Dynamical Heating Induced by Dwarf Planets on Cold Kuiper Belt-like Debris Disks
随着长期的数值模拟的使用，我们研究的演化和轨道行为的彗星核在冷柯伊伯带状碎片磁盘的引力影响下的矮行星（DP），我们进行这些模拟与不存在的海王星般的巨行星。这项探索性研究表明，在没有巨行星的情况下，10个DP足以在带粒子轨道上引起强烈的径向和垂直加热。另一方面，一颗巨大的行星靠近碎片盘的存在，作为一种稳定剂，减少了径向和垂直加热。有了足够的DP，即使在一颗类似海王星的巨行星存在的情况下，仍然会有一些径向加热;这种加热稳定地增长，重新填充共振，否则彗星核就会空无一物。特别是对于太阳系，这个长期的过程似乎能够提供物质，通过共振混沌扩散，增加新彗星螺旋进入内行星系的速度，但只有当超过$\sim10$已知DP大小的物体存在于海王星外区域时。
2015-08-27 astro-ph.EP
Solar Energetic Particle Track Accumulation in Edgeworth-Kuiper Belt Dust Grains
本研究通过动力学尘埃颗粒追踪模型，检验了EKB尘埃颗粒中SEP径迹的积累，发现按r^-1.7缩放无法匹配观测值，而较浅的r^-1.0径向分布可解释高径迹密度。
2024-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The History of the Solar System's Debris Disc: Observable Properties of the Kuiper Belt
Gomes et al.（2005）的Nice模型表明，巨行星的迁移导致了一次星子清除事件，导致了8.8亿年的晚期重轰炸（LHB）。在这里，我们调查的红外辐射从柯伊伯带在太阳系的尼斯模型所描述的历史。我们描述了一种方法，可以很容易地转换成观测特性的n体微行星模拟的结果（假设黑体颗粒和单一的尺寸分布），并进一步修改这种方法，以提高其现实性（使用现实的颗粒特性和三相尺寸分布）。我们将我们的结果与观察到的碎片盘进行比较，并评估在太阳系外系统中检测LHB样过程的可行性。最近的调查表明，4%的恒星表现出24微米的过剩和16%的表现出70微米的过剩。我们表明，太阳系将一直在这些系统中最明亮的LHB之前，在24和70微米。我们发现在LHB期间24 μ m的发射显著增加，其在3000万年内迅速下降并变得不可检测，而70 μ m的发射在LHB之后直到36000万年仍然可以检测到。与碎片盘演化统计数据的比较表明，这种耗尽事件必须是罕见的，发生在不到12%的类太阳恒星周围，并且在这种入射水平下，我们预计到目前为止检测到的413颗类太阳场恒星中大约有1颗目前正在经历LHB。我们还发现，碰撞过程是重要的，在太阳系之前的LHB和弱柯伊伯带天体的参数是不一致的尼斯模型解释的LHB。
2009-06-19 astro-ph.EP
Extrasolar Kuiper Belts
太阳系外碎片盘是在附近的主序星周围发现的尘埃盘，是由绕恒星运行的小行星和彗星分裂而成的。远红外勘测（例如，与赫歇尔）表明，约20%的恒星拥有可检测的尘埃水平。虽然尘埃温度表明，在10秒的Au与我们的柯伊伯带可比的位置，数量级更多的灰尘是必需的，这意味着一个星子人口更可比的原始柯伊伯带。高分辨率成像（例如，与ALMA一起绘制了最近和最明亮的磁盘，为底层行星系形成的结构提供了证据。其中一些类似于我们自己的柯伊伯带中的结构（例如，热的和冷的经典的、共振的、散射的盘和彗星种群），而其他的则没有太阳系的对应物。在一些碎片盘中可以看到CO气体，并推断其起源于与太阳系彗星相似的富含挥发物的微行星的破坏。本章回顾了我们对太阳系外柯伊伯带的理解，以及我们自己的柯伊伯带与邻近恒星的柯伊伯带的比较。
2019-09-26 astro-ph.EP
Nature or nurture of coplanar Tatooines: the aligned circumbinary Kuiper belt analogue around HD 131511
开普勒任务的一个关键发现是被称为“塔图因”的环联星行星，它们似乎与其宿主恒星的轨道很好地对齐。这种对齐是否是由于最初共面的环绕双星行星形成盘（即自然），或通过扭曲内部盘或扭转双星（即培育）最初未对齐的盘的后续对齐，尚不清楚。通过观测环绕柯伊伯带的类似物（“碎片盘”），可以测试哪种情况占主导地位，这些碎片盘可以追踪原始盘的平面。在这里，HD 131511周围的140天文单位直径的环双星碎片盘被显示为与近边缘0.2天文单位双星轨道平面的10 $^\circ$对齐。恒星赤道也与在这个平面上是一致的。如果原始圆盘的质量足以将双星系统拉成一条直线，那么这种结果应该很常见，并且很难区分先天和后天。然而，如果只有内部磁盘与二进制文件对齐，则HD 131511系统从未严重错位。鉴于初始错位，$\sim$陀螺仪的主要序列寿命的明星允许长期的扰动，以增加规模的高度为代价，以调整碎片盘到100天文单位。观察到的碎片盘刻度高度将任何未对准限制在25 $^\circ$以下。由于只有少数已知的，更多的这样的系统需要被描述，以帮助测试环双星行星的排列是自然的还是后天的。
2014-12-01 astro-ph.EP
Dust Spreading in Debris Discs: Do Small Grains Cling on to Their Birth Environment?
碎片盘是围绕主序星的微行星尘埃带，类似于我们太阳系中的小行星带和柯伊伯带。微行星不能被直接观测到，但它们在相互碰撞中产生了可探测的尘埃。通过观察尘埃，我们可以尝试推断看不见的微行星的性质。在这里，我们解决的问题是什么是最好的方式来测量的位置外行星带，包括太阳系外的行星系。一种标准的方法是使用毫米波长的分辨率图像，这些图像显示的尘埃颗粒的大小与观测波长相当。在红外线（IR）中看到的较小颗粒受到几种非引力的影响，这些力将它们从出生环中拖走，因此可能无法紧密跟踪母体。在这项研究中，我们研究是否在较短的波长的碎片盘成像可能使确定的空间位置的外柯伊伯带具有足够的精度。我们发现，在M型恒星周围，在中红外线下最清晰可见的尘埃被恒星风有效地从它们的诞生位置向内移动，导致圆盘在中红外线图像中看起来比实际上更紧凑。然而，在早期类型的恒星周围，大多数碎片盘被发现，在中红外区的出生环位置，盘仍然是最亮的。因此，具有良好角分辨率的敏感红外设施，例如JWST上的MIRI，将能够追踪附近碎片盘系统中的外柯伊伯带。
2019-06-17 astro-ph.EP
Debris disks and the search for life in the universe
星周碎片盘是太阳系外类似于小行星带和柯伊伯带的物质。它们由彗星和残留的微行星组成，不断碰撞并产生可以通过红外过量或分辨成像观察到的星周尘埃。作为行星形成过程的一个明显产物，碎片盘可以帮助我们约束行星形成理论，并了解我们自己的太阳系的历史。本文介绍了碎片盘中次级气体的观测研究。它还讨论了在撞击系外行星期间产生的碎片盘的天体生物学潜力。
2019-05-01 astro-ph.EP
Water ice in the debris disk around HD 181327
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）；University of Oviedo（奥维耶多大学）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；The University of Arizona（亚利桑那大学）；Goddard Space Flight Center（戈达德太空飞行中心）
HD 181327尘埃盘中发现水冰，揭示了水冰的动态变化及可能与太阳系柯伊伯带天体的关联。
2026-01-06 astro-ph.EP
The Scattered Disc of HR 8799
HR~8799是一颗年轻的F0型恒星，有四颗直接成像的巨行星和两个碎片带，一个位于行星轨道区域的外部，另一个位于行星轨道区域的内部。HR~ 8799的结构与我们的太阳系相似，但也揭示了不同之处，如大质量的行星，巨大的径向范围和大质量的外部碎片带，HR~8799被认为是测试行星系形成和演化模型的基准。在这里，我们重点关注外部碎片环及其与行星的关系。我们证明，模型的外盘，提出以前再现赫歇尔观测，是不一致的ALMA数据，反之亦然。在试图找到一个物理动机的模型，将同意这两个观测集，我们进行碰撞模拟。我们发现，一个狭窄的星子带和辐射压力引起的尘埃晕不能解释所观察到的径向亮度轮廓。一个单一的，宽的星子盘也不能复制数据。相反，我们提出了一个两个人口模型，包括一个柯伊伯带状结构的低偏心率的星子人口（“经典柯伊伯带”）和高偏心率的彗星人口（“分散盘”）。我们认为，这种结构的外柯伊伯带的HR~8799可以解释与行星迁移的情况类似的柯伊伯带的太阳系。
2018-11-23 astro-ph.EP
Dust size and spatial distributions in debris discs: predictions for exozodiacal dust dragged in from an exo-Kuiper belt
一些附近恒星的SED显示出来自温暖的宜居带尘埃（被称为外黄带尘埃）的中红外过度。这些尘埃可能起源于在被向内拖拽之前的小行星带碰撞。本文提出了一个分析模型，在这种情况下，在不同的径向位置的粒子的尺寸分布，考虑到由于破坏性碰撞和坡印廷-罗伯逊（P-R）阻力的演变。从更准确的，但计算昂贵的数值模拟这个过程的结果被用来验证模型，并适合其自由参数。该模型预测11 $μ$米过剩（$R_{11}$）光盘的范围内的尘埃质量和微行星带半径使用现实的晶粒特性。我们表明，P-R阻力应产生exozodiacal尘埃水平可检测的大型双目望远镜干涉仪（LBTI）（$R_{11} > 0.1\%$）在系统中与已知的外带;非检测可能表明尘埃耗尽，例如，由一个干预的行星。我们还发现，LBTI可以检测到从一个带拖进来的外黄道尘埃太微弱，在远红外波长检测，与分数光度$f\sim 10^{-7}$和半径$\sim 10-80$ au。应用LBTI观测系统表明，P-R阻力可能可以解释大多数（5/9）的exozodiacal尘埃探测系统与已知的外带;两个系统（$β$乌玛和$η$ Corvi）与明亮exozodi可能是由于exocomets。我们认为，这三个系统与exozodiacal尘埃检测，但没有已知的带可能有冷的星子带太微弱，在远红外线检测。即使没有外层辐射带探测的系统也可能有外黄道尘埃水平$R_{11} > 0.04\…
2020-07-02 astro-ph.EP
Direct Imaging and Spectroscopy of a Young Extrasolar Kuiper Belt in the Nearest OB Association
我们描述了在HD 115600周围发现的一个明亮的、年轻的柯伊伯带状碎片盘，它是一个$\sim$ 1.4- 1.5 M $_\mathrm{\odot}$，$\sim$ 1500万年前的Sco-Cen OB协会成员。我们从\textit{Gemini Planet Imager}得到的H波段日冕照相/积分场光谱显示，该环的半长轴（光度标度）为（$\sim$ 22 AU）$\sim$ 48 AU，类似于目前的柯伊伯带。这个圆盘似乎有中性的散射尘埃，是偏心的（e $\sim$ 0.1--0.2），可能是由类似于外太阳系行星的类似物雕刻而成的。盘柄的光谱显示了一个略带蓝色到灰色的盘色，与柯伊伯带的主要化学成分一致，其中水冰是一个非常合理的主要成分。HD 115600的碎片环和行星系除了是下一代极端自适应光学系统（即SCExAO、GPI、SPHERE）发现的第一个天体外，还为太阳系的早期演化、柯伊伯带的结构和组成以及碎片盘和行星之间的相互作用提供了关键的参考点。
2015-05-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Origin and evolution of two-component debris discs and an application to the q$^1$ Eridani system
许多碎片盘揭示了一个两个组成部分的结构，外部柯伊伯带类似物和温暖的内部组件，其起源仍然是一个争论的问题。一种可能性是，温暖的辐射来自一个更靠近恒星的“小行星带“。我们考虑的情况下，一组巨大的行星是在最初扩展的小行星盘形成。这些行星在它们的轨道周围留下了一个很大的缺口，将圆盘分成了外带和内带。气体扩散后，两个带进行碰撞演化的稳定状态制度。这种情况下，探索与详细的碰撞模拟，涉及现实的物理描述一个长期的碰撞耗尽的两个组件光盘。我们发现，在简化的分析模型的基础上，内盘可能能够保留更大量的材料在老年人比以前认为的。我们表明，所提出的方案是一致的一套热发射和散射光观测数据的明亮的两个温度的碎片盘附近的太阳型恒星q $^1$波江座。这意味着该系统具有类似太阳系的结构，外部有一个巨大的“柯伊伯带”，内部有一个“小行星带“，中间有几颗海王星到海王星质量的行星。
2016-06-16 astro-ph.EP
Does the presence of planets affect the frequency and properties of extrasolar Kuiper Belts? Results from the Herschel DEBRIS and DUNES surveys
行星-碎片盘关系的研究可以揭示行星系的形成和演化，并有助于预测具有某些盘特征的恒星周围是否存在行星。在对Herschel DEBRIS和DUNES调查的初步分析中，Wyatt等人（2012年）和Marshall等人（2014年）确定了碎片和低质量行星之间的初步相关性。在这里，我们使用这些调查中最干净的样本来评估这种相关性的存在，丢弃没有已知年龄的恒星，年龄< 1 Gyr和双星伴星<100 AU，以排除由于行星存在以外的影响而可能的相关性。在我们的204颗FGK恒星的样本中，我们没有发现证据表明，与没有确定行星的对照样本相比，碎片盘在拥有高质量或低质量行星的恒星周围更常见或更多灰尘，也没有发现碎片盘在拥有多个行星的恒星周围比单行星系统更常见或更少（或更多或更少灰尘）。不同的动力学历史可以解释相关性的缺乏。这些数据显示了高质量行星的存在与恒星金属丰度之间的相关性，但低质量行星或碎片的存在与恒星金属丰度之间没有相关性。将观测到的分数光度的累积分布与高斯分布的预期分布进行比较，我们发现以太阳系的值为中心的分布与数据拟合得很好，而以10倍于此值为中心的分布则可能被拒绝。这在今后确定类地行星的特性方面是有意义的，因为它表明有很好的前景找到大量的碎片盘系统（即有证据表明有行星的组成部分），这些碎片盘系统的太阳系外辐射足够低，可以成为ATLAST型飞行任务寻找生物特征的适当目标。
2015-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
SMACK: A New Algorithm for Modeling Collisions and Dynamics of Planetesimals in Debris Disks
我们提出了一种新的方法，同时模拟，在3-D，碰撞和动力学演化的星子在一个碎片盘与行星的柯伊伯带和碎片盘（SMACK）的碰撞的超粒子模型/算法。SMACK可以模拟方位角不对称性以及这些不对称性如何随时间演变。我们表明，SMACK在10^7年以上对数值粘性和数值加热是稳定的，并且它可以再现盘演化的解析模型。我们使用SMACK模型的碎片环包含一个行星的偏心轨道上的演变。随着环的演化，微分进动产生了一个螺旋结构，但随后的碰撞打破了螺旋，留下了一个更窄的偏心环。
2013-09-09 astro-ph.EP
The dynamical structure of HR 8799's inner debris disk
HR 8799系统拥有四颗巨行星和两个碎片带，其结构与我们的太阳系非常相似，在太阳系中，内部温暖的小行星带和外部凉爽的埃奇-柯伊伯带包围着巨行星。因此，它是研究系外行星动力学和碎片盘-系外行星相互作用的宝贵实验室。虽然HR 8799的外部碎片带已经通过以前的观测得到了很好的解决，但内部圆盘的空间范围仍然未知。这就给产生可见尘埃的星子的位置和这些尘埃的物理性质留下了一个很大的问号。我们已经进行了最广泛的模拟到目前为止的内部，未解决的碎片带HR 8799，使用新南威尔士大学澳大利亚的Katana超级计算设施，以遵循一个模型的动态演化的内盘包括300,298粒子为60万年。这些模拟使我们能够详细描述内盘的范围和结构，并将在今后使我们能够对小天体撞击率和可能的（尚未发现的）内系统类地行星的水输送前景作出初步估计。
2015-02-09 astro-ph.EP
Insights into planet formation from debris disks: I. The solar system as an archetype for planetesimal evolution
长期以来，星周盘一直被认为是了解行星系的窗口。亚毫米级高灵敏度、高分辨率成像技术的出现，可以探测到盘状物的固体和气体成分，这为了解这些系统的动力学历史开辟了新的可能性，因此，也为更好地了解我们自己的太阳系-其中有一个高度演变的碎片盘-提供了新的可能性。对原行星盘和碎片盘尘埃质量的比较显示，在恒星年龄为1000万年左右，表面上处于“过渡盘”阶段，毫米级颗粒的质量明显下降，这表明这些颗粒快速吸积到星子上。这一快速形成阶段与对太阳系柯伊伯带天体的放射性核素研究相一致。重要的是，这表明，在这个时代的盘的气体中的任何热梯度将被“冻结”到微行星，因为它们从附近的固体和冰中快速增生。因此，在热示踪剂，如DHO，DCN和其他示踪剂的径向梯度的测量可以提供洞察新生的太阳系的abundances。在对太阳系动力学演化的研究中，人们默认这种丰度可以揭示目前在小行星带和柯伊伯带发现的天体的形成位置。同样，从年轻碎片盘的碰撞演化中检测到气体的证据可能揭示这些系统中物体动态演化的速度，其中大多数将比太阳系年轻得多。
2016-03-21 astro-ph.EP
Analysis of the Herschel DEBRIS Sun-like star sample
本文介绍了利用赫歇尔碎片关键方案的数据对类太阳恒星周围的星周碎片进行的研究。DEBRIS是一个无偏差的巡天，包括每种光谱型A-M中最近的~90颗恒星。对275颗F-K恒星的分析表明，在47颗恒星周围探测到碎片盘的过量发射，探测率为17.1+2.6- 2.3%，较晚的光谱型探测率较低。对于每个目标的黑体光谱拟合的尘埃排放，以确定其部分光度和温度。从星群中导出的部分光度与黑体半径的底层分布可以看出，大多数探测到的星盘都集中在f ~ 10^-5处，其温度对应于7-40天文单位的黑体半径，而真实的尘埃性质（类似于现在的柯伊伯带）的尺度约为40天文单位。另外两个外围星群也很明显，其中五颗恒星的发射非常明亮（f > 5x 10 ^-5），还有一颗恒星的尘埃温度异常高，小于4天文单位。所有波长的过量发射分布都符合稳态演化模型，表明这些与所有恒星出生时都有一个狭窄的带，然后经历碰撞研磨是相容的。然而，该模型无法解释热尘埃系统-可能起源于瞬态事件-和明亮的发射系统-可能来自巨大的圆盘或最近的搅拌。现今柯伊伯带的辐射量预计接近星群的中位数，这意味着一半的恒星要么已经耗尽了柯伊伯带（类似于太阳系），要么有较低的星子形成效率。
2018-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kuiper Belts Around Nearby Stars
为了探测和消除柯伊伯带距离（30-50天文单位或更远）的盘、带或环中的微行星体碰撞产生的冷的扩展的星周尘埃，必须进行灵敏的亚毫米观测。在这些波长的通量密度的测量将扩展现有的红外测光，并允许更详细的模拟的瑞利-金斯尾部的磁盘光谱能量分布（SED），有效地约束灰尘的属性和磁盘扩展。通过观测跨度从几百万年到几百万年的恒星，可以研究在行星形成的关键阶段碎片盘的演变。作为APEX望远镜LABOCA测辐射热仪大型计划的一部分，我们对22个外柯伊伯带候选者进行了870微米的观测。尘埃质量（或上限）计算从集成的870微米通量，并适合检测到的源的SED显示的分数尘埃光度f_灰尘，尘埃温度T_灰尘，和幂律指数β的不透明度法律。总共有10个具有至少3 sigma显著性的探测，其中5个（HD 95086，HD 131835，HD 161868，HD 170773和HD 207129）以前从未在亚毫米波长下被探测到。三个额外的源以>2.5西格玛显著性被边缘检测到。最佳拟合的β参数都在0.1和0.8之间，与先前的结果一致，表明存在明显大于ISM中的晶粒。从我们相对较小的样本中，我们估计f_dust与t^（-α）成正比，α约为0.8-2.0，并确定特征径向尘埃距离R_dust的演变与碎片盘中自搅动碰撞模型预测的t^（1/3）增加一致。
2010-05-19 astro-ph.EP
An alternative origin for debris rings of planetesimals
核心吸积，最广泛接受的行星形成的方案，假设存在公里大小的固体物体，称为星子，在行星形成的早期阶段，安排在一个剃刀薄盘。在潮汐缩小假说中，行星的形成、颗粒生长、沉积和行星核心的形成发生在由引力不稳定性在外部冷盘中形成的致密和巨大的气体团内部。当一个团块向内迁移时，恒星的潮汐力会将团块中的所有或大部分气体带走，使其缩小为一个行星质量体。在这里，我们认为，这样一个团块不仅可以形成行星的核心，而且还可以形成许多较小的天体。作为一个例子，我们考虑最简单的情况下，机构的圆形轨道周围的行星核心的中心的气体集团。小于1公里的天体会受到足够强的空气动力阻力，迅速螺旋进入并吸积到固体核心上;在行星大小范围内的天体失去离心力的支持非常缓慢。我们发现，微行星轨道的原行星核心密切保持引力约束它，这些可能是有关的形成卫星的巨行星。在主星系团内较远轨道上的微行星与原行星没有联系，它们被设置在轻度偏心的日心轨道上，通常形成宽环。这些可能对应于主序星和太阳系柯伊伯带周围的碎片盘。特别是对于后者，我们的假设自然解释了柯伊伯带观察到的尖锐外缘和“质量赤字”。
2012-03-06 astro-ph.EP
Debris Disks
碎片盘是一个包罗万象的术语，可以用来指行星系中并非真正行星的任何组成部分。在太阳系中，这指的是小行星带和柯伊伯带中的小行星和彗星，以及由它们产生的尘埃和气体，如黄道光云。对太阳系外碎片盘结构的研究，对行星系的基础、行星形成过程和原行星盘演化提供了独特的限制。碎片盘对影响行星的过程也有重要影响，例如可能剥离大气层或释放挥发物的撞击事件。它们的存在或不存在也对系统中系外行星的可探测性产生积极和消极的影响。在这里，我描述了碎片盘在未来几年中将有助于我们理解太阳系外行星系的五种最重要的方式。
2021-10-08 astro-ph.EP
Debris Disks: Seeing Dust, Thinking of Planetesimals and Planets
碎片盘是光学上薄的，几乎不含气体的尘埃盘，在年龄超过1千万年的主序星中有相当一部分的恒星周围被观测到。由于星周尘埃的寿命很短，这些盘的存在被认为是产生尘埃的星子仍然存在于成熟系统中的证据，在这些系统中，行星已经形成-或未能形成-很久以前。据推测，这些微行星以小行星到柯伊伯带的距离绕其宿主恒星运行，并通过相互碰撞不断提供新的尘埃。本文概述了碎片盘的观测技术和结果，总结了它们的基本物理和理论模型，然后将它们置于行星系的一般背景下，揭示了盘，尘埃母体和行星之间的相互关系。它表明，碎片盘可以作为微行星和行星的示踪剂，揭示了微行星和行星形成的过程中，在这些系统中运行的过去。
2010-03-26 astro-ph.EP
Debris Disks: Structure, Composition, and Variability
碎片盘是一种纤细的、以尘埃为主的盘状物，通常在恒星周围观察到，年龄范围很广。那些围绕着主序星的光类似于太阳系的柯伊伯带和黄道光。碎片盘中的尘埃被认为是不断再生的，主要源于星子的碰撞。对碎片盘的观测可以深入了解行星系的演化;太阳系外的尘埃、彗星和星子的组成;以及对轨道结构的限制，以及可能无法通过其他方式检测到的系外行星的质量。这篇评论着重介绍了多波长、高分辨率散射光和热成像方面的最新进展，这些进展揭示了碎片盘中复杂多样的结构，并讨论了建模方法如何随着现有观测的广度和深度而演变。本审查报告着重指出了两个迅速发展的分领域，包括观测主序星周围的原子和分子气体，以及碎片盘在很短（几天到几年）时间尺度上的发射变化，这为特别是年轻碎片盘的非稳态碰撞演化提供了证据。
2018-02-12 astro-ph.EP
Formation of sharp eccentric rings in debris disks with gas but without planets
年轻恒星周围的“碎片盘”（类似于我们太阳系中的柯伊伯带）显示出各种各样的非平凡结构，这些结构归因于行星摄动，并用于限制行星的性质。然而，这些分析在很大程度上忽略了这样一个事实，即发现有些碎片盘含有少量气体，而所有这些碎片盘都应含有某种程度的气体成分。对若干碎片盘进行了测量，其尘埃与气体的比率约为1，在这一比率下，流体动力学对碎片盘结构的影响不可忽视。在这里，我们报告了线性和非线性模型，表明尘埃-气体相互作用可以产生一些归因于行星的关键模式。我们发现了一个强大的不稳定聚集，组织成狭窄的，偏心环，类似于北落师门碎片盘的尘埃。这样的盘可能包含行星的结论并不一定需要解释这些系统。
2013-08-02 astro-ph.EP
Investigation of the asteroid-neutron star collision model for the repeating fast radio bursts
快速射电暴（FRB）的起源至今仍是一个谜。一个解释唯一已知重复天体FRB 121102的模型是，无线电辐射是由小行星与高磁化中子星（NS）碰撞产生的。与N体模拟，我们模拟了一个碎片盘周围的一个中心恒星的偏心轨道侵入NS。当NS接近第一个近星点时，大多数彗星都被散射而不是被NS吸积。为了与观测到的FRB速率相匹配，碎片带的密度至少要比柯伊伯带大三个数量级。我们还考虑了碰撞到中心物体的速率，但发现碎片带的密度必须至少比柯伊伯带的密度高四个数量级。这些密度的差异出现，即使（1）一个引入一个柯伊伯带彗星带，而不是一个小行星带，并假设彗星撞击也可以产生FRB;（2）NS移动2个数量级比正常的自行速度慢，由于超新星踢;和（3）NS轨道是共面的碎片带，这提供了最高的碰撞率。
2019-02-14 astro-ph.EP astro-ph.HE
Signpost of Multiple Planets in Debris Disks
我们回顾了斯皮策和赫歇尔多波长图像揭示的附近碎片盘结构，并补充了详细的光谱能量分布模型。与恒星周围宜居带的定义类似，碎片盘结构的确定和特征应根据尘埃温度而不是物理距离，以便考虑到不同光谱型恒星的加热功率，并可直接讨论和比较盘中的共同特征。共同的特点，如温暖（~150 K）的尘埃带附近的水冰线和冷（~50 K）柯伊伯带的类似物，引起了我们的新兴的理解，在碎片盘结构的秩序水平，并阐明了各种过程的形成和演化的系外行星系统。鉴于碎片盘双胞胎（织女星和北落师门）中的盘结构，以及目前对行星物体质量的限制，我们认为温暖和寒冷尘埃带之间的巨大差距是水冰线之外多个（低质量）行星的最佳路标。
2013-07-05 astro-ph.EP
Planetesimals in Debris Disks of Sun-like Stars
对尘埃碎片盘的观测可以用来检验星子凝聚的理论。大小可达几千公里的微行星嵌入在这些圆盘中，它们的相互碰撞产生了我们观察到的小尘埃颗粒。尘埃光度，结合尘埃的空间范围和系统年龄的信息，可以用来推断在星子带的初始质量。对类太阳恒星周围的碎片盘样本进行这样的程序，我们得出以下两个结论。首先，如果我们假设碰撞的星子满足dn/ds~s ^{-q}形式的原始尺寸谱，观测到的圆盘强烈倾向于q值在3.5和4之间，而目前的理论预期和柯伊伯带天体的统计数据都倾向于更大的值。第二，对于相当大小的天体，在探测到的圆盘中，微行星的数量密度比柯伊伯带高出两到三个数量级。这对凝血模型来说是一个惊喜。这需要原始盘的固体表面密度比最小质量太阳星云的固体表面密度有类似的增加，这是不合理的。我们的两个结论都是由需要解释在几个陀螺的年龄明亮的碎片盘的存在。
2011-03-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Conglomeration of kilometre-sized planetesimals
我们研究的效率，形成大型机构，从海洋的等大小的星子。这可能是行星形成的早期步骤之一，与小行星带、柯伊伯带和太阳外碎片盘的形成有关。在这里，我们考虑的情况下，种子星子碰撞不够频繁的动力学碰撞是重要的（碰撞限制），使用新构建的凝聚代码，并仔细比较数值结果与分析缩放。在没有碰撞冷却的情况下，随着大天体通过吸积小天体而生长，小天体的速度色散（$u$）越来越受激发。增长从众所周知的失控阶段（当$u$高于大天体的丘速度时）过渡到新发现的跨丘阶段（当$u$和大天体都增长，但$u$保持在大天体的丘速度时）。我们发现，与Lithwick（2014）的分析理解以及以前的数值研究一致，尺寸谱$dn/dR \propto R^{-4}$结果，以及形成效率，定义为远大于初始尺寸的物体的质量分数，是$\sim {\mathrm{ a \,\, few}}\times R_\odot/a$，或者在柯伊伯带的距离上是$\sim 10^{-3}$。我们认为，这种极端的低效率使我们的柯伊伯带和太阳外碎片盘形成的传统聚集模型无效。新的理论，可能涉及直接的引力坍缩，或强大的碰撞冷却的小行星，是必要的。
2015-01-13 astro-ph.EP
Solar System Analogs Around IRAS-Discovered Debris Disks
我们已经重新减少斯皮策IRS光谱和重新分析的SED的三个附近的碎片磁盘：lambda Boo，HD 139664，和HR 8799。我们发现，从这些对象的热辐射很好地模拟使用两个单温黑体组件。对于HR 8799 -尽管内部尘埃成分相对较热（Tgr = 150 K），但没有硅酸盐排放特征-我们推断最近发现的轨道行星内部存在小行星带，外部存在柯伊伯带。对于HD 139664，这已被成像在散射光，我们推断存在强烈的前向散射颗粒，与多孔颗粒一致，如果冷，外盘组件产生所观察到的散射光和热发射。最后，仔细分析的lambda布SED表明，这个系统拥有一个中央清除，表明选择性吸积的固体到中央恒星不会发生从尘埃盘。
2009-06-19 astro-ph.EP
How to design a planetary system for different scattering outcomes: giant impact sweet spot, maximising exocomets, scattered disks
本文研究了行星对微行星或行星胚胎的散射动力学。我们分类六个地区在行星的质量与半长轴参数空间的主导结果为分散的对象：喷射，吸积，剩余，逃逸，奥尔特云，耗尽奥尔特云。我们使用这些结果来考虑哪些行星系架构最大限度地提高了特定签名的可观测性，因为应该首先在具有最佳架构的系统周围检测签名（如果这样的系统存在于自然界中）。根据探测方法和光谱型的不同，在1- 5天文单位的0.1- 10米地球行星上最容易探测到巨大的撞击碎片。虽然A星在4- 6天文单位的位置有可能存在巨大的撞击碎片，这与最佳点一致，但FGK星的撞击碎片通常<<1天文单位，这与预期相反;没有1- 3天文单位的巨大撞击碎片可能表明那里有低频率的类地行星。有三个原则可以最大限度地增加来自外柯伊伯带的彗星流入量：带内部的一系列紧密分离的行星，没有一个是类似于彗星的喷射器;行星质量不会随着距离的增加而强烈增加（彗星上的净向内扭矩）;彗星的持续补充，可能是嵌入的低质量行星。一个高的奥尔特云彗星流入不需要喷射器和架构，最大限度地增加奥尔特云人口。冷碎片盘通常被认为是经典的柯伊伯带类似物。在这里，我们考虑的可能性，检测分散的磁盘类似物，这可能是背叛了广泛的径向配置文件和缺乏小颗粒，以及球形100- 1000 AU迷你奥尔特云。还讨论了年轻恒星周围逃逸行星、类似塞德娜的分离行星以及超级地球形成的一些影响。
2016-10-03 astro-ph.EP
Hiding Dust Around $ε$ Eridani
拥有一颗类似于彗星的系外行星和一个包含小行星和柯伊伯带类似物的碎片盘，$ε$ Eridani与我们对年轻太阳系的期望有着迷人的相似之处。我们使用8次轨道访问和PSF校准器$δ$ Eridani提供了一个深度HST/STIS冠状动脉造影数据集。虽然我们无法检测到碎片盘，但我们对$\sim 4 \, μJy/arcsec^{2}$的散射光表面亮度进行了严格的限制。我们结合这个散射光检测极限档案近，中红外观测和动力学模型的完整的行星系统的重新分析，以完善我们的模型的$ε$波江座碎片盘组件。辐射转移模拟表明，一个小行星带模拟内部的3 au，一个中间盘组件在6 - 37 au的区域和柯伊伯带模拟共同定位与窄带观察毫米（69 au）。建模还表明，一个大的最小晶粒尺寸需要非常多孔的晶粒或抑制小晶粒的生产，和径向分层的粒度分布。内部盘区域需要向较小颗粒加权的陡峭幂律斜率（$s^{-3.8}$，其中$s$是颗粒尺寸），并且外部盘偏好具有最小颗粒尺寸$> 2 \, μm$的较浅斜率（$s^{-3.4}$）。这些结论将通过即将使用詹姆斯·韦伯太空望远镜对该系统进行的日冕观测得到加强，该望远镜将精确定位尘埃带的径向位置，并进一步诊断尘埃颗粒的性质。
2023-02-20 astro-ph.EP
ALMA 1.3 Millimeter Map of the HD 95086 System
行星和小行星、柯伊伯带天体和彗星等小天体是行星系的组成部分。它们之间的相互作用留下了关于行星系形成过程的线索。这种相互作用的特征是最突出的，通过观察其碎片盘在毫米波长的发射是由人口的大颗粒留在靠近其母体。在这里，我们提出了ALMA 1.3毫米观测HD 95086，一个年轻的早期型恒星，主机直接成像巨行星b和大规模的碎片盘与小行星和柯伊伯带类似物。首次解决了柯伊伯带类似物的位置问题。该系统可以被描述为一个宽的（$ΔR/R \sim$ 0.84），倾斜的（30 \arcdeg $\pm$ 3 \arcdeg）环，毫米辐射在距离恒星200 $\pm$ 6 au处达到峰值。1.3毫米磁盘发射是一致的，从106 $\pm$ 6到320 $\pm$ 20 AU的尖锐边界与表面密度分布的指数为-0.5 $\pm$ 0.2的幂律所描述的宽磁盘。我们的深ALMA地图还揭示了位于环边缘附近的明亮源，其亮度为1.3 mm，潜在的光谱能量分布与它是一个高红移的发光恒星形成星系一致。我们对行星b的轨道特性设定限制，假设它与观测到的圆盘共面。
2017-09-28 astro-ph.EP
Kuiper belt structure around nearby super-Earth host stars
我们提出了新的观测柯伊伯带类似物HD 38858和HD 20794，主机的超地球质量的行星在1 au。作为附近四颗G型恒星（HD 69830和61 Vir）中的两颗，它们构成了低质量行星和碎片盘亮度之间可能相关性的基础，这些系统特别令人感兴趣。HD 38858周围的圆盘用Herschel很好地解决了，我们限制了圆盘的几何形状和径向结构。我们还提出了一个可能的JCMT亚毫米连续检测的光盘和CO J=2-1的上限。HD 20794周围的星盘比HD 38858和61 Vir周围的星盘要暗得多，似乎与赫歇尔的关系不大，并且被限制为比HD 38858和61 Vir周围的星盘更少延伸。我们还对最近用近红外干涉测量法在HD 20794周围探测到的热尘埃的径向位置进行了限制。我们目前的HARPS上限看不见的行星在这四个系统中，排除了额外的超级地球在几个天文单位，和土星质量的行星在10天文单位。我们认为，在三个系统的柯伊伯带类似物（HD 69830只有一个温暖的尘埃检测）的光盘结构，得出的结论是，61 Vir和HD 38858有更大的径向盘的范围比HD 20794。我们推测，更大的宽度与更大的最小行星质量（10-20 $M_\oplus$ vs. 3-5 $M_\oplus$）有关，这是由类似于太阳系分散盘的偏心微行星群引起的。我们讨论替代方案和可能的手段来区分它们。
2015-03-06 astro-ph.EP
Constraining the presence of giant planets in two-belt debris disk systems with VLT/SPHERE direct imaging and dynamical arguments
巨大的，分离度很大的行星通常位于多个不同的环周碎片之间的空隙中：HR\，8799和HD\，95086系统就是这种情况，甚至在小行星和柯伊伯带包围着四个气体和冰巨星的太阳系也是如此。在这种情况下，碎片盘，推断从红外过量的SED，是最好的建模为两个不同的温度，我们推断存在两个空间分离的碎片环。巨大的行星很可能存在于这两个碎片带之间，并且确实可能是这些碎片带之间的间隙形成的原因。我们使用VLT/SPHERE高对比度成像仪观察了24个这样的两带系统，并在假设间隙确实是由一个或多个巨行星形成的情况下解释了我们的结果。然后可以根据预测的清除碎片的动力学时间尺度计算出每颗行星的理论最小质量。在这项工作中，典型的动力学下限是$\sim$ 0.2 $M_J$，并且在某些情况下超过1 $M_J$。与此同时，直接成像数据通常对行星敏感，在1“处低至$\sim$ 3.6 $M_J$，在最好的情况下为1.7 $M_J$。这两个限制一起严格限制了每个目标周围可能存在的行星系，其中许多将被下一代高对比度成像仪探测到。
2018-07-11 astro-ph.EP
Spatially resolved submm imaging of the HR 8799 debris disk
行星和碎片盘之间的动力学相互作用可能会塑造盘的结构并影响行星轨道，但只有少数系统既有成像的行星又有空间分辨的碎片盘。利用加州理工大学亚毫米天文台（CSO），我们在350μm处观测到了HR 8799碎片盘。350μm的图像是围绕HR 8799行星系的碎片盘在该波长下的首次空间分辨测量。这两个通量和大小的排放是一致的柯伊伯带的尘埃延伸到~100-300 AU。虽然目前的地图的分辨率是有限的，地图显示的指示偏移不对称的排放，并探讨了这种可能性与辐射转移计算的星盘系统和N体数值模拟的行星盘相互作用的HR 8799系统的参数代表的几种情况。
2011-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA observations of the narrow HR 4796A debris ring
年轻的A0 V恒星HR 4796 A拥有一个明亮而狭窄的尘埃环，被认为是起源于类似于太阳系边缘柯伊伯带的带内的微行星之间的碰撞。在这里，我们提出了高空间分辨率880 $μ$米连续图像从阿塔卡马大毫米阵列。半径为80天文单位的尘埃环被径向分辨，特征宽度为10天文单位，与散射光中看到的狭窄轮廓一致。我们的建模一致发现，磁盘也垂直解决了类似的程度。然而，这个范围小于光束大小，并且动态非常冷（即垂直薄）的磁盘为窄散射光轮廓提供了更好的理论解释，因此我们对这个结论保持谨慎。我们没有探测到$^{12}$ CO J=3-2的辐射，因此得出结论，除非盘是动力学冷的，否则星子的CO+CO $_2$冰含量只有百分之几或更少。我们考虑了半长轴的范围和内部行星的质量应该会导致环的偏心率，发现这样的行星应该比海王星更大，轨道超过40 au。独立于我们的ALMA观测，我们注意到中红外近心点辉光和散射光成像解释之间的冲突，得出的结论是，模型的空间尘埃密度和粒度变化的环周围应该进行探讨。
2018-01-16 astro-ph.EP
Sculpting eccentric debris disks with eccentric gas rings
在散射光中看到的许多碎片盘的形状表明它们的尘埃颗粒沿着高度偏心的、近轴排列的轨道运行。拱点排列是令人惊讶的，特别是对于尘埃。即使是从一个由母天体组成的拱星环中产生的，尘埃颗粒的近星点也会被恒星辐射压分散到各个方向。在碰撞级联底部的短尘埃寿命内，近星点不能被行星重新定向。我们认为，重新排列尘埃轨道的是第二代气体施加的阻力。气体在很大程度上不受辐射压力的影响，当在母体的偏心环内通过光解吸或碰撞释放时，应该占据一个类似的偏心，拱星对齐的环。尘埃颗粒被发射到偏离轨道的轨道上，以超音速穿过偏心的气体环，并在碰撞寿命内被拖成一条直线。由此产生的尘埃结构，几乎但不完全是从侧面观察，近星点指向远离观察者，看起来像飞蛾，有扭曲的翅膀，甚至是双对翅膀，解释了HD 61005（“飞蛾”）和HD 32297中的神秘特征，包括它们的中心灯泡，当我们考虑到不规则形状粒子的强烈前向散射时。在这些系统周围，我们预测气体在柯伊伯带般的距离上沿着高度椭圆的流线运动，这些流线的伸长最终归功于高度偏心的行星。未解决的问题和另一种解释拱线对齐的概述。
2019-07-24 astro-ph.EP
Probing for Exoplanets Hiding in Dusty Debris Disks: Disk Imaging, Characterization, and Exploration with HST/STIS Multi-Roll Coronagraphy
外行星系统中星周碎片的空间分辨散射光图像限制了这些系统中尘埃粒子的物理性质和轨道。他们还告知共同轨道（但看不见）的行星，系统架构和力量扰动星光散射CS材料。使用HST/STIS光学日冕仪，我们已经完成了一个方案的观测阶段，研究尘埃的空间分布在10 CS碎片系统，和一个“成熟”的原行星盘都与HST谱系，使用PSF减去多辊日冕仪。这些观测探测了最近恒星的星心距离> 5 AU，同时解析了远远超出的盘子结构，对应于我们太阳系中的巨行星和柯伊伯带区域。他们还揭示了在较大的星心距离上的漫射非常低的表面亮度尘埃。我们提出了新的结果，包括较暗的磁盘，如HD 92945确认，更好地揭示，存在一个狭窄的内部碎片环内一个较大的弥漫尘埃盘。其他具有环状子结构、显著不对称性和复杂形态的盘包括：HD 181327，其喷出物来自最近在外柯伊伯带的大规模碰撞; HD 61005建议与本地ISM相互作用; HD 15115和HD 32297，也在环境相互作用的背景下讨论。这些盘和HD 15745表明，碎片系统的演变不能孤立地看待。对于AU Mic的边缘盘，面外表面亮度不对称性在> 5 AU可能暗示一个或多个行星扰动。Mp Mus原行星盘的时间分辨图像提供了盘照明的空间分辨时间变化。这些和其他来自我们计划的新图像使我们能够在太阳系的背景下直接比较这些系外行星碎片系统的结构。
2014-07-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Resolved Millimeter-Wavelength Observations of Debris Disks around Solar-Type Stars
年轻的主序星周围存在的碎片盘暗示了行星系的存在和结构。毫米波长的观测探测了追踪微行星带位置的大颗粒。FEPS（行星系的形成和演化）$Spitzer$遗产调查附近的年轻的太阳类似物产生了一个样本的五个碎片盘托管恒星毫米通量适合干涉后续。我们目前的观测与亚毫米阵列（SMA）和毫米波天文学研究组合阵列（CARMA）在~2”的分辨率，空间解决这些附近（$d\sim$ 50 pc）的恒星周围的碎片盘。五个磁盘中的两个（HD 377，HD 8907）是第一次空间分辨，一个（HD 104860）是第一次在毫米波长下分辨。我们将新的观测结果与档案SMA和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）数据相结合，以便对完整的五个物体样本进行统一分析。我们同时建模的宽带光度数据和解决毫米vibrium约束尘埃温度和磁盘形态，并进行MCMC分析，以适应基本的结构参数。我们发现，冷外带的半径和宽度表现出与太阳系柯伊伯带放大版本一致的特性。所有的磁盘表现出特征的颗粒大小可比的井喷的大小，和所有的解决观测大尘埃颗粒的排放是一致的轴对称尘埃分布的不确定性。这些结果与在红外波长下进行的可比研究一致。
2015-10-29 astro-ph.EP
Imaging the 44 AU Kuiper Belt-analogue debris ring around HD 141569A with GPI polarimetry
我们提出了第一次偏振检测的内盘组件周围的前主序星HD 141569 A。双子座行星成像仪H波段（1.65微米）偏振差分成像揭示了该环迄今为止最高的信噪比检测，并将结构向内追踪到0.25”（28 AU，距离111 pc）。径向偏振强度图像显示了圆盘的东侧，强度峰值在0.40”（44 AU），并延伸到0.9”（100 AU）。在南部有一个螺旋臂状的增强，让人想起圆盘外环上已知的螺旋结构。旋臂的位置与ALMA探测到的12 CO J=3-2辐射相一致，暗示了一个动态活跃的内周区。我们的观测还显示了该系统以前观测到的约220 AU的中间尘埃环的一部分。我们用连续辐射转移Mie模型来拟合极化H带辐射。我们的最佳拟合模型有利于一个光学薄磁盘的最小灰尘颗粒大小接近吹出的大小为这个系统：正在进行的尘埃生产的磁盘的内部达到的证据。这个模型的热辐射几乎占了整个HD 141569 A盘的所有远红外和毫米波通量，这与缺乏ALMA连续谱和超过~100 AU的CO辐射一致。剩余的8-30微米的热过剩，比我们的模型高出2倍，这表明盘的最里面5-15 AU的部分是一个尚未解决的温暖部分。
2019-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris disks around main-sequence stars
本文介绍主序星周围的碎片盘，涵盖其探测方法、观测特征、演化过程及与行星的相互作用，并总结该领域未解问题。
2024-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Correlations between the stellar, planetary and debris components of exoplanet systems observed by $\textit{Herschel}$
$\textit{Herschel}$ DEBRIS、DUNES和GT方案在25秒差距内观测了37颗行星宿主恒星，其高度分别为70、100和160 $μ$ m，其探测远红外过量发射的灵敏度仅比太阳系边缘-柯伊伯带高一个数量级。在这里，我们提出了一个样本的分析，使用它来更准确地确定这些系外行星的宿主恒星的尘埃排放（可能）水平，然后通过统计分析确定这些系外行星系统的各个组成部分之间的联系。我们用一个简单的两参数（$T_{d}$，$L_{\rm IR}/L_{\star}$）黑体模型（或3- $σ$上限为100 $μ$ m）拟合了最近\textit{Herschel}观测测得的通量密度。从这个统一的方法，我们计算的分数光度，径向范围，尘埃温度和光盘质量。然后，我们根据恒星属性（例如有效温度、金属丰度、年龄）绘制了计算出的尘埃亮度或上限，并确定了这些参数之间的相关性。在样本中的37颗恒星周围总共发现了11个碎片盘。在类太阳系外行星的主星周围有10个冷的碎片盘（29个$\pm$ 9%），这与DUNES发现的探测率（20. 2个$\pm$ 2. 0%）是一致的。对于碎片盘系统，尘埃温度在20至80 K之间，部分光度（$L_{\rm IR}/L_{\star}$）在2.4 $\times$ 10 $^{-6}$和4.1 $\times$ 10 $^{-4}$之间。在未检测到的情况下，我们计算了典…
2014-03-24 astro-ph.EP
MAMBO image of the debris disk around epsilon Eridani : robustness of the azimuthal structure
距离地球最近的碎片盘是围绕恒星波江座的碎片盘，距离为3.2 pc。它是详细研究除柯伊伯带以外的其他行星形成早期阶段留下的星子带的主要目标。波江座周围的非均匀环状结构，最初是用测辐射热相机SCUBA在λ =850微米处发现的，可能是在盘内部看不见的长周期行星的路标，这些行星通过平均运动共振与它发生引力相互作用。然而，一直存在争议的850微米结构的可靠性直到现在还没有得到独立观测的验证。我们提出了一个高的信噪比图像的这种结构在λ =1.2毫米的测辐射热相机MAMBO和比较这与水肺图像。我们发现，四个发射团（东北，西北，西南）和两个深空洞的东部和西部是在相同的位置在MAMBO和SCUBA图像内的天体测量的不确定性。SE团块不一致，在SCUBA中比在MAMBO图像中明显更亮且更延伸，但这种不匹配可能是伪影。我们的结论是，这种程度的位置重合提供了初步的证据，所观察到的结构是强大的。此外，我们提出了我们的MAMBO图像的径向亮度轮廓，并表明，在波江座周围的星子带的宽度比22 AU，更严格的上限比以前的观测确定窄。相应的相对宽度是$0.1 < ΔR / R < 0.4$，比柯伊伯带的要小。
2015-03-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kuiper Belt Analogues in Nearby M-type Planet-host Systems
我们提出了一个赫歇尔调查的结果，21晚型恒星，发现行星的径向速度技术。目的是在这些系统中发现新的盘，并寻找行星存在和盘属性之间的任何相关性。除了已知的GJ 581周围的磁盘，我们报告发现两个新的磁盘，在GJ 433和GJ 649系统。因此，我们的样本产生了14%的磁盘检测率，高于我们的碎片M型恒星控制样本中的1.2%的检测率，置信度为98%。然而，进一步的分析表明，对照样本中的盘灵敏度在分数光度上比我们的调查低了大约两倍，使行星存在和盘亮度之间的任何相关性的重要性降低到98%以下。就其特殊的结构而言，GJ 433周围的盘的半径介于1到30 au之间。GJ 649周围的星盘位于6到30天文单位之间，但分辨率很低，看起来更符合边缘倾斜。在这两种情况下，行星盘都可能位于已知行星所在的位置（0.06- 1.1天文单位）之外，但在较大的距离处缺乏径向速度敏感性，使得看不见的土星质量行星可以绕轨道运行到$\sim$ 5天文单位，以及超过5天文单位的更大质量行星。这些M-型系统的布局看起来类似于类太阳恒星+盘系统和低质量行星。
2018-03-07 astro-ph.EP
Imaging of the Vega Debris System using JWST/MIRI
本研究利用JWST/MIRI获取织女星碎片盘多波段中红外图像，揭示其结构特征，约束了不同轨道区域的行星质量上限，并验证了尘埃分布与坡印廷-罗伯逊效应的一致性。
2024-10-31 astro-ph.EP
Debris discs and comet populations around Sun-like stars: the Solar System in context
许多邻近的FGK矮星拥有彗星碰撞产生的碎片盘。在这里，我们适合的尘埃过剩的水平观察斯皮策在70 $\umu$米，并表明，他们形成一个相当平滑的分布。考虑到尘埃去除过程从碰撞到坡印廷-罗伯逊阻力的转变，所有的恒星都可以经验地用一个具有许多低过剩成员的单一种群来拟合。在这个集合中，柯伊伯带被认为是这样一个低尘埃的例子，在最后10%的恒星中，有一个小的彗星群。只有百分之几的类太阳恒星会拥有气态巨行星和适度的彗星带，因此彗星撞击率与地球相当的类地行星可能并不常见。目前已知的最接近的类似系统是HD 154345，为18 pc，但考虑到调查的完整性，一个更接近的例子应该在10 pc左右。
2010-01-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
The Debris Disk of Solar Analogue $τ$ Ceti: Herschel Observations and Dynamical Simulations of the Proposed Multiplanet System
鲸鱼座$τ$是一颗邻近的成熟G型恒星，与我们的太阳非常相似，有一个巨大的柯伊伯带类似物（Greaves et al. 2004）和可能的多行星系统（Tuomi et al. 2013），已经与我们的太阳系进行了比较。我们目前赫歇尔空间天文台的碎片磁盘的图像，发现磁盘是解决在70和160微米，并在250微米的边缘解决。文献中的赫歇尔图像和红外测光最好使用一个宽的尘埃环来模拟，该尘埃环的内缘在1-10天文单位之间，外缘在~55天文单位，从正面倾斜35 $\pm$ 10度，并且没有明显的方位结构。我们模拟了由五个超级地球组成的紧密堆积的行星系，发现最里面的动态稳定盘轨道与观测发现的内缘一致。然而，光度模型不能排除一个盘的内边缘接近恒星1天文单位，尽管更大的距离产生更好的拟合数据。动力学模型显示，如果在5天文单位以外的轨道上增加一颗海王星或更小质量的行星，那么5行星系统是稳定的，Tuomi等人的分析不会检测到这种质量的行星。
2014-08-12 astro-ph.EP
The Contribution of Dwarf Planets to the Origin of Low Inclination Comets by the Replenishment of Mean Motion Resonances in Debris Disks
在这项工作中，我们探索了一个新的动力学路径的低倾角彗星的交付。在一个由内部巨行星和外部大质量碎片盘组成的配置中，质量由盘中50个最大的物体占，由于50个大质量物体的影响，位于带上的巨行星的最强平均运动共振被新物质（测试粒子）补充。一旦共振，缓慢的混沌扩散会搅动彗星核的轨道要素，使其足以与巨星相遇并被其散射。当圆盘足够大时，共振和非共振粒子都被快速搅动，与巨星相遇并形成散射的圆盘成分，大大增加了彗星物质向系统内部输送的速率。这种机制一般适用于太阳系和太阳系外的系统。初步的结果，使用一个大规模的经典柯伊伯带盘，表明这里提出的机制可以占约十分之一的所需的注入率，以保持稳定状态的黄道彗星的人口。在质量更大的0.25 M $_\oplus$带中，估计每年大约有0.6颗新彗星被发现。如此高的速度将对岩石内部行星的可居住性构成严重风险，但类似于早期太阳系中存在的晚期重撞击。
2018-07-18 astro-ph.EP
The REASONS Survey: Resolved Millimeter Observations of a Large Debris Disk Around the Nearby F Star HD 170773
碎片盘是太阳系外类似于我们自己的柯伊伯带，它们在附近至少17%的类太阳恒星周围被检测到。盘的形态和动力学编码了关于其历史的信息，以及系统内任何系外行星的信息。我们使用ALMA获得1.3毫米观测附近的F5 V恒星HD 170773周围的碎片盘。我们的图像的脸环，并确定其基本参数的前向建模的干涉vibrant通过马尔可夫链蒙特卡罗方法。使用对称的高斯表面密度分布，我们发现一个71 $\pm$ 4 AU宽带半径为193 $^{+2}_{-3}$ AU，一个相对较大的半径相比，大多数其他毫米分辨率带晚A /早期F型恒星。这使得HD 170773成为围绕A和F星的四个圆盘的一部分，其半径大于最近报道的小行星带半径-恒星光度关系的预期。已知其中两个系统拥有直接成像的巨行星，这可能表明大带和长周期巨行星之间的联系。我们还设定了系统中CO和CN气体存在的上限，这意味着构成该带的外彗星的CO和HCN冰质量分数分别<77%和<3%，与太阳系彗星和其他外彗星带一致。
2019-06-20 astro-ph.EP
Spatially resolved imaging of the inner Fomalhaut disk using JWST/MIRI
本研究利用JWST/MIRI对北落师门碎片盘进行中红外观测，发现类小行星结构范围更宽、存在受未知行星约束的倾斜中间带及外环内新尘埃云，揭示该行星系统复杂且动力学活跃。
2023-05-05 astro-ph.EP
A DEBRIS Disk Around The Planet Hosting M-star GJ581 Spatially Resolved with Herschel
碎片盘主要在中等和太阳质量的恒星（光谱型A-K）周围发现，但很少在低质量的M型恒星周围发现。作为赫歇尔空间天文台碎片计划的一部分，我们使用70，100和160微米的深PACS图像在空间上解决了M3型恒星GJ 581周围的碎片盘托管多个行星。这是在年轻恒星AU Mic（1200万年）周围发现的第二个空间分辨碎片盘。然而，GJ 581要老得多（2-8 Gyr），在ROSAT数据中是X射线安静的。我们将盘的轴对称模型拟合到三个PACS图像，发现最佳拟合模型是径向延伸从25+/-12 AU到超过60 AU的盘。这样一个冷的盘状物让人想起柯伊伯带，但它围绕着一颗低质量恒星（0.3 M_sol），其尘埃光度比值L_dust/L_*（\sim 10^-4）要高得多。在我们的分析中发现的磁盘的倾斜限制，使行星的质量足够小，以确保系统的长期稳定性，根据一些动力学模拟。由于GJ 581的低光度和低X射线光度，尘埃不能被辐射或风压从系统中驱逐出去。我们认为，最近在G型恒星上发现的低质量行星和碎片盘之间的相关性也适用于M型恒星。最后，已知的低质量行星，距离恒星0.3天文单位以内的行星，在恒星的年龄内不能动态地扰动盘，这表明在更远的距离上存在另一颗行星，它正在搅动盘以补充尘埃。
2012-11-20 astro-ph.EP
A SMACK Model of Colliding Planetesimals in the $β$ Pictoris Debris Disk
我们提出了一个新的模型的$β$风景如画的磁盘和行星系统，模拟的星子碰撞和动力学所产生的尘埃颗粒，使我们能够模拟功能和不对称的热和散射光图像的磁盘。我们的两部分模型首先模拟的碰撞和动力学演化的星子在柯伊伯带碰撞的超粒子方法算法（SMACK），然后模拟产生的尘埃颗粒的动力学演化与标准Bulirsch-Stoer N体积分。考虑到观测到的$β$风景如画b行星的倾角和偏心率，该模型巧妙地将盘的几个特征联系在一起：亚毫米图像中的中心孔，散射光中看到的双盘“x”图案，甚至可能是ALMA看到的星团气体。我们还发现，在$β$风景如画的系统中，大部分的灰尘可能是在60-100 AU的环外产生的。这个圆盘在60-100 AU处有一个“搅拌环”，而不是出生环，那里集中了由行星发射的长期波产生的高速碰撞。双盘x图案的出现是因为碰撞在长期波的波峰和波谷处发生得更频繁。在这个区域中，圆盘的扰动产生了一个方位角和垂直不对称的碰撞空间分布，这可能会产生一个方位角的气体团，而不会引起共振或额外的行星。
2015-11-04 astro-ph.EP
A detailed characterization of HR 8799's debris disk with ALMA in Band 7
HR 8799的系外行星系统是罕见的多颗行星被直接成像的系统之一。它的结构与太阳系惊人地相似，四颗成像的巨行星围绕着类似于小行星带的温暖尘埃带，而它们自己则被类似于柯伊伯带的冷尘埃带所包围。以前用ALMA在第6波段（1.3毫米）对这条冷带的观测揭示了它的内边缘，但对数据的分析在它的精确位置上存在分歧。因此，目前还不清楚最外层的行星HR 8799 b是否在动态地塑造它。我们在这里提出了新的ALMA观测这碎片盘在波段7（340 GHz，880微米）。这些是迄今为止获得的最详细的观测结果，分辨率为1”（40 au），灵敏度为$9.8\,μ\mathrm{Jy\,beam^{-1}}$，这使我们能够以高置信度恢复磁盘结构。为了限制磁盘的形态，我们拟合其发射辐射转移模型结合MCMC程序。我们发现，这个磁盘不能充分代表一个单一的幂律与尖锐的边缘。它表现出平滑上升的内边缘和平滑下降的外边缘，中间有一个峰值，正如从包含高偏心分量的盘所预期的那样，因此证实了先前的发现。然而，这种兴奋的人口和内缘形状是否源于另一颗行星的存在，仍然是一个悬而未决的问题。
2021-04-05 astro-ph.EP
A single sub-km Kuiper Belt object from a stellar Occultation in archival data
柯伊伯带是原始太阳系的残余。它的尺寸分布的测量限制了它的吸积和碰撞历史，以及柯伊伯带天体（KBO）的材料强度的重要性。KBO体积小，小于公里，无法直接探测到，但它们掩蔽背景恒星的特征应该是可以探测到的。光学和X射线波段的观测都声称探测到了这样的掩星，但它们隐含的KBO丰度彼此不一致，远远超出了理论预期。在这里，我们报告的档案数据的分析，揭示了掩星的一个机构，半径为500米，距离为45 AU。由于我们的数据集内的随机统计波动而发生此事件的概率约为2%。我们的调查得出半径大于250 m的KBO的表面密度为2.1^{+4.8}_{-1.7} x 10^7 deg^{-2}，排除了从先前声称的探测中推断的表面密度超过5 sigma。事实上，我们只探测到一个事件，坚定地表明，与从r>50 km的天体外推的总体相比，亚km大小的KBO存在不足。这意味着小于千米大小的KBO正在经历碰撞侵蚀，就像在其他恒星周围观察到的碎片盘一样。
2009-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel images of Fomalhaut. An extrasolar Kuiper Belt at the height of its dynamical activity
北落师门是一颗年轻的恒星，被怀疑拥有一个婴儿行星系统，散布着一个或多个尘埃碎片带。我们目前的远红外图像与赫歇尔空间天文台获得的角分辨率在5.7和36.7弧秒之间的波长在70和500微米。这些图像非常详细地显示了主要的碎片带。即使在高空间分辨率下，带也显得平滑。带和中心恒星之间的区域并不缺乏物质;这里也观察到热辐射。此外，在恒星的位置，过量的发射被检测到。我们使用的动力学模型与辐射传输工具来推导出的碎片盘的参数。我们包括详细的模型的尘埃颗粒与辐射的相互作用，辐射压力和温度的测定。将这些模型与图像中包含的空间分辨温度信息进行比较，使我们能够对将被辐射压力吹出系统的颗粒的存在进行强有力的约束。我们用它来推导系统的动力学参数。该带的出现指向一个非常活跃的系统，在这个系统中，尘埃颗粒在充满动态激发的星子的狭窄区域中以非常高的速率通过碰撞级联产生。尺寸低于吹出尺寸的灰尘颗粒大量存在。每天有相当于2000颗1公里大小的彗星被摧毁，这些彗星来自一个相当于110个地球质量的彗星库。通过比较它们的散射和热性质，我们发现尘埃颗粒是蓬松的聚集体的证据，这表明彗星的起源。在恒星所在位置的过量辐射可能是由具有一定温度范围的热尘埃产生的，但也可能是由于来自恒星风的气态自由辐射。
2012-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
