Protoplanetary disc truncation mechanisms in stellar clusters: comparing external photoevaporation and tidal encounters
大多数恒星形成并在恒星密度增强的区域度过早期生命。因此,这些恒星所承载的原行星盘(PPD)的演化会受到星团其他成员的影响。在物理上,PPD可能会被截断的光蒸发由于紫外线通量从大质量的恒星,或潮汐截断由于近距离恒星相遇。在这里,我们的目标是在真实的集群环境中比较这两种效果。在这种情况下,我们首先审查的性能,以及研究星团的重点是恒星的数量密度,这在很大程度上决定了潮汐截断的程度,和远紫外线(FUV)通量,这是外部光蒸发率的指示。然后,我们回顾了理论PPD截断半径由于一个任意的遭遇,另外考虑到偏心遇到的作用,发挥作用的热集群与一维速度色散$σ_v > 2$公里/秒。然后,我们的治疗统计上应用到不同的本地环境,建立一个典型的阈值的本地恒星密度($n_{c} > 10^4$ PC $^{-3}$),遇到可以发挥重要作用,在塑造PPD半径的分布在一个时间尺度$\sim 3$ MYR。通过结合理论的质量损失率,由于FUV通量与粘性传播的PPD,我们建立了一个类似的阈值,一个巨大的光盘被完全摧毁外部光蒸发。比较这些阈值在本地集群,我们发现,如果任何一种机制有显着的PPD人口的影响,然后光蒸发总是占主导地位的影响。
2018-04-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Testing viscous disc theory using the balance between stellar accretion and external photoevaporation of protoplanetary discs
原行星盘(PPD)中(粘性)角动量输运的性质和速率对行星系的形成过程有重要影响。虽然吸积率到中央恒星产量限制这种运输在内部地区的PPD,经验约束粘性扩散的外部区域仍然具有挑战性。在这里,我们展示了一种新的方法来探测角动量输运的外边缘的光盘。这种方法适用于PPD已经失去了相当大一部分的质量,由于热风驱动的紫外线辐射从邻近的OB星。我们证明,这种外部光蒸发可以解释所观察到的3-5万年前的$σ$ Orionis地区的光盘耗尽,并使用我们的模型进行预测,激励未来的经验调查盘风。对于人口的中年PPD,在粘性模型中,我们表明,由于角动量重新分配的质量通量向外平衡的光蒸发风中的质量损失。因此,风的质量损失和恒星吸积率之间的比较提供了一个独立的约束在PPD的外部区域的粘性模型。
2020-06-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiation hydrodynamics simulations of protoplanetary disks: Stellar mass dependence of the disk photoevaporation rate
最近的多波长观测表明,原行星盘(PPD)的内部对于较重的宿主恒星具有较短的寿命。由于高质量恒星周围的PPD受到强烈的紫外线辐射,光蒸发可能为观察到的趋势提供解释。我们进行了辐射流体动力学模拟的光蒸发的PPD的主恒星质量的$M_* =0.5$ - $7.0 M_{\odot}$的范围很广。我们导出了具有强烈恒星依赖性的盘质量损失率$\dot{M}$,它是$\dot{M} \approx 7.30\times10^{-9}(M_{*}/M_{\odot})^{2}M_{\odot}\rm{yr}^{-1}$。$\dot{M}$的绝对值与采用的远紫外和X射线光度成比例。我们推导出表面质量损失率,并提供多项式函数拟合。我们还开发了一个半解析模型,很好地再现了导出的质量损失率。估计的内盘寿命随着宿主恒星质量的增加而减少,与观测趋势一致。因此,我们认为,光蒸发是一个主要的物理机制PPD分散的恒星质量的范围很广,可以解释所观察到的恒星质量依赖的内盘寿命。
2021-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photoevaporation of protoplanetary disks by Far-UV photons arising from neighbouring massive stars: observation of proplyds and modelling
原行星盘存在于年轻恒星周围,代表了行星系的胚胎阶段。在演化的不同阶段,圆盘可能会因光蒸发而经历大量的质量损失:来自中心或附近恒星的高能光子加热圆盘,因此粒子可以逃离引力势,圆盘失去质量。然而,这种机制,以及调节光蒸发的基本物理学,到目前为止还没有很好地受到观测的约束。本论文的目的是研究光蒸发,在特定的情况下,当它是由远紫外光子驱动,以确定所涉及的主要物理参数(密度,温度)和过程(气体加热和冷却机制),并估计其对磁盘动态演化的影响。这项研究依赖于耦合观测和来自邻近大质量恒星的紫外光子光蒸发的圆盘模型。
2019-01-23 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
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
Can photoevaporation open gaps in protoplanetary discs?
Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学天文台);Excellence Cluster Origins(起源卓越集群);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所)
研究发现光蒸发无法单独形成干净的盘间隙,但可能产生类似过渡盘的观测特征,提出了一种近似的模型用于行星形成研究。
2026-01-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiation shielding of protoplanetary discs in young star-forming regions
本研究通过耦合星团形成与原行星盘演化模型开展模拟,发现年轻恒星形成区的辐射屏蔽可显著延长原行星盘寿命、保留更多行星形成物质,且局地小质量恒星会消除盘质量与大质量恒星投影距离的相关性。
2023-02-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The interpretation of protoplanetary disc wind diagnostic lines from X-ray photoevaporation and analytical MHD models
典型风诊断的高分辨率光谱([OI] 6300和其他禁止发射线)通常可以分解为多个分量:蓝移高达100 km/s的高速分量通常归因于快速喷流,而窄(NLVC)和宽(BLVC)低速分量被认为是较慢的圆盘风。在假设谱线展宽主要由开普勒旋转主导的情况下,一些研究发现,BLVC应该跟踪0.05和0.5 AU之间发射的气体,并且BLVC和NLVC属性之间的相关性已被解释为排放跟踪扩展MHD风而不是光蒸发风的证据。我们计算了合成线轮廓从详细的光电离计算的X射线光蒸发模型和一个简单的MHD风模型,并分析了不同的诊断线的发射区域和由此产生的光谱轮廓。光蒸发模型再现了大多数观察到的NLVC,但不是BLVC或HVC。MHD模型能够再现所有分量,但在平均倾角处产生很少观察到的开普勒双峰。磁流体和光蒸发风的结合可以解决这个问题。我们的研究结果表明,高斯分解不允许从不同的风区的通量的一个明确的区别,线加宽往往是由流出的速度梯度,而不是由开普勒旋转为主。我们发现,所观察到的BLVC和NLVC之间的相关性并不一定意味着一个共同的起源在一个扩展的MHD风。
2020-05-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
External photoevaporation of protoplanetary discs in sparse stellar groups: the impact of dust growth
我们估计的质量损失率的光蒸发风发射的外边缘的原行星盘撞击的环境辐射场。我们专注于轻度/中度环境(星群/星群中的恒星数量为N ~ 50),并探索盘大小在20至250 AU之间。我们评估的稳态结构的光蒸发风耦合温度估计与PDR代码与一维径向流体动力学方程。我们还考虑了尘埃拖曳和晶粒生长对最终质量损失率的影响。我们发现,这些风是更显着的比已经认识到迄今为止,当晶粒生长包括在建模:特别是,质量损失率> 1 e-8 Msun/yr的预测,即使在适度的背景场强度(~ 30 G_0)的情况下,盘延伸到R > 150 AU。晶粒生长通过减小FUV波长下的平均截面显著影响最终质量损失率,从而允许更剧烈的流动。可观测量(特别是表面密度、温度和速度模式)的径向分布表明,这些风具有现在可能用ALMA观测到的特征。特别是,这种盘应该具有扩展的气体排放,即在外部区域中的灰尘耗尽,其特征在于非开普勒旋转曲线,并且具有径向增加的温度梯度。
2016-01-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
[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
Hydrodynamic Photoevaporation of Protoplanetary Disks with Consistent Thermochemistry
光蒸发是原行星盘的一种重要扩散机制。我们进行流体动力学模拟,结合射线追踪辐射转移和一致的热化学研究光蒸发风驱动的紫外线和X射线辐射从主恒星。大多数模型都有三层结构:冷的中间层、暖的中间层和热风,后者在主要由电离紫外线辐射驱动时具有典型的速度$\sim 30~\mathrm{km\ s}^{-1}$和质量损失率$\sim 10^{-9}~M_\odot~\mathrm{yr}^{-1}$。可观测到的分子包括CO、OH和H2O在中间层中重新形成,并由于反应不平衡而在相对较高的风温下存活。质量损失率对直接与氢相互作用的能带中的辐射强度很敏感。与以前的工作比较表明,质量损失率也敏感的流体力学和热化学的处理。关于X射线光蒸发效率的不同结果部分归因于对尘埃和其他冷却剂的不同假设。
2017-06-10 astro-ph.EP
External photoevaporation of protoplanetary discs in Cygnus OB2: linking discs to star formation dynamical history
许多恒星形成于恒星密度增强的区域,其中恒星邻居的影响可能对原行星盘(PPD)的人口产生强烈的影响。特别是,来自大质量恒星的远紫外线(FUV)通量驱动来自PPD外缘的热风,加速了盘的破坏。在这项工作中,我们提出了一种新的技术,用于约束恒星形成环境的动力学历史,在强FUV照射的环境中使用PPD属性。应用最近的模型FUV引起的质量损失率的PPD人口的天鹅座OB 2,我们约束多久以前原始气体被驱逐出该地区; $ 0.5$百万年前,如果Shakura & Sunyaev $α$ -粘度参数是$α= 10^{-2}$(对应于一个粘性的时间尺度为$τ_\mathrm{visc} \approx 0.5$百万年的光盘的规模半径$40$ au周围的$1\, M_\odot$星)。$α$的这个值实际上是上限,因为它假设FUV光子在整个嵌入阶段有效地消光。有了这个气体排出时间尺度,我们能够产生一个完整的动力学模型,适合运动学和形态学数据以及光盘分数。我们认为天鹅座OB 2最初是由不同的大质量团块或细丝组成的,每个团块或细丝的质量都是恒星质量$\sim 10^4 \, M_\odot$。最后,我们预测,在有效的FUV引起的质量损失,光盘质量$M_\mathrm{disc}$作为恒星主机质量$m_\mathrm{star}$的函数遵循幂律与$M_\mathrm{disc} \propto m_\mathrm…
