Dispersal of protoplanetary disks by central wind stripping
我们提出了一个模型的分散原行星盘的风从中心的恒星或内部磁盘。这些风倾斜地撞击外展盘表面，并通过将盘材料夹带在位于中平面上方几个盘尺度高度的风盘界面处的向外径向移动流中而剥离盘材料。圆盘分散时间取决于圆盘材料流入湍流剪切层界面的卷吸速度。如果卷吸效率约为当地声速的10%，这可能是一个上限，那么对于一个表面密度为10^3 g cm^{-2}的圆盘，一颗太阳质量的中心恒星，以及外流速率为10^{-8} Msun/yr和终极速度为200 km/s的风，在1 AU处的扩散时间约为600万年。与光蒸发和粘性演化相比，只有在低吸积率（< 10^{-8} Msun/yr）和风外流率接近这些吸积率的情况下，风剥离才是主要机制。这种情况是不寻常的，因为一般流出率小于吸积率的0.1。
2009-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thanatology in Protoplanetary Discs: the combined influence of Ohmic, Hall, and ambipolar diffusion on dead zones
原行星盘由于其低温和高柱密度而难以电离，因此受到三种“非理想”磁流体动力学效应的影响：欧姆耗散、双极扩散和霍尔效应。自磁旋转不稳定性被发现以来，磁驱动湍流的存在一直是一个中心问题。早期的模型只考虑欧姆扩散，并导致分层吸积的情况下，在磁盘中平面的磁“死”区是嵌入在磁“活跃”的表面层在距离中央原恒星物体约1-10 au。最近的工作表明，欧姆耗散和双极扩散的组合可以使两个中平面和表面层的光盘不活跃，扭矩由于磁驱动的外流需要解释所观察到的吸积率。我们重新评估这张照片进行三维数值模拟，包括，第一次，所有三个非理想的MHD效应。我们发现，霍尔效应一般可以“复活”死区，通过产生一个占主导地位的方位角磁场和大规模的麦克斯韦应力整个中平面，提供的角速度和磁场满足Ω.B > 0。随之而来的大磁压力改变了垂直密度分布，并大大增加了磁盘刻度高度超过其流体静力学值。流出是产生的，但不是解释吸积速率<10^{-7} Msun/yr所必需的。圆盘中平面内的流动基本上是层流，这表明灰尘沉降可能是有效的。这些结果表明，如果MRI是相关的驱动质量吸积在原行星盘，必须包括霍尔效应，以获得甚至定性正确的结果。
2014-04-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wind-MRI interactions in local models of protoplanetary discs: I. Ohmic resistivity
磁盘风是驱动原行星盘吸积和结构形成的重要机制。最近的数值模拟表明，这些风可以采取传统的'沙漏'对称的中平面，或'倾斜'对称为主的中平面环形场的一个单一的符号。这种倾斜对称状态的形成以前没有解释过。我们使用径向局部一维垂直剪切箱模拟来评估大规模MRI通道模式在影响这些风的形成和形态的重要性。我们只考虑欧姆电阻率和探索不同磁化的效果，与中间平面$β$参数范围从$10^5$到$10^2$。我们发现，我们的磁风经历了三个发展阶段：循环，过渡和稳定，与稳定的风采取倾斜的对称轮廓类似的地方和全球模拟中观察到的。我们表明，周期驱动的周期性激励的$n=2$或$3$ MRI通道模式加上平流驱逐，并过渡到稳定的风是由一个更缓慢的增长$n=1$模式改变风结构。饱和是通过强风的平流阻尼和强环向场引起的不稳定性的抑制相结合来实现的。更高的磁盘磁化导致一个更大的趋势，更迅速地解决到倾斜对称稳定风，这可能有重要的影响，在原行星盘的质量和通量运输过程。
2020-08-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Blueshifted [OI] lines from protoplanetary discs: the smoking gun of X-ray photoevaporation
来自中心年轻恒星的高能辐射导致原行星盘的光蒸发是目前最受欢迎的模型，用来解释盘从内到外的突然分散。虽然一些理论工作提供了一个详细的描述这一过程，直接的观察验证仍然缺乏。在这些缓慢移动的原行星盘风中产生的发射谱线可能带有风结构的印记，从而提供了潜在的扩散过程的诊断。本文主要研究了6300A处的中性氧碰撞激发谱线。我们比较我们的模型预测的观测数据，并证明了热起源所观察到的蓝移低速组件这条线从原行星盘。此外，我们的模型表明，虽然这条线是一个明确的迹象，温暖，准中性盘风，典型的X射线光蒸发，其强烈的温度依赖性，使其不适合测量详细的风量，如质量损失率。
2016-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Analytic Model for an Evolving Protoplanetary Disk with a Disk Wind
我们描述了一个由粘性和盘风驱动的演化原行星盘的分析模型。圆盘被恒星辐射和粘性产生的能量加热。演化由3个参数控制：（i）在参考距离和温度下朝向中心恒星的流入速度，（ii）由盘风引起的流入比例，以及（iii）相对于盘内通量的风质量损失率。该模型给出了磁盘中平面温度和表面密度作为时间和距离恒星的函数。它的目的是提供一种有效的方法来计算条件的原行星盘中使用的模拟行星形成。在这个模型中，由粘性主导的圆盘径向扩散，同时将质量损失到恒星上。径向扩展是降低内盘表面密度的主要因素。盘质量在后期仍然很大。由于强烈的粘性加热，内部区域的温度在早期很高。由风主导的对流层经历更少的径向扩散和更弱的粘性加热。这些盘在后期比纯粘性盘具有低得多的质量。当风引起的质量损失很大时，内圆盘的表面密度梯度变浅，在极端情况下斜率可以变为正值。
2020-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Structure Formation in a Young Protoplanetary Disk by a Magnetic Disk Wind
本文用一个包括盘的形成和演化的一维模型研究了年轻原行星盘的结构形成。ALMA最近的观测发现，年轻的原行星盘可能会形成环孔结构，即使盘嵌入包层中。我们提出了一个一维模型的形成一个原行星盘从分子云的核心和随后的长期演变在一个单一的框架。由于计算能力的限制，这种长期演变尚未通过数值模拟进行探索。在我们的模型中，我们计算了气体和尘埃表面密度随风质量损失和尘埃径向漂移的时间演化。我们发现，磁流体磁盘风是一个可行的机制，在年轻的磁盘环孔结构的形成。我们进行了参数研究，我们的模型和推导出的环孔结构的形成条件在$6\times10^5$年内开始崩溃的分子云的核心。盘的最终结果显示了五种类型的形态，这可以通过比较粘性扩散的时间尺度、MHD盘风的质量损失和尘埃的径向漂移来理解。我们讨论的WL 17系统，这被怀疑是一个嵌入式的，但过渡，磁盘模型的含义。
2018-08-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Two timescale dispersal of magnetized protoplanetary disks
原行星盘很可能被垂直磁场的弱净通量穿过，这是分子云核心中存在的大得多的通量的残余。如果这个通量近似守恒，其动力学重要性将随着质量的增加而增加，最初是通过刺激磁旋转盘湍流，随后通过使风角动量损失。利用拟合方法对双极主导盘湍流进行数值模拟，建立了弱磁化原行星盘的简化一维演化模型。我们发现，在风中的显着角动量损失的晚发病可能会引起“两个时间尺度”磁盘的演变，其中一个长阶段的粘性演变之前，风成为主导的快速分散。因此，磁盘寿命的广泛分散可能是由于净通量的初始水平不同。磁流体动力学（MHD）风引发的分散不同的光蒸发分散在预测质量损失从小（小于1 AU）尺度，热风被抑制。我们的特定模型是基于一组有限的模拟，仍然不确定，但定性类似的演变似乎可能，如果质量从磁盘损失更快的流量，如果磁流体风成为重要的等离子体β下降。
2013-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
A question of personalities: evolution of viscous and wind-driven protoplanetary discs in the presence of dead zones
本文通过一维气体模拟研究粘性与磁化风共同驱动且含死区的混合原行星盘演化，发现盘“个性”会削弱盘尺寸随时间变化的人口统计学信号，表明仅靠盘尺寸和恒星吸积率不足以区分角动量输运机制，需引入额外诊断手段。
2024-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining Protoplanetary Disk Winds from Forbidden Line Profiles with Simulation-based Inference
本研究提出基于模拟的推断技术，用于从原行星盘禁线轮廓中无先验假设地恢复风模型参数，并在无噪声模拟光谱中验证其准确性。
2024-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hall-effect Controlled Gas Dynamics in Protoplanetary Disks: II. Full 3D Simulations toward the Outer Disk
本文采用三维分层剪切盒MHD方法模拟了垂直磁场Bz作用下原行星盘的气体动力学。所有三个非理想的MHD效应，欧姆电阻率，霍尔效应和双极扩散包括在一个自洽的方式基于平衡化学。我们专注于区域向外盘半径，从5- 60 AU，欧姆电阻率往往变得可以忽略不计，双极扩散占主导地位，在整个磁盘高度的扩展区域，和霍尔效应在很大程度上控制了磁盘中平面附近的动态。我们发现，在R=5AU附近，当净垂直场Bz不太弱时，系统会产生层流/弱湍流磁离心风。此外，风能够实现并保持在圆盘中平面处具有反射对称性的配置。具有反对齐场极性的情况（Omega. Bz<0）在Bz下降时更容易受到MRI的影响，导致径向方向上的流出振荡和非常低效的角动量传输。在R= 30 AU附近的外盘，由于远紫外电离，系统在表层显示出强烈的MRI湍流，这有效地驱动了盘吸积。霍尔效应影响中平面区域对MRI的稳定性，导致对准/反对准场极性的强/弱麦克斯韦应力。然而，中平面区域仅是非常弱的湍流。总的来说，基本的图像是类似于传统的分层吸积方案适用于外盘。此外，我们发现，垂直的磁通量是强烈集中到薄，方位角扩展壳在我们的大多数模拟超过15 AU。这是与霍尔效应无关的一般现象，并导致增强的带状流。观测和理论的影响，以及未来的前景进行了简要讨论。
2014-09-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Dynamics in Hall-effected Protoplanetary Disks. I. Background Drift Hall Instability
本研究针对受霍尔效应影响的原行星盘，通过线性分析与非线性模拟发现了新型背景漂移霍尔不稳定性（BDHI），其在低尘气比弱磁场下作用强于经典漂移不稳定性，揭示了磁场与尘埃-气体动力学的复杂相互作用，为行星形成研究提供了新视角。
2023-12-14 astro-ph.EP
Global axisymmetric simulations of photoevaporation and magnetically driven protoplanetary disk winds
光蒸发和磁驱动风是两个独立的机制，以消除质量的原行星盘。除了吸积，这两个原则同时发挥作用的效果可能是显着的，这两个之间的过渡还没有被广泛研究和量化的文献。为了有助于理解磁盘风，我们提出的现象出现在二维轴对称，非理想的磁流体动力学模拟，包括EUV/X射线驱动的光蒸发的框架。特别感兴趣的是检查光蒸发和磁驱动风之间的过渡区域，出现磁离心风效应的可能性，以及风本身的形态取决于磁场的强度。我们使用的PLUTO代码在2.5维轴对称配置的EUV/X射线加热和动态欧姆扩散的基础上的半分析化学模型的额外治疗。我们确定两种外流类型之间的过渡发生的初始等离子体β $β\geq 10^7$的值，而磁驱动风一般优于光蒸发较强的领域。在我们的模拟中，我们观察到不规则和不对称的流出更强的磁场。在弱场制度的光蒸发率略有降低扰动的气体密度在内部区域的磁盘。总的来说，我们的结果预测风的杠杆臂小于1.5，与热磁热风一致。对于$β< 10^7$的值，存在更强的吸积流。
2020-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Winds by Magnetorotational Instability : Formation of an Inner Hole and a Crucial Assist for Planet Formation
通过构建一个基于3D局部磁流体动力学（MHD）模拟的全球模型，我们表明，磁盘风驱动的磁旋转不稳定性（MRI）在原行星盘的气体成分的扩散中起着重要的作用。由于磁共振驱动的盘风的质量损失时间尺度与当地开普勒旋转周期成正比，因此气体盘从内部区域动态蒸发，可能会产生逐渐扩大的内孔，而相当数量的气体仍留在外部区域。盘风具有很强的时间依赖性，在每个半径处具有几倍于开普勒自转周期的准周期性，这将作为原恒星-原行星盘系统的时变观测。即使存在死区，这些特征也会持续存在，因为盘风是从电离宇宙射线和高能光子可以穿透的表面区域驱动的。此外，预测的由内而外的清除显着抑制了巨石向中心恒星的坠落和原行星的I型迁移，这有利于行星的形成和生存。
2010-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global multifluid simulations of the magnetorotational instability in radially stratified protoplanetary disks
