Nascent Embedded-protostar Survey in Taurus (NEST) II: Measuring Dust Mass, Disk Size, and Gas Mass
University of Virginia(弗吉尼亚大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);Space Science Institute(空间科学研究所);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);SKA Observatory(平方公里阵列射电望远镜观测站);University of Arizona(亚利桑那大学);National Sun Yat-Sen University(国立中山大学);National Taiwan Normal University(台湾师范大学)
本研究针对金牛座26个原恒星盘系统,利用ALMA与VLA观测及CO同位素体建模,测量了不同波段下的尘埃、气体质量与盘尺寸,明确了金牛座原恒星盘的相关特性及气体尘埃比范围。
2026-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational constraints on dust disk sizes in tidally truncated protoplanetary disks in multiple systems in the Taurus region
恒星多样性对行星形成盘演化的影响仍然是争论的主题。在这里,我们提出和分析磁盘结构周围的10个多恒星系统,包括在一个公正的,高空间分辨率的调查进行ALMA的32原行星盘在金牛座恒星形成区域。在前所未有的空间分辨率~0.12”,我们探测和空间解析所有主要恒星周围的磁盘,以及8个二级和一个三级恒星周围的磁盘。多恒星系统周围的尘埃半径小于相同恒星质量范围内和同一区域内的单恒星周围的尘埃半径。在多个恒星系统中的磁盘也显示了一个陡峭的衰减毫米连续辐射的外半径比磁盘周围的单星,暗示的影响,潮汐截断盘的形状在多个系统。然而,只有当双星的偏心率相当高(通常>0.5),或者观测到的尘埃半径比气体半径小两倍,就像孤立系的典型情况一样,观测到的尘埃盘半径和观测到的恒星分离之间的比值才与潮汐截断效应的分析预测相一致。要解决这个问题,需要对多恒星系统中的气盘气体发射进行类似的高分辨率研究。
2019-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Super-resolution trends in the ALMA Taurus survey: Structured inner discs and compact discs
对金牛座分子云中原行星盘的1.33毫米测量发现,当它们的一维可见度分布被参数化拟合时,环形间隙和环在扩展源(>~55天文单位)中是常见的。我们首先展示了非参数可见性的优点和局限性,适合在调查的0.12”分辨率的数据。然后,我们使用弗兰肯斯坦('弗兰克')的非参数模型,以确定新的子结构在三个紧凑和七个扩展源。在新的功能,我们确定了三个趋势:一个更高的发生率的调查的光盘的子结构比以前看到的,欠解析(潜在的方位不对称)的子结构在最里面的光盘的扩展源,和一个“肩膀”的后缘上的一个环的光盘在小半径强烈耗尽。注意到肩形态是目前在多个光盘观察到更高的分辨率,我们假设它是一个共同的物理机制。我们进一步展示了如何超分辨率弗兰克亮度配置文件是有用的,在激励一个准确的参数模型,使用高度结构化的源DL头,弗兰克发现两个新的环。最后,我们表明,稀疏(u,v)平面采样可能会掩盖存在的子结构在几个额外的紧凑的调查来源。
2022-06-22 astro-ph.EP
Evidence for Systematically Larger Dust Grains in Upper Scorpius Relative to Taurus Disks
Southwest Jiaotong University(西南交通大学);The University of Arizona(亚利桑那大学);Peking University(北京大学);Joint ALMA Observatory(ALMA联合观测站);California Institute of Technology(加州理工学院);Texas State University(德克萨斯州立大学);University of Leeds(利兹大学);Jet Propulsion Laboratory(喷气推进实验室);Large Binocular Telescope Observatory(大型双筒望远镜天文台)
利用JWST中红外光谱分析上蝎座和金牛座原行星盘,发现上蝎座盘中尘埃颗粒平均尺寸系统性地更大,而结晶度无显著差异,支持尘埃演化理论。
2026-05-26 astro-ph.EP
ALMA 2D Super-resolution Imaging of Taurus-Auriga Protoplanetary Disks: Probing Statistical Properties of Disk Substructures
本研究利用基于稀疏建模的 ALMA 2D 超分辨率成像技术分析金牛座-御夫座 43 个原行星盘,发现间隙径向位置呈双峰分布且宽度随深度增加,推断的行星分布类似太阳系。
2024-04-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
[OI] disk emission in the Taurus star forming region
原行星盘的结构被认为与其尘埃和气体的温度和化学性质有关。圆盘是平的还是张开的,取决于它在给定半径处吸收的辐射量,以及辐射转化为热能的效率。这些加热和冷却过程的理解是至关重要的,提供一个可靠的磁盘结构的尘埃连续排放和气体线通量的解释。特别是在磁盘的上层,其中气体和灰尘是热解耦的,红外线发射是严格相关的气体加热/冷却过程。我们的目标是研究在氧线发射区的磁盘的热性能,并调查的相对重要性的X射线(1-120埃)和远紫外辐射(FUV,912-2070埃)的加热平衡。我们使用在金牛座/御夫座恒星形成区域的原行星盘样本中观察到的[OI] 63微米线通量,并将其与我们以前工作中提出的模型预测进行比较。这些数据是由赫歇尔空间天文台上的PACS仪器获得的,作为赫歇尔开放时间关键计划GASPS(原行星盘中的GAS)的一部分,发表在霍华德等人(2013)。我们的理论网格的磁盘模型可以重现[OI]的绝对通量和预测[OI]和总和Lx+Lfuv之间的相关性。数据显示[OI]线通量与X射线光度、FUV光度或它们的总和之间没有相关性。数据表明,FUV或X射线辐射对[OI]线形成的区域没有显著影响。这与我们的模型所预测的相反。可能的解释是金牛座的圆盘比流体静力学模型预测的要少,和/或在我们的模型中保持不变的其他圆盘结构方面很重要。.. abridged..
