SPHERE/ZIMPOL insights into discs around evolved stars: arcs, asymmetries and dust properties
研究利用 SPHERE/ZIMPOL 多波长偏振观测五个 post-AGB 双星盘，揭示其高偏振度、灰到蓝偏振色、多孔尘埃及弧状不对称结构。
2025-08-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Searching for H$_α$-emitting sources in the gaps of five transitional disks. SPHERE/ZIMPOL high-contrast imaging
（前）过渡盘显示的间隙和空腔可能与正在进行的行星形成有关。根据理论，年轻的嵌入式行星可以从行星和星周盘吸积物质，因此它们可以在吸积示踪剂中被检测到，如H $_α$发射线。在这项工作中，我们提出了光谱角差分成像AO辅助观测的5个（前）过渡盘与SPHERE/ZIMPOL在甚大望远镜（VLT）。它们是在H $_α$谱线和相邻的连续谱中得到的。我们结合了光谱和角微分成像技术，以增加在最接近恒星的区域的对比度，并寻找年轻的吸积原行星的签名。因此，缩小的图像在任何目标周围都没有显示出任何清晰的H $_α$点源。我们报告了TW Hya和HD 163296周围微弱的H $_α$发射：虽然前者很可能是与尖峰相关的伪影，但后者的性质仍不清楚。光谱和角差图像在距离中心恒星100 mas处产生6- 8星等的对比度，除了LkCa 15的情况外，$\sim$的值为3 ma。我们估计了潜在原行星吸积光度的上限，获得了行星模型提供了$L_{\rm acc} \sim 10^{-4}$的平均值$L_{\odot}$在200 mas处，其$\sim$比根据$L_{H_α}$ - $L_{acc}$恒星关系外推估算的$L_{\rm acc}$高2个数量级。我们解释缺乏原行星检测作为不同因素的组合，如例如，情节吸积，灭绝的拱星和circumplanetray盘，和/或大多数低质量，低吸积行星。
2022-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
RefPlanets: Search for reflected light from extra-solar planets with SPHERE/ZIMPOL
RefPlanets是一个有保证的时间观测方案，使用SPHERE/VLT的苏黎世成像偏振仪（ZIMPOL）对波长在600-900纳米的系外行星进行盲目搜索。这项研究的目标是描述ZIMPOL对明亮目标的前所未有的高偏振对比度和偏振精度能力，在一些离太阳最近的明亮恒星周围寻找偏振反射光，并可能首次直接探测到一颗进化的寒冷系外行星。对于我们对Alpha Cen A和B，天狼星A，牛郎星，Eps Eri和Tau Ceti的观测，我们使用ZIMPOL的偏振差分成像（PDI）模式，该模式将斑点噪声去除到角间距>0.6”的光子噪声极限。我们描述了一些仪器的影响，占主导地位的噪声较小的分离，并解释如何消除这些额外的噪声影响后处理。然后，我们将PDI与角度微分成像（ADI）结合起来，作为后处理的最后一层，以进一步提高这些分离处数据的对比度限制。对于良好的观测条件，我们在有效内工作角约为0.13”时实现了15.0-16.3 mag的偏振对比度极限，在0.5”时实现了16.3-18.3 mag的偏振对比度极限，在1.5”时实现了18.8-20.4 mag的偏振对比度极限。对比度极限更接近（<0.6”），这主要取决于观测条件，而在光子噪声主导的制度（>0.6”），限制主要取决于恒星的亮度和总积分时间。我们比较我们的结果与其他调查的对比度限制，并审查与不同的检测方法获得的系外行星的检测极限。对于我们的所有目…
2019-11-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The protoplanetary system HD 100546 in H$α$ polarized light from SPHERE/ZIMPOL. A bar-like structure across the disk gap?
HD 100546是少数已知的主序前恒星之一，可能在其盘中拥有行星系统。我们分析了新的VLT/SPHERE/ZIMPOL偏振图像的HD 100546过滤器在H $α$和相邻的连续。我们已经探测了盘间隙和外盘的表面层，覆盖了距离恒星< 500 mas（在109 pc时< 55 au）的区域，角分辨率约为20 mas。我们的数据显示了不对称性：东南和西北地区的外盘比西南和东北更极化。这可以从接近90 $^o$的优先散射角来解释，与先前的偏振图像一致。外盘从13 $\pm$ 2延伸到45 $\pm$ 9 au，位置角和倾角为137 $\pm$ 5 $^o$和44 $\pm$ 8 $^o$。与先前估计的比较表明，盘倾角可能会随着星心距离的增加而增加，尽管不同的测量结果在误差范围内仍然是一致的。此外，没有直接签名的最里面的候选同伴检测到偏振，确认最近的结果的基础上强度图像。对于亚恒星质量为15 M的$_{Jup}$，我们将其质量吸积速率的上限设定为< 10 $^{-8}$ M $_{\odot}$ /yr。最后，我们报告了第一次检测（> 3 PDMATHAMS）的~ 20 Au的棒状结构，穿过间隙通过中心区域的HD 100546。有人初步认为，酒吧可能是尘埃拖曳的气体，径向流动的外磁盘下降。这可能代表了一个例外情况，即在单个系统中观察到小规模径向流入。如果这种情况得到证实，它可以解释内盘中原…
2017-10-31 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Constraining turbulence mixing strength in transitional discs with planets using SPHERE and ALMA
我们调查的效果，湍流混合强度参数$α_{\rm{turb}}$发挥近红外偏振和亚毫米干涉成像观测的过渡盘（TD）的差距雕刻的行星。我们生成这些对象的合成观测与ALMA和VLT/SPHERE-ZIMPOL结合流体动力学，尘埃演化，辐射转移和仪器模型的值$α_{\rm{turb}}=[10^{-4}, 10^{-3}, 10^{-2}]$。我们发现，通过对气体的粘度，湍流混合和尘埃演化过程的影响相结合，$α_{\rm{turb}}$强烈影响的尘埃分布，可以跟踪这些观测的形态。我们约束的值$α_{\rm{turb}}$的数量级内的$10^{-3}$在TD源，显示腔在亚毫米连续图像，同时具有连续分布的灰尘或较小的腔在NIR偏振图像。
2016-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
SPHERE RefPlanets: Search for epsilon Eridani b and warm dust
本文利用VLT/SPHERE对波江座ε进行38.5小时深场偏振成像，结合改进的数据处理与K-Stacker轨道搜索，将偏振对比度极限提升至约8×10⁻⁹，虽未探测到行星或尘埃信号，但显著约束了行星半径与尘埃性质。
2024-04-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Multiwavelength analysis of polarized light in HD 100453
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；The University of Tokyo（东京大学）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；University of Galway（高威大学）
本研究通过多波段高对比度成像和辐射转移建模，分析了HD 100453盘偏振光，发现外盘尘埃为亚微米低孔隙率颗粒，旋臂区偏振更高，表明尘埃性质差异。
2025-10-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
spherical: A Comprehensive Database and Automated Pipeline for VLT/SPHERE High-Contrast Imaging
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）
spherical为VLT/SPHERE高对比度成像提供综合数据库和自动化处理流程，整合约11500个观测序列，降低端到端分析门槛，支持系外行星群体研究和大气表征。
2026-10-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Closing the gap between Earth-based and interplanetary mission observations: Vesta seen by VLT/SPHERE
