Protoplanetary disk masses from CO isotopologues line emission
其中一种导出盘质量的方法依赖于直接观测气体，其整体质量位于外冷（$T\lesssim30$ K）区域。这个区域可以很好地跟踪不丰富的CO同位素的旋转线，探测气体下降到中平面。然后获得总CO气体质量，其中同位素体比率取为在局部ISM中发现的元素同位素值处恒定。然而，这种方法是不精确的，因为忽略了同位素选择性过程。这项工作的目的是一个同位素选择性处理的CO同位素，以获得更准确的测定磁盘质量。同位素选择性光解离是控制CO发射层中CO同位素体丰度的主要过程，首次在全圆盘模型中得到适当处理（DALI，Bruderer et al. 2012; Bruderer 2013）。化学，热平衡，线和连续辐射转移都被认为是与一个化学网络，治疗$^{13}$ CO，C $^{18}$ O，C $^{17}$ O，同位素的所有包括原子和分子，作为独立的物种。同位素选择性过程导致在磁盘中的同位素丰度比是相当不同的元素比的区域。这项工作的结果表明，考虑CO同位素比常数可能会导致低估磁盘质量的近两个数量级，如果晶粒已经长大到更大的尺寸。这可能解释了不同示踪剂在质量测定中观察到的差异。研究了各种同位素发射对恒星和盘参数的依赖性。包括CO同位素选择过程对于准确确定盘的气体质量（通过ALMA观测）至关重要，从而提供最终可能形成行星或改变形成行星系统动力学的气体量。
2014-10-08 astro-ph.SR
Protoplanetary disk evolution and stellar parameters of T Tauri binaries in Chamaeleon I
这项研究的目的是通过测量金牛座T双星的各个组成部分周围的吸积和星周尘埃签名的频率和强度，以确定恒星双星同伴对Chamaeleon I（Cha I）恒星形成区域的星周盘的寿命和演化的影响。我们使用高角分辨率自适应光学JHKL '波段光度测量和1.5- 2.5 μ光谱测量了Cha I中19颗可见双星和7颗三星--包括一颗新发现的第三颗恒星--它们的距离在~25和~ 1000 au之间。这些数据使我们能够推断恒星组件的质量和年龄，并从近红外过量发射和强度的Brackett-伽马发射的检测，存在正在进行的吸积和热拱星尘埃的个别恒星组成的每一个二元。在距离为25- 100 au的密近双星中，有10（+15-5）%的恒星有吸积的迹象。这还不到在更宽的双星系统中发现的吸积体比例的一半，与以前在Cha I中测量的单星相比，吸积体比例明显减少（约44%）。在50（+30-15）%的目标成分附近发现了热尘埃，这个值与Cha I单星的值无法区分。只有最近的双星（<25天文单位）被推断有一个显着减少的部分（<~25%）的组成部分，港口热尘埃。吸积体只存在于质量不相等的二次/一次质量比小于0.8的双星系统中，这表明吸积体的加速扩散是质量比的函数。这与只发现了一颗吸积二级星的发现一致，这也是样本中最弱的吸积体。结果表明，磁盘分散更加速更强的动态磁盘截断，即，圆盘的推断半径越小。（节略）
2013-04-03 astro-ph.SR
Protoplanetary and debris disks in the $η$ Chamaeleontis Association: A sub-millimeter survey obtained with APEX/LABOCA
本研究以7-9 Myr龄的蝘蜓η星协为对象，用APEX/LABOCA开展亚毫米波巡天，建模分析原行星盘与碎片盘属性，揭示了星盘质量、空洞与吸积的关系及碎片盘形成的高效性。
2023-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing protoplanetary disk evolution in the Chamaeleon II region
上下文描述原行星盘的演化特征对于提高我们对行星形成的理解是必要的。尘埃和气体的约束，需要确定占主导地位的磁盘耗散机制。目标。我们的目标是比较盘尘埃质量的变色龙II（Cha II）恒星形成区域与其他地区的年龄在1和1000万年之间。方法.利用ALMA波段6的1.3mm观测资料，对车Ⅱ的29个原行星盘进行了观测.尘埃质量估计数来自连续数据。结果在我们最初的29个磁盘样本，我们检测到22个源的连续，10个在12 CO，3在13 CO，没有在C18 O（J=2-1）。此外，我们检测到两个同伴候选人在连续和12 CO排放。大多数盘状尘埃的质量低于10 Mearth，假设热辐射来自光学薄尘埃。我们比较一致的估计的分布的磁盘尘埃质量和磁盘-恒星质量比在Cha II与其他六个低质量和孤立的恒星形成区域的年龄范围为1- 1000万年：上天蝎座，CrA，IC 348，Cha I，狼疮，金牛座。当比较尘埃与恒星的质量比时，我们发现Cha II中的盘的质量与上斯科和金牛座中的盘的质量在统计上不同，并且我们确认样本中最古老的区域上斯科中的盘的质量在统计上小于所有其他区域。执行第二次统计测试的灰尘质量分布从类似的质量箱，我们发现这些地区和Cha II之间没有统计差异。结论.我们解释这些趋势，最简单地说，作为一个迹象，在磁盘尘埃质量下降的时间或尘埃演化。在恒星形成区，不同的全球初始条件也可能发挥作用，但它们对星…
2021-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Using HCO$^+$ isotopologues as tracers of gas depletion in protoplanetary disk gaps
在原行星盘的尘埃连续体中看到的广泛的环和间隙有时伴随着在分子线发射中看到的类似的子结构。一个例子是AS 209中100 au处的外能隙，这表明H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O发射强度随着能隙中的连续谱而降低，而DCO $^+$发射在能隙内部增加。我们的目标是研究两种情况下的DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$和DCO $^+$ /HCO $^+$比率在原行星盘间隙中的行为：气体耗尽跟随尘埃耗尽和只有尘埃耗尽。我们首先使用热化学模型ANDES模拟物理磁盘结构。这个1+1D稳态圆盘模型计算气体和尘埃的热平衡，包括FUV、X射线、宇宙射线和其他电离源，以及分子冷却剂的简化化学网络。然后，采用扩展的氘分馏气体-颗粒化学网络计算分子丰度。理想的合成光谱和零阶矩图与石灰。我们能够定性地再现的DCO $^+$强度的增加和减少的H $_{13}$ CO $^+$和C $_{18}$ O强度内的磁盘间隙，这是定性地类似于在外部AS 209间隙中观察到的。相应的圆盘模型假设气体和尘埃都在间隙中耗尽。富气隙模型中，只有尘埃被耗尽，产生的辐射在所有HCO $^+$同位素和C $_{18}$ O中都太亮。DCO $^+$ /H $_{13}$ CO $^+$线比可用于探测CO雪线外尘埃连续间隙中的气体耗尽。DCO $^+$ /C $_{18}$ O线比显示出类似的…
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel-PACS observations of discs in the Eta Chamaeleontis association
原行星盘是行星的诞生地。研究原行星盘是制约行星形成理论的关键。通过观察不同年龄的尘埃和气体，我们可以研究这些圆盘的演化，它们的清除时间尺度，以及它们的物理和几何特性。Eta Cha星协是一个特殊的星协，有些成员在700万年的晚期仍然保留着可检测到的气体，使其成为太阳附近最有趣的年轻星协。我们的Eta Cha年轻星团的原行星和过渡盘的尘埃和气体的性质，特别强调解释的特点，导致观察到的高光盘检测分数和突出的IR过剩的年龄为7百万年。利用Herschel-PACS系统对17个Eta Cha星协成员进行了测光和线光谱观测。一个子集的成员也观察到范围光谱模式。观测跟踪[OI]和$H2O排放分别在63.18和63.32微米，以及CO，OH，CH+和[CII]在不同波长的距离模式下观察到的这些系统。测光观测用于建立从光学到远红外的完整光谱能量分布，还分析了具有高信噪比的高分辨率多历元光谱，以研究来源的多样性，并寻找进一步的气体（吸积）和外流指标。
2015-10-07 astro-ph.SR
Evidence for a Sharp CO Snowline Transition in a Protoplanetary Disk and Implications for Millimeter-wave Observations of CO Isotopologues
本研究通过CO同位素体毫米谱线径向廓线导数识别HD 163296盘中约80 au处的急剧CO雪线转变，并指出热结构影响气体质量估算。
2024-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mapping Protoplanetary Disk Vertical Structure with CO Isotopologue Line Emission
本研究利用高角分辨率观测了四个过渡盘的CO、$^{13}$CO和C$^{18}$O谱线发射，推导了发射表面高度并计算了气体的二维温度分布，发现同位素体发射高度与源特征存在关联。
2022-12-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The First Detection of 13C17O in a Protoplanetary Disk: a Robust Tracer of Disk Gas Mass
气体质量的测量对于确定原行星盘的行星形成潜力是必要的。罕见的CO同位素的观测通常用于确定盘气体质量;然而，如果线发射是光学厚，这将导致低估盘质量。利用ALMA首次在原行星盘中探测到最稀有的稳定CO同位素13 C 17 O。我们比较我们的观察与现有的检测12 CO，13 CO，C18 O和C17 O在HD 163296磁盘。辐射转移模型使用以前的基准模型，并假设星际同位素丰度，显着低估了13 C17 O J=3-2线的积分强度。观测和模型之间的协调需要一氧化碳气体质量的全球增加3.5倍。这比以前使用C18 O估计的气体质量大2-6倍。我们发现，C18 O的发射是光学厚内的CO雪线，而13 C17 O的发射是光学薄，因此是一个强大的示踪剂的散装磁盘CO气体质量。
2019-08-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Constraining the properties of transitional disks in Chamaeleon I with Herschel
过渡盘是原行星盘，在其尘埃分布中有不透明的间隙/空腔，这一特征可能与行星形成有关。我们进行贝叶斯建模的三个过渡盘SZ Cha，CS Cha和T25，包括测光从赫歇尔空间天文台量化的改进，这些新的数据。我们发现盘状尘埃的质量在2 × 10 ^-5到4 × 10 ^-4 Msun之间，间隙半径在7-18 AU之间，不确定度分别为~ 1个数量级和~ 4 AU。我们的研究结果表明，添加赫歇尔数据可以显着提高这些估计相对于中红外数据单独，其中有大约两倍的大的不确定性盘的质量和间隙半径。我们还发现弱的证据，不同的密度分布相对于完整的磁盘。这些结果打开了令人兴奋的新的可能性，研究大样本的磁盘磁盘质量的分布。
2016-02-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
An Incipient Debris Disk in the Chamaeleon I Cloud
一个原行星盘变成碎片盘的点很难确定。为了更好地理解这一点，我们在这里研究了Chamaeleon I云中的$\sim$ 40~AU分离双星T~54。我们得到了T~54~A的K5光谱类型（它支配着系统的发射）和$\sim$ 2~Myr的年龄。然而，T~54的尘埃盘性质与在较老和较早型恒星周围看到的碎片盘一致。与此同时，T~54有证据表明，气体残留在磁盘中的[Ne II]，[Ne III]和[O I]线检测。我们模拟了T~54的光谱能量分布，估计$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{-3}$地球质量的小尘埃颗粒（$<$ 0.25~ $μ$ m）存在于光学薄的环双星盘中，在环主星盘中至少存在$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{-7}$地球质量的较大颗粒（$>$ 10~ $μ$ m）。假设一个类似太阳的混合物，我们使用Ne线的光度来放置一个最小限度的气体质量的磁盘（$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{-4}$地球质量），并得出一个气体-尘埃质量比为$\sim$ 0.1。我们没有检测到大量的吸积，但我们确实看到H $α$在一个时期的排放，这表明可能有间歇性的少量物质倾倒到恒星上。考虑到T~54的尘埃质量较低、存在气体和年龄较年轻，我们认为该系统处于原行星阶段和碎片盘阶段之间。
2017-06-15 astro-ph.SR
Constraints from Dust Mass and Mass Accretion Rate Measurements on Angular Momentum Transport in Protoplanetary Disks
我们研究了原行星盘质量与质量吸积率之间的关系，以约束原行星盘中角动量输运的机制。尘埃质量和质量吸积率在Chamaeleon I相关的斜率接近线性，类似于最近确定的狼疮。我们研究了恒星质量的影响，发现最佳拟合的Mdust-Mstar和Macc-Mstar关系周围的内禀散射是不相关的。具有恒定α粘度的α粒子可以拟合观测到的尘埃质量、质量吸积率和恒星质量之间的关系，但在使用标准初始条件时，过度预测了盘质量和质量吸积率之间的相关性强度。我们找到两种可能的解决方案。1)在Mdust和Macc中观察到的散射并不是原基的，而是由于额外的物理过程或估计盘气体质量的不确定性而产生的。最有可能的晶粒生长和径向漂移影响可观测的尘埃质量，而大的时间尺度上的变化影响质量吸积率。2)所观察到的散射是原始的，但磁盘并没有大幅发展的狼疮和变色龙I由于低粘度或大的初始磁盘半径的年龄。在一个大样本的原行星盘，无论是通过直接观测的气体或空间分辨的多波长观测的尘埃与ALMA的盘质量和气体盘大小的更准确的估计，需要区分这两种情况或限制替代角动量传输机制，如MHD盘风。
2017-08-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecules in the carbon-rich protoplanetary nebula CRL 2688
利用射电天文学毫米波研究所（IRAM）30 m望远镜在3 mm和2 mm波段对富碳原行星状星云（PPN）CRL 2688进行了观测。共探测到196条跃迁谱线，分别属于38种分子和同位素体，其中153条跃迁谱线和13种为首次报道。此外，为了有助于未来的研究，我们已经收集了观察数据的分子线CRL 2688从文献中，并将它们编译成一个统一的目录。我们发现CRL 2688的分子丰度不能用星周包层的标准模型来解释。讨论了含金属分子对星周化学的影响。
2022-04-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Spiral excitation in protoplanetary disks through gap-edge illumination: Distinctive kinematic signatures in CO isotopologues
Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Max-Planck-Institut für Astrophysik（马克斯·普朗克天体物理研究所）；Institut für Theoretische Astrophysik, Ruprecht-Karls Universität Heidelberg（海德堡大学理论天体物理研究所）
研究通过模拟区分阴影驱动和行星驱动机制对原行星盘螺旋结构的影响，利用CO同位素的运动学特征识别潜在目标。
2025-11-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Disk Evolution in the three Nearby Star-Forming Regions of Taurus, Chamaeleon, and Ophiuchus
我们分析了位于蛇夫座、金牛座和变色龙I恒星形成区的金牛座T星的斯皮策红外光谱（IRS）样本，这些恒星的中位年龄在100万年到200万年之间。这三个区域中的物体的中红外光谱中值形状相似，表明平均而言，类似的盘结构。当标准化到相同的恒星光度时，中位数彼此紧密相连，这意味着来自星周盘的中红外过量发射。我们使用的光谱指数之间的13和31微米和10微米的硅酸盐发射功能的等效宽度，以确定对象的磁盘配置从一个连续的，光学厚的吸积盘。过渡盘，其陡峭的13-31微米的光谱斜率和近红外通量赤字揭示内部磁盘清除，发生在所有三个地区的百分之几的频率大约相同。具有异常大的10微米等效宽度的物体更常见（20-30%）;它们可以揭示充满光学薄尘埃的盘间隙的存在。根据它们的中值和演化盘的分数，金牛座和变色龙I中的金牛T星非常相似。盘演化开始于早期，因为最年轻的区域蛇夫座核心（L1688）已经有更多的沉积盘和更大的颗粒。我们的研究结果表明，原行星盘显示出明确的迹象，尘埃演化的年龄在几个百万年，甚至早到~1百万年，但年龄不是唯一的因素决定的程度，在最初的几百万年的磁盘的生命。
2009-09-04 astro-ph.SR
The photodissociation and chemistry of CO isotopologues: applications to interstellar clouds and circumstellar disks
目标。在从星际云到原行星盘的许多天体物理环境中，紫外光离解是CO的一种重要破坏机制。这项工作的目的是更好地了解该过程的深度依赖性和同位素选择性本质。方法.我们提出了一个光解模型的基础上，最近的光谱数据从文献中，这使我们能够计算深度依赖性和同位素选择性的光解速率在更高的精度比以前的工作。该模型包括自屏蔽、相互屏蔽和原子分子氢屏蔽，并且是第一个包括稀有同位素体C17 O和13 C17 O的模型。我们把它耦合到一个简单的化学网络来分析扩散和半透明云，光子占主导地位的地区，和拱星盘中的CO丰度。结果在未衰减的星际辐射场中，光解离速率为2.6 e-10 s^-1，比目前采用的数值高出30%。当温度高于100 K时，增加激发温度或多普勒宽度可使光解速率和同位素选择性降低三倍。该模型再现了对扩散云和PDR观测到的柱密度，并对扩散云中N（12 CO）/N（13 CO）比值的增强和降低提供了解释。C17 O和13 C17 O的光解离分别与C18 O和13 C18 O的光解离显示出几乎完全相同的深度依赖性，因此17 O和18 O相对于16 O被同等地分馏。这支持了最近的假设，即太阳星云中的CO光解是陨石中异常的17 O和18 O丰度的原因。
2009-06-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
The frequency of accretion disks around single stars: Chamaeleon I
众所周知，伴星可以影响原行星盘的演化。然而，以前的磁盘调查没有-也不能-一致地从他们的样本中排除双星。我们提出了一项研究，致力于调查的频率正在进行的磁盘吸积周围的恒星形成区域的单星。我们获得了54颗低质量恒星的近红外光谱，这些恒星是从2- 300万年前的Chamaeleon I区域的高角分辨率巡天中选出的，以确定Brackett- $γ$发射的存在，考虑到未检测到的多重性的剩余机会，我们估计为30%。结果与以前的调查相同的功能在同一地区的双星，以提供一个强大的估计之间的差异的吸积分数的单星和个别组件的二进制系统。我们发现Br $γ$发射在$39.5^{+14.0}_{-9.9}$ %的单星中，这是一个显着高于Chamaeleon I双星的比例。特别是，根据相同的分析，距离<100 AU的近距离双星系统仅在$6.5^{+16.5}_{-3.0}$ %的情况下显示出发射。较宽的双星的发射频率似乎与单星值一致。解释Br $γ$发射作为一个正在进行的吸积的迹象，并校正灵敏度偏差，我们推断的吸积分数F_acc= $47.8^{+14.0}_{-9.9}$ %的单星。这略高，但与以前的估计一致，没有明确排除二进制从他们的样本。通过我们稳健和一致的分析，我们证实了年轻的单星中含有吸积盘的比例远大于相同年龄的密近双星。我们的发现对盘演化和行星形成的时间尺度具有重要意义。
2015-12-14 astro-ph.SR
Directly tracing the vertical stratification of molecules in protoplanetary disks
我们的目标是直接追踪多个分子示踪剂在原行星盘中发射面的垂直位置。我们的磁盘样本包括Elias 2-27、WaOph 6以及MAPS ALMA大型计划所针对的源。所研究的分子组包括各种过渡中的CO同位素，HCN，CN，H2 CO，HCO+，C2 H和c-C3 H2。垂直发射区域直接从通道图确定，实现通道发射的精确掩蔽，以恢复发射表面的垂直位置，即使在距离恒星较大的径向距离和低SNR线。在每个盘中获得4-10条线的发射层的垂直位置。IM Lup，HD 163296和MWC 480 12 CO和13 CO显示垂直调制，这是一致的尘埃间隙和运动学扰动。我们还提出了估计的气体压力标度高度的磁盘从MAPS样本。物理化学模型相比，我们发现很好的协议与CO同位素的垂直位置。在HD 163296 CN和HCN跟踪类似的中间层，对于其他磁盘，UV通量示踪剂和HCN和C2 H的垂直分布低于理论模型中预测的。HCN和H2 CO显示出高度结构化的垂直剖面，可能指示不同的形成途径。可以追踪多种分子种类的垂直位置，这些分子种类追踪各种各样的物理和化学盘特性。CO同位素的分布在宽范围的垂直高度$z/r = $ 0.5-0.05。其他分子线主要在$z/r \leq $ 0.15处发现。分子的垂直分层在某些系统中与理论一致，但不是在所有系统中，因此需要专门的化学物理模型来进一步研究和理解发射表面。
2022-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Subarcsecond ALMA Molecular Line Imaging Survey of the Circumbinary, Protoplanetary Disk Orbiting V4046 Sgr
我们提出了一套ALMA干涉分子线和连续图像，阐明，在$\sim$ 30- 40 AU的线性尺寸尺度上，附近的化学结构，演变，原行星盘轨道的紧密的二进制系统V4046 Sgr。观测是在1.1- 1.4毫米波长范围内进行的（ALMA波段6和7），天线配置涉及数百米的最大基线，产生了十几种分子物种和同位素的亚角秒分辨率图像。CO和HCN的同位素体显示出积分发射线强度的中心峰值形态，而来自复杂腈基分子（HC $_3$ N、CH $_3$ CN）、氘代分子（DCN、DCO $^+$）、烃（由C $_2$ H示踪）和潜在CO冰线示踪剂（N $_2$ H $^+$和H $_2$ CO）的线发射呈现为一系列尖锐和弥散的环。HC $_3$ N和CH $_3$ CN发射的尺寸和形态表明，从尘埃颗粒表面的有机冰的光脱附，而由DCN（最小），DCO $^+$，N $_2$ H $^+$，和H $_2$ CO（最大）代表的峰值强度的增加半径的顺序是定性地与预期的下降中面气体温度随磁盘半径的增加。经验建模表明，锋利的边缘C $_2$ H发射环位于相对较深的磁盘层，留下开放的问题的起源C $_2$ H丰度增强的进化磁盘。V4046 Sgr的“分子解剖学”的这项研究应该作为动机，为附近的，进化的原行星盘，旨在解决原行星盘的物理和化学结构和分子生产途径的主要不确定性的额外亚角秒ALMA分子线成像调查。
2018-06-27 astro-ph.SR
Lupus disks with faint CO isotopologues: low gas/dust or large carbon depletion?
由于ALMA最近的调查，一个可以在原行星盘中独立观察气体和尘埃的时代已经开始。第一个接近完整的高分辨率磁盘调查在一个单一的恒星形成区域的尘埃和气体已经在狼疮进行，发现令人惊讶的低气体/尘埃比。这项工作的目标是充分利用CO同位素观测狼疮，比较它们与物理化学模型的结果，以获得大量的磁盘的气体质量。我们采用物理化学模型来分析连续和CO同位素观测狼疮盘，包括同位素选择性过程和冻结。还使用ALMA 13 CO检测，计算了总共34个源的圆盘气体质量，扩大了Ansdell等人（2016）研究的10个圆盘的样本，其中也检测到C18 O。我们确认，整体气体质量是非常低的，往往小于1 $M_{\rm J}$，如果挥发性碳没有耗尽。因此，全球气体/尘埃比率主要在1至10之间。低的CO基气体质量和气体/粉尘比可能表明气体的快速损失，或者化学演变，例如通过将CO中的碳螯合到更复杂的分子中，或者碳锁定在更大的物体中。目前的ALMA观测无法区分这两种假设。我们已经模拟了这两种情况，但化学模型的结果不允许我们排除其中之一。假设所有狼疮盘在过去的几百万年中主要由于粘性过程而演化，Manara等人（2016）发现的当前质量吸积率和尘埃质量之间的观测相关性意味着恒定的气体-尘埃比，基于观测到的$M_{\rm disk}/\dot{M}_{\rm acc}$比，接近100。这反过来又指出了一种情况，其中碳消耗是负责低CO…
2016-12-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
New Constraints on Protoplanetary Disk Gas Masses in Lupus
气体质量是原行星盘的一个基本量，直接关系到它们形成行星的能力。由于我们无法直接观察到磁盘的散装H $_2$内容，我们依靠间接示踪剂提供定量质量估计。目前估计的气体质量的观测磁盘人口在狼疮恒星形成区域的基础上的同位素的CO的测量。然而，没有额外的限制，H $_2$质量和气体的元素组成之间的简并导致在这样的估计很大的不确定性。在这里，我们探讨的气体成分的七个磁盘狼疮样品代表一系列的CO粉尘比。利用波段6和7 ALMA观测，我们测量了HCO $^+$、HCN和N $_2$ H $^+$的线发射。我们发现这三个分子物种的线通量之间的初步相关性，但没有相关性与$^{13}$ CO或亚毫米连续通量。对于检测到N $_2$ H $^+$的三个盘，我们发现需要高盘气体质量和亚星际C/H和O/H的组合来再现观测值。我们发现增加$\sim$ 10-100 $\times$以前的质量估计需要匹配所观察到的线通量。这项研究强调了如何多分子研究是必不可少的约束的物理和化学性质的气体在人口的原行星盘和CO同位素本身是不足以确定许多观察到的磁盘的质量。
2022-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
An unbiased ALMA spectral survey of the LkCa 15 and MWC 480 protoplanetary disks
原行星盘的挥发性物质既为行星化学的研究提供了可能性，也为确定盘系统的特征（如恒星质量、气体质量、电离和温度结构）提供了有价值的探针。然而，目前的磁盘分子库存是支离破碎的，给出了一个不完整的画面：需要无偏的谱线调查，以评估挥发物含量。在这里，我们提出了这样的调查的原行星盘周围的赫比格Ae星MWC 480和金牛座T星LkCa 15 ALMA波段7，跨越$\sim$ 36 GHz的275- 317 GHz的灵敏度比以前的单碟调查的数量级增加。我们在原行星盘中发现了14种分子种类（包括同位素体），其中5种（C $^{34}$ S、$^{13}$ CS、H $_{2}$ CS、DNC和C $_2$ D）为首次发现。在MWC~480和LkCa~15的分子清单中观察到显着差异，我们讨论了如何根据这两个磁盘系统的不同物理条件来解释这些结果。
2020-06-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Identification of transitional disks in Chamaeleon with Herschel
过渡盘（英语：Transitional disks）是一种具有内部孔洞的拱星盘，在某些情况下是由这些系统中的行星和/或亚恒星伴星产生的。因此，这些盘对于研究行星系的形成极为重要。赫歇尔空间天文台为研究原行星盘的外部区域提供了一个独特的机会。在这项工作中，我们更新以前的知识，在变色龙I和II地区的过渡盘的数据从赫歇尔古尔德带调查。我们提出了一种新的方法，过渡盘分类的基础上WISE 12微米-PACS 70微米的颜色，连同检查的Herschel图像。我们将这种方法应用于Chamaeleon区域的II类源的总体，并研究了样品中过渡盘的光谱能量分布。我们还建立了在这些地区的第二类对象的中值光谱能量分布与过渡磁盘进行比较。所提出的方法允许一个明确的分离已知的过渡盘从II类源。我们发现6个过渡盘，所有以前已知的，并确定5个对象以前被认为是过渡可能非过渡。我们发现更高的通量在PACS波长的样品中的过渡盘比II类对象。我们表明赫歇尔70微米波段是一个有效的工具，过渡盘识别。赫歇尔的灵敏度和空间分辨率揭示了一个显着的污染水平之间先前确定的过渡盘候选人的两个区域，这需要在其他地区的过渡盘的先前样本的修订。在PACS波段发现的系统性过量可能是产生过渡阶段的机制的结果，或者是过渡盘和II类源的不同进化路径的指示。
2013-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA unveils rings and gaps in the protoplanetary system HD 169142: signatures of two giant protoplanets
原行星系统HD 169142是最近通过直接成像发现潜在候选原行星的少数案例之一。为了研究原行星和盘本身之间的相互作用，需要对气体和尘埃表面密度结构进行观测。本文报道了HD 169142的1.3mm尘埃连续谱的ALMA新观测结果，观测到PDMATHABMMCO、PDMATHABMNCO和C-$^{18}$-O-$J=2-1$辐射，角分辨率为$\sim 0".18 - 0".28$（$\sim 20\,$ au $ - 33\,$ au）.尘埃连续谱的发射揭示了一个双环结构，内环在$0".17-0".28$（$\sim 20 - 35\,$ au）之间，外环在$0".48-0".64$（$\sim 56 - 83\,$ au）之间。内环的大小和位置与以前的近红外偏振观测结果非常一致，并且与大质量行星捕获的尘埃一致。在内部灰尘腔（$R \lesssim 20\,$ au）或灰尘间隙（$\sim 35 - 56\,$ au）内未检测到灰尘排放。相比之下，三个CO同位素的$J=2-1$线的通道图揭示了尘埃腔和尘埃间隙内气体的存在。气体盘的半径也远大于致密尘埃排放延伸到$\sim 1'.5$（$\sim 180\,$ au）。这种差异和急剧下降的连续发射在大半径点径向漂移的大尘埃颗粒（$>$ \micron -大小）。利用热化学圆盘程序\textsc{dali}，模拟了连续谱和CO同位素发射，…
2017-02-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
CO gas inside the protoplanetary disk cavity in HD 142527: disk structure from ALMA
星周盘的内部空腔和环形间隙可能是巨型行星形成的标志。年轻的恒星HD 142527拥有一个巨大的原行星盘，它有一个从中央恒星延伸到140 au的大空腔，如红外和毫米波长的连续图像所示。需要对盘腔中气体的存活率进行估计，以区分不同的清除方案。我们提出了一个空间和光谱分辨的一氧化碳同位素观测的气体丰富的磁盘HD 142527，在J=2-1线的12 CO，13 CO和C18 O，获得与阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）。我们检测到来自所有三种同位素的尘埃耗尽腔体内部的发射。根据我们对尘埃腔中气体的分析，12 CO发射是光学厚的，而13 CO和C18 O发射都是光学薄的。洞内残余气体的总质量约为1.5-2个木星质量。我们用轴对称圆盘模型来模拟气体。我们的最佳拟合模型表明，在CO中的腔半径比在毫米连续谱和散射光观测中的小得多，气体腔不超过105 Au（3 σ）。其外缘的间隙壁在气体分布中是弥散的、光滑的，而在尘埃连续体中则明显尖锐。根据高速通道图估计，倾斜角为28+/-0.5度，比以前的估计要高，假设一个固定的中心恒星质量为2.2太阳质量。
2014-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Vertically extended and asymmetric CN emission in the Elias 2-27 protoplanetary disk
伊莱亚斯2-27是一颗年轻的恒星，拥有一个延伸的，明亮的和倾斜的尘埃和气体盘。倾斜和极端张开的圆盘使Elias 2-27成为研究分子垂直分布的理想目标，特别是CN。我们直接追踪Elias 2-27中CN的排放，并将其与先前发表的CO同位素数据进行比较。CN $N = 3-2$发射分析在两个不同的跃迁$J = 7/2 - 5/2$和$J = 5/2 - 3/2$，我们检测到两个超精细群跃迁。CN排放的垂直位置直接从通道图中追踪，遵循先前用于分析Elias 2-27的CO排放的几何方法。分析模型被用来参数化每个分子的垂直剖面，并研究每个示踪剂的程度，此外，我们计算柱密度和光学深度的径向剖面。我们发现，CN和CO同位素在埃利亚斯2-27的垂直位置是分层的，与热化学模型的预测一致。一个北/南不对称的CN的径向范围内检测到，我们发现CN的发射主要是光学薄，并限制在$z/r \sim$ 0.5的薄板垂直。在内盘中测得的柱密度为10 $^{14}$ 1，cm $^{-2}$，在外侧区域中，对于北侧，柱密度降低至10 $^{12}$ 1，cm $^{-2}$，对于南侧，柱密度降低至10 $^{13}$ 1，cm $^{-2}$。在Elias 2-27中，CN在中平面上方追踪到一个垂直升高的区域，与$^{12}$ CO追踪到的非常相似。推断的CN性质与热化学盘模型一致，其中CN的形成是由N与UV泵浦…
2022-07-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A JWST inventory of protoplanetary disk ices: The edge-on protoplanetary disk HH 48 NE, seen with the Ice Age ERS program
JWST首次在原行星盘HH 48 NE中探测到¹³CO₂冰，揭示了主要冰成分的空间分布与丰度异常，表明CO₂柱密度远超直接推断值，并发现CO冰异常存在于高温区域。
2023-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Science with the Orbiting Astronomical Satellite Investigating Stellar Systems (OASIS) Observatory
OASIS（Orbiting Astronomical Satellite for Investigating Stellar Systems）是美国宇航局天体物理学MIDEX级任务概念，其目标是跟踪来自星系的水，通过原恒星系统，到达地球的海洋。本文详细介绍了OASIS可实现的原行星盘科学。OASIS的外差接收器套件允许对原行星盘内跨越大范围物理条件的水发射谱线进行同时的高光谱分辨率观测。这些观测将使我们能够绘制水蒸气在各个进化阶段的空间分布图，并评估水的重要性，特别是中面水雪线的位置，以行星形成。OASIS还将探测100多个盘中的H2同位素HD，从而最准确地确定迄今为止的总原行星盘气体质量。当与同期的水观测相结合时，HD探测还将使我们能够追踪水蒸气在各个演化阶段的演化。这些观测将使OASIS能够描述水分布的时间发展以及水在行星系形成过程中所起的作用。
2023-02-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Molecular line emission from a protoplanetary disk irradiated externally by a nearby massive star
恒星的形成通常发生在星团内部或附近。附近大质量恒星的辐射可以使年轻恒星周围的原行星盘光蒸发，这就提出了关于在这些环境中形成行星形成能力的问题。我们研究了低质量T Tauri星周围的原行星盘的二维物理和化学结构，该星被附近的大质量O-型星照射，以确定原行星盘中分子的存活性和可观测性。与孤立的星盘系统相比，气体温度的范围从几个因素（在磁盘中平面）到大约两个数量级（在磁盘表面）更高的照射磁盘。虽然在外盘的紫外线通量，特别是，是几个数量级更高，磁盘的表面密度是足够的磁盘中平面的有效屏蔽，使磁盘仍然主要是分子的性质。我们还发现，非挥发性分子，如HCN和H2O，能够冻结到磁盘中平面的尘埃颗粒上，从而形成冰冷的星子，例如，彗星，也可能在probands。我们已经计算了分子线发射从磁盘假设LTE和确定，原子碳，CO（和同位素，13 CO和C18 O），HCO+，CN和HCN的多个跃迁可以观察到ALMA，允许表征的气体柱密度，温度，和光学深度的probrids在猎户座的距离（~400 pc）。
2013-03-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Band 7 Observations of Water Lines in the Protoplanetary Disk of V883 Ori
Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Ashikaga University（足利大学）；Okayama University of Science（冈山科学大学）；Niigata Institute of Technology（新潟技术大学）；Seoul National University（首尔大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究院）
ALMA带7观测V883 Ori原行星盘水谱线，揭示水雪线附近水汽丰度及HDO/H₂O比值，发现带7谱线强度弱于预测，可能由发射区域特性或尘埃吸收导致。
2025-12-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the protoplanetary disk gas surface density distribution with $^{13}$CO emission
在原行星盘中，约束气体表面密度分布σ_gas作为盘半径的函数是关键。在这项工作中，我们调查，如果空间分辨观测罕见的CO同位素可能是良好的示踪剂的Sigma_gas。运行具有不同输入Sigma_gas（R）的物理化学模型。输入盘表面密度分布与模拟的13 CO强度径向分布进行比较，以检查两者是否以及在何处相互遵循。在圆盘中总是存在中间区域，其中13 CO径向排放轮廓的斜率与Sigma_gas（R）重合。在小半径处，线径向轮廓低估了Sigma_gas，因为13 CO发射变得光学厚。同样的情况发生在大半径处，其中柱密度变得太低并且13 CO不能有效地自屏蔽。如果气体表面密度分布是一个简单的幂律半径，输入的幂律指数可以检索在20%的不确定性，如果一个选择适当的径向范围。相反，如果Sigma_gas（R）遵循粘性演化圆盘的自相似解，则检索输入幂律指数变得具有挑战性，特别是对于小圆盘。然而，它被发现，在任何情况下，幂律指数可以可靠地拟合在一个给定的线强度轮廓约6公里/秒，这产生了一个实用的方法来约束的斜率σ_gas（R）。这种方法的应用程序中示出的案例研究的TW Hya磁盘。空间分辨的13 CO谱线径向分布是探测盘表面密度分布的有效手段，因为它们可以直接跟踪在ALMA可以很好分辨的半径处的σ_gas（R）分布。在那里，像冻结和同位素选择性光解这样的化学过程不会影响排放，并且，假设挥发性碳不随半径…
2018-09-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
An evolutionary study of volatile chemistry in protoplanetary disks
一颗行星的挥发性成分取决于母盘中的气体和冰的存量。预计盘中的挥发性化学物质会随着时间的推移而演变，尽管这种演变在观测上受到很大的限制。我们目前ALMA观测C18 O，C2 H，和同位素H13 CN，HC 15 N，和DCN对5类0/I磁盘候选人。结合Bergner等人（2019 b）提出的14个II类磁盘样本，该数据集提供了磁盘寿命期间挥发性化学演变的视图。我们的C18 O丰度的估计是一致的快速耗尽的CO在第一个~0.5-1万年的磁盘寿命。我们没有看到C2 H和HCN的形成增强CO耗竭的证据，可能是因为气体已经相当丰富的CO。进一步CO耗竭可能会阻碍他们的生产，限制气相碳供应。嵌入源显示出几个化学差异相比，第二类阶段，这似乎是由于屏蔽辐射的信封（影响C2 H的形成和HC 15 N分馏）和升华的冰从下落的材料（影响HCN和C18 O丰度）。0/I类和II类来源之间的化学差异可能会影响行星形成材料在磁盘寿命的不同阶段的挥发性成分。
2020-06-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Lack of other molecules in CO-rich debris discs: is it primordial or secondary gas?
富含CO的碎片盘中气体的性质仍然知之甚少，因为它可能是早期II类阶段的残余物，也可能是由冰冷的星子破坏驱动的次级起源。本文的目的是通过在进化程度较低的II类圆盘中经常检测到的各种简单分子来阐明碎片圆盘中气体含量的来源。我们目前的毫米分子线观测的九个拱星盘周围的A型恒星：四个富含CO的碎片盘（HD 21997，HD 121617，HD 131488，HD 131835）和五个老Herbig Ae原行星盘（HD 139614，HD 141569，HD 142666，HD 145718，HD 100453）。这些源是用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在波段5和6以1- 2“的分辨率观测的。在CO同位素体、CN、HCN、HCO $^+$、C2 H和CS线中检测到Herbig Ae盘。相比之下，只有CO同位素在碎片盘中被检测到，显示出类似的CO量的赫比格Ae原行星盘中发现的。利用化学和辐射转移模型，我们表明，在碎片盘中的分子丰度比CO预计是非常低的。我们考虑多套初始元素丰度与不同程度的H2耗尽。我们发现，HCO+线应该是第二个最亮的CO线后，其强度强烈依赖于整体CO/H $_2$比的气体。然而，即使在类似ISM的情况下，模拟的HCO+排放仍然很弱，这是我们未检测到的要求。
2021-11-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Consistent dust and gas models for protoplanetary disks: II. Chemical networks and rates
目标。我们定义了一个小的和大的化学网络，它可以用于从近红外到亚毫米的分子发射的定量同时分析。我们修订了激发态分子氢的反应，这是不包括在UMIST中，为未来的应用提供一个均匀的数据库。方法.我们使用的热化学磁盘建模代码ProDiMo和一个标准的T金牛座磁盘模型来评估各种化学网络，反应速率数据库和集的吸附能对大样本的化学物种和新兴的线通量从近红外到submm波长范围的影响。结果我们发现，当考虑裸露或极地冰涂层颗粒冻结时，冰库的质量和径向分布存在很大差异。最强烈的氨冰质量和雪线（水）的位置变化。因此，分子相关的冰线，如N2 H+改变其发射区域;没有线通量在这里考虑的样品中的变化超过25%，除了CO同位素，CN和N2 H+线。三体反应N+H2+M在外盘中水的形成中起着关键作用。除此之外，UMIST 2006和2012数据库之间的差异使这里考虑的样品中的谱线通量变化小于2倍（低激发CO和精细结构谱线的子集甚至保持在25%以内）; OH、CN、HCN、HCO+和N2 H+谱线除外。然而，不同的网络，如OSU和KIDA 2011导致100 Au内部化学的显著差异，从而影响高激发CO，OH和CN线的发射线。H2在盘表面容易被激发，并且状态-状态反应增强CH+的丰度，并且在较小程度上增强HCO+。对于HCN、N2 H+和HCO+的亚毫米级线路，建议使用更复杂的较大网络。缩写
2017-07-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
An Unbiased 1.3 mm Emission Line Survey of the Protoplanetary Disk Orbiting LkCa 15
围绕着大约200万到500万年前的活跃吸积太阳类似物LkCa 15的尘埃周盘的外部（>30天文单位）区域被认为是化学物质丰富的，内部盘可能在其中央空腔内拥有一颗年轻的原行星。为了获得LkCa 15盘在210-270 GHz（1.4 - 1.1 mm）范围内发出的最亮分子线发射的完整普查，我们使用射电天文学研究所毫米波（IRAM）30米望远镜进行了无偏射电光谱调查。调查表明，在这个光谱区域，最容易检测到的线是CO及其同位素13 CO和C18 O，以及HCO+，HCN，CN，C2 H，CS和H2 CO。所有这些物种以前都在LkCa 15磁盘中检测到;然而，本次调查包括CN（2-1）和C2 H（3-2）超精细复合物的首次完整覆盖。这些发射复合物的建模表明，CN和C2 H要么驻留在磁盘的最冷的区域或亚热激发，其丰度相对于分子云和年轻的恒星物体环境增强。这些结果突出了无偏单碟线调查的价值，在指导未来的高分辨率干涉成像磁盘。
2015-03-31 astro-ph.SR
Dust masses of Upper Scorpius disks and their statistics
School of Physical Science and Technology, Southwest Jiaotong University（西南交通大学物理科学与技术学院）；Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）
研究以天蝎座上盘为对象，构建辐射传输模型网格提高尘埃质量估计精度，通过对比得出该区域盘的尘埃质量中值，发现其远低于豺狼座I盘，证实恒星质量与尘埃质量相关性及差异，揭示盘演化中尘埃颗粒的变化情况。
2026-07-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
H$_2^{18}$O in the terrestrial planet-forming regions of protoplanetary disks
Vassar College（瓦萨学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology（加州理工学院地质与行星科学系）；Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文学系）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森尼天体物理中心）；Department of Physics, Texas State University（德克萨斯州立大学物理系）；Weber State University（韦伯州立大学）；Department of Astronomy, University of Michigan（密歇根大学天文学系）；Astrophysics & Space Institute, Schmidt Sciences（施密特科学天体物理学与空间研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Exeter（埃克塞特大学物理与天文系）；Department of Astronomy, University of Maryland（马里兰大学天文学系）
研究通过JWST探测类地行星形成区中H₂¹⁸O，发现其比值与理论预测不符，提出可能的水迁移或同位素分数化机制。
2026-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): V. Protoplanetary gas disk masses
本研究利用大型热化学模型网格分析AGE-PRO巡天的30个原行星盘样本，发现气体质量随时间下降，气尘比随时间升高，为行星形成演化研究提供了观测约束。
2025-06-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of Line Pressure Broadening and Direct Constraint on Gas Surface Density in a Protoplanetary Disk
原行星盘的气体表面密度分布是了解行星形成的最基本的物理性质之一。然而，它是具有挑战性的，以确定表面密度分布的观测，因为H $_2$发射不能观察到在低温区。我们分析了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的\co线对TW Hya周围的原行星盘的档案数据，并发现了由于压力加宽而产生的极宽的线翼。结合以前报道的光学薄CO同位素线，压力加宽线翼使我们能够直接确定中平面气体密度的第一次。在$\sim5$ au中心恒星的气体表面密度达到$\sim 10^3\ {\rm g\ cm^{-2}}$，这表明盘的内部区域有足够的质量形成一颗质量为600亿的行星。另外，与腔外部相比，气体表面密度在内腔处下降$\sim2$数量级。我们还发现了一个低CO丰度的$\sim 10^{-6}$相对于H $_2$，即使在CO雪线，这表明CO的转化为挥发性较低的物种。结合我们的结果和以前的研究，气体表面密度在$r\sim 20$ au处发生跳跃，表明内部区域（$3<r<20$ au）可能是磁旋转不稳定死区。这项研究揭示了直接气体表面密度约束，而不假设CO/H $_2$比使用ALMA。
2022-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Systematic Variations of CO Gas Abundance with Radius in Gas-rich Protoplanetary Disks
CO是原行星盘最常用的气体示踪剂。它的丰度通常被假设为整个盘的温暖分子层的星际比率。但是最近在许多原行星盘中观测到的低CO气体丰度挑战了我们对盘中物理和化学演化的理解。在这里，我们调查的CO丰度结构，在四个充分研究的磁盘和比较它们的结构与预测的CO的化学处理和运输的CO冰包尘埃颗粒在磁盘。我们使用空间分辨的CO同位素线观测和详细的热化学模型来推导CO丰度结构。我们发现，在这些磁盘中的CO丰度随半径变化的数量级。我们表明，虽然化学过程可以有效地减少总柱的CO气体在1万年内的ISM水平下的宇宙射线电离率，耗尽主要发生在深区域的磁盘。没有足够的垂直混合，表层是没有足够的耗尽再现弱CO排放量观察。在三个磁盘中的CO耗尽的径向配置文件是定性一致的卵石形成，沉降和漂移的磁盘的预测。但是，尘埃演化本身并不能完全解释在某些圆盘中观察到的高损耗。这些结果表明，尘埃演化可能发挥重要作用，在运输挥发性物质和耦合的化学动力学研究是必要的，以了解什么原料可用于行星形成在不同距离的中央恒星。
2019-08-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A survey of C2H, HCN, and C18O in protoplanetary disks
观测到的朝向原行星盘的分子谱线携带着与行星形成有关的物理和化学过程的信息。我们目前ALMA波段6观测C2 H，HCN和C18 O在一个样本的14个磁盘跨越一系列的年龄，恒星光度和恒星质量。使用C2 H和HCN超精细结构拟合和HCN/H13 CN同位素分析，我们提取光学深度，激发温度和柱密度径向分布的磁盘的一个子集。在200 AU以内，C_2H的光学厚度较小（τ~1-5），HCN的光学厚度较大（τ~ 5-10）。这两种分子的提取温度都很低（10- 30 K），这表明来自暖盘大气的亚热发射或由于化学亚结构导致的大量光束稀释。我们探索的起源C2 H形态多样性在我们的样品中使用一系列的玩具磁盘模型，并发现，磁盘依赖的重叠区域之间的高紫外线通量和高原子碳丰度可以解释广泛的C2 H发射功能（例如，紧凑与扩展和环状与无环发射）。我们探讨了C2 H、HCN和C18 O之间的化学关系，发现C2 H和HCN通量之间呈正相关，但C2 H或HCN与C18 O通量之间没有关系。我们也没有看到C2 H和HCN随着磁盘年龄的增加而增强的证据。C2 H和HCN似乎共享一个共同的驱动程序，但更多的工作仍然要阐明这些分子之间的化学关系和磁盘中的C，N和O化学的基本演变。
2019-04-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for the start of planet formation in a young circumstellar disk
尘埃颗粒在原行星盘中的生长是行星形成的必要的第一步。这种增长是通过对成熟的原行星系统（年龄> 200万年）的热尘埃排放的观测推断出来的，这些系统的平均质量与海王星相似。相比之下，大多数已确认的系外行星都比海王星重。鉴于年轻的原行星盘比成熟的原行星盘更大，这表明行星形成很早就开始了，但在空间和时间上与年轻盘中的巨大水库相一致的颗粒生长的证据仍然很少。在这里，我们报告的观测缺乏排放的一氧化碳同位素内~15 AU的一个非常年轻的（年龄~100,000年）磁盘周围的太阳型原恒星TMC 1A。通过使用空间分辨的分子线发射的情况下推断的气体和尘埃含量的磁盘，我们得出结论，屏蔽毫米大小的颗粒是负责缺乏发射。这表明，颗粒生长和毫米大小的尘埃颗粒可以在空间和时间上与足以形成巨型行星形成的质量库相一致。因此，行星形成开始于年轻恒星生命中最早的嵌入阶段。
2018-06-25 astro-ph.SR
Chemistry in Protoplanetary Disks: the gas-phase CO/H2 ratio and the Carbon reservoir
原行星盘的气体质量和气尘比是驱动原行星盘演化和行星系统形成的两个关键因素。我们在这里探讨在何种程度上CO（或其同位素）可以用作气体质量的示踪剂。我们使用一个详细的气体颗粒化学模型和研究的磁盘组成的演变，从一个致密的前恒星核心组成。我们探讨了一系列的磁盘温度分布，宇宙射线电离率，和磁盘年龄的磁盘模型代表金牛座T星。在磁盘中占主导地位的高密度，我们发现，由于快速反应的晶粒表面，CO可以转换为挥发性较低的形式（主要是s-CO $_2$，并在较小程度上的s-CH $_4$），而不是在很宽的温度范围内蒸发。10 $^{-4}$的正则气相丰度仅在约30-35 K以上达到。主要的含碳实体取决于温度结构和磁盘的年龄。CO的化学演化对宇宙射线电离率也很敏感。较大的气相CO丰度被发现在年轻的磁盘。初始条件，如母云年龄和密度，影响有限。这项研究表明，CO气相丰度在很大程度上取决于晶粒表面的过程，这仍然是非常不完全了解到目前为止。粉尘温度分布的强烈依赖，使CO的磁盘的气相含量的示踪剂。
2015-05-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Different dust and gas radial extents in protoplanetary disks: consistent models of grain growth and CO emission
ALMA对原行星盘的观测证实了早期的迹象，即尘埃和气体的径向范围之间存在明显的差异。这种差异的起源仍然存在争议，文献中提出了尘埃的径向漂移和光学深度效应。在这项工作中，现实的尘埃粒子分布到气体化学和分子发射率的反馈进行了研究，特别侧重于CO同位素。径向尘埃粒度分布确定使用尘埃演化模型，包括增长，破碎和径向漂移。一个新版本的代码DALI是用来考虑如何尘埃表面积和密度影响磁盘的热结构，分子丰度和激发。尘埃和气体径向尺寸的差异主要是由于CO线和毫米连续谱的光学深度的差异，而不需要调用径向漂移。径向漂移的影响主要在连续强度分布的尖锐外边缘中可见。对于典型值之间的湍流$α$，通过$^{12}$ CO发射探测的气体外半径在模型之间可以容易地相差$\sim 2$的因子。由于与大颗粒的碰撞率较低，颗粒生长和沉降同时发生，使气体和尘埃成分热解耦。因此，在中间高度，气体可以比尘埃冷得多，减少CO激发和排放，特别是对于低湍流值。此外，由于磁盘中平面阴影，第二CO热解吸（而不是光解吸）前可以发生在较温暖的外部中平面磁盘。该模型进行了比较，ALMA观测HD 163296作为一个测试用例。为了重现所观察到的CO雪线的系统，一个典型的冰混合物的CO的结合能需要使用，而不是较低的纯CO值。
2017-06-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): III. Dust and Gas Disk Properties in the Lupus Star-forming Region
基于AGE-PRO项目的ALMA观测，本文分析了Lupus恒星形成区10个原行星盘的尘埃与气体性质，发现CO同位素体与连续谱通量存在强相关性，并利用自洽盘模型估算出气尘质量比在10至100之间。
2025-08-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Evidence for a correlation between mass accretion rates onto young stars and the mass of their protoplanetary disks
在中心年轻恒星的质量吸积率和周围原行星盘的质量之间的关系一直被理论预测和观测寻求。对于第一次，我们已经准确地和均匀地确定了光球参数，质量吸积率，和磁盘质量的一个基本上完整的样本的年轻恒星与磁盘的狼疮云。我们的工作结合了VLT/X-Shooter和ALMA进行的调查结果。有了这个数据集，我们能够测试粘性吸积理论的基本预测，存在的质量吸积率到中央恒星和总磁盘质量之间的线性关系。我们发现的质量吸积率和磁盘尘埃质量之间的相关性，与预期的粘性时标时，假设一个星际介质（ISM）的气体-尘埃比的比率大致一致。这证实了质量吸积速率与外盘的性质有关。我们发现没有相关的质量吸积率和磁盘质量测量的CO同位素发射线，可能是由于少量的测量磁盘气体质量。这表明，毫米大小的尘埃质量更好地跟踪总磁盘质量和质量来自CO可能被低估，至少在某些情况下。
2016-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) abundances in the disk around T Chamaeleontis (T Cha): PAH sizes, ionization fraction, and mass during JWST observations
Universidad de Chile（智利大学）；Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)（年轻系外行星及其卫星千年核）；Data Observatory Foundation（数据观测基金会）
研究T Cha周围盘中PAH的丰度，通过JWST观测分析其尺寸、电离分数和质量，揭示外盘尘埃颗粒特征及PAH-尘埃质量比。
2026-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
VLT-CRIRES Survey of Rovibrational CO Emission from Protoplanetary Disks
我们提出了一个大的，全面的调查，在4.7微米的转振CO线发射69原行星盘，获得与CRIRES的ESO甚大望远镜在最高可用的光谱分辨率（R=95,000，v=3.2公里/秒）。CO基本带（Delta v=1）是年轻恒星周围富含气体的气盘的内部行星形成区域中温暖气体的着名示踪剂，其线形成于半径为0.1-10 AU的气盘的过热表面。我们的高光谱分辨率的数据提供了新的洞察内部磁盘气体的运动学。纯粹的双峰开普勒轮廓是令人惊讶的罕见，超出了基于磁盘倾角预期的频率。大多数的配置文件是一致的，从磁盘加上缓慢（几公里/秒）的分子盘风的排放。这是证明了不同类别的分析，以及线轮廓的总体趋势，有过量的蓝色发射。来自同位素体和振动激发能级的弱发射线很容易被检测到。一般来说，13 CO线跟踪比大量12 CO排放更冷的气体，并且可能出现在盘中更远的地方，如由更窄的线轮廓所指示的。高比例的源显示振动激发的发射（~50%），这是与吸积光度，紫外（UV）荧光激发一致。平均而言，围绕着早期赫比格AeBe型恒星的恒星比质量较低的晚期型恒星具有更窄的线条，这是由于它们的光度增加。也可以看到CO的进化变化。去除类I和II之间的原恒星包络线的结果在消失的强吸收线和CO冰功能特性的I类光谱。然而，CO排放从第一类和第二类对象是相似的检测频率，激发和线形，这表明内盘的特点是建立较早。
2013-04-17 astro-ph.SR
Survival of molecular gas in cavities of transition disks (I. CO)
行星形成与原行星盘的结构和扩散密切相关。有一类称为过渡盘的盘，在尘埃图像中显示出高达几十个AU的空洞。空洞的形成机制尚不清楚。这种空腔的气体含量可以空间解决的第一次使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）。我们已经开发了一系列新的模型来模拟空腔中气体的物理条件和化学丰度，以解决暴露于强烈紫外辐射的无尘空腔内的气体主要是原子还是分子的问题。预测了一氧化碳（CO）、其同位素（13 CO、C18 O、C17 O和13 C18 O）和相关物种（[CI]、[CII]和[OI]）的分子/原子谱线发射，以与ALMA和Herschel空间天文台进行比较。气体可以保持分子形式，直到腔中的气体量非常低。恒星辐射的屏蔽由一个充满灰尘的内盘（前过渡盘）允许CO生存下来，以较低的气体质量在空腔中。影响空腔CO排放的主要参数是气体质量。其他参数，如外盘质量，热光度，恒星光谱的形状或PAH丰度不太重要。由于CO纯旋转线容易变得光学厚，需要观察CO同位素，以定量确定腔中的气体量。利用CO同位素谱线与ALMA的联合观测，可以探测过渡盘空腔中的大范围气体质量（~4个数量级）。测量空腔中的气体质量最终将有助于区分不同的空腔形成理论。
2013-08-13 astro-ph.SR
DiskMINT: A Tool to Estimate Disk Masses with CO Isotopologues
本文提出 DiskMINT 代码，通过自洽盘结构、同位素化学与 CO 冻化建模，利用 C¹⁸O 发射重新估算 RU Lup 盘质量，发现其气体质量比此前高约一个数量级。
2023-07-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Physical Structure of Protoplanetary Disks: the Serpens Cluster Compared with Other Regions
根据测光和Spitzer IRS光谱，给出了巨蛇座分子云中94颗被圆盘包围的年轻恒星的光谱能量分布。取到云的距离为415 pc而不是259 pc，年龄分布向较低的值移动，在1- 300万年的范围内，尾部高达1000万年。质量分布范围为0.2-1.2 Msun，中位质量为0.7 Msun。巨蛇座星系的分光度分布类似于年轻的金牛座分子云，大多数的圆盘与光学厚度一致，被动照射的圆盘在各种几何形状的圆盘（Ldisk/Lstar ~ 0.1）。相比之下，较老的上天蝎座和Eta Chamaeleontis星团的分布主要是光学薄的低光度盘（Ldisk/Lstar ~ 0.02）。这种演化在部分磁盘光度是并发的磁盘分数。巨蛇座中的吸积和非吸积恒星（基于Ha数据）在分数盘光度上显示出非常相似的分布，不同之处仅在于由强吸积恒星主导的较亮的尾部。与赫比格Ae/Be星的样本相比，巨蛇座中的金牛T星在不同的盘几何形状下，其光度分数并没有明显的分离：耀斑和平坦的盘都呈现出更宽的重叠分布。这一结果与之前关于赫比格Ae/Be恒星周围的盘演化更快的建议是一致的。此外，在磁盘表面的尘埃矿物学的结果没有显示任何相关性，无论是恒星和磁盘的特性或平均集群年龄在1-10百万年的范围内探测这里。缺乏相关性的一个可能解释是，影响盘内尘埃的过程具有很短的时间尺度，重复发生，因此很难区分长期持续的进化影响。[删节]
2012-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ALMA-PILS survey: 3D modeling of the envelope, disks and dust filament of IRAS 16293-2422
上下文0类原恒星双星IRAS 16293-2422是（亚）毫米观测的一个有趣的目标，这是由于双星的两个主要组成部分及其复杂的形态具有丰富的化学成分。它与地球的距离很近，因此可以利用高角分辨率观测研究其太阳系尺度的物理和化学结构。这样的数据揭示了一个复杂的形态，不能占在传统的，球形的1D模型的信封。目标。本文的目的是通过三维辐射转移模型研究双星的两个组成部分的环境，并与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列的数据进行比较。这样的比较可以用来约束原行星盘的结构，双星的两个组成部分的光度和简单物种的化学。方法.我们目前的13 CO，C17 O和C18 O J=3-2的ALMA原恒星干涉测线巡天（PILS）的观测，连同定性研究的尘埃和气体的密度分布的IRAS 16293-2422。建立了一个包含尘埃盘和尘埃丝的三维尘埃和气体模型，定性地再现了尘埃连续谱和气体线辐射。结果和结论。辐射转移模拟的源A和B，与密度解决方案的下落，旋转坍缩或一个原行星盘模型，可以匹配的约束，盘状排放源A和B周围的观测尘埃连续体和CO同位素气体排放。如果在源B周围使用一个原行星盘模型，它必须有一个异常高的标度高度才能达到尘埃连续体的峰值发射值，同时满足其他观测约束。我们的3D模型要求源A比源B更亮; LA ~ 18 $L_\odot$和LB ~ 3 $L_\odot$。
2017-12-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the diversity of asymmetries in gapped protoplanetary disks
原行星盘内部有巨大的尘埃腔，被认为是大质量行星或亚恒星伴星的所在。这些圆盘显示出毫米级的不对称性和环形，这是由于尘埃被困在压力隆起中，以及潜在的漩涡或马蹄形。不对称的根源及其多样性仍不清楚。我们提出了一个全面的研究16磁盘的气体表面密度分布已受到限制的CO同位素数据。我们比较了尘埃连续轮廓的方位角范围与每个磁盘中的局部气体表面密度，发现不对称性对应于较高的斯托克斯数或较低的气体表面密度。我们讨论了可以解释的马蹄铁，涡旋或螺旋密度波的不对称结构。其次，我们重新评估的气体间隙半径的$^{13}$ CO地图，这是一个因素2小于尘埃环半径，这表明在这些磁盘的同伴是在褐矮星质量制度（$\sim 15-50 M_{\rm Jup}$）或超木星质量制度（$\sim 3-15 M_{\rm Jup}$）的偏心轨道。这与根据对比曲线对伴星质量极限的估计是一致的。这些曲线排除了（子）恒星同伴（$q>$ 0.05）的大部分样品在间隙位置，但它仍然可能在更小的半径。第三，我们发现散射光图像中的旋臂主要是在具有宽间隙的高光度恒星周围检测到的，这可以通过旋臂螺距角对盘温度和伴星质量的依赖来理解。
2020-10-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spitzer IRS Survey of NGC 1333: Insights into disk evolution from a very young cluster
本文报道了NGC 1333中79个年轻天体的λ = 5-36μm斯皮策红外光谱。NGC 1333的年轻使研究早期原行星盘的性质成为可能，例如沉降的程度以及间隙和空地的形成。我们构建光谱能量分布（SED）使用我们的IRS数据以及公布的光度和分类我们的样本到SED类。使用“无反射”光谱指数，我们确定是否磁盘，信封，或光球占主导地位的光谱。为了研究NGC 1333中原行星盘的垂直和径向结构，我们利用光谱指数和硅酸盐特征分析了盘主导发射的天体的去红光谱。在我们的NGC 1333样本中，至少有9个天体在其内盘中显示出大（几个AU）径向间隙或空隙的迹象。NGC 1333中具有径向间隙的尘埃比径向连续的尘埃更接近原始的硅酸盐尘埃。我们比较了NGC 1333中的圆盘与其他三个研究得很好的区域（金牛座-御夫座，蛇夫座和Chamaeleon I）的圆盘的性质，发现它们的沉积和尘埃处理程度没有差异。
2012-04-23 astro-ph.SR