2014-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT). IV. Thioformaldehyde (H$_2$CS) in protoplanetary disks: spatial distributions and binding energies
目的:追踪原行星盘中含硫化学关键组分H2 CS的径向和垂直空间分布。根据H_2CS结合能分析所观察到的分布,以讨论热脱附在富集气盘组分中的作用。研究方法:在ALMA对金牛座恒星形成区(ALMA-DOT)中的O-H2 CS(7_1,6 - 6_1,5)源进行化学调查的背景下,我们观察到了5个I类或早期II类源,具有40 au尺度的o-H2 CS(7_1,6 - 6_1,5)线。我们估计的结合能(BE)的H2 CS使用量子力学计算,第一次,为一个扩展的,周期性的,结晶冰。结果:我们在HL Tau和IRAS 04302 +2247盘中的两个旋转分子环中成像了H2 CS。外半径约为140 au(HL Tau)和115 au(IRAS 04302+2247)。IRAS 04302+2247的边缘几何结构显示,H2 CS发射峰位于60-115 au的半径处,距离赤道面z = +- 50 au。柱密度约为10^14 cm^-2。对于HL Tau,我们首次导出了原行星盘中的[H2 CS]/[H]丰度(约为10^-14)。扩展结晶冰和无定形冰的H2 CS的BE值分别为4258 K和3000-4600 K,表明尘埃温度大于50-80 K时存在热蒸发。结论:H2 CS跟踪所谓的温暖分子层,以前使用CS和H2 CO采样的区域。硫代甲醛峰比H2 CO和CS更接近原恒星,这可能是由于观察到的7_1,6 - 6…
2020-11-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Detailed Microwave Continuum Spectra from Bright Protoplanetary Disks in Taurus
本研究通过金牛座八个年轻系统的微波连续谱观测,发现尘埃盘发射在亚毫米波段部分光学厚,导致传统尘埃质量被低估约一个数量级,强调低频观测对准确估计行星形成质量预算的重要性。
2025-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Identification of Young Stellar Variables with KELT for K2 I: Campaign 13 Taurus Dippers and Rotators
其中一个研究最充分的年轻恒星协会,金牛座-御夫座,将在2017年春季由扩展的开普勒任务K2观测。K2 Campaign 13(C13)将是一个独特的机会,以高光度精度和节奏研究这个年轻的协会中的许多恒星。使用观测的Kilodegree极小望远镜(KELT)的调查,我们确定“勺”,随机变量和周期变量之间的K2 C13目标恒星。此次发布的KELT数据(电子表格中的光变曲线数据)为社区提供了长期基线观测,以帮助了解该协会中更奇特的变量。在几个月到几年的时间尺度上,类似瞬变的现象是年轻恒星天体光变曲线的已知特征,这使得K2前后的背景观测对于理解它们的基本过程至关重要。我们正在提供一套全面的KELT光变曲线已知金牛座御夫座恒星在K2 C13。来自K2和KELT的综合数据集应该允许与恒星形成,恒星变化和原行星环境有关的广泛调查。
2017-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The 4-400 GHz Survey for the 32 Class II Disks in the Taurus Molecular Cloud
该研究汇编Taurus-Auriga 32个II型原行星盘的4–400 GHz宽频谱,通过分段幂律与sigmoid过渡分析揭示多成分辐射,并提出低频高分辨观测探测尘埃子结构。
2025-02-20 astro-ph.EP
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT) III: The interplay between gas and dust in the protoplanetary disk of DG Tau
行星在原行星盘中形成,并继承了它们的化学成分。因此,了解磁盘的分子内容至关重要。我们的目标是表征DG Tau盘中分子的分布和丰度。在ALMA金牛座外流源的化学调查(ALMA-DOT)的背景下,我们分析了ALMA在H2 CO 3(1,2)-2(1,1),CS 5-4和CN 2-1中的DG Tau盘的观测,在~0.15”,即~18 au在121 pc。H2 CO和CS起源于1.3mm尘埃连续体边缘的盘环,CS探测相对于H2 CO的外盘区域(分别在~70和~60 Au处达到峰值)。CN起源于最外层的磁盘/信封区峰值在~80 Au。H2 CO主要由磁盘发射,而CS探针也可能吸积到磁盘上的两个流的材料与发射的峰值流连接到磁盘。环和盘高平均柱密度为~2.4-8.6e13 cm-2(H2 CO)、~1.7-2.5e13 cm-2(CS)和~1.9-4.7e13 cm-2(CN)。非锐化掩模揭示了一个环的增强尘埃排放在~40 AU,即外面的CO雪线(~30 AU)。CS和H2 CO排放是共空间的,表明它们是化学联系的。在1.3mm连续谱边缘观察到的分子发射环可能是由于尘埃不透明度效应和/或内盘中的continunum过减;以及在mm尘埃边缘增加的UV渗透和/或温度反演,这将导致这些分子的气相形成和解吸。此外,H_2CO和CS的来源于尘埃辐射增强环之外,这也与0.87mm处的线偏振变化相吻合。这表明…
2020-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical network reduction in protoplanetary disks
原行星盘(PPD)具有不同的气体动力学和化学特征,这些特征通过电离、加热和冷却过程以及平流和湍流输送耦合。然而,当使用综合化学反应网络时,直接将气体动力学与时间依赖化学耦合在计算上是昂贵的。在本文中,我们评估了在不同的磁盘环境中的一个物种为基础的网络还原方法,以产生小的化学网络,重现在大型气相化学网络中发现的主要物种的丰度的效用。我们发现,该方法在磁盘中平面和表面区域,其中约20-30气相物种,连接$\sim$ 50-60气相反应,是足够的复制目标电离分数和化学丰度非常好。还原网络中的大多数物种,包括氧、碳和氮的主要载体,在还原和完全网络模型中也具有相似的丰度。我们的研究结果可以作为未来的流体动力学/磁流体动力学模拟的PPD纳入时间依赖性的化学在适当的区域的初步努力。然而,准确地模拟在中间盘高度的主要物种的丰度,将需要更多的扩展网络,包括气体颗粒化学,并留给未来的研究。
2019-01-15 astro-ph.EP
Chemistry in Protoplanetary Disks
本文综述了原行星盘中气体、固体和分子冰的演化过程。与磁盘物理和化学,无论是观测和理论上的关键发现,突出显示。我们讨论了哪些分子探针用于推导气体温度,密度,电离状态,运动学,氘分馏,并研究有机物质在原行星盘。
2013-10-11 astro-ph.EP astro-ph.GA
Running with the Bulls: The frequency of star-disc encounters in the Taurus star forming region
本研究针对金牛座恒星形成区恒星-原行星盘相遇事件的频率问题,构建含双星与空间运动学子结构的动力学模型开展演化模拟,量化了不同强度截断事件的发生速率,并指出现有观测样本可能不完整,新增观测案例或暗示新物理机制。
2024-09-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Substructures in Compact Disks of the Taurus Star-forming Region
本文重新分析金牛座恒星形成区12个紧凑原行星盘的ALMA观测数据,通过直接拟合可见度发现其中6个存在次结构,并基于行星-盘相互作用模拟计算了潜在行星质量,发现年轻行星出现率在海王星质量附近达峰值,与微透镜和直接成像巡天结果一致。
2023-05-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in an Evolving Protoplanetary Disk: Effects on Terrestrial Planet Composition
行星的组成在很大程度上取决于星子形成和生长期间盘的化学和动力学演化。为了预测系外行星成分的多样性,以前的工作将星子成分建模为原行星盘在单一时间的平衡化学成分。然而,星子的形成需要一段很长的时间,在此期间,随着盘的冷却,气体中的元素依次冷凝并吸积到星子上。为了解释星子形成过程中的盘的演化,我们将盘的化学和动力学模型与星子形成的处方结合起来。然后,我们按照这些星子的成长为类地行星与N体模拟的后期阶段行星形成,以评估连续冷凝的效果上的大部分组成的行星。我们发现,我们的模型产生的结果类似于早期的模型与C/O比接近太阳值(0.54)的磁盘。然而,在C/O比大于0.8的盘中,富碳微行星在盘的更大的径向范围内形成。此外,我们的模型产生的C/O比低至~0.65,这是不可能的,在静力平衡化学的情况下,在磁盘中的富碳星子。这些结果表明:(1)中等碳增强恒星(0.65 < C/O < 0.8)周围可能存在大量短周期富碳行星;(2)富碳恒星(C/O > 0.8)周围的整个类地行星区都可能形成富碳行星。
2014-05-13 astro-ph.EP
Reprocessing of Ices in Turbulent Protoplanetary Disks: Carbon and Nitrogen Chemistry
我们研究了湍流输运对原行星盘中冰化学的影响,重点是含碳和含氮分子。化学速率方程求解的扩散项,模仿湍流混合在垂直方向。湍流可以将冰覆盖的尘埃颗粒从中平面带到温暖的辐射盘表面,并且通过光反应、热解吸和表面反应对冰幔进行再处理。在r < 30 AU时,向上的输送降低了甲醇和氨冰的丰度,因为温暖的尘埃温度阻止了它们在颗粒表面的再形成。这种后处理可以解释彗星彗发中碳和氮分子的丰度小于低质量原恒星包层中的丰度。我们还表明,混合对复杂有机分子(COM)的合成的影响是两种方式:(1)冰从中间平面到磁盘表面的运输和(2)原子氢从表面到中间平面的运输。前者增强了盘表面的COM形成,而后者抑制了中平面的COM形成。然后,当混合是强的,COM主要形成在磁盘表面,而他们的父母分子(重新)形成在中平面。与非湍流模型相比,该循环将COM分布在垂直方向和径向向外扩展。我们推导出的时间尺度的汇机制,CO和N2被转换为挥发性较低的分子被耗尽的气相,并发现,垂直混合抑制这种机制在内部磁盘。
2014-06-13 astro-ph.EP
Temperature structures of embedded disks: young disks in Taurus are warm
年轻恒星周围的气体和冰的化学成分决定了行星的整体组成。与原行星盘(II类)相反,仍然嵌入其出生包层(0类和I类)的年轻盘被预测太温暖,CO无法冻结,正如L1527 IRS的观测所证实的那样。为了确定年轻的磁盘是否通常比它们更进化的对应物更温暖,我们用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)观察了金牛座的五个年轻(0/I类和I类)磁盘,以$0.48^{\prime\prime} \times 0.31^{\prime\prime}$分辨率瞄准C $^{17}$ O $2-1$,H $_2$ CO $3_{1,2}-2_{1,1}$,HDO $3_{1,2}-2_{2,1}$和CH $_3$ OH $5_K-4_K$跃迁。这些物种的不同冻结温度使我们能够推导出全球温度结构。在所有盘中检测到C $^{17}$ O和H $_2$ CO,在内部$\sim$ 100 au中没有CO冻结的迹象,并且CO丰度接近于$\sim$ 10 $^{-4}$。H $_2$ CO发射起源于两个边缘上圆盘的表面层,如IRAS~04302+2247中特别美丽的V形发射图案所证明的。未检测到HDO和CH $_3$ OH,柱密度上限比热芯低100倍以上。因此,年轻的磁盘被发现比太阳类似物周围更进化的原行星盘温暖,没有CO冻结(或仅在$\gtrsim$ 100 Au磁盘的最外部分)或CO处理。然而,它们不像爆发源周围的热…
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Search for Alignment of Disk Orientations in Nearby Star-Forming Regions: Lupus, Taurus, Upper Scorpius, $ρ$ Ophiuchi, and Orion
原行星盘方向之间的空间相关性携带着关于多个恒星形成过程的物理学信息。我们选择附近的五个恒星形成区域,包括一些原行星盘的空间分辨图像与ALMA和HST,并寻找磁盘轴的相互对齐。具体来说,我们应用柯伊伯检验来检查位置角(PA:从北方逆时针测量的投影盘椭圆的长轴的角度)分布的统计均匀性。位于恒星形成区域的盘,除了狼疮云,没有显示出任何对齐的特征,支持随机取向。然而,在狼疮场的一个子区域狼疮III云中,PA的光谱测量的16个圆盘的旋转轴表现出弱的和可能的偏离在$2σ$水平上的随机分布,并且16个圆盘的倾斜角也是不均匀的。此外,在狼疮III云中的盘PA的平均方向是平行于其细丝结构的方向,并近似垂直于磁场方向。我们还确认了鲁棒性的估计PA狼疮云通过比较不同的观察和估计的基础上,包括稀疏建模的三种不同的方法。没有显着的磁盘取向对齐是一致的磁盘角动量的湍流起源。需要进一步的观测来证实/证伪狼疮III云中可能的圆盘排列。
