On the evolution of pebble-accreting planets in evolving protoplanetary discs
我们研究的迁移发光的低质量的核心层原行星盘吸积发生主要是因为盘风和行星光度产生的卵石吸积。使用二维流体动力学模拟,我们确定的离心率引起的热力作为气体和卵石吸积率的函数,也评估的重要性,所施加的扭矩由固体成分相对于气体扭矩。对于气体吸积率$\dot M= 2\times 10^{-8}$ $M_\odot/$年和卵石流量$\dot M_{peb}=170$ $M_\oplus$ /百万年,我们发现,胚胎偏心率达到的值与光盘的纵横比。然而,圆盘中的行星径向偏移导致由流入的卵石施加的扭矩平均抵消,并且迁移从向外过渡到向内。这是因为热扭矩的大小随偏心率的增加呈指数下降,我们提供了一个拟合公式的热扭矩衰减作为偏心率的函数。随着圆盘的演化,吸积光度在某些时候变得太小,以至于核心偏心率无法增长,以至于固体成分可以对行星施加非零扭矩。这个扭矩是积极的和气体吸积率$\dot M \lesssim 5\times 10^{-9}$ $M_\odot/$年和卵石通量$\dot M_{peb} \lesssim 120$ $M_\oplus/$百万年,它被发现克服的气体扭矩施加在核心质量$m_p\lesssim$ $1M_\oplus$,导致向外迁移。
2022-10-03 astro-ph.EP
Evolution of the Water Snow Line in Magnetically Accreting Protoplanetary Disks
太阳系中的类地行星含水量较低,这表明原行星形成于水雪线内。准确预测雪线位置随时间的变化为约束行星的形成过程提供了线索。本文研究了非理想磁流体动力学(MHD)模拟提出的层流磁场控制下的原行星盘中雪线的迁移。我们提出了一个经验模型的磁盘温度的基础上,我们的非理想MHD模拟,这表明吸积加热是显着效率低于湍流磁盘,并计算雪线位置随时间的推移。我们发现,雪线在磁吸积层流磁盘移动到目前的地球轨道内的恒星形成后1万年,而传统的湍流磁盘的时间是远远长于1万年。这一结果表明,要么岩石原行星形成于盘演化的早期阶段,要么原行星在靠近原太阳形成后向外移动到目前的轨道。
2021-05-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simultaneous gas accretion onto a pair of giant planets: Impact on their final mass and on the protoplanetary disk structure
已知有几个行星系拥有多颗巨行星。然而,当两颗巨行星从同一个圆盘吸积时,目前还不清楚第二颗行星的存在对两颗行星的气体吸积过程有什么影响。在本文中,我们进行长期的二维等温流体动力学模拟(超过0.5百万年)与FARGO-2D 1D代码,考虑两个非迁移行星吸积从同一气体盘。我们发现,行星的质量比的演变取决于间隙的形成。然而,在所有情况下,当行星同时开始吸积时,它们最终的质量非常相似(0.5百万年后为0.9 $<m_{p,out}/m_{p,in}<$ 1.1)。推迟一颗行星的吸积开始,使得行星的质量比在最初达到较大的值,但之后它们很快就收敛到相似的质量($10^5$年为0.8 $<m_{p,out}/m_{p,in}<$ 2)。为了重现观测到的系外行星的质量比,行星必须在不同的时间开始吸积气体,并且它们的吸积必须在失控的气体吸积开始后(小于0.5百万年)迅速停止,例如通过盘分散。行星质量比的演变对系统的动力学有重要影响,并可能制约木星和土星的形成历史。
2022-11-29 astro-ph.EP
The Roles of Dust Growth in the Temperature Evolution and Snow Line Migration in Magnetically Accreting Protoplanetary Disks
本研究结合磁吸积盘温度模型与尘埃颗粒参数化模型,发现尘埃生长通过影响电离度和不透明度共同决定盘中间面温度,且毫米级尘埃可推迟雪线迁移,对类地行星形成建模至关重要。
2023-03-28 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
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
Effects of Radiative Diffusion on the Dynamical Corotation Torque in Three-Dimensional Protoplanetary Disks
由马蹄形轨道变形引起的动力学共转力矩以及背景盘中的涡度梯度对确定低质量行星的轨道迁移速率和方向具有重要意义。之前的二维研究预测动态共转扭矩为正,从而减缓了行星向内迁移的速度。相反,最近的三维研究表明,浮力共振使动力学共转力矩为负,加速向内迁移。在本文中,我们研究的依赖性的动力学共转力矩的热输运使用三维模拟。我们首先表明,我们的结果与以前的三维研究时,磁盘是完全绝热的。然而,在更现实的辐射盘,辐射扩散抑制浮力共振显着,特别是在高海拔地区,并产生一个积极的动力学共转扭矩。这就解释了绝热盘中负动力学共转力矩引起的快速迁移问题。我们的研究结果表明,辐射扩散与恒星辐射和吸积加热一起需要准确地描述低质量行星的迁移。
2022-09-12 astro-ph.EP
Orbital Evolution of Moons in Weakly Accreting Circumplanetary Disks
我们研究了热的和大质量的环行星盘(CPD)的形成和在这些磁盘中形成的卫星的轨道演化。由于子盘的尺寸相对较小,快速的磁扩散阻止了磁旋转不稳定性(MRI)在电离水平上的良好发展,而这种电离水平将允许在母原行星盘中进行MRI。在没有显着的角动量传输,连续的质量供应从父母的原行星盘导致形成一个大规模的CPD。我们已经开发了一个演化模型,这种情况下,并估计了卫星的轨道演化磁盘内。我们发现,在一定的温度范围内,向内迁移的卫星可以停止的结构变化,由于不透明度的转变。此外,通过捕获第二和第三迁移卫星的平均运动共振,拉普拉斯共振的紧凑系统可以形成在我们的磁盘模型。
2017-05-10 astro-ph.EP
Deep imaging search for planets forming in the TW Hya protoplanetary disk with the Keck/NIRC2 vortex coronagraph
最近的原行星盘TW Hya(距离59.5 $\pm$ 0.9 pc)中明显的间隙特征可能是正在形成的行星的路标。我们进行了长时间曝光的热红外日冕成像观测,以寻找吸积行星,特别是在以前在散射光和亚毫米波热发射中检测到的尘埃间隙内。在$L^\prime$(3.4-4.1 $μ$ m)用凯克/NIRC 2涡旋日冕仪进行的三个晚上的观测没有发现任何统计学上显著的点源。因此,我们对非吸积行星的质量设定了严格的上限。在24、41、47和88 au的四个最突出的盘隙中,假设TW Hya的年龄范围为7- 1000万年,我们得到的质量上限为1.6-2.3、1.1 -1.6、1.1-1.5和1.0-1.2木星质量($M_J$)。这些限值对应于95%完整性(真阳性分数为0. 95)时的对比度,在恒星的$1^{\prime\prime}$内有1%的假阳性机会。我们还近似的上限产品的行星质量和行星吸积率的$M_p\dot{M}\lesssim10^{-8} M_J^2/yr$这意味着任何假定的$\sim0.1 M_J$行星,这可能是负责打开24 au差距,目前吸积率不足以建立一个木星质量TW Hya的前主序星寿命。
2018-09-20 astro-ph.EP
Disc-protoplanet interaction Influence of circumprimary radiative discs on self-gravitating protoplanetary bodies in binary star systems
上下文到目前为止,在拥有两颗恒星的系统中已经发现了60多颗行星,其中一些具有小至20 au的双半长轴。众所周知,在这样的系统中,行星的形成受到恒星成分的强烈影响,因为原行星盘和其中的粒子暴露在双星的引力影响下。然而,关于自引力原行星体如何影响辐射的环主星盘的演化的问题仍然是开放的。目的。我们提出了我们的二维流体动力学的GPU CPU代码和研究的相互作用的数千个自引力粒子的粘性和辐射环主星盘内的双星系统。据我们所知,这个程序是目前唯一一个能够处理这么多粒子并计算它们彼此之间以及对圆盘的影响的程序。方法.我们进行了流体动力学模拟的拱星盘假设的二元系统是共面的。我们的基于网格的交错网格代码依赖于ZEUS-2D的想法,在ZEUS-2D中,我们根据不透明度表实现了FARGO算法和用于辐射冷却的额外能量方程。为了处理粒子运动,我们使用了精确Bulirsch - Stoer算法的并行版本。总共计算了四个模型,考虑到(i)仅N体相互作用,(ii)N体和圆盘相互作用,(iii)计算参数(特别是平滑)对N体相互作用的影响,以及(iv)运行模型时安静的低偏心率圆盘的影响(ii)。在两个不同的时间间隔测量冲击速度,并进行比较。结果我们表明,光盘和N体自引力的组合可以有一个显着的影响,对轨道的演变大致月球大小的原行星。
2014-05-20 astro-ph.EP
Radiative feedback from protoplanets in self-gravitating protoplanetary discs
众所周知,大质量原行星盘在距离母星几十个天文单位以外是引力不稳定的。尽管不确定性的范围是众所周知的,但目前还不清楚在圆盘中诞生的自引力气体团的最终命运。如果团块迅速向内迁移,它们会被潮汐破坏,这可能会留下巨大的或类地行星。另一方面,如果团块迁移速度较慢,它们倾向于吸积气体,成为原棕矮星或母恒星的低质量伴星。在这里,我们认为,辐射反馈的收缩团块(原行星)在其光盘是一个重要的影响,已被忽略在以前的计算。我们分析表明,在块的附近的温度可能是足够高,以支持准静态的大气,如果块的质量低于一个临界值,$M_{\rm cr} \sim 6$木星质量($M_J$)。这可能会阻止更多的气体吸积到团块上,从而促进行星的形成,而不是低质量的伴星。我们使用数值模拟来评估这些分析结论,通过研究气体团的迁移和吸积作为其初始质量的函数,$M_i$。忽略辐射预热效应的模拟结果表明,质量小于$\sim 2 M_J$的气体团迅速向内迁移,质量更大的团导致低质量的同伴。相比之下,包括来自团块的辐射预热的模拟显示,像$8 M_J$这样大的团块迅速向内迁移,并最终在内部圆盘中被潮汐破坏。我们的结论是,在其他参数相同的情况下,以前的模拟忽略了自引力团块的辐射反馈,高估了褐矮星和低质量恒星同伴的人口,低估了行星的人口。
2013-06-20 astro-ph.EP
Global simulations of protoplanetary disks with net magnetic flux: I. Non-ideal MHD case
行星形成区域的原行星盘是冷的、致密的,因此电离很弱。由于这个原因,磁流体动力学(MHD)湍流被认为是大多数情况下不存在的,并找到另一种机制来解释气体吸积。有人提出,在大尺度磁场存在的情况下,从电离盘表面发射的磁化风可以驱动吸积。效率和这些表面风对磁盘结构的影响仍然非常不确定。我们提出了第一个全球模拟的弱电离磁盘,表现出大规模的磁化风。我们还研究了自组织的影响,这是以前只证明了在非分层模型。我们用PLUTO程序对分层圆盘进行了数值模拟。我们计算的电离分数动态,并占所有三个非理想的MHD效应:欧姆和双极扩散,霍尔漂移。由于非热辐射的简化加热和冷却也被考虑在磁盘的气氛。我们发现,磁盘可以吸积或不吸积,这取决于配置的大规模磁场。磁热风,驱动的磁加速和加热的大气,在吸积的情况下得到的。在某些情况下,这些风是不对称的,主要在圆盘的一侧喷射。风的质量损失率主要取决于磁盘中平面的磁压力与热压力的平均比率。非吸积的情况下,其特征在于由一个涡卷环流,吸积层在磁盘表面和中平面的decretion。最后,我们观察到自组织,导致轴对称环的密度和相关的压力“颠簸”。的基本机制及其对可观察到的结构的影响进行了讨论。
2017-02-02 astro-ph.EP
Monte Carlo post-processing for radiation hydro simulations of accreting planets in protoplanetary disks
本文通过蒙特卡洛辐射传输后处理对比原行星盘中吸积行星的辐射流体模拟温度分布,发现整体一致性约10%、局部差异可达40%以上,并系统分析了误差来源及通量估计误差。
2025-01-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Protoplanetary Disk Masses from Radiative Transfer Modeling: A Case Study in Taurus
测量原行星盘的质量对于理解它们形成行星的潜力至关重要。通常,尘埃质量是从(亚)毫米通量密度测量加上尘埃的不透明度,温度和光学深度的假设得出的。在这里,我们使用辐射转移模型来量化这些假设的有效性,目的是提高磁盘尘埃质量测量的准确性。我们首先进行了控制的磁盘参数空间的探索。我们发现,磁盘的温度是一个强大的功能,磁盘的大小,而光学深度取决于磁盘的大小和尘埃质量。毫米波长的光谱指数可以显着浅于天真的预期,由于光学深度和瑞利-金斯制度的偏差的组合。我们拟合辐射转移模型的光谱能量分布(SED)的金牛座御夫座地区的132个磁盘使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们使用所有可用的数据来生成任何现存建模研究中使用的最完整的SED。我们进行两次拟合:第一次与不受约束的磁盘大小,并再次强加磁盘大小-亮度关系推断的来源在金牛座。这种约束通常迫使盘更小、更热、并且光学上更厚。从这两组拟合,我们发现磁盘是$\sim$ 1- 5倍,更大的质量比使用(亚)毫米测量和常见的假设。由于我们的模型拟合的不确定性,先前测量的尘埃质量-恒星质量相关性存在于我们的研究中,但仅在2 $σ$水平显着。
2019-03-19 astro-ph.EP
Migration of accreting planets in radiative discs from dynamical torques
我们提出的流体动力学模拟的结果进行逃逸的气体吸积在辐射盘行星的轨道演化。我们考虑吸积盘模型与恒定的质量通量通过光盘,和辐射冷却平衡的粘性加热和恒星辐射的影响。我们假设20-30个$M_\oplus$巨行星核形成于粘性加热占主导地位的区域,并在强共转力矩的作用下向外迁移。在气体吸积被忽略的情况下,我们发现吸积盘的吸积率${\dot M}\gtrsim 7\times 10^{-8} \;M_\odot/yr$的强动力学扭矩的证据。它们的主要作用是使向外迁移率增加$\sim 2$倍。然而,在气体吸积的存在下,失控的向外迁移观察与行星通过零扭矩半径和粘性加热和恒星加热为主的制度之间的过渡。一个吸积行星进入快速迁移制度的能力被发现强烈依赖于行星的增长率,但可以发生的质量流量通过光盘的${\dot M}\gtrsim 5\times 10^{-8} \;M_\odot/yr$的值。我们发现,一个失控的向外迁移的插曲可以导致一个吸积行星形成在5-10 AU的区域,暂时轨道恒星行星分离大$\sim$ 60-70 AU。然而,增加与行星的增长,加上在行星附近的流线拓扑结构的变化系统地导致迁移的方向被逆转的林德布拉德扭矩的振幅。我们的研究结果表明,一颗行星可以达到大的轨道距离的动力扭矩和气体吸积的综合作用下,但需要一种替代机制来解释存在的大质量行星在宽轨道上。
2016-08-31 astro-ph.EP
Efficiency of thermal relaxation by radiative processes in protoplanetary discs: constraints on hydrodynamic turbulence
流体动力学的非磁性不稳定性可以在原行星盘的区域提供湍流应力,在那里MRI不能发展。诱导运动影响晶粒的生长,由此开始形成星子。气体的热弛豫限制了圆盘中湍流的确定的流体动力学源的起源。我们估计的辐射弛豫时间尺度的温度扰动和研究的扰动波长,光盘内的位置,光盘的质量,和尘埃-气体的质量比上的时间尺度的依赖。然后,我们应用热松弛标准本地化模式的对流超稳定性,垂直剪切不稳定性,和僵尸涡不稳定性。我们的计算采用了最新的尘埃和气体的平均不透明度,我们占碰撞耦合到发射物种。松弛标准定义的一个典型的金牛座T光盘的大部分不稳定的线性流体动力学不稳定性的发展。对流超稳定性从最大$2\mbox{ au}$到最大$40\mbox{ au}$,以及超过$140\mbox{ au}$,中平面都是不稳定的。垂直剪切失稳可在$15\mbox{ au}$和$180\mbox{ au}$之间发展。从种子噪声连续生成(僵尸)涡流可以在内部$0{.}8\mbox{ au}$内工作。动态光盘建模与尘埃和气体不透明度的演变,需要清楚地定位的流体动力学湍流,特别是其非线性阶段。
2017-04-22 astro-ph.EP
Importance of radiative effects in gap opening by planets in protoplanetary disks
最近的ALMA观测显示,在几个年轻的II类天体中有同心环状结构。为了在这些系统中产生环和间隙,它们已经用一个嵌入的行星进行了数值模拟,假设局部等温状态方程。这通常是合理的观测目标的辐射为主的磁盘(约100 AU)的外部区域。我们测试这一假设进行流体动力学模拟嵌入式行星在薄的局部等温和辐射盘,模仿系统HD 163296和AS 209,以检查包括能量方程在一个看似局部等温的环境中的影响,就行星盘相互作用而言。我们发现,这样的磁盘与一个理想的状态方程建模产生的环和旋臂的对比度在磁盘的数量方面的差异。局部等温盘产生更尖锐的环形或方位角特征,并通过产生多个间隙而高估了单个行星的间隙打开能力。相比之下,辐射盘中的行星在典型的盘参数上刻出一个单一的间隙。因此,准确的半长轴约100天文单位的行星建模,辐射效应应考虑到即使在看似局部等温磁盘。此外,对于AS 209的情况下,我们发现,主要的差距是显着不同的局部等温和辐射模型。我们的研究结果表明,需要多个行星来解释这些系统中的环丰富的结构。
2020-03-04 astro-ph.EP
Chemical footprints of giant planet formation. Role of planet accretion in shaping the C/O ratio of protoplanetary disks
本研究提出巨行星吸积会在原行星盘留下化学足迹,通过模拟发现吸积行星可升华富碳有机物提升局地气相C/O比,解释了ALMA观测到的谱线发射环现象,建立了巨行星吸积与行星盘化学的新关联。
2023-07-17 astro-ph.EP
Meridional Circulation driven by Planetary Spiral Wakes in Radiative and Magnetized Protoplanetary Discs
本文首次通过辐射磁流体力学模拟研究木星质量行星形成,发现行星螺旋尾流驱动的经向环流在不同设置下一致,并揭示了磁场湍流粘滞对间隙打开和吸积变化性的关键影响。
2023-05-13 astro-ph.EP
The Two-Zone Temperature Distribution Model: Inferences on the Structure and Composition of Dusty Protoplanetary Disks
本文提出了一种无需离散化的原行星盘热发射双区温度分布模型(TZTD),结合经验约束改进了辐射传输拟合,并利用Spitzer IRS光谱验证了其对盘矿物学和结构的推断能力。
2025-10-14 astro-ph.EP
Radiative forces on macroscopic porous bodies in protoplanetary disks: laboratory experiments
在原行星盘的光学薄部分,引力不仅对尘埃颗粒,而且对宏观物体都是一种重要的力量。在被认为是高度多孔的物体上的绝对强度还没有被详细地知道。我们建立了一个低压扭秤,并研究了电泳力。我们研究了板的尺寸和环境压力的依赖性,并考虑了通过板的通道的影响。作为全(无通道)接骨板的样本,我们使用了厚度为2 mm、直径为10 mm、30 mm和50 mm的圆形组织。在面积为35 mm × 35 mm、厚度为1.5mm的矩形电路板上探讨了通道的影响。频道数量为169和352。在低压下,绝对电泳力与板的截面成比例。在高压下,通过通道的气流增强了电泳力。辐射力的压力依赖性可以(形式上)通过对具有特征长度的粒子的电泳来计算。我们导出了两个特征长度尺度l,这取决于板半径r_1、通道半径r_2和板的厚度,板的厚度等于通道的长度d,公式为l=r^{0.35} x d^{0.65}。在压力p_max = 15 x l^{-1}Pa mm处发现最大力。总之,具有通道的板上的电泳力可以通过两个分量的叠加来很好地描述:由于板的总体尺寸和截面引起的电泳力以及由于通道引起的电泳力,两者都具有其特征压力依赖性。我们将这些结果应用于原行星盘中大固体的运输,发现孔隙度对电泳力的影响可以逆转大固体(例如米级大小的物体)的向内漂移,并在盘的光学薄部分内将它们向外推。
2013-09-16 astro-ph.EP
The Herschel/PACS view of the Cep OB2 region: Global protoplanetary disk evolution and clumpy star formation
我们利用Herschel PACS在70和160 $μ$ m的观测资料,探测了CepOB 2星团Tr 37和NGC 7160中年轻恒星周围的原行星盘,并追踪了小尺度云结构。我们发现95个原行星盘在70 $μ$ m,41个在160 $μ$ m,并获得上限超过130个对象。在70 $μ$ m处的探测分数取决于光谱类型(K4或更早的恒星为88%,M3或更晚的恒星为17%)和星盘类型($\sim$ 50%为完整和过渡前星盘,$\sim$ 35%为过渡星盘,没有探测到低过量/耗尽星盘)。非吸积盘与明显较低的质量相一致。吸积过渡和预过渡磁盘有更高的70 $μ$ m的过剩比完整的磁盘,更大规模的,喇叭形和/或更厚的磁盘暗示。赫歇尔的数据还揭示了Tr 37中的几个小型星团,这些小型紧凑的结构包含一些被星云包围的年轻恒星。远红外线数据是一个很好的探测盘的演变,太暗的亚毫米观测。我们发现远红外辐射和吸积之间,以及内部和外部磁盘结构之间有很强的联系。赫歇尔证实了吸积和非吸积过渡盘之间的二分法。即使一个原行星盘内有空洞,也需要发生大量的质量耗尽和全球性的演化来关闭吸积。它们可能遵循不同的进化路径:低的盘质量并不意味着开放的内孔,并且具有内孔并不需要低的盘质量。小星团揭示了Tr 37中的多幕恒星形成。小型星团的长期生存表明它们是由同一个核心的分裂形成的。它们的各种形态有利于不同的形成/触发机制在同一集群内发…
2014-10-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dependence of the structure of planet-opened gaps in protoplanetary disks on radiative cooling
本文使用 Athena++ 模拟原行星盘-行星相互作用,定量研究了稳态间隙深度和宽度对行星质量、粘度、盘标高及热弛豫时标的依赖关系,并推导了 AS 209 等系统中开隙行星的可能质量。
2023-10-19 astro-ph.EP
Long-term Evolution of Photoevaporating Protoplanetary Disks
我们进行计算,我们的一维,两区磁盘模型,以研究长期演变的拱星盘。特别是,我们采用已公布的光蒸发处方和检查是否光蒸发损失单独,再加上一系列的初始角动量的原恒星云,可以解释观察到的光学厚尘埃盘的频率随着年龄的增加而下降。在参数空间中,我们探索,磁盘吸积和/或非吸积过渡阶段持续$\lesssim20 %$的寿命,这是在合理的协议与观察到的统计。假设光蒸发控制磁盘清除,我们发现,云的初始角动量分布需要加权有利于缓慢旋转的原恒星云核。同样,假设内盘分散光蒸发,我们推测,这种倾斜的角动量分布是由于分裂成二进制或多个恒星系统在快速旋转的核心。吸积和非吸积过渡盘在$\dot{M}-R_{\rm wall}$平面上表现出不同的演化路径,这可能解释了两个种群之间观察到的不同性质。然而,我们进一步发现,将光蒸发速率向下缩放10倍使得难以在观察到的时间尺度上清除盘,这表明光蒸发损失的精确值对于设置清除时间至关重要。虽然我们的研究结果只适用于纯光蒸发损失(加上磁盘吸积),可能有影响的模型中,行星清除磁盘优先在半径为10 AU。
2013-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Torques felt by solid accreting planets
由于尘埃-气体相互作用和行星引力的共同作用,原行星盘的固体物质在低质量行星(M_p<=10M_Earth)周围形成不对称的图案。最近的研究表明,尽管在原行星盘中固体的总质量与气体的质量相比可以忽略不计,但一定尺寸的固体物质可以产生正扭矩。扭矩大小可以克服气体的扭矩,这可能导致行星向外迁移。在这项研究中,我们表明,吸积的固体物种的行星加强了固体扭矩的大小是积极的或消极的。我们运行二维,高分辨率(1.5Kx3K)的全球流体动力学模拟嵌入式低质量行星在原行星盘。固体材料作为无压流体处理。一颗M_p<0.3M_Earth的原行星对强耦合固体物质的强烈吸积,导致在行星附近形成强非对称的固体斑图,其正的固体转矩可两倍于气体转矩。然而,在卵石制度的固体吸积的结果增加的幅度负扭矩感受到原行星和加强的正扭矩地球质量的行星。对于M_p>=3M_Earth的行星,固体力矩的大小是正的,但与所研究的吸积强度无关。我们的结论是,固体吸积行星的迁移可以大大偏离规范的I型预测。
2020-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resolving the HD 100546 Protoplanetary System with the Gemini Planet Imager: Evidence for Multiple Forming, Accreting Planets
我们报告双子座行星成像仪H波段高对比度成像/积分场光谱学和偏振的HD 100546,一个10 $Myr$-老的早期型恒星最近证实主机热红外明亮(超)木星原行星在宽分离,HD 100546 b。我们在偏振光中解析了圆盘内腔,恢复了热红外(IR)亮臂,并确定了一个额外的旋臂。我们很容易恢复HD 100546 b,并表明它的大部分发射起源于一个未解决的,点源。HD 100546 b的红外线颜色可能比褐矮星更红,在性质上类似于年轻的云状超木星行星,但这些颜色可能表明HD 100546 b仍在从环行星际盘吸积物质。此外,我们在$r_{proj}$ $\sim$ 14天文单位处发现了第二个点源样峰,它位于盘壁内侧或内侧,与10 - 20 $M_{J}$候选第二颗原行星--"HD 100546 c"--一致,位于盘的弱偏振区域内,但沿着热红外明亮旋臂的延伸。或者,这是同样合理的,这一特点是一个弱偏振,但局部明亮的区域内磁盘壁。在接下来的2年里,对这一特征的天体测量监测和发射谱线测量可以确认它作为原行星的状态,旋转盘热点可能是原行星的路标,或者是盘内的固定发射源。
2015-11-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary discs by a single migrating planet II: radiative discs and observational signatures
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Institute for Theoretical Astrophysics, centre for Astronomie (ZAH), Heidelberg University(海德堡大学理论天体物理研究所);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所)
通过高分辨率流体动力学模拟,研究低粘度辐射盘中单个迁移行星能否产生可观测的尘埃结构,发现行星迁移跳跃可形成多个尘埃环和间隙,且结构寿命至少400 kyr,冷却模型对迁移行为有决定性影响。
2026-07-14 astro-ph.EP
Distribution of Accreting Gas and Angular Momentum onto Circumplanetary Disks
利用高分辨率的三维嵌套网格流体动力学模拟方法,详细研究了气体从原行星盘吸积到环行星盘的过程,为研究巨行星周围卫星的形成过程提供依据.通过对气体吸积流动的详细分析,我们发现气体吸积到环行盘上的大部分过程是从高空接近垂直地吸积到盘表面,在环行盘的几个尺度高度上产生激波面。穿过激波表面的气体向内移动,因为它的比角动量小于局部开普勒旋转的角动量,而原行星盘中面附近的气体不能吸积到环行星盘。靠近希尔球内中平面的气体螺旋向外,通过两个拉格朗日点L $_1$和L $_2$逃离希尔球。我们还详细分析了吸积质量和角动量的通量,发现吸积质量和角动量的通量在盘表面的分布很好地用幂律函数描述,并且大部分气体吸积发生在盘的外部区域,即,大约是希尔半径的0.1倍幂律函数的性质表明,除了外缘,没有特定的半径,气体吸积集中。这些源函数的质量和角动量的环行星际盘将为我们提供有用的约束环行星际盘的结构和演化,这是重要的卫星形成。
2011-12-16 astro-ph.EP
The Empirical and Radiative Transfer Hybrid (EaRTH) Disk Model: Merging Analyses of Protoplanetary Dust Disk Mineralogy and Structure
本研究提出结合矿物学经验表征与MCFOST辐射传输模型的EaRTH盘模型,通过对MP Mus原行星盘光谱的初步拟合验证其优势,可用于韦布望远镜原行星盘光谱的解读。
2024-05-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global models of planetary system formation in radiatively-inefficient protoplanetary discs
(节略)我们在辐射效率低下的圆盘模型中展示了行星系形成的N体模拟结果,其中正共转扭矩可能会抵消林德布拉德扭矩驱动的低质量行星的快速向内迁移。这项工作的目的是研究的性质,行星系所产生的寡头增长,在这样的磁盘。我们适应常用的水星-6辛积分,包括简单的处方行星迁移(I型和II型),行星大气,提高了由原行星,气体吸积到形成行星核,和气体盘分散的星子吸积的概率。我们进行了一系列的模拟与幂律的表面密度和温度分布的各种磁盘模型,重点是模型中,不饱和的共转扭矩可以驱动原行星向外迁移。在某些模型中,我们考虑到了行星轨道偏心时产生的共转力矩的淬灭。我们的模拟结果中,大约有一半成功地形成了具有广泛质量和半长轴的气体巨行星。我们的结论是,收敛迁移引起的共转力矩操作在行星形成可以提高行星核心的增长率,但这些往往迁移到中央恒星,因为共转力矩饱和。中等质量的行星核心的外移可能导致在距离中心恒星很远的地方形成气体巨行星,类似于最近通过直接成像调查观察到的情况。然而,在寡头增长期间,通过行星-行星散射激发行星偏心率可能会抑制共转扭矩的影响,因此向内迁移是由Lindblad扭矩驱动的。
2011-12-13 astro-ph.EP
Three-dimensional magnetic field imaging of protoplanetary disks using Zeeman broadening and linear polarization observations
针对原行星盘磁场难以直接探测的问题,研究塞曼效应对谱线展宽及线偏振的影响,开发简化辐射传输模型并验证其可靠性,提出提取磁场信息的方法,指出该方法的优势并修正现有环向磁场强度上限。
2023-04-14 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
Accreting planets as dust dams in `transition' discs
我们调查在什么情况下嵌入行星在原行星盘可能雕刻的尘埃分布,使其观测呈现为一个“过渡”盘。我们关心的是具有大空穴($\gtrsim 10$ AU)和高吸积率($\sim 10^{-9}-10^{-8}$ M $_\odot$ yr $^{-1}$)的“过渡”盘。特别是那些光蒸发模型难以解释的圆盘。假设标准的图片如何大规模的行星雕刻他们的父母光盘,随着观察到的吸积率在“过渡”光盘,我们发现,吸积光度从形成的行星是显着的,并可以主导恒星光度的差距边缘。这种行星吸积亮度可以对小($s\lesssim 1μ$ m)尘埃颗粒施加显着的辐射压力,前提是它们与气体适当地脱钩。长期的演化计算,占的气体和尘埃成分在一个嵌入式,吸积行星盘的演变,表明,只有与辐射压力的增加,我们可以解释一个“过渡”盘(近红外下降在SED,毫米腔和高吸积率)的全部观察到的特点。在适当的高行星质量($\gtrsim 3-4$ M $_J$)下,来自吸积行星的辐射压力能够阻挡小的尘埃颗粒,产生一个严重的尘埃耗尽的内盘,它在光学上(垂直和径向)薄到红光辐射。我们使用我们的模型来计算合成观测,并提出了一个正在形成的行星的观测进化方案,雕刻其母盘。只有当行星质量和行星吸积率足够高时,行星盘系统才会表现为SED中的“过渡”盘。在其他时候,它将呈现为一个具有原始SED的圆盘,但在mm中有一个空腔,正如在少数原行星圆盘中观察到的那样。
2014-05-13 astro-ph.EP
Rapid radiative clearing of protoplanetary discs
由于没有观测到内部气孔半径大于50天文单位的过渡盘,这意味着从内向外分散的原行星盘必须迅速从外部区域移除气体。我们调查的作用,光蒸发在最终清除气体从低质量的光盘与内孔。特别是,我们研究了所谓的“热扫描”机制,导致快速清除光盘。热扫描最初被认为是在圆盘的X射线加热内边缘处的径向和垂直压力标度长度匹配时出现的。我们证明,这一标准不是根本的。相反,当灰尘加热盘的内边缘处的压力最大值下降到低于X射线加热气体的最大可能压力(其取决于局部X射线通量)时,发生热扫描。我们推导出新的临界峰值体积和表面密度估计快速辐射清除,在一般情况下,导致快速扩散发生不容易比以前的估计。这种由X射线驱动的热扫描对盘的效率较低的清除留下了一个问题,即什么机制可以足够快地从外盘清除气体,以解释弱线金牛座T星周围没有检测到冷气体。
2016-01-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sculpting protoplanetary discs -- modelling circumbinary cavities at observable scales with radiation hydrodynamics
该研究通过27组二维辐射流体动力学模拟,揭示环双星盘空腔形状多样性源于径向变化的冷却时标,可用统一模型解释Cs Cha、GG Tau等系统的空腔结构,证明辐射冷却对环双星盘演化建模至关重要。
2025-10-28 astro-ph.EP
Influence of planetary gas accretion on the shape and depth of gaps in protoplanetary discs
众所周知,巨大的行星有能力在其诞生的气态原行星盘上打开深深的缝隙。然而,目前还不清楚气体在不断增长的行星上的吸积如何影响它们不断增长的间隙的形状和深度。我们用Fargo-2D 1D代码进行了等温流体动力学模拟,该代码假设行星在0.1至260 AU的完整圆盘内吸积气体。气体吸积程序使用一个汇细胞的方法,其中不同的吸积率是用来应付广泛的气体吸积率在文献中引用。我们发现,行星气体吸积率增加较大的磁盘长宽比和更大的粘度。我们的主要结果表明,气体吸积对间隙开放质量有重要影响:我们发现,当圆盘对行星质量的变化反应缓慢时(即,在低粘度下),间隙打开质量与行星吸积速率成比例,较高的气体吸积速率导致较大的间隙打开质量。另一方面,如果盘响应时间短(即,在高粘度下),然后气体吸积帮助行星雕刻出一个很深的缺口。因此,较高的行星气体吸积速率导致较小的间隙开放质量。我们的研究结果有重要的影响,从光盘观测的行星质量的推导:根据行星气体吸积率,从ALMA观测导出的质量可能会关闭高达2倍。我们讨论的结果,在间隙开放质量的变化对行星系的演化的基础上的大钉方案的例子。行星的气体吸积也会影响恒星的气体吸积,由于存在气体吸积行星,影响很小。
2020-11-29 astro-ph.EP
Multi-scale radiative-transfer model of the protoplanetary disc DoAr 44
本研究为蛇夫星形成区的过渡前盘 DoAr 44 构建了全局多尺度动力学平衡辐射转移模型,整合了 ALMA、VLTI 和 VLT 等多种观测数据,揭示了其内流/外流、内盘、尘埃环及未分辨中间盘的结构与动力学特征。
2025-07-24 astro-ph.EP
The evidence of radio polarization induced by the radiative grain alignment and self-scattering of dust grains in a protoplanetary disk
在原行星盘中引起毫米波偏振的机制仍在争论之中。为了解开偏振机制,我们利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在3.1 mm处观测了HL Tau周围的原行星盘,并利用CARMA在1.3 mm处探测到了偏振,成功地探测到了3.1 mm处的环形方位偏振辐射,这表明尘埃颗粒的长轴方向与方位方向一致,这与拉长的尘埃颗粒的辐射排列理论是一致的,其中尘埃颗粒的长轴垂直于辐射通量。此外,在3.1毫米的偏振矢量的形态是完全不同的,从那些在1.3毫米。我们解释说,在3.1毫米的偏振为主的晶粒排列与辐射通量产生方位角偏振矢量,而自散射占主导地位,在1.3毫米,并产生平行于短轴的磁盘的偏振矢量。通过用单个晶粒群体模型对总极化分数进行建模,最大晶粒尺寸被约束为$100{\rm~μm}$,这小于先前基于3 mm处的ALMA和7 mm处的VLA之间的光谱指数的预测。