2019-02-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Rapid destruction of protoplanetary discs due to externalphotoevaporation in star-forming regions
我们分析了恒星形成区的N体模拟,以研究大质量恒星外部远紫外光蒸发对原行星盘的影响。通过改变模拟恒星形成区域的初始条件,如空间分布,净体积运动(维里比)和密度,我们调查哪些参数最影响光盘分散由于外部光蒸发的速率。我们发现,光盘分散由于外部光蒸发是更快的高度亚结构的恒星形成区域比在光滑和集中的地区。亚维里恒星形成区域发生坍缩也显示出比处于维里平衡或正在膨胀的区域更高的星盘分散率。在中等密度($\sim$ 100 M $_{\odot}$ pc $^{-3}$)区域,半径$\geq$ 100 AU的所有原行星盘中有一半在100万年内被光蒸发,比目前观测研究提出的速度快三倍。在低密度恒星形成区($\sim$ 10 M $_{\odot}$ pc $^{-3}$)的星盘存活时间更长,但一半的星盘仍然分散在较短的时间尺度上($\sim$ 2 Myr)。这表明恒星形成区的初始条件将极大地影响原行星盘的演化和寿命。这些结果也意味着,要么气体巨星行星形成是非常迅速的,发生在盘的气体成分被蒸发之前,要么气体巨星只形成在低密度的恒星形成区域,那里没有大质量恒星存在,以从原行星盘中光蒸发气体。
2019-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The external photoevaporation of structured protoplanetary disks
本研究通过流体动力学模拟和 FRIED 网格考察不同 FUV 辐照下含尘埃陷阱的原行星盘外部光蒸发,揭示陷阱位置决定尘埃存活,并发现风携尘埃可引发自屏蔽负反馈。
2023-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dispersal of protoplanetary discs: How stellar properties and the local environment determine the pathway of evolution
我们研究的演化和最终的分散的原行星盘的内部和外部的光蒸发的作用下,发展和不同程度的粘性运输。我们确定了五个不同的分散途径,这是i)非常长寿的光盘($>20\,$ MYR),ii)由内而外的分散,其中内部光蒸发占主导地位,并打开内孔,iii)由外向内的分散,其中外部光蒸发占主导地位,通过光盘截断和两个中间制度的特点是挥之不去的材料在内部光盘与外部光盘分散主要是通过内部或外部光蒸发。我们确定的寿命,内部和外部风和清除路径的相对影响如何变化在一个广泛的,合理的,恒星/光盘/辐射属性的参数空间。这有很多的含义,例如在高紫外线环境中,因为外盘的寿命比内盘的时间尺度短,我们不希望过渡盘是常见的,这似乎反映在过渡盘人口朝向猎户座星云团的位置。不考虑环境,我们发现,正在进行的恒星形成所需的复制观察到的光盘分数作为一个函数的星团年龄。这项工作表明,包括内部和外部风的重要性,了解原行星盘的演变。
2022-05-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): VIII. The impact of external photoevaporation on disk masses and radii in Upper Scorpius
本研究通过1D数值粘性演化模拟和AGE-PRO观测对比,发现外部光蒸发在中等FUV辐射下显著影响上天蝎座原行星盘的尺寸和质量,强调跨区域比较时需考虑环境辐射。
2025-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radiation hydrodynamics simulations of photoevaporation of protoplanetary disks II: Metallicity dependence of UV and X-ray photoevaporation
我们进行了一系列的光蒸发盘的辐射流体力学模拟,在很宽的$10^{-3} \, Z_\odot \leq Z \leq 10^{0.5} \, Z_\odot $范围内改变金属丰度。我们通过求解流体力学、辐射转移和非平衡化学,跟踪了超过$\sim 5000$年的盘演化。我们的化学模型是从本系列的第一篇论文更新,增加了X射线电离和加热。我们研究了圆盘光蒸发率的金属丰度依赖性,并研究了X射线辐射的重要性。在太阳金属丰度的基准情况下,包括X射线效应并不显着增加光蒸发率相比,只有紫外线(UV)辐射的情况下。在亚太阳的金属丰度范围内的$Z \gtrsim 10^{-1.5} \, Z_\odot $,光蒸发率增加的金属丰度降低,由于减少不透明度的磁盘介质。这一结果与低金属丰度环境中盘寿命较短的观测趋势一致。相比之下,光蒸发率下降,甚至更低的金属性的$Z \lesssim 10^{-1.5} \, Z_\odot $,因为尘埃气体碰撞冷却仍然有效的远紫外光电加热的效率取决于金属性。盘内部的净冷却抑制了光蒸发。然而,添加X射线辐射显著增加光蒸发速率,尤其是在$Z \sim 10^{-2}\, Z_\odot$处。虽然X射线辐射本身并不驱动强烈的光蒸发流,但X射线穿透到圆盘中的中性区域深处,增加那里的电离度,并减少颗粒的正电荷。因此,远紫外辐射的光电加热效应被X射线加强,并增强了盘的光蒸发。
2018-08-10 astro-ph.EP
How the microphysical properties of external photoevaporation influence the global evolution of protoplanetary discs
本研究探讨了原行星盘微观物理特性(如PAH丰度和颗粒生长)如何通过影响外部光蒸发质量流失率,进而显著改变盘半径和吸积率等全局演化过程。
2025-04-02 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
Time-dependent long-term hydrodynamic simulations of the inner protoplanetary disk III: The influence of photoevaporation
本研究通过结合隐式盘演化模型与光蒸发质量损失剖面,自洽模拟了Class II恒星-盘系统的长期演化,发现光蒸发减小死区范围并减少爆发次数,高X射线光度严重阻碍死区中行星(尤其是宜居行星)的形成。