2020-07-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of Chemistry on Vertical Dust Motion in Early Protoplanetary Disks
我们提出了一个新的现象影响尘埃颗粒在早期原行星盘的陆地区域的沉降的可能性。沉降尘埃颗粒在盘演化的早期在热的内部区域蒸发,凝结和蒸发对垂直沉降的影响是显著的。本文提出了一个考虑物理和化学因素的一维降尘模型。模拟结果表明,尘埃颗粒在下降到较热的内部时蒸发,形成“凝结锋”,在凝结锋上方,尘埃的主要成分Mg、Si和Fe积累,形成大的温度梯度。在前面反复蒸发抑制晶粒生长,和小晶粒尺寸提高不透明度远离中平面。包括辐射传热和冷凝理论在内的自洽计算表明,中间盘的温度可能足够高,硅酸盐保持蒸发的时间比以前的估计要长。凝结锋的形成导致高度难熔元素(如Al和Ca)和中等难熔元素(如Mg、Si和Fe)之间的对比沉降行为,表明星子中的元素丰度可能不是挥发性的简单函数。
2017-08-24 astro-ph.EP
Chemistry in protoplanetary disks (short review in Russian)
在这个演讲中,我将讨论在理解原行星盘的化学演化方面的最新进展,这些原行星盘类似于我们的太阳系在最初的一千万年中。在行星形成的边缘,温度、密度和辐射强度的强烈变化导致了这些圆盘的分层化学结构。在热、稀和强辐照的大气中,只有简单的自由基、原子和原子离子可以通过气相过程存活、形成和破坏。在大气层之下,有一个部分被紫外线屏蔽的温暖分子层,高能辐射驱动着气相和尘埃表面的丰富化学物质。在一个寒冷、致密、黑暗的圆盘中面,许多分子被冻结,形成厚厚的冰幔,表面化学活跃,合成复杂的(有机)物种。
2012-02-24 astro-ph.EP astro-ph.GA
Small and Large Dust Cavities in Disks around mid-M Stars in Taurus
本文利用ALMA高分辨率观测分析金牛座6个中M型星周围星盘,发现多样大小的尘埃空腔,并结合可见度建模与SED拟合探讨其成因及恒星质量依赖。
2024-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling the Impact of Moderate External UV Irradiation on Disk Chemistry
本文构建中等增强 ISRF 下的 T-Tauri 星盘化学模型,发现外部紫外形成外电离锋并显著改变部分外盘分子,而内盘数十 au 化学基本不变。
2025-01-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Chemistry
本文综述了原行星盘中挥发性元素HOCNSP的化学及相关观测与理论方法,指出盘化学组成受继承与原位化学共同影响,且与物理动力学过程紧密交织,为探测盘演化和行星形成提供了化学探针。
2023-09-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The chemistry of planet-forming regions is not interstellar
红外线和亚毫米波技术的进步使得人们能够对原行星盘的行星形成区域的分子含量进行详细的观测。特别是,围绕太阳型恒星的圆盘现在有越来越多的分子库存,可以直接与星前化学和早期太阳星云的推断进行比较。这些数据直接解决了一个老问题,即行星形成物质的化学性质是否与致密云和原恒星包层的化学性质相似或不同。这个问题的答案可能会对行星系的结构和组成产生深远的影响。实际的挑战是,从圆盘上观测到的发射谱线并不容易转化为化学浓度。在这里,我们提出了一个二维辐射转移模型的RNO 90,一个经典的原行星盘周围的太阳质量的恒星,并检索的浓度占主导地位的分子载体的碳,氧和氮在地球区域周围1 AU。我们比较我们的研究结果的化学库存稠密的云和原恒星信封,并认为,内部磁盘化学是,正如预期的那样,从星前化学根本不同。我们发现,最清楚的判别可能是CO $_2$,这是非常低的磁盘,但最丰富的成分之一,致密的云和原恒星信封的浓度。
2014-06-05 astro-ph.EP astro-ph.GA
Destruction of refractory carbon grains drives the final stage of proto-planetary disk chemistry
在这里,我们的目标是探索强C2 H线的起源,重新想象原行星盘的化学。有几个关键方面推动了我们的分析。首先,C2 H在年轻和年老的系统中都被检测到,暗示着一种长寿命的化学物质。第二,作为自由基,C2 H在不到1000年的时间内迅速被破坏。这两个陈述暗示了负责C2 H排放的化学必须主要在气相中并且必须处于平衡。结合新的和已发表的化学模型,我们发现,提高总挥发性(气体和冰)的C/O比是唯一的自然方式,以创造一个长寿命,高C2 H丰度。大部分\ce{C2H}存在于气体中,其Fuv/n-气体约为10^-7 G 0 cm ^3。为了提高挥发性C/O比,必须将额外的碳释放到气体中,以在贫氧条件下实现平衡化学。富碳颗粒的光烧蚀似乎是将C/O比提高到1.5以上的最直接方法,为长寿命的平衡循环提供动力。在Fuv/n-gas ~ 10^-7 G 0 cm ^3条件下,气体盘中存在高C/O比和高C2 H丰度的最佳条件区域正好位于卵石盘的外部,也可能位于盘隙中。因此,这个过程也可以解释在C2 H观测中看到的结构(暗示)。
2021-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemistry Along Accretion Streams in a Viscously-Evolving Protoplanetary Disk
原行星盘的组成是由星际遗传和盘内气体和颗粒表面化学反应的组合决定的。遗传分子的生存,以及盘在原位化学取决于当地的温度,密度和辐射环境,这可能会随着时间的推移,由于恒星和磁盘的演变,以及在磁盘中的传输而改变。我们解决一个方面的物理和化学演化之间的耦合在磁盘以下吸积流线的气体和小颗粒在磁盘中平面,同时考虑到不断发展的恒星。这种方法计算效率高,使我们能够在不减少化学网络的情况下考虑不断变化的物理条件。我们发现,在动力学模型中,由于宇宙射线驱动的化学产物的向内传输,许多物种在内盘中平面被增强,导致,例如,数量级的碳氢化合物增强在1 AU,相比静态磁盘。对于其他几个化学家族,静态和动态模型之间没有差异,这表明存在强大的化学重置,而另一些则显示出静态和动态模型之间的差异,这些差异取决于向内轨道期间物理和化学之间的复杂相互作用。因此,在模拟原行星盘的化学演化时,耦合动力学和化学的重要性取决于感兴趣的化学。
2020-02-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT) II: Vertical stratification of CO, CS, CN, H$_2$CO, and CH$_3$OH in a Class I disk
行星的化学成分是从行星形成时的原行星盘继承而来的。越来越多的观测证据表明,行星形成的时间不到100万年。这激发了对I类盘的空间分辨光谱观测的需要,正如ALMA金牛座的O2-外流源化学调查(ALMA-DOT)所进行的那样。在ALMA-DOT的背景下,我们在1.3mm连续谱和5条分子谱线上观察到I类源IRAS 04302+2247(蝴蝶星)周围的边缘盘。我们报告的第一次尝试检测甲醇(CH $_3$ OH)在I类磁盘和解决,第一次,磁盘的垂直结构与多个分子示踪剂。CO 2-1、CS 5-4和o-H $_2$ CO 3(1,2)-2(1,1)谱线的大部分发射来自温暖的分子层,谱线强度峰值出现在圆盘高度增加的$z$和径向距离增加的$r$处。分子发射是垂直分层的,在较大的磁盘高度(孔径$z/r\sim0.41-0.45$)相比,CS和H $_2$ CO,这是近共空间($z/r\sim0.21-0.28$)与CO观察。在外中平面,由于分子冻结到尘埃颗粒(冻结层)上,线发射减少了>100(CO)和15(CS)的因子。的H $_2$ CO排放量减少的一个因素,只有约2,这可能是由于H $_2$ CO形成的冰粒,然后通过非热释放到气相中。推测的[CH $_3$ OH]/[H $_2$ CO]丰度比为0.5-0.6,比0级热科里醇低1-2个数量级,比原行星盘的其他值(TW Hya,1.3-1.7)低约2…
2020-09-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Machine learning-accelerated chemistry modeling of protoplanetary disks
Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文研究所);Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院天文研究所);Ludwig Maximilian University(路德维希·马克西米利安大学)
目标。随着大量的分子发射数据从(亚)毫米天文台和传入的詹姆斯韦伯太空望远镜红外光谱,获得快速前进模型的化学成分的原行星盘是至关重要的。方法.我们使用了热化学建模代码来生成一个不同的人口的原行星盘模型。我们训练了一个K-最近邻(KNN)回归器来即时预测其他磁盘模型的化学性质。结果我们表明,它是可以准确地再现化学只使用一小部分的物理条件,由于当地的物理条件之间的相关性,在采用原行星盘模型。我们讨论了这种方法的不确定性和局限性。结论.所提出的方法可用于贝叶斯拟合的线发射数据,以恢复磁盘的属性从观测。我们提出了一个管道复制相同的方法在其他磁盘化学模型集。
2022-09-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT): I. CO, CS, CN, and H2CO around DG Tau B
行星的化学成分是由形成时原行星盘中各种分子种类的分布所继承的。到目前为止,只有少数磁盘已被成像在多个谱线与高空间分辨率。作为一个小运动的一部分,致力于在金牛座盘流出源的化学特性,我们报告新的ALMA波段6观测与20 au分辨率对嵌入的年轻恒星DG Tau B。连续辐射的图像显示了一个带环的尘埃盘,以及一个领先的螺旋臂。在CO,H2 CO,CS和CN中检测到该盘以及突出的流出空腔,而在SO2,HDO和CH 3OH中未检测到。从背面流出的吸收,我们推断,磁盘发射是光学厚内50金。这种形态解释了为什么没有线发射检测到从这个内部区域,并对尘埃质量的计算和内部气体盘的表征提出了一些限制。来自内200 Au的H_2CO和CS发射主要来自盘,它们的形态非常相似。CN的发射显着不同于其他两个分子,因为它是观察到只有超过150金。这种环状的形态与以前的观察和热化学盘模型的预测是一致的。最后,我们约束了所有分子的圆盘积分柱密度。特别地,我们发现CH 3OH/H2 CO比率必须小于2,使得甲醇未检测仍然与文献中唯一可用的这样的比率(TW Hya中的1.27)一致。
2020-03-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Gaps and Rings in an ALMA Survey of Disks in the Taurus Star-forming Region
在ALMA对原行星盘的尘埃观测中,环是最常被发现的亚结构,但它们的起源仍有激烈的争论。在本文中,我们确定了12个磁盘中的尘埃子结构,并测量了它们的属性,以研究它们是如何形成的。这个圆盘的子样本是从金牛座恒星形成区域的32个圆盘的高分辨率($\sim0.12''$)ALMA 1.33毫米调查中选择的,该调查旨在覆盖宽范围的亚毫米亮度,并对先前已知的子结构没有偏见。虽然轴对称环和间隙在我们的样品中很常见,但没有检测到螺旋图案和高对比度方位不对称。将星盘模型拟合到vibrium,可以估计出间隙和环的位置和形状、每个星盘组件中的通量以及星盘的大小。尘埃子结构发生在很大范围的恒星质量和磁盘亮度。有多个环的行星往往更大,更长。如果大多数间隙是由低质量行星(超级地球和海王星)在低盘湍流($α=10^{-4}$)条件下打开的,那么间隙位置和宽度之间的相关性、环和间隙之间的强度对比以及环和间隙的分离都可以得到解释。间隙的位置与CO和N $_2$冰线的预期位置没有很好的相关性,因此凝结锋不太可能是产生间隙和环的通用机制,尽管它们在某些情况下可能发挥作用。
2018-10-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in Protoplanetary Disks
本文综述了原行星盘中的化学过程,总结了从近红外到毫米波长的分子谱线观测,讨论了化学反应类型与化学建模进展,并重点介绍了雪线位置、碳氧氮主要载体丰度及复杂有机分子研究的最新成果,最后探讨了结合盘化学与行星形成过程追溯行星形成历史的努力。
2024-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Chemistry in Protoplanetary Disks
年轻恒星周围的原行星盘(Protoplanetary disk,PPD)是一个寿命短(约0.3-10百万年)、致密(约10-1000天文单位)的气体和尘埃旋转储存器。PPD被认为是行星系统的诞生地,微小的颗粒聚集成鹅卵石,然后是岩石,星子,最终是行星,小行星和彗星。物理条件(温度、密度、电离率、紫外线/X射线强度)的强烈变化使各种化学过程在尘埃盘中活跃,在气相中产生简单分子,在尘埃颗粒表面产生复杂的多原子(有机)物种。在这篇文章中,我们总结了主要的现代观测方法和理论范式用于调查磁盘的化学成分和演化,并提出最重要的结果。未来的研究方向,将成为可能的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)和其他即将到来的观测设施的到来进行了讨论。
2010-11-22 astro-ph.EP astro-ph.GA
A 3mm chemical exploration of small organics in Class I YSOs
越来越多的证据表明,行星系统的组成和结构与它们的诞生环境密切相关。在过去的十年中,几次光谱测量探测了恒星形成的最早阶段和行星形成后期的化学物质。然而,对中间原恒星阶段的化学知之甚少,即I类年轻恒星天体(YSO),那里可能已经开始了行星形成。我们在这里提出的第一个结果进行了3毫米光谱调查的IRAM-30米望远镜,调查化学的一个样本的七个I类YSO位于金牛座恒星形成区域。选择这些来源是为了包含低质量原恒星包层和盘系统的广泛多样性。我们目前的检测和上限的13个小($N_{\rm atoms}\leq3$)C,N,O,和S载体-即CO,HCO $^+$,HCN,HNC,CN,N $_2$ H $^+$,C $_2$ H,CS,SO,HCS $^+$,C $_2$ S,SO $_2$,OCS -和一些D,$^{13}$ C,$^{15}$ N,$^{18}$ O,$^{17}$ O,和$^{34}$ S同位素。总之,这些物质提供了对气相C/N/O比、D-和$^{15}$ N-分馏、源温度和UV暴露以及总体S-化学的限制。我们发现大量的证据表明,我们的源样品之间的化学分化,其中一些可以追溯到I类物理参数,如磁盘包封质量比(代理I类进化阶段),源光度,和UV场强度。总的来说,这些第一批结果使我们能够开始研究I类天体的天体化学,然而,需要干涉观测来区分信封与磁盘化学。
2020-06-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
SMA 200-400 GHz Survey for 10 faint Class II Disks in the Taurus Molecular Cloud
National Sun Yat-Sen University(国立中山大学);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Center of Astronomy and Gravitation, National Taiwan Normal University(国立台湾师范大学天文与重力研究中心);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛-史密松天体物理中心);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所)
本研究利用SMA对金牛座10个暗弱II类原行星盘进行200-400 GHz巡天,发现其谱指数与更亮盘无系统性差异,暗盘高频光学深度不低,谱指数低值或源于尘埃自散射或自由-自由发射污染。
2026-08-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Carbon-grain sublimation: a new top-down component of protostellar chemistry
地球的碳赤字一直是我们理解太阳系形成的一个突出问题。一个可能的解决方案是在行星形成过程的早期,碳颗粒在所谓的烟灰线(~300 K)处升华。在这里,我们认为,这个过程中最有可能的签名是过量的碳氢化合物和腈内的烟灰线,和更高的激发温度为这些分子相比,含氧的复杂的有机物,解吸周围的水雪线(~100 K)。这种特征在文献中已有报道,例如在猎户座KL中,虽然不是统一的,可能是由于不同研究的观测环境和分析方法的差异,或者与原恒星吸积的偶发性质有关。如果这个过程是活跃的,这将意味着在原恒星阶段,碳化学中有一个迄今为止未知的成分,它是从上到下起作用的-从较大的物种开始破坏-而不是从原子开始自下而上。在这样一个自上而下的组件的存在下,有机分子的起源需要重新探索。
2020-06-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
CID: Chemistry in disks VI.sulfur-bearing molecules in the protoplanetary disks surrounding LkCa15, MWC480, DM Tau, and GO Tau
我们研究了低质量恒星周围原行星盘中含硫分子的含量。我们使用新的IRAM 30-m接收机EMIR在168.8 GHz对H $_2$ S的$1_{10}-1_{01}$线和SO的$2_{23}-1_{12}$线进行了同步观测。我们将观测结果与来自天体化学代码NAUTILUS的预测进行了比较,NAUTILUS已适用于原行星盘。将数据与现有CS J=3-2观察结果一起进行分析。我们未能检测到SO和H $_2$ S系,尽管CS在LkCa 15、DM 1、Tau和GO 1、Tau中检测到,但在MWC 1,480中未检测到。然而,我们的新上限明显优于以前的上限,并允许我们对硫化学进行一些有趣的限制。我们最好的模拟磁盘获得的C/O比为1.2,从初始云条件的H密度的$2\times 10^5$厘米$^{-3}$和年龄的$10^6$年。结果与CS数据一致,并与SO上限兼容,但未能再现H $_2$ S上限。预测的HPDMATHABMN S柱密度过高至少一个数量级。H PDMATHAMBMN S可保持锁定在颗粒表面上并与其它物质反应,从而防止H PDMATHAMBMN S的解吸。
2011-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
A SCUBA-2 850 micron survey of protoplanetary discs in the sigma Orionis cluster
我们提出的结果,从一个大的850微米的调查的sigma猎户座集群使用SCUBA-2相机的詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜。我们观测到的0.5度直径的圆形区域包含297个年轻的恒星天体,年龄估计约为300万年。我们探测到9个这样的物体,其中8个有红外线从内部光盘过度。我们还偶然发现了3个大于5 sigma的非恒星源,它们可能是背景亚毫米星系。这9颗被探测到的恒星的星盘质量从5到17兆焦耳(MJup)不等,假设它们的尘埃性质与金牛座星盘相似,ISM的气尘比为100。有一个净正信号朝向单独未检测到的红外过量源的位置,表明平均光盘质量为0.5兆焦耳。如果将这些恒星的辐射叠加起来,而没有红外线的过量辐射,那么它们的平均盘质量将被限制在0.3兆焦耳以下,或者相当于地球尘埃的质量。亚毫米级的光度分布是显着不同的年轻金牛座地区,表明光盘质量演化的恒星形成区的年龄和红外多余部分减少。亚毫米波阵列观测揭示了朝向4个来源的CO排放,这表明一些但可能不多的分子气体仍然存在于这些相对进化的圆盘中。这些观测结果为巨行星形成阶段原行星盘的尘埃和气体质量提供了新的约束条件,并为未来盘演化研究提供了参考水平。
2013-07-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The cometary composition of a protoplanetary disk as revealed by complex cyanides
对彗星和小行星的观测表明,孕育我们行星系统的太阳星云富含水和有机分子。轰击将这些有机物带到了年轻的地球表面,播下了早期的化学种子。与小行星不同的是,彗星保留了太阳星云组成的几乎原始的记录。彗星中氰化物的存在,包括相对于水的0.01%的甲基氰化物(CH 3CN),由于C-N键对非生物氨基酸合成的重要性而特别感兴趣。在原恒星中发现了简单和复杂挥发物的彗星状成分,并且可以很容易地通过气相化学的组合来解释,例如形成HCN和颗粒表面上的活跃冰相化学,从而提高复杂性[3]。简单的挥发物,包括水和HCN,以前已经在太阳星云类似物-年轻恒星周围的原行星盘-中检测到,这表明它们在盘形成时幸存下来,或者在原地重新形成。迄今为止,还不清楚太阳星云外更复杂的有机分子是否也是如此,因为最近的观测表明,由于吸积冲击,新生的包层和年轻的盘之间的边界处的化学发生了巨大的变化[8]。在这里,我们报告的检测CH 3CN(和HCN和HC 3 N)的原行星盘周围的年轻恒星MWC 480。我们发现这些含氮有机物在气相中的丰度比与彗星相似,这表明在冰盘中复杂氰化物的相对丰度更高。这意味着在原行星盘中复杂的有机物伴随着简单的挥发物,太阳星云中丰富的有机化学并不是独一无二的。
2015-05-23 astro-ph.EP astro-ph.GA
Dynamic evolution of major element chemistry in protoplanetary disks and its implications for chondrite formation
球粒陨石可能是地球的组成部分,而确定最能代表地球的球粒陨石群是解决早期地球状态的关键。然而,钙钛矿的起源仍然存在争议,部分原因是它们令人困惑的主要元素组成,有些表现出Al,Ca和Mg的耗尽。基于一个新的原行星盘的热化学演化模型,我们表明,具有类似于普通和顽火辉石的耗尽模式的星子可以起源于顽火辉石蒸发的1-2 AU。在顽火辉石的“蒸发前沿”周围,包括镁橄榄石在内的难熔矿物大量向内流动,卵石浓度很高,这些矿物的损失导致Al、Ca和Mg的贫化。当蒸发的固体颗粒重新凝聚到卵石上时,卵石的浓度进一步提高,潜在地触发流动不稳定性。因此,在陆地区域可以自然地产生由普通的顽火辉石和顽火辉石组成的星子。镁橄榄石的优先损失也产生了增强的Mg/Si和重Si同位素的潜在源区内的普通和顽火辉石。具有这两种特征的地球,可能就起源于普通和顽火辉石诞生的地方。
2020-04-30 astro-ph.EP physics.geo-ph
Organic chemistry in the first phases of Solar-type protostars
像我们这样的行星系统是经过一个漫长的过程形成的,在这个过程中,物质从弥漫的云层凝聚成恒星、行星、小行星、彗星和残余尘埃,在不到几百万年的时间里经历了物理和化学状态的巨大变化。几项研究表明,太阳型行星系统形成初期的化学成分是追踪系统本身历史的有力诊断工具。在迄今为止在ISM中检测到的大约270种分子中,所谓的星际复杂有机分子(iCOMs)特别令人感兴趣,因为它们具有进化诊断能力,并且可能是生物分子的潜在前体,而生物分子是地球生命的基础。本章重点讨论太阳系行星系统早期阶段有机分子的演化,以星前、0/I类和原行星盘阶段为代表,并将它们与目前在太阳系彗星中观察到的情况进行比较。我们的双重目标是回顾太阳型恒星形成过程中的有机化学基础,此外,还可能对我们自己的行星系统的早期历史提供限制。
2022-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Carbon and Oxygen in Nearby Stars: Keys to Protoplanetary Disk Chemistry
我们目前的碳和氧的丰度为941 FGK恒星,最大的这样的目录。我们发现行星轴承系统富含这些元素。我们自洽地测量C/O,这被认为在行星形成中起着关键作用。我们确定了46颗C/O \geq 1.00的恒星作为碳主导的系外行星的潜在宿主。我们测量了[O/Fe]与[Fe/H]的下降趋势,并在薄盘和厚盘中发现了不同的趋势,支持了Bensby等人的工作。最后,我们测量了太阳下的C/O = 0.40+0.11 - 0.07,对于WASP-12,这是一个令人惊讶的结果,因为这颗恒星是一颗过境的热木星的宿主,最近报道其白昼大气层具有C/O \geq 1由Madhusudhan等人。我们的测量是基于15,000高信噪比光谱采取的凯克1号望远镜作为加州行星搜索的一部分。我们使用SME光谱合成器从λ = 6300和6587 nm处的[O I]和C I吸收线获得丰度。
2011-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Compact Disks in a High Resolution ALMA Survey of Dust Structures in the Taurus Molecular Cloud
利用阿塔卡玛大型毫米波阵(ALMA)对金牛座恒星形成区光谱类型早于M3的32颗年轻恒星周围的原行星盘进行了高分辨率($\sim0.''12$,$\sim16$ au,225 GHz $50~μ$ Jy~束$^{-1}$的平均灵敏度)快拍观测。这个样本包括大多数中红外多余成员,这些成员以前没有以高空间分辨率成像,不包括近距离双星和高度闪烁的物体,从而提供了一个更具代表性的1- 200万年的磁盘属性。我们的1.3毫米连续图显示12盘突出的尘埃间隙和环,其中2个是围绕主星的宽联星,和20盘没有解决的功能,在观察到的分辨率(以下平滑盘),其中8个是围绕主星的宽联星。光滑盘被分类的基础上,他们缺乏解决的子结构,但他们最突出的属性是,他们都是紧凑的小有效发射半径($R_{\rm eff,95\%} \lesssim 50$ au)。相比之下,在我们的样品中具有至少55 au的$R_{\rm eff,95\%}$的所有盘显示可检测的亚结构。然而,它们的内部发射核心(在已分辨的能隙内)具有与致密光滑盘相似的峰值亮度、幂律分布和过渡半径,因此这两类之间的主要区别是后者缺乏外部子结构。这些光盘可能会通过快速径向漂移而没有尘埃捕获而失去它们的外盘,或者它们可能生来就很小。致密的尘埃盘,以及扩展环盘的内部盘核,在当前分辨率下看起来很光滑,在更高的分辨率下可能会显示小尺度或低对比度的子结构。光盘大小和光盘光…
2019-06-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Enlightening the chemistry of infalling envelopes and accretion disks around Sun-like protostars: the ALMA FAUST project
近几十年来发现的各种行星系统可能取决于它们形成的早期历史。在这篇文章中,我们介绍了FAUST大型计划,它特别侧重于早期历史的太阳类原恒星和它们的化学多样性在$\sim$ 50天文单位的尺度,行星预计形成。特别是,该项目的目标是揭示和量化的信封/磁盘系统的化学成分的各种规模为50金的样本0和I类原恒星代表的化学多样性在较大的规模。对于每一个来源,我们提出了一套分子能够:(1)解开50-2000金信封/磁盘系统的组件;(2)在他们每个人的有机复杂性;(3)探测他们的电离结构;(4)测量他们的分子氘化。输出将是来自不同品系和物种的数千个图像的同质数据库,即,对类太阳原恒星的化学多样性进行了前所未有的原始调查。FAUST将为社区提供一个遗留数据集,这将是天体化学和恒星形成研究的里程碑。
2021-11-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The chemistry of star and planet formation with SKA
本文总结了意大利SKA共同体在恒星形成区巡天、原恒星包层与盘的天体化学及行星形成研究中的工作,旨在探究尘埃演化并通过重分子化学检验原行星盘与包层。
2024-07-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
A Submillimeter Survey of CS Excitation in Protoplanetary Disks: Evidence of X-ray-Driven Sulfur Chemistry
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);The University of Tokyo(东京大学);University of Florida(佛罗里达大学);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台);University of Arizona(亚利桑那大学);Boston University(波士顿大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本研究通过亚毫米巡天结合多望远镜观测12个行星形成盘,发现CS化学对盘结构或恒星特征不敏感,但恒星X射线光度与CS柱密度正相关,为X射线驱动硫化学提供证据。
2025-11-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary disk chemistry and structure
本综述聚焦地球生命必需的六种元素,结合ALMA与JWST的观测能力,概述原行星盘化学结构的现有研究进展,为理解行星多样性与宜居行星形成提供化学视角参考。
2024-10-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in disks. XI. Sulfur-bearing species as tracers of protoplanetary disk physics and chemistry: the DM Tau case
上下文在星际介质和彗星中观察到几种含硫分子,与迄今为止只检测到CS,H $_2$ CS和SO的原行星盘形成强烈对比。目的。我们结合观测和化学模型来限制DM Tau原行星盘中硫的丰度及其对物理和化学条件的敏感性。方法.我们在CS、SO、SO $_2$、OCS、CCS、H $_2$ CS和H $_2$ S系中获得了带4和带6中DM Tau的$0.5^{"}$ ALMA观察,实现了$\sim 5$ mJy灵敏度。使用非LTE的辐射传输程序RADEX和正演模拟工具ESTFIT,磁盘平均CS柱密度和上限的其他物种的推导。结果仅检测到CS,衍生柱密度为$\sim 2-6 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$。我们报告了第一次尝试检测SO $_2$在DM Tau。对于其他含S物质,上限范围在$\sim 10^{11}$和$10^{14}$ cm $^{-2}$之间。与这些值匹配的最佳拟合化学模型要求在$r \sim 50-100$ au下气相C/O比> 1。与化学建模,我们表明,含硫物种可以是强大的示踪剂的气相C/O比,表面反应速率,晶粒尺寸和紫外强度。结论.在DM Tau中没有检测到CS以外的各种含硫分子,这意味着气相中缺乏活性硫,要么是通过有效的冻结,要么是因为大多数元素硫都存在于其他大物种中,如彗星中所发现的。推测出的高CS/SO和CS/SO $_2$比值要求非太阳能的C/…
2018-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The diverse chemistry of protoplanetary disks as revealed by JWST
本研究利用JWST-MIRI的JOYS和MINDS项目早期数据,观测5个不同质量恒星周围的原行星盘,发现其化学组成存在显著多样性,揭示了盘内活跃气相化学与物理结构的关联及其对系外行星化学组成的影响。
2023-07-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
X-ray induced chemistry of water and related molecules in low-mass protostellar envelopes
最近对几个低质量原恒星的水线观测表明,在温暖的内部信封低水气丰度。X射线对水的破坏已经被提出来影响这些地区的水丰度,但详细的化学性质,包括替代氧载体的性质,还不清楚。在这项研究中,我们的目标是了解X射线对低质量原恒星包层组成的影响,特别关注水和相关的含氧物质。利用一维气粒化学反应网络计算了两个低质量原恒星包层在不同X射线场强下的化学组成。根据我们的计算,在水雪线之外,水煤气丰度随着$L_{\mathrm{X}}$的增加而增加。在水雪线内,水保持高丰度的小$L_{\mathrm{X}}$的$\sim 10^{-4}$,水和CO是主要的氧载体。对于大的$L_{\mathrm{X}}$,水气体丰度显着减少的水雪线内(下至$\sim10^{-8}-10^{-7}$)和最里面的区域($\sim10^{-6}$)。在这些情况下,O $_{2}$和O气体丰度在水雪线内达到$\sim 10^{-4}$,它们成为主要的氧载体。HCO $^{+}$和CH $_{3}$ OH丰度,这已被用作水雪线的示踪剂,显着增加/减少的水雪线内,分别为X射线通量变得更大。其他一些主要分子,如CO $_{2}$,OH,CH $_{4}$,HCN和NH $_{3}$的丰度也受到强X射线场的影响,特别是在它们自己的雪线内。这些X射线效应在低密度包络模型中更大。水和相关分子的未来观测(使用例如,ALMA和ngVLA)将进入原…
2021-04-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE