗辐射转移代码MCFOST构建合成图像的ALMA波段。然后，我们使用ALMA模拟器产生的图像，包括热和相位噪声的范围内的角分辨率，波长和积分时间，以及不同的倾角，赤纬和距离。我们还制作了假设气体和尘埃混合良好的图像，气体与尘埃的比例为100，与以前的ALMA预测相比，所有这些都是在这个假设下做出的。结果：我们的研究结果清楚地表明了正确纳入粉尘动力学的重要性。我们发现，一个1 M_J的行星在40 AU的轨道上雕刻的差距是可见的，与一个更高的对比度比良好的混合假设将预测。在5M_J行星的情况下，我们清楚地看到内盘的尘埃排放不足，并指出如果在不利的条件下观察，将所得图像解释为具有内孔的过渡盘的风险。行星的特征在更遥远的圆盘中更微弱，但对视线的倾斜或倾斜对ALMA解决间隙的能力几乎没有影响。结论：ALMA有可能在附近恒星形成区域的盘中发现行星的路标。在40 AU轨道上有1颗和5颗M_J行星的情况下，我们给出了探测它们的最佳观测参数。
2012-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
High Resolution ALMA Observations of Richly Structured Protoplanetary Disks in $σ$ Orionis
本研究通过ALMA对受O9.5型恒星辐照的猎户座σ星云中8个原行星盘开展高分辨率1.3毫米连续谱观测，发现中等紫外环境下几十au内子结构可稳定存在，同时该区域盘多偏小、50au外间隙罕见。
2024-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
High resolution millimetre imaging of the CI Tau protoplanetary disc - a massive ensemble of protoplanets from 0.1 - 100 au
我们提出了高分辨率毫米连续成像的光盘周围的年轻恒星CI头，系统托管的第一个热木星候选人在原行星盘系统。该系统具有扩展的mm发射，其上叠加有三个突出的环形间隙，半径为~ 13，39和100 au。我们认为，这些差距是最有可能产生的大质量行星，使包括热木星，该系统包含四个气体巨行星的年龄只有200万年。其中两颗新行星的位置与著名的HL Tau原行星盘中推断的位置相似;在CI Tau中，额外的观测数据使系统性质的分析比HL Tau更完整。我们的尘埃和气体动力学模型满足了所有可用的观测约束，并指出了在这个年龄段探测到的最大的系外行星系，其四颗行星的轨道半径为1000倍。我们的结果表明，在较老的恒星中观察到的更宽轨道上的热彗星和气体巨星之间的联系显然是在早期演化阶段。
2018-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA 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
The shadow of the Flying Saucer: A very low temperature for large dust grains
尘埃决定了原行星盘的温度结构。然而，尘埃温度的测定几乎总是依赖于一个复杂的建模的光谱能量分布。我们试图直接测定发射毫米波长的大颗粒的温度。我们观察到的边缘尘埃盘的飞碟，出现在剪影对CO J=2-1发射从背景分子云在$ρ$ Oph。由于Keplerian旋转的磁盘和CO背景中的强度变化作为速度的函数的速度梯度的组合，使我们能够直接测量%吸收尘埃温度。尘埃的不透明度可以从发射的连续辐射中得到。尘埃盘以几种速度吸收来自CO云的辐射。我们得到非常低的尘埃温度，5至7 K在半径约100 AU，这是远远低于大多数模型的预测。尘埃光学厚度在230 GHz时为$> 0.2$，在100 au时的标度高度至少为8 au（最佳拟合值为13 au）。然而，灰尘盘非常平坦（张开指数-0.35），这表明灰尘沉降在外部。
2016-01-07 astro-ph.SR
Gas and Dust Shadows in the TW Hydrae Disk
本文对TW Hya周围的原行星盘的CO J=2-1辐射进行了新的观测。在240 au（4”）的范围内探测到辐射，发现在180 au（3”）以上的方位角变化高达20%，盘的西侧比东侧亮。这种不对称性被解释为跟踪以前在散射光中看到的阴影。Debes等人（2017）对散射光中尘埃阴影的多历元观测的重新分析表明，振荡运动将提供尘埃阴影时间演化的更好模型，而不是轨道运动。这两个模型都预测尘埃阴影和气体阴影之间的角度偏移高达~100度。我们将这种抵消归因于尘埃颗粒和气体分子交换热量的有限速率，该速率由气体分子和尘埃颗粒之间的碰撞速率$t_{\rm coll}$决定。导出的角度偏移量相当于从近瞬时到$t_{\rm coll}$ ~ 10年的碰撞时间尺度，取决于Debes等人（2017）报告的HST观测所建议的直或弯曲的尘埃阴影。$t_{\rm coll}$的推断范围与基于代表性气体密度、温度、气尘比和粒度的预测一致。这些结果代表了第一次经验约束可以放置在$t_{\rm coll}$。
2022-04-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gap Opening in Protoplanetary Disks: Gas Dynamics from Global Non-ideal MHD Simulations with Consistent Thermochemistry
本文通过2D全球非理想MHD模拟研究行星在原行星盘中开启环隙的气体动力学，发现环隙中磁通量集中且电离度更高，磁场驱动快速子午环流，并提供了扩散率拟合公式供未来3D模拟使用。
2023-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA unveils rings and gaps in the protoplanetary system HD 169142: signatures of two giant protoplanets
原行星系统HD 169142是最近通过直接成像发现潜在候选原行星的少数案例之一。为了研究原行星和盘本身之间的相互作用，需要对气体和尘埃表面密度结构进行观测。本文报道了HD 169142的1.3mm尘埃连续谱的ALMA新观测结果，观测到PDMATHABMMCO、PDMATHABMNCO和C-$^{18}$-O-$J=2-1$辐射，角分辨率为$\sim 0".18 - 0".28$（$\sim 20\,$ au $ - 33\,$ au）.尘埃连续谱的发射揭示了一个双环结构，内环在$0".17-0".28$（$\sim 20 - 35\,$ au）之间，外环在$0".48-0".64$（$\sim 56 - 83\,$ au）之间。内环的大小和位置与以前的近红外偏振观测结果非常一致，并且与大质量行星捕获的尘埃一致。在内部灰尘腔（$R \lesssim 20\,$ au）或灰尘间隙（$\sim 35 - 56\,$ au）内未检测到灰尘排放。相比之下，三个CO同位素的$J=2-1$线的通道图揭示了尘埃腔和尘埃间隙内气体的存在。气体盘的半径也远大于致密尘埃排放延伸到$\sim 1'.5$（$\sim 180\,$ au）。这种差异和急剧下降的连续发射在大半径点径向漂移的大尘埃颗粒（$>$ \micron -大小）。利用热化学圆盘程序\textsc{dali}，模拟了连续谱和CO同位素发射，…
2017-02-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A young gas giant and hidden substructures in a protoplanetary disk
本研究利用ALMA 3 mm观测在MP Mus原行星盘中揭示了隐藏的次结构，并结合Gaia天体测量数据与流体动力学模拟，间接探测到一颗位于1-3 au的年轻气态巨行星。
2025-07-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA High-resolution Multiband Analysis for the Protoplanetary Disk around TW Hya
我们提出了一个高分辨率（2.5 AU）的多波段分析TW Hya周围的原行星盘使用ALMA长基线数据在波段3，4，6和7。我们的目标是重建一个高灵敏度的毫米波连续图像，并重新访问的光谱指数分布。通过将波段4和6的新ALMA数据与可用的存档数据相结合来进行成像。采用两种方法来重建图像;多频合成（MFS）和面向基准图像的方法，其中每个频带单独成像，并且逐个像素拟合频率依赖性。我们发现，MFS成像与泰勒展开的二阶可以再现频带3和7之间的连续发射的频率依赖性与以前的研究一致的方式，是一个合理的方法来重建的光谱指数图。面向图像的方法提供了与MFS成像一致的光谱指数图，但分辨率低两倍。模拟观察的强度模型进行验证的图像从两种方法。我们发现，MFS成像提供了一个高分辨率的光谱指数分布与$<10$ ~\%的不确定性。利用从MFS图像中再现的亚毫米光谱，我们直接计算了光学深度、尘埃不透明度系数的幂律指数（$β$）和尘埃温度。导出的参数与以前的工作是一致的，并增强$β$内的强度差距也得到证实，支持赤字的毫米级晶粒内的差距。
2022-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ALMA view of MP Mus (PDS 66): a protoplanetary disk with no visible gaps down to 4 au scales
本研究通过ALMA多波长观测发现MP Mus原行星盘在4 au尺度上无可见间隙，并限制其行星质量上限，表明散射光间隙可能是阴影而非密度缺口。
2023-02-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemistry across dust and gas gaps in protoplanetary disks: modelling the co-spatial molecular rings in the HD 100546 disk
本研究模拟HD 100546原行星盘的分子环，发现其与尘埃环共空间的特征或源于径向变化的C/O比、浅气体间隙及减弱的紫外背景，且CN等自由基并非气体间隙深度的良好示踪物。
2024-05-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Self-consistent ring model in protoplanetary disks: temperature dips and substructure formation
环和隙在原行星盘中普遍存在。较大的尘埃颗粒将集中在气环更紧密，由于更强的气动阻力。然而，尘埃浓度对环的热结构的影响还没有被探索。使用MCRT模拟，我们自洽地构建环模型，通过迭代环的热结构，流体静力平衡，尘埃浓度。我们建立了两个尘埃种群的环，由于它们的大小不同，它们具有不同的沉降和径向浓度。我们发现两种机制，可以导致周围的环温度骤降。当盘是光学厚，温度下降的环外，这是在以前的作品中发现的阴影效应，采用单尘埃人口的磁盘。当圆盘在光学上很薄时，由于大颗粒的过度冷却，发现了第二种机制。大颗粒冷却得更有效，这导致了大尘埃所在的环内的适度温度下降。这个凹陷接近环的中心。环内的这种温度下降可能导致颗粒堆积在环外并反馈到灰尘分布和热结构。我们耦合的MCRT计算与一维尘埃演化模型，并表明环演变成不同的形状，甚至可能分离成几个环。总的来说，环内尘埃浓度对盘的热结构影响不大，自洽模型不仅对原行星盘的观测，而且对星子和行星形成的研究都是至关重要的。
2021-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Perturbers: SPHERE detection limits to planetary-mass companions in protoplanetary disks
在近红外散射光和热毫米连续发射中，对环、空腔和螺旋等广泛子结构的检测已成为原行星盘高空间分辨率成像的常见结果。对它们起源最常见的解释是存在行星质量的伴星，扰动了盘中的气体和尘埃分布（扰动者），但迄今为止唯一真正的探测是PDS 70周围的两颗巨行星。在这里，我们收集了一个样本的15个原行星盘显示在SPHERE散射光图像的子结构，并提出了一个均匀的推导在这些系统中的行星探测极限。我们还估计这些扰动通过希尔半径处方和ALMA数据的比较质量。假设一个单一的行星在散射光中雕刻每个子结构，我们发现需要更多的大质量扰动才能在空腔内产生间隙而不是环，并且我们可能接近于在RX J1604，RX J1615，Sz Cha，HD 135344 B和HD 34282的空腔中检测到。我们在这些3-10兆焦耳的空腔中达到典型的质量极限。对于环间隙中的行星，我们发现SPHERE的探测极限在质量上大约是一个数量级，PDS 66和HD 97048的间隙似乎是最有希望的行星搜索结构。在HD 135344 B和HD 36112中，大质量行星的存在导致了螺旋状的特征，这也在SPHERE假设热启动模型的范围之内。这些结果表明，目前的探测极限能够探测到空腔中的热启动行星，假设它们是由位于空腔中心的单个扰动形成的。更现实的行星质量约束将有助于澄清这是否真的是这样，这可能表明扰动不是创建子结构的唯一方法。
2021-03-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Dynamical Evidence of a Spiral Arm--Driving Planet in the MWC 758 Protoplanetary Disk
十多颗年轻恒星在它们周围的原行星盘中拥有旋臂。这种武器的激发机制正在讨论之中。两个主要的假设--伴星-星盘相互作用和引力不稳定性（GI）--预测了螺旋的独特运动。通过使用甚大望远镜（VLT）上的SPHERE仪器对MWC 758旋臂系统在跨越${\sim}5$年的两个历元进行成像，我们首次检验了这两个假设。我们发现，模式的速度的螺旋是不一致的GI起源。我们的测量进一步表明存在一个微弱的“失踪的行星”驱动盘臂。平均螺旋速度是$0.\!^\circ22\pm0.\!^\circ03$ yr $^{-1}$，如果$1.9$ $M_\odot$中心星在圆形轨道上，则指向围绕它的$172_{-14}^{+18}$ au驱动器。此外，我们见证了全球范围内的随时间变化的阴影效应，这可能是源于内部磁盘。
2020-07-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial variations in grain sizes and dust scale heights in the protoplanetary disk around HD 163296 revealed by ALMA polarization observation
HD 163296圆盘显示了ALMA观测的环和间隙子结构。此外，这是唯一一个在毫米波偏振测量中空间分辨环和间隙的圆盘。在本文中，我们进行辐射转移模型，包括自散射偏振约束晶粒尺寸及其分布。我们发现，颗粒大小和尘埃尺度的高度是再现所观察到的偏振签名的径向和方位角分布的关键参数。径向变化主要由粒度决定。如果颗粒尺寸为$\sim λ/2π$，则极化分数高;如果颗粒尺寸大于或小于该值，则极化分数低。相反，如果尘埃尺度高度增加，偏振的方位角变化会增强。基于对HD 163296偏振的详细建模，我们发现了以下颗粒尺寸和尘埃尺度高度的径向变化。最大晶粒尺寸在间隙中为140微米，在环中明显更大或更小。在70金环内，尘埃的刻度高度小于气体刻度高度的三分之一，而在70金环外，尘埃的刻度高度小于气体刻度高度的三分之二。此外，我们将气体湍流在50金能隙中限定为$α\lesssim1.5\times10^{-3}$，在90金能隙中限定为$α\sim 0.015-0.3$。70金环边界处湍流强度的转变表明了死区的存在。
2019-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
The physical and chemical processes in protoplanetary disks: constraints on the composition of comets
该研究综述原行星盘观测与理论进展，结合ALMA等多波段观测揭示气尘结构、分子分布及动力学特征，指出元素丰度非均匀性或源于气尘解耦，为彗星组成研究提供约束。
2024-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Survey of Protoplanetary Disks Using the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph
本文利用Keck/NIRC2涡旋日冕仪对43个具有毫米波子结构的原行星盘进行$L'$波段深度成像，未发现新行星，但据此对气态巨行星质量设定了严格上限，并与ALMA推导的行星质量进行了对比。
2024-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