2017-07-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetic fields in protoplanetary disks: from MHD simulations to ALMA observations
磁场对原行星盘的演化和行星的形成有着重要的影响,许多磁流体动力学(MHD)模拟都预测了磁场的存在。然而,这些预测在观测上还不受约束。为了验证磁场对原行星盘的影响的预测,我们应用3D辐射转移模拟的偏振发射对准的非球面尘埃颗粒,直接链接3D全球非理想MHD模拟ALMA观测。我们的模拟表明,它是可行的,不仅在理想的观测,而且与高角分辨率ALMA观测预测的环向大尺度磁场结构。我们的研究结果进一步表明,高角分辨率观测ALMA能够识别嵌入外磁化盘区域的涡旋。
2016-09-07 astro-ph.EP
Accretion of Solid Materials onto Circumplanetary Disks from Protoplanetary Disks
本文研究了在原行星盘中,从日心轨道到环行星盘的固体物质吸积过程,这是规则卫星系统形成的关键过程。在巨行星形成的气体捕获阶段后期,来自原行星盘的吸积气体形成环行星盘。由于吸积流对环行星盘通过气体阻力影响粒子的运动,我们使用流体动力学模拟数据的气体阻力项来计算固体材料的运动。我们考虑了固体颗粒的宽尺寸范围($10^{-2}$ - $10^6$ m),发现固体颗粒的吸积效率在10 m左右达到峰值,这是因为在这个尺寸范围内绕行星盘气体的阻力能量耗散是最有效的。对于大于10 m尺寸的颗粒,效率变得较低,因为气体阻力变得不那么有效。对于小于10 m的颗粒,由于颗粒与背景气流的强耦合,阻止了颗粒的吸积,因此效率较低。我们还发现,从行星的距离,粒子被捕获的环行星盘是在一个狭窄的范围内,以及描述为一个功能的颗粒大小。
2014-01-17 astro-ph.EP
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
Radiation Magnetohydrodynamics In Global Simulations Of Protoplanetary Disks
我们的目标是在全球模拟中研究原行星盘的热力学和动力学演化,包括辐射传输和磁旋转不稳定性引起的磁流体动力学(MHD)湍流物理。我们发展了一个基于通量限制扩散近似的辐射转移方法,该方法包含了中心恒星的频率依赖性辐射。该混合方案在PLUTO代码中实现。我们实施的重点是辐射转移方法的性能。使用优化的Jacobi预处理BiCGSTAB求解器,辐射模块比我们考虑的磁盘设置的MHD步骤快三倍。我们获得70%的弱缩放效率高达1024个核心。本文首次对分层原行星盘进行了整体三维辐射MHD模拟。盘模型的参数被选择为近似于蛇夫座恒星形成区的AS 209系统的参数。从处于辐射和流体静力平衡的圆盘开始模拟,磁旋转不稳定性很快导致圆盘中的MHD湍流和加热。对于我们使用的磁盘参数,湍流耗散加热磁盘中平面,并提高了约15%的温度相比,被动磁盘模型。一个大致平坦的垂直温度分布建立在光盘光学厚区域接近中平面。我们再现的垂直温度分布与粘性盘模型的应力张量垂直分布是平坦的,在磁盘的大部分和盘冠消失。本文首次证明了用现有的计算设备对湍流原行星盘进行整体辐射MHD模拟是可行的。这为原行星盘内部动力学的广泛研究打开了窗口,其中存在重要的观测约束。
2013-10-22 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
Abundant refractory sulfur in protoplanetary disks
硫是宇宙中最丰富的元素之一,在天文,地球和生物化学中具有重要作用。它的主要储藏在行星形成盘中,以前没有被探测到:气态分子只占元素硫总量的$<1\,$ \%,其余的可能存在于冰或耐火矿物中。像巨行星这样的机制可以过滤掉吸积在盘状恒星上的气体中的尘埃。对于1.4太阳质量以上的恒星,这在恒星光球层上留下了化学特征,可以用来确定被锁定在尘埃中的每种元素的比例。在这里,我们提出了这种方法的应用硫,锌和钠。我们分析了年轻恒星样本中被吸积污染的光球,发现元素硫的$(89\pm8)\,$ \%在其盘中呈难熔形式。主要载体比水冰难熔得多,与硫化矿如FeS一致。
2019-08-15 astro-ph.EP
The Radial Profile of Dust Grain Size in the Protoplanetary Disk of DS Tau
原行星盘中的尘埃颗粒是如何克服快速的径向漂移并从微米大小的颗粒成长为行星的,目前还没有很好的了解。关键是寻找尘埃积累和增长的证据,作为半径的函数。我们研究的径向轮廓的晶粒尺寸在DS Tau盘拟合多波段ALMA观测与自洽辐射转移模型。最适合的晶粒尺寸范围从内部圆盘的厘米到外部区域的30微米。这种由内而外的减少趋势与尘埃演化理论相一致。基于最佳拟合模型,我们发现2木星质量的尘埃已经耗尽的差距。考虑到气体与尘埃的质量比,损失的质量足以形成文献流体动力学模拟推断的3.5木星质量的行星。此外,我们的模拟还表明,在间隙和环之间的界面区域,晶粒尺寸分布显示出不连续性,其幅度依赖于辐射转移分析中采用的尘埃模型。未来需要在更高的角分辨率下进行多波长观测,以更好地约束圆盘子结构附近的晶粒尺寸及其变化。
2022-11-30 astro-ph.EP
Photophoretic Levitation and Trapping of Dust in the Inner Regions of Protoplanetary Disks
在原行星盘中,尘埃颗粒相对于气体和相对于不同大小的颗粒的差异重力驱动的沉降决定了颗粒的可观测性,并为颗粒生长和最终行星形成设定了条件。在这项工作中,我们探讨了在积极吸积的原行星盘的内部区域的大尘埃颗粒的沉降的电泳效应。尘埃颗粒上的光泳力是由气体分子与受热不均的颗粒碰撞而产生的。我们进行一维尘埃沉降计算,以确定尘埃颗粒在磁盘的每列的平衡垂直分布。在这个过程中,我们引入了一个新的治疗的电泳力,这是一致的,在所有的光学深度与代表性的辐射强度场的双流辐射转移近似。大尘埃颗粒的悬浮产生了一个比中平面高出几个尺度的尘埃陷阱,在吸积能量耗散显著的圆盘内部区域。我们发现,差异沉降的尘埃颗粒是从根本上改变在这些地区的磁盘,与大尘埃颗粒被困在一个层以下的恒星照射表面的尘埃与气体的质量比可以提高了一个因素的100个相关的粒子。电泳捕集效应对颗粒尺寸和孔隙率有很强的依赖性。
2017-01-09 astro-ph.EP
Spirals, rings, and vortices shaped by shadows in protoplanetary disks: from radiative hydrodynamical simulations to observable signatures
通过辐射流体动力学模拟,发现阴影边缘激发螺旋并耗散形成环和涡旋,解释了原行星盘中的径向子结构,并预测了可观测特征。
2025-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal Structure and Millimeter Emission of Protoplanetary Disk with embedded protoplanets from radiative transfer modeling
本研究通过流体动力学模拟结合辐射转移后处理,探究含内嵌原行星的原行星盘热结构与毫米辐射特征,发现行星星周盘的辐射可局域升温盘物质,且其毫米辐射特征可用于约束原行星生长时标。
2024-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Accreting Protoplanets in the LkCa 15 Transition Disk
系外行星的探测彻底改变了天文学,为太阳系的结构和行星的人口统计提供了新的见解。虽然现在已经发现和确认了近1900颗系外行星,但没有一颗仍处于形成过程中。过渡盘,即原行星盘,其内部空隙最好用吸积行星的影响来解释,是研究行星形成的天然实验室。一些过渡盘以盘的不对称性或在其空隙中检测到的红外源的形式显示出年轻行星存在的证据,如LkCa 15。迄今为止,直接观测原行星吸积特征的尝试都被证明是不成功的。在这里,我们报告的自适应光学观察LkCa 15,探针内的光盘清除。在2009年至2015年的多个时期的准确源位置,我们推断开普勒轨道上存在多个同伴。我们直接探测到来自最里面的伴星LkCa 15 b的H α发射,表明热(~10,000 K)气体落入吸积原行星的势阱深处。
2015-11-23 astro-ph.EP
Giant Planet Formation by Disk Instability: A Comparison Simulation With An Improved Radiative Scheme
关于原行星盘的冷却速度是否足以通过引力不稳定性诱导气体巨原行星的形成,目前存在分歧。我们自己的小组和其他人的模拟表明,这种行星形成的方法不适用于几十个天文单位内年轻低质量恒星周围的盘,而其他小组的模拟显示,在这个区域分裂成原行星团块。为了直接比较,希望隔离的差异的原因,我们在这里提出了一个高分辨率的三维流体动力学模拟的原行星盘,其中磁盘模型,初始扰动,和模拟条件基本上是相同的,在一组模拟的老板。在同一作者的早期论文中,Boss(2007,以下简称B07)声称冷却速度足够快,可以产生原行星团块。在这里,我们使用我们自己的辐射方案之一的改进版本来发展相同的B07盘,并发现在我们的代码中,该盘不会碎裂,而是迅速进入一种只有低振幅非轴对称结构的状态,这种结构至少持续几次外盘旋转。我们没有看到快速的辐射或对流冷却。我们的结论是,结果的差异是由于不同的治疗区域和以上的磁盘光球,我们解释至少有一种方式,在B07的计划可能会导致人为的快速冷却。
2010-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Temperature Fluctuations driven by Magnetorotational Instability in Protoplanetary Disks
磁旋转不稳定性(MRI)在原行星盘的充分电离区域驱动磁化湍流,导致质量吸积。与这种吸积相关联的势能的耗散决定了吸积区域的热结构。直到最近,来自湍流的加热仅在方位平均的意义上被处理,忽略了局部波动。然而,磁化湍流耗散其能量间歇性的电流片结构。我们研究这种间歇性的能量耗散使用高分辨率的数值模型,包括在光学厚制度的辐射热扩散的治疗。我们的模型预测,这些湍流电流片驱动器的顺序统一的温度变化,即使在MRI阻尼欧姆电阻率强烈。这意味着,必须很好地解决发生能量耗散的电流片结构,以正确地捕捉数值模型中的流动结构。与解决磁场强度或吸积应力相比,解决能量耗散需要更高的分辨率。温度变化大到足以对盘中的矿物形成产生重大影响,包括熔融球粒、重熔富含钙铝的夹杂物和退火硅酸盐;并且可能驱动滞后:MRI活动区域中的电流片可能比盘的其余部分显著更具导电性。
2014-07-03 astro-ph.EP
Thermally driven spontaneous dust accumulation in the inner regions of protoplanetary disks
本文提出原行星盘内部区域中尘埃与温度协同演化驱动的自发尘埃聚集新机制,证明尘埃面密度扰动可在无气体密度极大值条件下形成压力陷阱,使中平面尘埃-气体密度比超过1,从而促进岩石星子形成。
2025-04-12 astro-ph.EP
Uncertainties of the dust grain size in protoplanetary disks retrieved from millimeter continuum observations
该研究通过运行参考辐射转移模型生成多波长合成图像,用解析解拟合探究原行星盘尘埃颗粒尺寸反演的不确定性,发现多波长观测可降低参数简并,且盘倾角对反演效果影响显著。
2024-10-05 astro-ph.EP
Ionized envelopes around protoplanets and the role of radiative feedback in gas accretion
本研究通过含辐射反馈的三维流体模拟,探究木星质量原行星的气体吸积过程,发现电离包层半径是吸积率与Hα光度估算的关键,且辐射反馈会提升吸积率,指出此前以Hα未探测判断行星形成的方法可能存在误读。
2025-03-19 astro-ph.EP