角动量的重新分布是原行星盘演化中的一个长期问题。磁旋转不稳定性（MRI）被认为是一种可能的机制。我们提出的研究结果，涉及多流体的全球模拟，包括欧姆耗散，双极扩散和霍尔效应在一个动态的，自洽的方式。我们专注于湍流所造成的非线性发展的MRI在径向分层的PPD和比较理想的MHD模拟。在多流体模拟中，盘最初被设置为从弱霍尔主导状态过渡到强霍尔主导状态，在弱霍尔主导状态中，霍尔效应是主要的非理想效应，但与感应项大致相同或弱于感应项，在强霍尔主导状态中，霍尔效应主导感应项。随着模拟的进展，盘的相当大的一部分发展成弱霍尔主导盘。我们发现从湍流的过渡到层流在磁盘的内部区域，但没有任何相应的整体密度功能。我们引入了一个无量纲参数$α_\mathrm{RM}$来描述吸积，其中$α_\mathrm{RM} \gtrsim 0.1$对应于湍流输运。我们计算的涡流周转时间，$t_\mathrm{eddy}$，并比较这与一个有效的重组时标，$t_\mathrm{rcb}$，以确定是否湍流的存在需要非平衡电离计算。我们发现$t_\mathrm{rcb}$通常比$t_\mathrm{eddy}$小三个数量级。此外，电离分数没有明显变化。这两个结果表明，这些多流体模拟应该是可比的单流体非理想模拟。
2016-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Towards a Global Evolutionary Model of Protoplanetary Disks
原行星盘（PPD）的全球演化图是理解行星形成的几乎所有方面的关键，标准的α盘模型一直被用来简化。同时，星盘质量损失通常归因于控制星盘扩散的光蒸发。然而，近年来，由于对PPD中非理想磁流体动力学效应的研究，已经实现了由磁化盘风驱动的吸积范式转变。我提出了一个全球PPD演变的框架，旨在将这些进展，突出风驱动的吸积和风质量损失的作用。磁盘的演变被发现在很大程度上是由风驱动的过程中，粘性传播被抑制。圆盘演化的时间尺度主要由穿过圆盘的外部磁通量的量以及圆盘损失磁通量的速度来控制。如果在演化过程中圆盘能够保持其大部分磁通量，那么圆盘的快速扩散就可以实现。此外，由于风发射需要足够的电离水平在磁盘表面（主要是通过外部远紫外线辐射），风的运动学也受到远紫外线的渗透深度和磁盘的几何形状。对于典型的几百万年的盘寿命，盘通过风损失的质量与通过吸积到原恒星上的质量大致相同，并且大部分风质量损失是通过慢风从外盘进行的。分数风的质量损失随着磁盘寿命的增加而增加。显著的风质量损失可能会大大提高尘埃与气体的质量比，并促进行星形成。
2016-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
A systematic description of wind-driven protoplanetary discs
行星形成盘被认为在1天文单位以外的区域是非常弱的湍流。因此，现在人们相信磁化风可能是驱动这些系统吸积的主要机制。然而，今天没有自洽的方式来描述磁盘磁化风，在某种程度上类似于$α$光盘模型。在这篇文章中，我探索了一个系统的方式风驱动的原行星盘的参数空间，并提出可用于简化模型的α盘的标度律。方法：我计算一系列的自相似风的解决方案，假设光盘是由双极和欧姆扩散为主。这些解决方案是通过寻找固定的解决方案，在有限体积代码PLUTO使用松弛法和延续。结果：对于几种欧姆和双极扩散强度，在10^2到10^8的等离子体β值范围内获得自相似解。当极向场强度β = 0（10 ^4）或在10天文单位处等效为1 mG时，获得了10 ^{-8} Msun/yr数量级的质量吸积率。所得到的磁杠杆臂通常低于2，在最弱场的情况下可能达到1.5。最后，我提供了一套完整的标度律和半解析风的解决方案，可以用来拟合和解释观测。结论：磁风是不可避免的原行星盘，只要他们被嵌入在一个环境极向磁场。并不总是需要非常详细的光盘微观物理来描述它们，简化的模型，如自相似解决方案，可以捕捉到在全3D模拟中看到的大部分物理。获得完整的风驱动吸积理论的剩余困难在于大尺度场的输运，这仍然缺乏约束和理解。
2021-01-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetically driven accretion in protoplanetary discs
我们的特点磁驱动吸积半径在1 au和100 au的原行星盘，使用一系列的本地非理想磁流体动力学（MHD）模拟。模拟假设一个最小质量太阳星云（MMSN）的磁盘是由一个特定强度的净垂直磁场线程。重复以前的结果，我们发现，霍尔效应只有适度的吸积在30 AU的影响，基本上没有在100 AU。在1-10天文单位的霍尔效应在吸积过程中引入了一个明显的双模态，与垂直磁场对齐的磁盘旋转支持一个强大的层状麦克斯韦应力，如果该字段是反对齐的，则不存在。在反对齐的情况下，我们反而发现在5-10 AU，我们初步确定与非轴对称霍尔剪切不稳定性的湍流应力爆发的证据。这些爆发的存在或不存在取决于所采用的化学模型的细节，这表明实际原行星盘的可观区域可能靠近层流和湍流行为之间的边界。鉴于已经确定的重要控制参数的数量在MHD模型，定量预测盘结构的半径和吸积率方面似乎是困难的。相反，我们确定强大的定性测试磁驱动吸积。这些措施包括在外盘中的湍流的存在下，独立的垂直磁场的方向，和霍尔介导的双峰从热电离的区域延伸到10 AU的湍流特性。
2015-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dispersal of protoplanetary disks by the combination of magnetically driven and photoevaporative winds
研究了磁驱动盘风（MDW）和热驱动光蒸发风（PEW）在原行星盘长期演化中的作用。我们开始模拟从早期阶段，其中磁盘质量是$0.118\,{\mathrm{M}_{\odot}}$周围的$1\,{\mathrm{M}_{\odot}}$明星和跟踪的演变，直到磁盘是完全分散。我们将质量损失PEW和质量损失和磁制动（风力矩）MDW，除了粘性吸积，粘性加热，和恒星辐射。我们发现，MDW和PEW分别有不同的角色：磁驱动风蒸发材料从内部磁盘在早期阶段，而光蒸发具有主导作用，在后期阶段的外部（$\gtrsim1\,$ au）磁盘。盘的寿命，这取决于MDW，PEW，和粘性吸积的组合，显示了一个大的变化的$\sim1$ - $20\,$ MYR的气体主要是分散的MDW和PEW的情况下，具有低粘度和寿命是敏感的质量损失率和扭矩的MDW，而寿命是不敏感的，当粘度高时，这些参数。即使在非常弱的湍流盘，MDW和PEW的合作，使磁盘分散在几个百万年。
2021-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the dynamics of pebbles in protoplanetary disks with magnetically-driven winds
我们提出了一个分析模型来研究卵石的生产和他们的径向运输通过一个原行星盘（PPD）与磁驱动风。虽然大多数以前的分析研究在这种情况下，假设径向湍流系数等于垂直灰尘扩散系数，在最近的数值模拟结果的光，我们放宽了这一假设，通过采用有效的参数化的湍流系数的强度驱动风的磁场。理论研究已经指出，即使在没有风的情况下，这些系数也不一定相等，尽管它对卵石生产的影响还没有被探索。在本文中，我们调查的卵石生产线的演变，径向质量通量的卵石和相应的表面密度的等离子体参数的函数在磁盘中平面。我们的分析明确表明，磁驱动的风在PPD的存在下，导致相当大的减少的速度和持续时间的卵石交付。我们表明，当风很强，核心增长的质量由于卵石吸积是如此之慢，它是不太可能的核心可以达到一个卵石隔离质量在PPD的寿命。当核心的质量达到这个临界值时，由于核心驱动的气体扰动，卵石吸积停止。然而，随着风强度的减小，卵石堆积可能会在较短的时间内将核心的质量增加到卵石隔离质量。
2018-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Self-organisation in protoplanetary disks: global, non-stratified Hall-MHD simulations
最近的观测揭示了原行星盘中有组织的结构，如轴对称环或马蹄形浓度，使人联想到大尺度涡旋。这些结构通常被解释为行星盘相互作用的结果。然而，这些磁盘也被认为是不稳定的磁旋转不稳定性（MRI），这被认为是在这些对象的主要角动量传输机制之一。因此，人们自然会问，MRI本身是否可以在不调用行星的情况下产生这些结构。MRI的非线性演化受到原行星盘中低电离分数的强烈影响。特别是霍尔效应，它在这些物体的密集和弱电离部分中占主导地位，已经被证明在剪切盒模拟中自发地驱动自组织流动。在这里，我们调查的全球MRI不稳定盘模型的行为占主导地位的霍尔效应和闪烁的动态。我们进行三维非分层霍尔MHD模拟开普勒磁盘的霍尔，欧姆和双极Elsasser数的范围很广。我们确认的过渡从一个动荡的一个有组织的状态的霍尔效应的强度增加。我们观察到带状流的形成，其数量取决于可用的磁通量和霍尔效应的强度。对于中等霍尔强度，流动自组织成长寿的磁化涡流。在我们已经探讨过的参数范围内，无论是环形场的加入，还是欧姆扩散或双极扩散，都不会彻底改变这幅图像。证明了这些结构在这种配置中捕获灰尘颗粒的能力。我们的结论是霍尔-MRI驱动的组织是一个合理的方案，可以解释在最近的观察中发现的一些结构。
2016-03-08 astro-ph.EP
Photoevaporation obfuscates the distinction between wind and viscous angular momentum transport in protoplanetary discs
该研究通过纳入粘性、磁流体动力学盘风及内外光致蒸发的数值模型，证明光致蒸发会显著掩盖两类角动量输运机制的可观测差异，并指出中等FUV环境中的演化盘最利于区分二者。
2023-12-07 astro-ph.EP
Dust Transport and Processing in Centrifugally Driven Protoplanetary Disk Winds
有证据表明，原行星盘-包括原太阳盘-在空间尺度上含有结晶尘埃颗粒，尘埃温度低于通过非晶星际硅酸盐的热退火形成它们的阈值。我们解释这些意见的扩展，磁离心驱动的磁盘风，运输颗粒从内部磁盘-在那里他们被提升后，从磁盘表面的恒星辐射热处理-到外盘地区。对于任何半径为$r$的圆盘，都有一个最大的颗粒尺寸$a_\mathrm{max}(r)$，可以从该位置升起：尺寸为$a$ $\ll$ $a_\mathrm{max}$的颗粒被风带走，而尺寸为$a$ $\lesssim$ $a_\mathrm{max}$的颗粒在更大的半径处重新进入圆盘。很大一部分重新进入的颗粒会聚到--随后聚集在--刚好超过$r_\mathrm{max}(a)$的一个狭窄区域，$r_\mathrm{max}(a)$是$a$大小的颗粒可以被抬升的最大半径。我们发现，这个模型可以解释推断的结晶度分数在经典的金牛座T和赫比格Ae磁盘和他们的指示后，在磁盘演化的早期建立近恒常性。这也是一致的平均晶粒尺寸，结晶度和晶体组成的径向梯度报告。此外，这个模型产生的颗粒，仍然嵌入在流出的原行星盘的属性，自然解释了推断的持久性小颗粒在这些磁盘的表面层。
2019-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
WInDI: a Warp-Induced Dust Instability in protoplanetary discs
本研究识别出翘曲盘中的新型尘埃不稳定性（WInDI），由弯曲波区振荡气体运动引发，并通过1D模型和3D SPH模拟验证，其对行星形成有潜在重要意义。
2023-11-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inferring the physics of protoplanetary disc evolution from the irradiated Cygnus OB2 region -- A comparison of viscous and MHD wind-driven scenarios
本研究通过一维垂直积分模型比较原行星盘的粘滞与MHD风驱动演化，提出利用恒星吸积率与外部风质量损失率的关系来打破两种场景简并性，发现不同辐照环境需不同角动量传输参数。
2025-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wind-accretion disks in wide binaries, second generation protoplanetary disks and accretion onto white dwarfs
从演化的施主星到它的伴星的质量转移是双星系统中恒星演化的一个标准特征。在宽联星中，伴星捕获了主星在风中喷射的部分质量。被捕获的物质形成一个吸积盘。在这里，我们使用数值方法研究风-吸积盘的演变，该方法使我们能够跟踪长期演变。对于一个广泛的初始条件，我们推导出的径向密度和温度分布的磁盘。在大多数情况下，风吸积会在AGB施主星的整个生命周期中产生长寿命的稳定盘。这些盘的质量是10^{-5}-10 ^{-3} M太阳的几倍，表面密度和温度分布遵循破幂律。圆盘中的总质量与所使用的粘度参数近似线性地成比例。大约有50%到80%的质量落入盘中，并与中心恒星吸积;其余的则从盘的外缘流出，进入主星的恒星风中。对于吸积速率较大的系统，次级吸积量可达0.1M太阳。当次级恒星是白矮星时，吸积自然会导致新星和超新星爆发。对于所有类型的二级恒星，大质量盘的表面密度和温度分布类似于在原行星盘中观察到的结构，这表明协调的观测计划可能会提高我们对不确定的盘物理学的理解。
2012-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-dimensional, Time-dependent MHD Simulation of Disk-Magnetosphere-Stellar Wind Interaction in a T Tauri, Protoplanetary System
本文通过三维含时MHD模拟T Tauri系统中原行星盘与恒星日冕的短期相互作用，发现自洽日冕加热和恒星风会将盘推至$10R_\star$以外，仅产生微弱零星吸积，并解释X射线光变与盘蒸发行为。
2023-03-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wind-driven Accretion in Protoplanetary Disks --- II: Radial Dependence and Global Picture
非理想磁流体动力学效应在决定原行星盘（protoplanetary disk，PPD）角动量输运机制和效率以及湍流水平方面起着至关重要的作用，是理解PPD演化和行星形成的关键。在我们以前的工作中，在1 AU，磁旋转不稳定性（MRI）被完全抑制时，欧姆电阻率和双极扩散（AD）被考虑在内，导致在一个层流吸积驱动的磁离心风。在这项工作中，我们研究了径向依赖的层流风的解决方案，使用本地剪切盒模拟。得到了层流风角动量输运的标度关系，发现风驱动吸积率可以近似为M_dot~ 0.91 × 10 ^（-8）R_AU^（1.21）（B_z/10 mG）^（0.93）M_Sun/yr，其中B_z是穿过盘的大尺度垂直磁场的强度。该结果与磁盘表面密度无关。给出了层流风解存在的四个判据：1）.欧姆电阻率占主导地位的中平面区域; 2）。AD在盘上层占主导地位;存在（不太弱）净垂直磁通量。4）。充分电离的气体超出磁盘表面。对于典型的PPD吸积率，在盘的内部区域从~0.3 AU到大约5-10 AU，所有这些标准都可能得到满足。超过这个半径，角动量传输很可能由于MRI和盘风的结合而进行，并最终由MRI（在存在强AD的情况下）在外盘中主导。我们的模拟结果提供了一个新的范例在PPD的吸积过程中的关键成分。
2013-05-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact of photoevaporative winds in chemical models of externally irradiated protoplanetary disks
本研究利用DALI后处理外部辐照原行星盘的辐射流体动力学模拟，发现光致蒸发风通过长波热再辐射改变盘体加热与挥发物丰度，并主导数量级的谱线流量差异。
2025-01-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust Transport in Protoplanetary Disks with Wind-driven Accretion
最近的研究表明，原行星盘（PPD）的内部区域是由风驱动的吸积控制的，由此产生的吸积流显示出复杂的垂直剖面。这种复杂的流动结构由于霍尔效应而进一步增强，特别是当背景磁场与盘旋转对准时。我们研究如何通过蒙特卡罗模拟，这种流动结构的影响全球尘埃输送，侧重于两种情况。在第一种情况下，环向磁场是最大化的miplane，导致吸积和递减流上方和下方。在第二种情况下，环向场改变整个中平面的符号，导致在磁盘中平面的吸积流，与上方和下方的递减流。我们发现，在这两种情况下，从额外的气流的贡献仍然可以准确地纳入对流扩散框架垂直集成灰尘运输，增强灰尘径向扩散到一个有效的$α^{\rm eff}\sim10^{-2}$强耦合灰尘，即使当背景湍流是弱$α<10^{-4}$。在第二种情况下，尘埃径向漂移也略有增强。我们提供了一个通用的分析理论，准确地再现我们的模拟结果，从而建立一个框架来模拟全球尘埃运输，现实地结合垂直气流结构。我们还注意到，该理论同样适用于化学物种的传输。
2021-02-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiative Nonideal MHD Simulations of Inner Protoplanetary Disks: Temperature Structures, Asymmetric Winds, and Episodic Surface Accretion
本文通过包含完整非理想MHD效应和近似辐射传输的二维全球模拟，揭示了内原行星盘中磁场方向决定单侧快速表面吸积与不对称盘风，并证明吸积加热不影响盘温而风增强辐射加热，为观测提供磁活动特征。
2025-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of MHD wind-driven disk evolution on the observed sizes of protoplanetary disks
原行星盘是行星形成理论中的一个关键组成部分，它的演化是由粘性湍流还是磁盘风驱动的，目前还不清楚。由于粘性演化的盘随时间向外扩展，盘大小的演化是研究盘演化的判别检验。然而，目前还不清楚如果磁盘演化是由磁盘风驱动的，那么观测到的磁盘大小如何随时间变化。结合热化学程序DALI和Tabone等人（2021 a）提出的解析风驱动盘演化模型，我们研究了由CO转动辐射（$R_{\rm CO, 90\%}$）测量的观测气体外半径随时间的演化。$R_{\rm CO, 90\%}$的演化是由盘质量的演化驱动的，因为物理半径随时间保持不变。对于一个常数$α_{\rm DW}$，一个扩展的$α-$ Shakura-Sunyaev参数风驱动的吸积，$R_{\rm CO, 90\%}$随时间线性下降。它的初始大小由盘质量和特征半径$R_c$决定，但只有$R_c$影响$R_{\rm CO, 90\%}$的演化，较大的$R_c$导致$R_{\rm CO, 90\%}$的急剧减小。对于时间依赖的$α_{\rm DW}$，$R_{\rm CO, 90\%}$在盘的大部分寿命期间保持近似恒定，直到$R_{\rm CO, 90\%}$随着盘消散而快速收缩。恒定的$α_{\rm DW}$ -模型能够再现在$\sim1-3$狼疮和$\sim5-11$ Myr老上天座恒星形成区观测到的气体盘大小。然而，他们可能高估了较年轻的$…
2021-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling thermochemical processes in protoplanetary disks I: numerical methods
行星形成盘的扩散阶段通过来自中心恒星的辐射驱动的风和/或盘本身的磁场可能在行星系的形成和演化中发挥重要作用。目前的理论模型缺乏预测能力，无法充分约束观测结果。我们提出了PRIZMO，一个代码演变的热化学在原行星盘能够耦合流体动力学和多频辐射转移代码。我们描述了代码的主要功能，包括气体和表面化学，光化学，微观物理，以及主要的冷却和加热过程。一套基准的结果，其中包括光子占主导地位的地区，照射的辐射光谱，包括X射线，以及完善的冷却功能在不同温度下评估板坯的化学和热结构方面表现出良好的一致性。这个代码的开发是一个重要的步骤，进行定量光谱的盘风，并最终计算线剖面，这是迫切需要阐明的性质，观察到的盘风。
2020-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of Protoplanetary Discs with Magnetically Driven Disc Winds
目的：我们调查的演变与磁驱动盘风和粘性加热的原行星盘（PPD以下）。方法：我们考虑一个最初巨大的光盘~0.1 Msun跟踪从早期阶段的PPD的演变。我们解决了表面密度和温度的时间演化，考虑到粘性加热和损失的质量和角动量的磁盘风的框架内的标准α模型吸积盘。我们的模型参数，湍流粘性，盘风质量损失，盘风扭矩，这是通过本地磁流体动力学模拟和约束的全球能量的引力吸积，在很大程度上取决于物理条件的PPD，特别是在弱电离PPD的垂直磁通量的演变。结果如下：虽然仍然有不确定性的演变的垂直磁通量剩余，表面密度显示出很大的变化，这取决于这三个参数的组合，其中一些是非常不同的表面密度预期从标准吸积。在垂直磁场保持的情况下，当PPD处于“风驱动吸积”状态时，在<1-10 au的内部区域，表面密度的径向依赖性可以是正的。质量吸积率与观测结果一致，即使在非常低的磁流体动力学湍流水平。这种正的表面密度径向斜率对行星形成有很大的影响，因为（i）它抑制了卵石/巨砾大小的固体向内漂移，甚至导致向外漂移，（ii）它也使原行星向内的I型迁移变慢，甚至逆转。结论：我们计算的PPD的多样性应该产生各种各样的系外行星系统。
2016-10-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Wind-driven Accretion in Protoplanetary Disks. I: Suppression of the Magnetorotational Instability and Launching of the Magnetocentrifugal Wind
我们进行本地，垂直分层剪切盒MHD模拟原行星盘（PPD）的基准半径为1 AU，考虑到欧姆电阻率和双极扩散（AD）的影响。的磁扩散系数进行评估自洽从一个查找表的基础上平衡化学。我们首先表明，列入AD显着改变了传统的分层吸积的图片。没有净垂直磁场，系统演变成一个环向场占主导地位的配置与极弱的湍流在远紫外电离层，是太低效，以驱动快速吸积。在存在弱的净垂直场（中平面处的等离子体β ~ 10 ^5）的情况下，我们发现MRI被完全抑制，导致在整个盘的垂直范围内完全层流。一个强大的磁离心风发射，有效地带走磁盘角动量，很容易占所观察到的吸积率在PPD。此外，在物理盘风的几何形状下，所有的吸积流通过一个强电流层的厚度为~0.3H，是从磁盘中平面偏移的径向速度高达0.4倍的声速。欧姆电阻率和AD对于抑制MRI和风发射都是必不可少的。风的传输效率随着净垂直磁通量和FUV电离穿透深度的增加而增加。我们的层流风解对行星的行星形成和全球演化有重要意义。
2013-04-03 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
New growth mechanism of dust grains in protoplanetary disks with magnetically driven disk winds
我们在原行星盘中发现了一种新的尘埃颗粒生长到千米大小天体的模式，这种模式是通过粘性吸积和磁驱动盘风（MDW）演化而来的。通过一维模型求解了含气固两相随时间演化圆盘的尘埃颗粒的近似凝聚方程。随着晶粒的长大，所有的固体粒子最初都在气体拖曳力的作用下向内漂移到中心恒星。然而，气体压力的径向分布$P$被以由内向外的方式分散气体的MDW修改。因此，在$P$向上凸起的位置，漂移的尘埃颗粒的会聚径向通量产生了固体颗粒的局部集中。当无因次停止时间${\rm St}$超过1时，固体颗粒自发地达到生长主导状态，这是由于抑制径向漂移和增强从外部漂移的尘埃颗粒的聚集之间的正反馈。一旦固体颗粒处于漂移限制状态，上述用于粉尘生长的${\rm St} \gtrsim 1$条件与\begin{equation} Σ_{\rm d}/Σ_{\rm g}\gtrsim η, \nonumber \end{equation}等价，其中$Σ_{\rm d}/Σ_{\rm g}$是粉尘与气体的表面密度比，而$η$是无量纲径向气压梯度力。由于尘埃颗粒的成功生长，在原行星盘的内部形成了包含小行星大小的物体的环状结构。这样一个环状的星子聚集区预计将在随后的行星形成中发挥至关重要的作用。
2020-12-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Enhanced Pebble Drift Across Planet-Opened Gaps in Windy Protoplanetary Disks
本研究通过二维多流体模拟发现，磁驱动风能增强卵石漂移，使毫米级颗粒穿透巨行星开凿的间隙，从而影响内盘行星形成。
2025-10-08 astro-ph.EP
Photoevaporation Can Reproduce Extended $\mathrm{H_2}$ Emission from Protoplanetary Disks Imaged by JWST MIRI
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Leiden University（莱顿大学）
本研究通过光蒸发模型重现JWST观测到的原行星盘H2风形态，为理解风的起源提供了新思路。
2025-11-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wind-shearing in gaseous protoplanetary disks
行星形成的第一阶段之一是小的星子的生长和它们积累成大的星子和行星胚胎。这个早期阶段发生在大部分气体从原行星盘扩散之前。由于它们不同的空气动力学特性，不同尺寸/形状的微行星在这些阶段受到来自气体的不同阻力。这种不同的力在附近不同大小的微行星之间产生风切变效应。对于任意两个微行星，可以考虑风切变半径，在该半径处，由于风引起的加速度差大于微行星之间的相互引力。我们发现风切变半径可能比太阳的引力切变半径（希尔半径）小得多，也就是说，在盘的气相阶段，风切变可能比太阳的潮汐扰动起更重要的作用。在这里，我们研究了不同大小的微行星对的风切变半径，并将其与引力切变（拖曳力与引力潮汐力）进行了比较。然后，我们讨论了风切变的稳定性和生存的双星微星的作用，并提供嵌入在一个气体盘双星微星的稳定性准则。
2010-12-02 astro-ph.EP
Global Simulations of the Inner Regions of Protoplanetary Disks with Comprehensive Disk Microphysics
弱电离原行星盘（PPD）的气体动力学在很大程度上受气体和磁场之间的耦合控制，并由三种非理想磁流体动力学（MHD）效应（欧姆、霍尔和双极）描述。以前的本地模拟结合这些过程显示，PPD的内部区域主要是层流伴随着风驱动的吸积。我们进行二维轴对称，完全全球MHD模拟这些地区（$\sim1-20$ AU），考虑到所有非理想的MHD效应，表列扩散系数和近似处理的外部电离和加热。随着净垂直场与磁盘旋转对齐，霍尔剪切不稳定性强烈放大水平磁场，使整体动力学依赖于初始场配置。磁盘形成后，磁盘可能会松弛到一个内部区域，其特征在于不对称的场配置跨越中平面，平滑过渡到一个更对称的外部区域。角动量输运是由MHD风和层流麦克斯韦应力驱动的，吸积和递减流都存在于不同的高度，并从两个磁盘两侧适度不对称风。当磁场极性不一致时，弱磁化圆盘会形成非对称的磁场结构，其中超声吸积流集中在圆盘表面的一侧，而圆盘两侧则存在高度非对称的风。在所有情况下，风的性质是磁热的，其特征是质量损失率超过吸积率。磁化强度越强的圆盘，磁场结构和流动结构越对称。更深的远紫外线渗透导致更强和更不稳定的流出。对观测和行星形成的影响也进行了讨论。
2017-07-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Generalized Nonlinear Ohm's Law: How a Strong Electric Field Influences Non-ideal MHD Effects in Dusty Protoplanetary Disks
原行星盘的磁流体动力学（MHD）受到盘内气体电离率低的非理想MHD效应的强烈影响。由气体运动引起的强电场可以加热电离的气体粒子，从而可以影响盘中的电离平衡。我们以前的研究表明，在尘埃原行星盘中，欧姆电导率随着电场强度的增加而减小，直到盘气体发生电击穿。在这项研究中，我们将我们以前的工作扩展到更一般的情况下，电场和磁场影响等离子体粒子的运动，使我们能够研究等离子体加热对所有非理想MHD效应的影响：欧姆，霍尔和双极扩散。我们发现，即使在存在磁场的情况下，我们先前推导出的电流的上限也适用。虽然霍尔和双极电阻率可以随电场强度而增加或减少，这取决于带电尘埃颗粒的丰度，但欧姆电阻率总是随电场强度而增加。一个数量级的估计表明，原行星盘内部气体运动产生的大规模电流可能超过上限。这意味着内盘的MHD运动，例如由霍尔剪切不稳定性驱动的运动，可能被抑制或触发电击穿（闪电放电）。这可能对原行星盘内部的气体吸积和球粒形成具有重要意义。
2019-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Local semi-analytic models of magnetic flux transport in protoplanetary discs
吸积盘中大尺度极向磁场的演化是一个重要的问题，因为它决定了风的发射和磁旋转不稳定性产生湍流或通道流的可行性。最近的研究，无论是半解析计算和数值模拟，都强调了至关重要的作用，非理想的MHD效应（欧姆电阻率，霍尔漂移和双极扩散），相关的原行星盘的背景下，可能发挥磁通量在光盘的演变。我们调查通过使用两个一维的半解析模型在垂直方向上，探索制度，不同的物理源项和影响占主导地位的磁盘中的通量传输。这两个模型的控制方程推导出通过执行一个渐近展开的限制薄盘，与不同的制度隔离，通过设置变量之间的相对顺序的领先条款。通量输运率和垂直结构配置文件的扩散率和磁盘磁化的范围内计算。我们发现，欧姆和双极扩散驱动径向向外通量运输与向外倾斜的字段。外流驱动的风向内通量运输，这是显着增强霍尔漂移的存在下，在正极的情况下，$η_H (\boldsymbol{B}_z \cdot \boldsymbolΩ) > 0$，一种效果，这只是简要地指出了之前。仅与向外倾斜耦合，霍尔效应减少了由背景欧姆和/或双极扩散率给出的通量传输，但是当它是唯一存在的非理想效应时不驱动通量传输。
2019-06-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Non-ideal Magnetohydrodynamic Instabilities in Protoplanetary Disks: Vertical Modes and Reflection Asymmetry
本文用非理想MHD半解析线性扰动理论分析磁扩散率分层的原行星盘，发现反对称垂直模式持续增长并破坏赤道面反射对称，可解释单侧盘风与吸积外流不对称。
2024-07-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust segregation in Hall-dominated turbulent protoplanetary disks
从附近原恒星周围的圆盘发出的尘埃连续体的成像揭示了不同的子结构。近年来，理论上的努力已经加强，以调查多远的内在动力学的原行星盘（PPD）可以导致这些功能。在非理想磁流体力学（MHD）领域的湍流是一个候选人，解释产生的纬向流，可以导致当地的尘埃增强。采用径向变化的圆柱盘模型，考虑初始净磁通的垂直和方位组合，对湍流PPDs中由霍尔效应引起的自组织进行了三维非理想MHD模拟。为此，NIRVANA-III和FARGO 3D MHD代码中加入了新的模块。此外，我们还包括尘埃颗粒，在流体近似处理，以研究它们的演变受到新兴的纬向流。在一个占主导地位的霍尔效应的制度，我们稳健地获得大规模的组织浓度的垂直磁场，保持稳定的数百个轨道。对于磁盘与垂直初始净通量单独，我们确认的纬向流和涡的存在下，引入超开普勒气体流的区域。包括一个中等强度的净方位磁通量可以显着改变的动态，部分地防止自组织的纬向流。当等离子体β参数小于50时，在垂直方向的磁通量中会出现大尺度的近轴对称结构。在所有情况下，我们表明，新兴的功能是能够积累的斯托克斯数范围内的尘埃颗粒。
2019-05-30 astro-ph.EP
Universal protoplanetary disk size under complete non-ideal magnetohydrodynamics: The interplay between ion-neutral friction, Hall effect, and the Ohmic dissipation
非理想磁流体动力学在原行星盘的形成过程中起着关键作用，特别是在调节其大小方面。我们提供了一个简单的模型来预测双极扩散，霍尔效应，欧姆耗散之间的相互作用下的磁盘大小。该模型预测一个小的磁盘大小约20 AU，仅次线性地依赖于磁盘参数，为广泛的初始条件下，分太阳质量和中等磁化。它是能够解释的现象，表现在现有的数值模拟，包括双峰磁盘行为下的平行和反平行的旋转和磁场之间的对齐。在并行配置中，磁盘大小减小并最终消失。在反平行配置中，磁盘有一个扁平的、收缩的、寿命短的外部分区（或伪磁盘），以及一个随着质量缓慢增长的、寿命长的内部分区。即使有明显的初始磁化，在磁盘中的垂直场只能占主导地位的早期阶段，当质量较低，和环向场最终占主导地位的所有磁盘。
2021-09-13 astro-ph.EP astro-ph.GA
Dust Dynamics in Protoplanetary Disk Winds Driven by Magneto-Rotational Turbulence: A Mechanism for Floating Dust Grains with Characteristic Sizes
通过模拟尘埃颗粒在垂直方向上的时间演化，研究了磁旋转湍流驱动的原行星盘风中不同尺寸尘埃颗粒的动力学行为。与气体耦合良好的小尘埃颗粒被向上流动的气体向上拖曳，而大颗粒则留在圆盘的中平面附近。中等尺寸的颗粒在向下的重力和向上的气体阻力之间的时间平均力平衡中从中平面漂浮在几个尺度高度处。对于1天文单位的最小质量太阳星云，尘埃颗粒大小为20 - 40 $μm$漂浮在距离中平面5-10刻度的高度。考虑到与中心恒星的距离的依赖性，较小尺寸的颗粒仅保留在盘的外部区域，而较大尺寸的颗粒分布在更广泛的区域。我们还讨论了我们的结果的影响，年轻恒星周围的尘埃物质的观测。
2016-02-12 astro-ph.EP
The distribution of accretion rates as a diagnostic of protoplanetary disc evolution
本文提出用吸积率分布区分原行星盘粘性吸积与磁化盘风驱动吸积，指出约300个均匀样本即可高置信度判别，并强调均匀巡天对解决盘吸积机制问题的关键作用。
2023-06-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact of MHD disk wind on early evolutionary stage of protoplanetary disk and dust growth
该研究通过一维原行星盘演化计算，对比有无MHD盘风的情形，发现MHD盘风会缩短盘爆发间隔，在吸积下落阶段后使盘温下降、雪线内移，促进尘埃生长至10 cm以上，对后期行星形成有关键作用。
2025-03-24 astro-ph.EP
[OI] 6300Å$\,$ emission as a probe of external photoevaporation of protoplanetary discs
我们研究的效用[OI] 6300 $\mathring{\mathrm A}$禁线识别和解释外部驱动的光蒸发风在不同的环境中，并在一定范围内的距离。热激发[OI] 6300 $\mathring{\mathrm A}$是一种众所周知的盘内风示踪剂，因此任何外部贡献都需要区分。在外部风中，该线不是热激发的，而是OH解离的结果，我们研究了该过程导致的线光度如何与光盘/环境参数成比例。我们发现，线的亮度显着增加与FUV辐射场强度以上约5000 G $_0$。从我们的模型预测的光度是一致的猎户座星云星团中的propherds线光度的测量。在强紫外光环境中的高光度可以单独作为一个诊断，但在[OI]吸积光度比的上升，预计更好地分开这两个贡献。这可以提供一种手段，确定外部光蒸发在遥远的集群中，蒸发盘的propedid形态不能在空间上解决。
2022-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magneto-thermal Disk Wind from Protoplanetary Disks
原行星盘（PPD）的演化和扩散受盘角动量输运和质量损失过程的控制。最近的数值研究表明，角动量输运的内部区域的PPD主要是由磁化盘风驱动，但风的质量损失率仍然不受约束。另一方面，磁盘质量损失通常归因于光蒸发，其中磁盘表面上的外部加热驱动热风。我们统一的两种情况下，通过开发一个一维模型的磁化磁盘风与一个简单的处理热力学作为外部加热的代理。风的性质主要取决于：1）风底的磁场强度，由极向阿尔芬速度$v_{Ap}$表征; 2）风底附近的声速$c_s$; 3）极向场线发散的速度（达到$R^{-2}$缩放）。当$v_{Ap}\gg c_s$时，在风底附近强制共转，导致离心加速度。否则，风主要是由环形磁场的压力加速的。在这两种情况下，磁力所起的主导作用可能会产生远远超过纯粹流体动力机制的风外流率。对于典型的PPD吸积率和风发射条件，我们预计$v_{Ap}$与风基处的$c_s$相当。由此产生的风负载很重，总的风质量损失率可能达到风驱动的吸积率的相当大的一部分。本文还讨论了模拟全球盘演化和行星形成的意义。
2015-11-20 astro-ph.EP astro-ph.HE
Hall-effect Mediated Magnetic Flux Transport in Protoplanetary Disks
原行星盘（protoplanetary disk，PPD）的全球演化主要受穿过盘的极向磁通量的大小控制，而极向磁通量的大小又受磁通量输运过程的控制。在弱电离气体中，如在PPD中，磁通量在很大程度上被冻结在电子流体中，除非电阻率很大。当磁盘主要是层流，我们表明，电子和离子之间的相对漂移（霍尔漂移），和离子和中性流体（双极漂移）可以发挥主导作用的磁通量的运输。使用二维模拟，将霍尔效应和双极扩散（AD）与规定的扩散率，我们表明，当大规模的极向场与磁盘旋转对齐，霍尔效应迅速拖动磁通量向内的中平面区域，而它慢慢地推动通量向外上方/下方的中平面。这导致了一个高度径向拉长场配置作为霍尔剪切不稳定性的全球表现。该场配置进一步促进AD在中平面处的快速向外通量传输，导致不稳定性饱和。在准稳定状态下，磁通量在所有高度以大致相同的速率向外传输，并且该速率与无霍尔情况相当。对于反对齐场极性，霍尔效应一致地向外传输磁通量，导致中平面区域中的大部分垂直场配置。上层的磁力线首先径向向内弯曲，然后向外弯曲，以发射盘形风。总的来说，向外通量传输的净速率比对齐的情况快大约两倍。此外，磁通量传输率随磁盘磁化强度的增加而增加。绝对传输率是敏感的磁盘微观物理，这仍有待于在未来的研究中探索。
2016-12-12 astro-ph.EP astro-ph.HE
Origin of Weak Turbulence in the Outer Regions of Protoplanetary Disks
原行星盘中角动量输运的机制，以及这种输运是否具有湍流性质，是行星形成研究中的一个基本问题。最近的ALMA观测表明，这些盘的外部区域的湍流速度小于声速的约5-10%，这与磁旋转不稳定性（MRI）驱动的湍流的理论预测相矛盾。这些观测结果通常被解释为与大规模层流磁风驱动吸积相一致。在这里，我们进行了本地，剪切盒模拟不同的电离水平和背景磁场强度，以确定哪些参数产生的结果与观测一致。我们发现，即使当背景磁场发射一个强大的大部分层流，显着的湍流持续存在，并由局部区域的垂直磁场（纬向流的结果）是不稳定的MRI驱动。我们发现湍流速度低于观测极限的唯一条件是弱背景磁场和远低于理论研究中通常假设的电离水平。我们在一个初步模型的背景下解释了这些发现，在这个模型中，一个大规模的磁场，局限于内盘，阻碍电离源到达大的径向距离，例如，足够密集的风。因此，除了这样的风之外，该模型还预测，对于具有弱湍流外部区域的磁盘，与标准模型相比，外盘的电离水平将显着降低，并且将仅具有弱的垂直磁场。
2018-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Beyond the $α$ model: scaling the wind-driven accretion rate in protoplanetary disks using systematic non-ideal magnetohydrodynamical simulations
Department of Earth and Planetary Sciences, Institute of Science Tokyo（东京科学地球与行星科学系）；Institute for Advanced Study and Department of Astronomy, Tsinghua University（清华大学高等研究院天文学系）
研究通过引入超箱尺度扩散方案，解决了局部剪切盒模拟中磁场累积问题，揭示了吸积率与等效双极Elssasser数和磁活动层厚度的幂律关系，为预测局部盘物理量下的吸积率提供了框架。
2026-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydro-, Magnetohydro-, and Dust-Gas Dynamics of Protoplanetary Disks
行星系的形成是由原行星盘的气体和尘埃动力学控制的。当气体同时被吸积到中心恒星上并被风驱散时，尘埃颗粒聚集并坍塌形成微行星，最终形成行星。这种尘埃和气体动力学涉及不稳定性，湍流和复杂的非线性相互作用，最终控制了这些磁盘的观测外观和长期演变。本章致力于我们的气体和尘埃盘的动力学的理解，包括流体动力学和磁流体动力学湍流，气尘不稳定性，尘埃结块和磁盘风的最新发展。我们展示了这些物理过程是如何从观测中进行测试的，并强调了未来应该解决的问题。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