上下文在过去的几十年里，几次行星际飞行任务对小型天体进行了原位研究，使我们对它们的地质和地球物理特性的理解取得了重大进展。然而，这些特派团的目标数量有限。其中，美国航天局的黎明号任务详细描述了小行星（4）灶神星表面的地形和星斑，空间分辨率约为20米/像素。目的。在这里，我们的目标是确定在灶神星的情况下，VLT/SPHERE可以从地面检索到多少地形和地形信息，以前的太空任务（黎明）为我们提供了可以用作基准的地面实况。方法.作为ESO大型项目（ID 199.C-0074）的一部分，我们在六个不同的时期使用VLT/SPHERE/ZIMPOL观测了灶神星，并使用参数点扩散函数（PSF）对收集的图像进行了去卷积。然后，我们将我们的图像与从黎明任务的3D形状模型生成的灶神星合成视图进行了比较，我们将灶神星的卫星信息投射到该模型上。结果我们表明，VLT/SPHERE图像的参数PSF的反卷积允许检索的主要地形和ESPRIDO功能，目前整个灶神星表面的空间分辨率约为20-30公里。轮廓提取显示出约1个像素（3.6mas）的精度。本研究首次对小行星表面地面自适应光学成像观测的准确性进行了定量估计。结论.在灶神星的情况下，下一代30- 40米望远镜（ELT，TMT，GMT）原则上应该能够解决其表面的所有主要特征，包括槽和南北火山口二分法，只要它们在衍射极限下工作。
2019-02-04 astro-ph.EP
The VLT/SPHERE view of the ATOMIUM cool evolved star sample. I. Overview: Sample characterization through polarization analysis
目的。通过ATOMIUM项目，基于ALMA大型计划，我们的目标是提出一个一致的看法，17个附近的冷演化恒星（渐近巨星分支和红超巨星）的样本。方法.在这里，我们提出了VLT/SPHERE-ZIMPOL偏振图中获得的14个17个原子源的可见光。这些数据是与ALMA高空间分辨率数据同时获得的。为了帮助解释偏振信号，我们通过RADMC 3D代码进行三维辐射转移模拟，制作了尘埃光散射的合成图。结果ZIMPOL观察到的线偏振度（DoLP）分布在几个光学滤波器上。我们推断，它主要探测位于点扩散函数之外的尘埃，在或接近天空的平面，总光学深度接近统一的视线，代表只有一小部分的总拱星尘埃。最大的DoLP范围从0.03-0.38取决于源，分数，可以由我们的3D试点模型组成的常见的尘埃颗粒。DoLP的空间结构显示了一组不同的形状。只有三个来源，我们注意到之间的相关性ALMA CO和SiO线，跟踪气体密度，和DoLP，跟踪尘埃。结论的DoLP和气体和尘埃的位置之间缺乏一致的相关性表明，在内部拱星环境（CSE），尘埃的形成发生在非常特定的网站。这对CSE内部区域的质量损失率和尘气比有潜在的影响。除了$π^1$ ~Gru和可能的GY Aql，我们没有探测到拱星风和在更大尺度上塑造风的假设同伴之间的相互作用。这表明，任何其他同伴的轨道都是倾斜的天空平面。
2023-01-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A search for accreting young companions embedded in circumstellar disks: High-contrast H$α$ imaging with VLT/SPHERE
目的：我们希望检测和量化与星周盘中局部发生的吸积过程相关的可观测量，这可能归因于年轻的形成行星。我们专注于已知的对象主机原行星候选人和/或磁盘结构被认为是与行星相互作用的结果。研究方法：我们分析了6个年轻的恒星（年龄$3.5-10$ Myr）和他们的周围环境的观测与SPHERE/ZIMPOL仪器的VLT在H $3.5-10$过滤器（656 nm）和附近的连续滤光片（644.9 nm）。结果如下：我们重新检测已知的吸积M-星伴侣HD 142527 B与最高的公布的信号噪声到目前为止在H $α$和连续。我们导出了新的天体测量（$r = 62.8^{+2.1}_{-2.7}$ mas和$\text{PA} = (98.7\,\pm1.8)^\circ$）和光度测量（$Δ$ N_Ha= $6.3^{+0.2}_{-0.3}$ mag，$Δ$ B_Ha= $6.7\pm0.2$ mag和$Δ$ Cnt_Ha= $7.3^{+0.3}_{-0.2}$ mag），并估算了它的质量吸积率（$\dot{M}\approx1-2\,\times10^{-10}\,M_\odot\text{ yr}^{-1}$）。还研究了HD 135344 B（SAO 206462）周围的微弱点状源，但需要第二次更深入的观察才能揭示其性质。没有发现其他同伴。在我们的假设的框架中，我们估计在周围的HD 100546，HD…
2019-02-14 astro-ph.EP
New constraints on the disk characteristics and companion candidates around T Cha with VLT/SPHERE
金牛座T型恒星T Cha周围的过渡盘有一个很大的间隙，使其成为行星形成背景下高分辨率成像的主要目标。我们的目标是通过研究盘的几何形状和尘埃颗粒在其表面的属性，并寻找同伴的候选人，以找到磁盘演化过程的迹象。我们分析了一组VLT/SPHERE数据在近红外和光学波长。我们用IRDIS（1.6 $μ$ m）和ZIMPOL（0.5-0.9 $μ$ m）对T Cha进行偏振成像，并从IRDIS双波段成像与IFS（0.9-1.3 $μ$ m）同时光谱成像获得强度图像。在所有的观测模式下都能探测到T Cha周围的圆盘，它的外盘在散射光中以前所未有的角分辨率和信噪比被分辨出来。这些图像揭示了一个高度倾斜的圆盘，具有明显的东西亮度不对称性。$U_ϕ$图像中显著量的非方位角偏振信号（具有14%的$U_ϕ$ / $Q_ϕ$峰-峰值）与多次散射的理论研究一致。我们的最佳轴对称辐射转移模型考虑了两个共面的内外盘，由0.28”（~ 30 au）的大小的间隙分开。我们推导出一个磁盘倾角约69度和PA的~114度。为了自洽地再现强度和偏振图像，负责散射光的尘埃颗粒需要以大约10微米的尺寸为主。一个点源在距离中心恒星3.5”的角距离处被探测到。然而，发现它不是共同移动的。我们确认主要的发射源是来自外盘近边缘的前向散射光。我们的点源分析排除了在0.1”和0.3”之间存在比~8.5 $M_{\mathrm{jup}}$重…
2017-05-23 astro-ph.EP
Temporal and chromatic variation of polarized scattered light in the outer disk of PDS 70
本研究通过多波长、多历元偏振成像观测PDS 70外盘，发现其偏振反射率与亮度分布存在时间变化，并揭示波长依赖的远近侧对比，表明内盘阴影与表面几何影响显著。
2024-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Multiwavelength high-resolution polarimetric imaging of second-generation disc around post-AGB binary IRAS 08544-4431 with SPHERE
该研究利用SPHERE对后AGB双星IRAS 08544-4431开展多波长偏振成像，解析其第二代环双星盘结构与特性，为双星相互作用及第二代行星形成提供见解，发现盘与原行星盘的相似性及潜在翘曲。
2024-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shadows cast on the transition disk of HD 135344B. Multiwavelength VLT/SPHERE polarimetric differential imaging
F-型恒星HD 135344 B（SAO 206462）周围的原行星盘处于过渡阶段，在散射光和热（亚）毫米辐射中显示出许多有趣的结构，这些结构可能与行星形成过程有关。我们研究的形态和表面亮度的磁盘在散射光，以深入了解最里面的磁盘区域，形成的原行星，行星盘的相互作用跟踪的表面和中面层，和尘埃颗粒的磁盘表面的属性。我们用VLT/SPHERE进行了高对比度偏振差分成像（PDI）观测，用ZIMPOL获得了R波段和I波段的偏振散射光图像，用IRDIS获得了Y波段和J波段的偏振散射光图像。散射光图像以前所未有的角分辨率和灵敏度揭示了旋臂以及盘的25 au腔。在外盘上发现了多个阴影特征，其中一个阴影在第二个观测时期仅存在。在西南方向的恒星辐射校正图像中观察到一个正的表面亮度梯度，这可能是由于通过螺旋臂的温度和/或表面密度的方位角不对称扰动。磁盘集成的偏振通量，归一化的恒星通量，显示出积极的趋势，对较长的波长，我们归因于大的聚集尘埃颗粒在磁盘表面。J波段Uphi图像中的部分非方位偏振信号可能是圆盘多次散射的结果。检测到的阴影功能及其可能的变化有可能提供洞察的结构和过程中发生的最内层磁盘区域。
2016-11-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Performance of the VLT Planet Finder SPHERE I. Photometry and astrometry precision with IRDIS and IFS in laboratory
甚大望远镜（VLT）的新行星发现者，光谱偏振高对比度系外行星研究（SPHERE），刚刚在帕拉纳尔首次亮相。一种直接探测行星的专用仪器SPHERE由一台可见光偏振照相机、苏黎世IMAGER偏振仪（ZIMPOL）和两个近红外子系统组成：一台用于成像、偏振测定和长缝光谱学的多用途照相机-红光双光束成像仪和光谱仪，以及一台积分场光谱仪（IFS）。我们提出了从实验室集成和验证阶段的数据分析中获得的结果，合成行星注入后。由于在实验室中无法进行连续磁场旋转，因此本分析提供了使用不使用角微分成像（ADI）技术的还原技术获得的结果。为了进行模拟，我们使用的仪器点扩散函数（PSF）和模型光谱的L和T型对象的对比度相对于宿主星。我们评估了天体测量和测光的预期误差作为同伴的信噪比的函数，在光谱差分成像（SDI）减少IRDIS和光谱反卷积（SD）或主成分分析（PCA）数据减少IFS。例如，我们通过分析推断，$β$ Picb是一颗年龄为1200万年的行星，半径为$\sim$ 10~ \MJ，半长轴为9--10 AU，它将被IRDIS探测到，测光误差为0.16等，相对天体测量位置误差为1.1等。用迭代函数系统可以反演出每个通道上的误差条约为0.15等，天体测量相对位置误差为0.6等。对于较暗的天体，如距离27天文单位的13颗\MJ行星HR 8799 d，IRDIS的相对天体测量误差为3 mas。
2014-10-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Imaging diagnostics for transitional discs
过渡盘是一种特殊类型的原行星盘，人们认为行星形成就发生在这里。这些物体的特征是在光盘的亚毫米图像中具有几十个AU的特征内腔和/或间隙。这一特征表明，可能是行星形成过程导致了圆盘中物质的局部耗尽。然而，最近的观察揭示了在这些光盘中的一些在不同波长下成像的结构的差异。在本文中，我们的目标是解释这些观测差异，使用自洽的物理2-D流体动力学和尘埃演化模型，这些对象，假设它们的形态确实是由行星的存在。我们使用这些模型来推导出气体和尘埃的分布在一个理论上的行星托管光盘，为各种行星质量和轨道分离。然后，我们用VLT/SPHERE ZIMPOL、Subaru/HiCIAO、VLT/VISIR和ALMA模拟了这些模型的发射光和散射光的观测。我们首先计算模型在不同波长下的全分辨率图像，然后根据每个特定仪器的特性模拟观测结果。行星的存在会在圆盘的气体分布中产生压力隆起，其特征强烈依赖于行星的质量和位置。这些凸起导致大颗粒积聚，而小颗粒则被允许进入内部区域。颗粒大小的这种空间差异解释了观测结果的差异，因为不同的波长和观测技术跟踪尘埃大小分布的不同部分。基于这种效应，我们得出结论，可见光/近红外偏振和亚毫米图像的组合是最好的策略，以约束的属性看不见的行星负责光盘结构。
2013-09-03 astro-ph.EP
SPHERE: the exoplanet imager for the Very Large Telescope
观测星周环境以寻找系外行星的直接信号和来自盘的散射光具有重要的仪器意义。在过去15年中，自适应光学、日冕照相术、光学制造、波前传感和数据处理方面的重大发展，加上一致的全球系统分析，使新一代高对比度成像仪和大型地面望远镜上的摄谱仪的性能大大提高。其中最具生产力的是为智利ESO甚大望远镜（VLT）设计和建造的系外行星研究光谱偏振高对比度成像仪（SPHERE）。SPHERE包括一个极端的自适应光学系统，一个高度稳定的公共路径接口，几种类型的日冕仪和三个科学仪器。其中两个，积分场摄谱仪（IFS）和红外双波段成像仪和摄谱仪（IRDIS），旨在有效地覆盖近红外（NIR）范围内的有效年轻行星搜索。第三个是ZIMPOL，用于可见光（VIR）偏振观测，以寻找系外行星的反射光和碎片盘散射的光。这套由三个科学仪器组成的套件能够以前所未有的角分辨率在可见光和近红外线范围内研究星周环境。在这项工作中，我们提出了完整的仪器和它的天空性能后，4年的操作在VLT。
2019-10-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Imaging the disc rim and a moving close-in companion candidate in the pre-transitional disc of V1247 Orionis
V1247 Orionis拥有一个过渡前的圆盘，有一个部分清除的间隙。早期的干涉和偏振观测显示，在间隙区域和外盘都存在很强的不对称性。一个同伴的存在被推断为解释这些不对称的结构和正在进行的光盘清除。使用一组广泛的多波长和多时期观察，我们的目标是确定之前检测到的不对称性的起源。我们使用Keck/NIRC 2和VLT/NACO的稀疏孔径掩模干涉测量技术在跨越$\sim678$天的三个时期观测了V1247 Ori。此外，我们通过VLT/SPHERE-ZIMPOL光谱微分成像在H $α$和R带连续谱中寻找吸积迹象。我们在880 $μ$ m连续体和CO（3-2）线中的SMA亚毫米干涉测量使我们能够约束外盘的取向和旋转方向。我们发现的L '-波段发射占主导地位的静态功能，跟踪前向散射尘埃排放的内部边缘的外盘位于东北。在H-和K-波段，我们看到了一个伴星候选者的证据，它在前$\sim$ 345天内系统地移动了45个$^{\circ}$。伴星候选者的分离没有很好的约束，但观测到的位置角变化与位于6天文单位轨道上的物体的开普勒运动一致。从SMA CO矩图，盘边缘的位置，和检测到的轨道运动，我们推导出的三维方向的光盘。我们在H $α$中没有看到吸积的迹象，并为吸积伴星设定了上限。在H和K中测量的伴星候选者的对比度与积极吸积的原行星一致。因此，我们将V1247 Ori确定为研究同伴椎间盘相互作用和椎间盘…
2018-11-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