2024-05-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary discs. II: Photoevaporation models with observationally derived irradiating spectra
年轻的太阳型恒星是已知的强X射线发射体,它们的X射线光谱已经被广泛研究。来自中央恒星的X射线可能在星周物质的热力学和化学以及年轻行星的大气演化中发挥关键作用。在本文中,我们提出了模型光谱的基础上,来自观测的年轻恒星的猎户座星云星团的钱德拉猎户座超深计划(COUP)的光谱参数。光谱,然后用来计算新的光蒸发处方,可用于光盘和行星人口合成模型。我们的模型清楚地表明,盘风的质量损失率控制的恒星光度在软(100 eV - 1 keV)X射线波段。提供了新的分析关系的质量损失率和配置文件的光蒸发风作为一个功能的光度在软X射线波段。观察到的和预测的过渡盘统计之间的协议适度提高使用新的光谱,但观察到的人口强吸积大腔盘仍然不能再现这些模型。此外,我们的模型预测人口的非吸积过渡盘没有观察到。这突出了考虑外层圆盘中毫米级尘埃颗粒耗尽的重要性,这可能是尚未发现此类圆盘的原因。
2021-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The FRIED grid of mass loss rates for externally irradiated protoplanetary discs
我们提出了一个开放的访问网格3930外部蒸发原行星盘的计算。这涵盖了一系列的盘大小(1- 400 AU),盘质量,紫外线场强(10-10 $^4$ G $_0$)和恒星质量(0.05- 1.9 M $_\odot$)。网格是公开可供下载的,并提供了一种廉价的手段,包括外部光蒸发光盘进化计算。它也可以使用在线工具进行查询,以快速估计瞬时质量损失率(例如,方便评估实际观察到的系统)。“FRIED”网格本身表明,对于围绕恒星$\leq0.3$ M $_\odot$的圆盘,外部光蒸发在小半径($<50$ AU)下到至少弱至10 G $_0$的紫外线场都是有效的。在尺度的另一端,在$10^4$ G $_0$环境中,即使恒星质量至少高达1.9 M $_\odot$,光蒸发在低至1 AU时也是有效的。我们还说明了在该制度CO生存的光蒸发外流显着的质量损失率,标志着一个系统的一个很好的候选人检测外部光蒸发在弱中间紫外线环境中,通过子开普勒旋转。最后,我们根据Guilloteau等人(2011)的星盘参数对金牛座的星盘进行了说明性的质量损失率估计,发现大约一半的星盘预计会有显著的质量损失,并将CO保留在光蒸发流出物中。
2018-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photoevaporation from Inner Protoplanetary Disks Confronted with Observations
本研究通过能量守恒、X射线穿透冷却、热化学耦合及禁线电离约束,结合半解析积分,论证内盘观测风不能由光致蒸发解释。
2025-02-06 astro-ph.EP
The evolution of protoplanetary disc radii and disc masses in star-forming regions
原行星盘对于理解行星如何形成和演化至关重要,但这些物体受到其宿主恒星诞生环境的变幻莫测的影响。特别是,来自大质量恒星的光电离辐射已被证明是破坏原行星盘的有效媒介。外部光蒸发导致光盘的半径向内演化,而光盘的内部粘性演化导致半径向外演化。我们耦合N体模拟的恒星形成区域与磁盘演化的后处理分析,以确定如何在年轻的恒星形成区域的半径和质量分布的原行星盘演变。为了与观测结果一致,我们发现初始盘半径必须在100 au的量级,尽管这些盘很容易被大质量恒星的光蒸发破坏。此外,猎户座星云团中观察到的盘半径分布与中等初始恒星密度(100 M $_\odot$ pc $^{-3}$)更加一致,与ONC假设更高初始密度的动力学模型相矛盾。此外,我们不能重现所观察到的光盘半径分布在狼疮恒星形成的地区,如果它的光盘受到外部光蒸发。更详细的比较是不可能的,因为在确定前主序星(盘托管)的年龄方面存在着大量的不确定性。
2022-08-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary discs I: A new generation of X-ray photoevaporation models
中心恒星高能辐射对行星形成盘的光蒸发作用可能是盘演化的一个重要机制,在行星系的形成和演化中可能起着重要作用。我们在这里提出了新一代的太阳型恒星的X射线光蒸发模型,一组新的流体动力学模拟的基础上,通过一个新的,显着改善,气体温度的参数化恒星辐射,详细的光电离和辐射传输计算的基础上。这是第一个一系列的文件,旨在提供一个图书馆的模型,其中包括观察到的参数空间恒星和光盘质量,金属丰度和恒星X射线属性。在这里,我们专注于太阳型恒星(0.7 M $_\odot$)相对较低的质量光盘(恒星质量的1%),并探讨恒星X射线光度的风质量损失率的依赖。我们模拟原始光盘以及过渡光盘在不同阶段的演变。我们的2D流体动力学模型,然后用来获得简单的食谱的质量损失率,适合列入一维光盘的演变和/或行星形成模型通常用于人口合成研究。典型的风诊断([OI] 6300 $\overset{\lower.5em\circ}{\mathrm{A}}$和[NeII] 12.8 $μ$ m)的线轮廓也计算了我们的模型,发现与以前的研究大致一致。最后,我们通过一维粘性演化模型,包括我们的新的光蒸发处方进行人口研究的过渡盘,发现大约有一半的观察到的过渡盘腔和吸积率可以复制我们的模型。
2019-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The effect of ultra-violet photon pumping of H$_2$ in dust-deficient protoplanetary disks
本研究通过辐射流体动力学模拟,发现尘埃贫乏原行星盘中紫外H$_2$泵浦显著增强光蒸发,影响晚期盘演化,并提供了质量损失率数据。
2024-03-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Using EUV driven external photoevaporation to test viscous evolution of protoplanetary discs
Imperial College London(帝国理工学院);University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
本研究通过分析EUV驱动的外部光蒸发对原行星盘的影响,提出了一种区分粘性与MHD风驱动盘演化的观测方法。
2026-02-18 astro-ph.EP
The dispersal of protoplanetary discs -- III: Influence of stellar mass on disc photoevaporation
来自年轻太阳型恒星的强烈X射线辐射可能在星周盘的热力学和化学中起着至关重要的作用,推动它们在盘分散的最后阶段的演化以及塑造新生行星的大气。在本文中,我们研究了恒星质量对星周盘质量损失率的影响,由于X射线照射,扩展了我们以前的研究质量损失率的依赖性的X射线光度和光谱硬度。我们专注于质量在0.1到1太阳质量之间的恒星,这是当前和未来寻找潜在宜居行星任务的主要目标。当X射线光度随恒星质量相应变化时,我们发现质量损失率与恒星质量之间存在线性关系。当X射线光度保持固定时,也观察到这种线性增加,因为较低的盘纵横比允许X射线照射到达较大的半径。我们提供了新的分析关系的质量损失率和配置文件的光蒸发风的恒星质量的函数,可用于光盘和行星人口合成模型。我们的光蒸发模型正确地预测观察到的趋势的光盘内的寿命作为恒星质量的函数,增加陡峭度小于0.3太阳质量的恒星,表明X射线光蒸发是一个很好的候选人来解释所观察到的光盘分散过程。
2021-10-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Simulations of Protoplanetary Disk Dispersal: Stellar Mass Dependence of the Disk Lifetime
本研究通过包含黏滞吸积、MHD风与光致蒸发的一维模拟,探究0.5-7倍太阳质量恒星周围原行星盘的演化,揭示了盘寿命随恒星质量增大而缩短的规律及相关物理机制。
2023-04-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A tension between dust and gas radii: the role of substructures and external photoevaporation in protoplanetary disks
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri(意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台);University of Chicago(芝加哥大学)
研究探讨了亚结构在原行星盘中对气体-尘埃尺寸比的再现作用,发现尽管亚结构能减少模拟与观测间的差异,但无法完全解决,揭示了同时再现气体和尘埃尺寸的挑战。
2026-02-07 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
Protoplanetary disc evolution and dispersal: the implications of X-ray photoevaportion
我们探讨了X射线光蒸发在粘性演化的T-Tauri盘的演化和扩散中的作用。我们发现,X射线光蒸发风率与X射线光度成线性比例关系,因此,在太阳型金牛座T星(10 e 28 - 10 e 31 erg \s)观测到的X射线光度范围内,产生了速率为10 e-10- 10 e-7 M_sun/yr的强盘风。我们使用风的解决方案,从辐射流体动力学模型,耦合到粘性演化模型,以构建一个人口合成模型,使我们可以研究不断变化的光盘和所谓的“过渡盘”的物理特性。目前的观测光盘的寿命和吸积率可以匹配我们的模型假设粘度参数α = 2.5e-3。我们的模型证实,X射线在原行星盘的演化和扩散中起着主导作用,从而产生了所观察到的不同人口的内孔“过渡”源,其中包括那些与大规模的外盘,那些与气体在其内孔和那些可检测的吸积签名。为了帮助理解所观察到的过渡盘的性质,我们提出了一个诊断图的基础上吸积率与内孔的大小,表明,与最近的索赔,许多所观察到的吸积和非吸积过渡盘可以很容易地解释X射线光蒸发。最后,我们证实了Drake等人(2009)的猜想,即吸积被X射线通过“光蒸发饥饿吸积”抑制,并预测这种效应可以引起X射线光度和吸积率之间的负相关,如猎户座数据所报告的那样。
2017-09-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photoevaporation of protoplanetary discs with PLUTO+PRIZMO I. Lower X-ray-driven mass-loss rates due to enhanced cooling
本文通过 PLUTO+PRIZMO 流体动力学模拟发现,中性 H 激发 O 带来的额外冷却使 X 射线光致蒸发质量损失率大幅降至 10^-9 Msun/yr,并揭示了 H2 在风中的关键冷却作用。
2024-08-01 astro-ph.EP
The evolution of protoplanetary discs in star formation and feedback simulations
我们耦合星团的形成和反馈模拟的船底座状恒星形成区与1维光盘的演化模型,研究外部光蒸发对盘人口的影响,在大质量恒星形成区。为了研究恒星形成物质对年轻恒星的屏蔽效应,我们用两种方法跟踪了星团中每颗恒星的FUV场历史:i)MonteCarlo辐射转移法解释了恒星形成物质对FUV的屏蔽效应; ii)忽略屏蔽效应的其他恒星辐射的几何稀释效应。我们发现,显着的屏蔽只发生在一小部分光盘,并提供保护,从外部光蒸发< 0.5百万年。然而,这种初始保护可以防止由于外部光蒸发导致的显著的早期气体/灰尘质量损失和盘半径减小。特别是,0.5百万年的屏蔽足以使大部分固体储层发展到更大的尺寸,在那里它将不会被夹带在外部风中。因此,屏蔽对于类地行星的形成具有潜在的重要意义,可以保持固体质量预算,但当屏蔽结束时,气体的持续剥离仍然可能影响迁移和巨行星大气层的气体储存。我们的模型突出了用单一特征年龄处理集群中所有光盘的问题,因为屏蔽对象通常只是最年轻的。我们的模型预测,大多数光盘在200万年船底座样的环境受到强烈的外部光蒸发。
2022-03-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Survival of Protoplanetary Disks in Upper Scorpius from Population Synthesis Models with External Photoevaporation
KU Leuven(荷语鲁汶大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);University College London(伦敦大学学院);European Southern Observatory(欧洲南方天文台)
研究通过群体合成模型探讨了外部远紫外辐射对原行星盘寿命的影响,发现低质量恒星更易导致盘蒸发,且盘寿命与粘性参数及初始半径有关。
2026-02-25 astro-ph.EP
The effect of stellar evolution on dispersal of protoplanetary disks: Disk fraction in star-forming regions
本研究通过一维长期盘演化模拟,纳入黏滞吸积、MHD风和光致蒸发及恒星光度演化,发现恒星演化可显著改变盘消散时间与盘分数,使其更符合观测。
2025-03-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary disk masses in NGC 2024: Evidence for two populations
位于致密、大质量恒星形成区的原行星盘受到其环境的强烈影响。这种环境影响如何随着时间的推移而变化是对盘演化和外部光蒸发模型的重要约束。我们描述了年轻(0.5百万年)NGC 2024星团核心179个盘的尘埃排放。通过研究磁盘质量如何在集群内变化,并将这些磁盘与其他区域的磁盘进行比较,我们的目标是确定外部光蒸发如何随着时间的推移影响磁盘特性。使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列,在225 GHz观测到以NGC 2024 FIR 3为中心的2.9' x 2.9'马赛克,分辨率为0.25“,或约100 AU。成像区域包含179个在红外波长下识别的盘,7个新的盘候选者和几个原恒星。椎间盘的总体检出率为$32 \pm 4\%$。除了一个巨大的(R = 300 AU)过渡盘外,很少有盘被解析。偶然地,我们观察到一个毫米耀斑的X射线明亮的年轻恒星对象(YSO),并解决连续辐射从0类YSO在FIR 3核心。存在两个不同的星盘群体:一个更大的在东部,沿着密集的分子脊,承载着FIR 1-5 YSO,检测率为$45 \pm 7\%$。在西方人群中,朝向IRS 1,仅检测到$15 \pm 4\%$的圆盘。NGC 2024拥有两个不同的磁盘种群。沿着密集分子脊的星系是年轻的(0.2 - 0.5百万年),部分受到IRS 2b远紫外辐射的屏蔽;它们的质量与孤立的1 - 3百万年前的SFR相似。西部的种群年龄较大,海拔较…
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary disks around binary stars
我提出了围绕年轻双星的盘演化模型。我表明,在确定环双星磁盘寿命的主要因素是磁盘光蒸发率。我还发现,光蒸发清除留下了一个签名上的环联盘寿命的分布,与磁盘寿命急剧增加的二进制分离a<~0.3-1AU。因此,观测年轻的双星可以用来测试模型的磁盘演变,我表明,目前的数据设置了一个强大的上限,正在进行的光蒸发率(<1 e-9 M_sun/yr)。最后,我讨论了这些结果对行星形成的影响,并建议在近距离(a<~1AU)双星周围的环双星行星应该是相对常见的。
2012-09-04 astro-ph.EP
The evolution of dust in discs influenced by external photoevaporation
原行星盘在各种恒星环境中形成和演化,因此暴露在各种环境远紫外(FUV)场强下。已知强FUV场驱动来自外盘的剧烈气流。在本文中,我们进行了第一次系统的探索的演变的固体成分的光盘受到外部光蒸发。我们发现,光蒸发的主要作用是减少水库的灰尘在大半径,这导致更有效的后续耗尽光盘灰尘由于径向漂移。有效的径向漂移意味着光蒸发不会显著增加圆盘中的尘埃与气体的比例。我们发现,在尘埃和气体中的光盘寿命是强烈依赖于FUV背景的水平,这两个寿命之间的关系只取决于Shakura-Sunyaev $α$参数,与观察到的气体和尘埃在光盘指向更高的$α$值($\sim 10^{-2}$)类似的寿命。另一方面,较低的$α$($\sim 10^{-3}$)可以更好地再现在$850~μ$ m处观察到的盘在盘尺寸与通量的平面中的分布。我们发现,光蒸发并不有助于岩石行星形成,但不需要抑制机制(如卵石吸积在水雪线),这可以是有效的足够早在光盘的寿命(即在百万年内)。
2019-12-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A dusty origin for the correlation between protoplanetary disc accretion rates and dust masses
最近的观测揭示了原行星盘的吸积率(从紫外连续谱过量测量)与从亚毫米连续谱观测推断的质量之间的相关性。虽然粘性演化模型预测了这样的相关性,但预测值与从狼疮和上天蝎座恒星形成区域获得的数据存在紧张关系;例如,它们低估了吸积率的分散,特别是在较老的区域。在这里,我们认为,由于亚毫米观测跟踪光盘的灰尘,通过明确建模的尘埃颗粒的生长,演变和排放,我们可以更好地理解的相关性。我们表明,湍流粘度与$α\lesssim 10^{-3}$,从光盘由于径向漂移的灰尘耗尽意味着我们可以重现的范围内的质量和吸积率看到的狼疮和上斯科数据集。这个模型的一个结果是,在一个给定的尘埃质量的吸积率的上轨迹不随该地区的年龄。此外,我们发现,内部光蒸发是必要的,以产生最低的吸积率观察。为了复制正确的尘埃质量在光盘分散的时候,我们赞成相对较低的光蒸发率$\lesssim 10^{-9}~M_{\odot}~\mathrm{yr^{-1}}$的大多数来源,但不能区分EUV或X射线驱动的风。有限数量的来源,特别是在狼疮,显示出具有较高的质量比我们的模型,这可能是证据的灰尘或灰尘捕获诱导的子结构的属性的变化预测。
2020-08-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiation-Hydrodynamic Models of X-Ray & EUV Photoevaporating Protoplanetary Discs
(摘要)我们提出了第一个辐射流体动力学模型的原行星盘照射的X-EUV光谱。在总电离光度被X射线和EUV光度平分的模型中,我们发现光蒸发率为1.4e-8 Msun/yr,比单独的EUV光蒸发率大两个数量级。因此,很明显,X射线是光蒸发的主要驱动机制。这是可以理解的,因为X射线能够穿透更大的柱(~ 1 e22 cm^-2),因此可以在更密集的区域和更大的半径上产生比EUV更大的加热效果。与发射区集中在几个AU附近的纯EUV情况相比,X射线加热风的发射区的径向范围为1- 70 AU。当我们耦合我们的风的质量损失率与模型的光盘的粘性演变,我们发现,在纯EUV的情况下,有一个光蒸发开关,这样一个内孔开发在约1 AU的点,在光盘的吸积率下降到风的质量损失率以下。此时,剩余的光盘材料在光盘寿命的最后15-20%中被快速去除。这是一致的1 e5年过渡时间尺度估计从观测的T-Tauri星。我们还警告说,虽然我们的质量损失率是高的一些吸积率相比,在年轻的恒星,我们的模型有一个相当大的X射线光度为2 e30 erg/s,进一步的建模是必要的,以调查的演化影响的大观测传播的X射线光度的金牛座T星。
2009-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel survey and modelling of externally-illuminated photoevaporating protoplanetary disks
原行星盘通过光蒸发经历大量的质量损失,这是一种对它们的动力学演化至关重要的机制。然而,迄今为止,调节气体能量的过程还没有很好地受到观测的约束。我们的目标是研究在远紫外光子驱动下圆盘光蒸发的过程。我们提出了一个独特的赫歇尔调查和新的ALMA观察四个外部照明的光蒸发盘(又名。profections)。为了分析这些数据,我们开发了一个一维模型的光解离区(PDR)的probridd,基于Meudon PDR代码和计算的远红外线发射。我们成功地再现了大部分的观测结果,并得出了关键的物理参数,即在磁盘表面的密度约为$10^{6}$ cm $^{-3}$和当地的气体温度约为1000 K。我们的模型表明,所有研究的磁盘被发现在一个过渡制度,我们确定的几个加热和冷却过程之间的相互作用。这些不同于经典PDR中占主导地位的那些,即晶粒光电效应和[OI]和[CII] FIR线的冷却。这种充满活力的制度是相关联的光蒸发流的平衡动力学点:质量损失率是自我调节,以设置在一个值,保持在磁盘表面的温度在1000 K左右的信封列密度。从我们的最佳拟合模型,我们估计质量损失率的顺序$10^{-7}$ $\mathrm{M}_\odot$ /年-与早期的光谱观察电离气体示踪剂。只有当我们假设从圆盘表面以声速(超临界状态)发射的蒸发流时,这才成立。我们已经确定了能量制度调节FUV-光蒸发在propherds。这种机制可以应…
2017-02-01 astro-ph.EP
The dispersal of compact protoplanetary discs
Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学天文台);Excellence Cluster Origins(起源卓越集群);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所)
研究致密原行星盘的扩散机制,探讨盘外半径对内部光蒸发的影响,提出盘人口合成模型中的简化比例关系,验证盘内向外清除与观测一致。
2026-05-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Probing the Final Stages of Protoplanetary Disk Evolution with ALMA
星周盘从富含气体的原行星阶段到缺乏气体的碎片阶段的演化还没有得到很好的理解。很明显,磁盘清除进展从内到外在很短的时间尺度和模型的光蒸发经常被用来解释这一点。然而,模型预测的光蒸发率相差两个数量级,导致磁盘清除的最后阶段的时间尺度不确定。光蒸发理论预言,在圆盘清除过程的最后阶段,那些已经停止吸积,但在远离恒星的半径处仍有大量物质的物体。具有红外线过剩的弱线金牛座T星(WTTS)可能处于这种配置中。我们的目标是通过测量年轻(1.8-26.3百万年)WTTS样本的尘埃质量和CO含量来提供观测约束的理论磁盘清除。我们使用ALMA波段6,以获得连续和12 CO(2-1)线通量的24个WTTS已知的红外过剩的恒星样本。我们只在24个WTTS中的4个中检测到连续发射,并且在任何WTTS中都没有12 CO(2-1)发射。对于那些没有检测到连续体的WTTS,它们的年龄和推导出的上限表明它们是碎片盘,这使它们成为已知的最年轻的碎片盘。在那些连续被检测到,三个是可能的光蒸发盘,虽然缺乏CO检测表明严重减少的气体尘埃比。连续探测的低比例意味着,一旦吸积到恒星上停止,大多数尘埃的清除进展非常迅速。大多数具有红外过量的WTTS可能不是处于过渡状态,而是年轻的碎片盘,其尘埃要么是原始的,并且在磁盘清理中幸存下来,要么是第二代起源。
2015-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the diversification and dissipation of protoplanetary disks
研究原行星盘演化多样性,提出内部盘结构衰减X射线驱动光蒸发机制,解释低质量恒星盘寿命更长、结构减少及吸积率下限,并阐明不同间隙形成时间导致巨行星或小行星分布差异。
2025-03-30 astro-ph.EP
Survey of cold water lines in protoplanetary disks: indications of systematic volatile depletion
我们用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器对13个原行星盘中的2个基态水跃迁进行了非常深入的搜索,每条线的积分时间高达12小时。另外两个水的转变,样品温暖的气体也被搜索与浅积分。检测率低,由观测提供的上限通常比具有规范输入的热化学模型的预测低得多。在AA Tau,DM Tau,LkCa 15和MWC 480的堆叠光谱中新检测到一个基态跃迁。我们运行了一个网格模型,表明如果假设尘气质量比为0.01,气相氧的丰度需要减少至少~100倍,才能与观测上限(和阳性检测)一致。作为以前的想法的延续,我们提出,氧气耗尽(因此检测率低)的根本原因是挥发性物质(如水和CO)冻结到尘埃颗粒上,然后颗粒生长和沉降/迁移,永久地将这些气相分子从外盘的发射上层中除去。挥发物的这种消耗可能在不同的磁盘中普遍存在,但程度不一定相同。挥发分可能会返回到内盘的气相(约15 AU),这与目前的限制是一致的。由于光蒸发盘分散的研究比较表明,挥发性物质耗尽的时间尺度比光蒸发短。
2017-05-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
External Photoevaporation of the Solar Nebula II: Effects on Disk Structure and Evolution with Non-Uniform Turbulent Viscosity due to the Magnetorotational Instability
原行星盘的结构和演化,特别是穿过其中的径向气体流动,对许多因素都很敏感。一个在文献中偶尔被考虑的是来自附近大质量恒星的远紫外线辐射的外部光蒸发,尽管几乎一半的盘会经历光蒸发。文献中显然没有考虑的另一个效应是圆盘中$α$的空间和时间变化值[其中湍流粘度$ν$是$α$乘以声速C乘以圆盘尺度高度H]。在这里,我们使用Bai \& Stone(2011)的公式将$α$与盘中的电离分数联系起来,假设角动量的湍流输运是由于磁旋转不稳定性。我们发现,磁盘的演变是最敏感的表面积的尘埃。通常是内盘中的$α\lesssim 10^{-5}$($< 2$ AU),上升到$\sim 10^{-1}$超过20 AU。这极大地改变了星盘的结构和物质通过它的流动:当外盘迅速粘性扩散时,内盘几乎不演化;这导致了陡峭的表面密度分布,斜率为< p >$\approx$ 2 - 5(在5-30 AU区域),外部光蒸发使其变得更陡。我们还发现,变量$α$和外部光蒸发的组合最终导致气体接近3 AU,以前向内吸积,被向外吸引到光盘的光蒸发外缘。这些效应对行星形成和原行星盘中的挥发物运输有着严重的影响。
2015-11-17 astro-ph.EP
JWST Detects Neon Line Variability in a Protoplanetary Disk
通过对比JWST与Spitzer光谱,发现SZ Cha原行星盘[Ne III]/[Ne II]比值从1.4降至0.2,表明盘光蒸发由EUV主导转为X射线主导,并指出该比值可作为衡量蒸发效率的工具。
2023-11-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Disk Photoevaporation Driven by the Central Star
孤立的原行星盘的寿命被认为是由粘性吸积和恒星高能光子驱动的光蒸发共同决定的。年轻的类太阳恒星的磁层吸积的观测证据是强大的。在这里,我们报告的第一个观测证据盘光蒸发驱动的中心恒星。我们在Melipal/VLT上用VISIR获得了7个拱星盘[NeII] 12.81微米谱线的高分辨率(R~ 30,000)光谱。我们表明,在样品中的3个过渡盘都有[NeII]线轮廓与恒星极端紫外光子驱动的光蒸发流预测一致。从TW Hya的几乎面对面的圆盘上的~6 km/s蓝移线显然与静态圆盘大气的发射不一致,并令人信服地指出存在光蒸发风。我们没有检测到任何[NeII]线接近恒星的速度从经典的光学厚(非过渡)磁盘的样本。我们的结论是,大多数的光谱未解决的[NeII]排放在这些欠发达的系统产生的射流/流出,而不是从磁盘。[NeII]探测和未探测的模式表明,极端的紫外线驱动的光蒸发仅在盘演化的后期阶段开始。
2009-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Far and extreme ultraviolet radiation fields and consequent disc destruction in star-forming regions
行星形成的第一阶段通常发生在主星仍然处于(相对)密集的恒星形成区域时,外部环境的影响对于理解行星形成过程的结果可能很重要。特别是,包含大质量恒星的恒星形成区具有强烈的远紫外(FUV)和极紫外(EUV)辐射场,这可能导致原行星盘由于光蒸发而产生质量损失。在本文中,我们提出了一个参数空间研究的预期FUV和EUV领域的N体模拟的恒星形成区域的初始条件范围。然后,我们使用最近发表的模型,以确定由于光蒸发从原行星盘的质量损失。特别是,我们专注于改变初始程度的空间结构和初始维里比的恒星形成区,以及初始恒星密度的影响。我们发现,在恒星形成区域的FUV领域是远远高于在星际介质,即使该地区的恒星密度低,在银河系领域,由于存在中等质量,大质量,恒星(> 5 Msun)。这些强烈的辐射场会导致100万年内原行星盘中的气体成分被破坏,这意味着气体巨行星要么形成得非常快(<100万年),要么只在金牛座这样的恒星形成区形成,那里没有中等质量或大质量的恒星。后一种情况与来自太阳系的陨石证据直接紧张,这些证据表明太阳及其原行星盘是在靠近大质量恒星的地方诞生的。
2021-01-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Global Non-ideal Magnetohydrodynamic Simulations of Protoplanetary Disks with Outer Truncation
最近已经确定,原行星盘的演化主要是由磁化的盘风驱动的,需要大规模的磁通量穿过盘。与传统的粘滞膨胀相反,这种圆盘的大小预计会随着时间的推移而缩小。我们提出了第一个全球性的二维非理想磁流体动力学(MHD)模拟的原行星盘,在外径截断,旨在了解磁盘与星际环境的相互作用,以及全球的磁盘和磁通量的演变。我们发现,作为系统的放松,极向磁场线程磁盘以外的截断半径崩溃的中平面,导致快速重联。这个过程从系统中去除了大量的磁通量,并形成了以准稳态环绕外盘的闭合极向磁通量环。这些磁通量环可以驱动超出截断半径的膨胀,对应于通过磁化盘流出超出截断半径的大量质量损失,类似于粘性扩散和外部光蒸发的组合。随着时间的推移,磁通量环逐渐收缩,其速率取决于磁盘磁化水平和外部环境,最终决定了磁盘的长期演化。
2021-09-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Gap opening beyond dead zones by photoevaporation
我们提出了一个新的假说的起源原行星盘与大的内孔(或差距),所谓的过渡盘。我们的气盘模型考虑到分层吸积,其中电离差的低粘度死区被夹在高粘度的表面层,以及由来自中心恒星的X射线引起的光蒸发风。我们发现,一个间隙打开半径以外的死区,如果由于光蒸发风的质量损失率超过质量吸积率在死区区域。由于死区即使在间隙打开后仍然存在,因此中央恒星上的质量吸积会持续很长一段时间。这个模型可以再现大的间隙尺寸和高质量吸积率观察到的过渡盘。
2011-10-11 astro-ph.EP
Protoplanetary Disks and Their Evolution
几乎所有的低质量恒星在诞生后不久,都能在其周围发现由冷尘埃和气体组成的扁平旋转盘,其直径可达数十到数百个天文单位。这些盘一般持续数百万年,在此期间,一些物质吸积到恒星上,一些通过外流和光蒸发而丢失,一些凝结成厘米或更大尺寸的物体或星子。通过主要在红外线到毫米波长的观测,我们可以确定不同年龄的普通磁盘,测量基本属性,包括质量,大小,结构和成分,并遵循其不同的进化路径。通过这种方式,我们看到了系外行星形成的第一步,并了解了太阳系的起源。这篇评论解决了观测的外部部分,超过1 AU,原行星盘的重点是最近的红外和(亚)毫米的结果和眼睛的承诺,在不久的将来新的设施。
2011-08-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR