A new formation scenario of a counter-rotating circumstellar disk: spiral-arm accretion from a circumbinary disk in a triple protostar system
本文用无磁场的湍流分子云核模拟了三重原恒星系统中星周盘的旋转方向演化。我们在这样的三重系统中发现了一个新的反旋环星盘的形成途径。第三系原恒星是通过环双星盘的碎裂形成的,三个环星盘的初始旋转方向几乎与双星系统的轨道运动方向平行。它们之间的引力-流体动力学相互作用对随后的$\sim10^4\thinspace\rm{yr}$产生了很大的扰动,并且由于环双星盘的旋臂吸积作用,第三盘和恒星的旋转方向发生了逆转。第三次星周盘的反向旋转一直持续到模拟结束(形成后的$\sim6.4\times10^4\thinspace\rm{yr}$),这意味着反向旋转的盘是长期存在的。这一新的形成途径可能解释了ALMA最近发现的反向旋转盘。
2021-08-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Apparent motion of the circumstellar envelope of CQ Tau in scattered light
研究原行星盘中的螺旋结构对于理解盘中的过程,包括行星形成具有重要意义。Uyama等人(2020)在H和L波段的年轻恒星CQ Tau的盘中检测到明亮的旋臂。螺旋臂位于毫米级尘埃的间隙内,早期使用ALMA观测(Ubeira Gabellini等人,2019)。为了解释这个差距,Ubeira Gabellini等人(2019)提出存在一颗半长轴为20 AU的行星。我们利用一种新的差分散斑偏振测量技术,在Ic波段获得了CQ Tau星周包层螺旋特征的多历元观测结果。从2015年到2021年的观测使我们能够估计螺旋的模式速度:$-0.2\pm1.1^{\circ}$ /年(68%可信区间,正值表示逆时针旋转),假设盘的朝向。如果扰动天体的半长轴为20天文单位,那么这个速度明显小于伴星诱导螺旋的预期速度。我们强调,螺旋结构的形态很可能会强烈影响的阴影失调的内盘检测到的Barnner等人(2004)。
2021-11-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
A dynamical measurement of the disk mass in Elias 2-27
最近对绕伊莱亚斯2-27轨道运行的原行星盘的多波长ALMA观测揭示了一个双臂螺旋结构。观测到的形态加上恒星的年轻年龄和从尘埃连续体发射估计的盘星质量比,使这个系统成为研究恒星形成早期阶段自引力作用的完美实验室。如果我们考虑到引力不稳定性可能是形成星子和行星的基本第一步,这就特别有趣了。在这封信中,我们模型的旋转曲线得到的CO数据的Elias 2-27与理论旋转曲线,包括磁盘的自引力和恒星的贡献的引力势。我们比较这个模型与一个纯粹的开普勒和一个简单的幂律函数。我们发现,(特别是对于$^{13}$ CO同位素)的旋转曲线更好地描述,不仅考虑恒星,但也磁盘的自引力。因此,我们能够获得的第一次动态估计的磁盘质量的$0.08\pm0.04\,M_{\odot}$和恒星质量的$0.46\pm0.03\,M_{\odot}$(在更一般的情况下),后者与以前的估计。从这些值中,我们推导出该盘是恒星质量的17 $\%$,这意味着它可能倾向于引力不稳定性。这一结果强烈支持了两个螺旋臂是由引力不稳定性产生的假设。
2021-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematic and thermal signatures of the directly imaged protoplanet candidate around Elias 2-24
我们报告与直接成像的原行星候选人在埃利亚斯2-24光盘的运动学和热签名。使用DSHARP ALMA观测的$^{12}$ CO J=2-1线,我们表明,光盘运动学扰动,与分离的CO发射点的位置的行星候选人和痕迹的螺旋尾迹,也是所观察到的CO发射强度需要本地加热。虽然前景灭绝隐藏了与行星相关的速度通道,阻止了行星质量的估计,但CO排放所暗示的气体加热水平表明存在一颗温暖的嵌入式巨行星。与模型的比较显示,这可能是一颗$\gtrsim 5$ M $_\mathrm{Jup}$,也可能是一颗质量较低但正在吸积的原行星($\gtrsim 2$ M $_\mathrm{Jup}$)。
2023-01-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spiral-Arm Sub-Structures in the Asymmetrical Dust Rings of the Circumstellar Disk MWC 758
盘中的不对称特征提供了嵌入物体(如行星)的间接证据。用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测,MWC 758中的星周盘用波长为0.9 mm的热尘埃连续辐射追踪,角分辨率高达0.1 "(15 au),显示出具有额外特征的不对称尘埃环。为了分析尘埃环的方位和径向结构,我们将尘埃环在方位上分成小的段。对于每个片段,我们拟合两个高斯函数的径向强度分布。得到的最佳拟合参数作为方位角的函数进行了分析。三个螺旋状的臂结构被确定。当使用WKB近似用螺旋密度波理论拟合0.9 mm特征时,发现两组盘纵横比:一个解给出相对较低的值(~0.03),而另一个解在自由参数的上限(~0.2)。上限结果所建议的行星位置与Benisty等人(2015)在NIR偏振强度图像中确定的位置相似。将报告的螺旋状结构与Dong等人(2018)中较高角度分辨率(0.04 ")的ALMA图像进行比较,由于所采用的分析方法和图像的相应分辨率的差异,我们在盘的西部识别出不同的结构。
2020-10-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Axisymmetric Modeling of DSHARP Dusty Disks: Asymmetric Structures and Inner-Disk Dispersal
College of Science, Ibaraki University(茨城大学理学部);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学李政道研究所);RIKEN Cluster for Pioneering Research(理化学院先锋研究集群);Division of Liberal Arts, Kogakuin University(工学院大学人文学部);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台)
本研究通过建模DSHARP尘埃盘揭示了不对称结构和内盘分散现象,探讨了行星形成时间尺度的约束。
2025-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
High Contrast Imaging of the Close Environment of HD 142527 -
上下文长期以来,人们一直认为年轻恒星周围的星周盘可能是行星的路标,自从最近发现嵌入的亚恒星伴星以来,这一观点更加强烈。根据模型,行星与盘的相互作用可能会在盘中产生大的结构、间隙、环或螺旋。从这个意义上说,赫比格恒星HD 142527特别引人注目,因为它巨大的圆盘显示出有趣的不对称性,这表明存在一个未知性质的动力学彼得伯。目标。我们的目标是获得HD 142527近距离拱星环境的深热图像,以重新成像所报告的近距离结构(空腔,旋臂)的磁盘,并寻找可能与它们的存在有关的恒星和亚恒星同伴。结果HD 142527的拱星环境首次以前所未有的空间分辨率显示在3.8微米的亚弧秒水平。我们的图像揭示了重要的径向和方位角的不对称性,使先前提出的圆盘椭圆形失效。它更像是一个明亮的不均匀的旋臂加上各种较暗的旋臂。我们还确认了一个内腔下降到30 AU和两个重要的倾角在0和135度的位置角。角差分成像的探测性能使探测行星质量状况的物理距离接近40天文单位。使用我们的检测地图连同蒙特卡罗模拟设置严格的限制存在的行星质量,褐矮星或恒星同伴作为半长轴的函数。它们严格限制了半长轴超过50天文单位的大质量巨行星的存在,即可能在径向延伸到145天文单位甚至更远的大圆盘空腔内。
2012-08-22 astro-ph.EP
Particle Dynamics in 3D Self-gravitating Disks I: Spirals
螺旋臂是许多星周盘的独特特征,在散射光中观察到,它跟踪盘表面,毫米尘埃发射,探测盘中平面,以及分子发射。对螺旋的两种主要解释是由大质量行星产生的尾流和由盘的自引力激发的密度波。我们使用分层的3D流体动力学剪切盒模拟,包括尘埃粒子和磁盘的自重力,以研究气体和尘埃的螺旋在自引力磁盘依赖于模拟的大小,冷却效率和颗粒的空气动力学特性。我们发现,螺旋的开角是通用的($\sim10^o$),并没有显着影响的计算域的大小,冷却时间,或颗粒大小。在具有最大域的模拟中,气体盘中的螺旋变得稍微更开放,具有更高的冷却效率。小尘埃很好地跟随气体螺旋,而无量纲停止时间$(\mathrm{St})$接近1的中等大小的尘埃更多地集中在螺旋上,并显示出更强的螺旋。但是,带有$\mathrm{St} > 1$的大尘埃也显示出螺旋,这与以前的一些模拟不同。我们确定这是由于气体对尘埃成分的引力。我们表明,当$\mathrm{St} \gtrsim Q$,从气体螺旋尘埃粒子的引力变得比粒子的空气动力学阻力强,使气体显着影响这些大颗粒通过引力相互作用。这对螺旋观测和星子形成/动力学都有重要意义。
2021-01-28 astro-ph.EP
High-Resolution ALMA Observations of HD100546: Asymmetric Circumstellar Ring, and Circumplanetary Disk Upper Limits
我们目前的长基线阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测870 $\,μ$ m尘埃连续辐射和CO(3-2)从原行星盘周围的赫比格Ae/Be星HD 100546,这是少数系统声称有两个年轻的嵌入式行星之一。这些观测达到了4 au(3.8 mas)的分辨率,66 $μ$ Jy/束的均方根噪声,并揭示了$\sim$ 20-40 au之间的非对称环,主要是光学薄尘埃连续发射。该环由两个不同宽度的同心且重叠的高斯环和一个涡旋很好地拟合。此外,在与中心恒星一致的位置上检测到一个未解析的分量,它可能跟踪中心内盘(半径为$<$ 2 au)。我们报告说,在这两个声称的原行星的位置缺乏紧凑的连续发射。我们使用这一结果来限制环行星盘(CPD)的质量和大小的1.44 M $_{\rm Earth}$和0.44 AU的光学薄和厚的制度,分别为以前直接成像的原行星候选人在$\sim$ 55 AU(HD 100546 b)的情况下。我们将这些经验CPD约束与以前的数值模拟进行比较。这表明HD 100546 b与几个行星吸积模型不一致,而气体匮乏模型也仍然兼容。我们估计的行星质量为1.65 M $_J$通过使用行星,拱星,并从数值模拟得出的行星质量之间的关系。最后,CO积分强度图显示了一个可能的螺旋臂特征,该特征将与近红外散射光偏振发射中确定的螺旋特征相匹配,这表明盘表面存在真正的螺旋特征,需要进一步观测来…
2018-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Self-Destructing Spiral Waves: Global Simulations of a Spiral Wave Instability in Accretion Disks
我们提出的结果从一套三维全球流体动力学模拟表明,螺旋密度波传播在拱盘是不稳定的增长的参数不稳定,导致故障的流动成湍流。这种螺旋波不稳定性(SWI)是由惯性波或惯性-重力波与背景螺旋波之间的共振相互作用引起的。在线性制度的不稳定性的发展涉及的增长的一个广泛的频谱的惯性模式,增长率的顺序的轨道时间,并导致在一个非线性饱和状态,其中湍流速度扰动是一个类似的幅度所引起的螺旋波。湍流引起角动量输运和垂直混合,其速率局部取决于螺旋波的振幅(我们在参考模型中获得应力参数$α\sim 5 \times 10^{-4}$)。不稳定性被发现在广泛的磁盘模型,包括那些与等温或绝热状态方程,并在粘性磁盘中的无量纲运动粘度$ν\le 10^{-5}$。这种鲁棒性表明,不稳定性将应用于广泛的天体物理磁盘相关的现象,包括那些在密切的双星系统,行星嵌入原行星盘(包括木星在我们自己的太阳系)和FU猎户座爆发模型。需要进一步的工作,以确定不稳定性的性质,并评估其观测结果,在物理上更完整的磁盘模型比我们在本文中所考虑的。
2016-07-06 astro-ph.EP
Revealing asymmetry on midplane of proto-planetary disc through modelling of axisymmetric emission: methodology
提出一种分析框架,通过干涉观测建模轴对称盘发射,精确恢复非轴对称结构(如螺旋和环行星盘),并在真实数据中验证,优于高斯拟合。
2025-01-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resolved images of self-gravitating circumstellar discs with ALMA
在本文中,我们提出了大量的自引力拱星盘使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的模拟观测。使用平滑粒子流体动力学模型的$0.2M_{\odot}$光盘轨道的$1M_{\odot}$原恒星,与冷却模型适合光盘的温度低于$\sim 160$ K和代表性的尘埃不透明度,我们构建了地图的预期发射在亚毫米波长。然后,我们使用CASA ALMA模拟器生成模拟图像和不同的阵列配置和观测频率,同时考虑到预期的热噪声和大气不透明度。我们发现,在345千兆赫(870 $μ$米)的螺旋结构,在几个AU的分辨率应该很容易检测到大约面对光盘的距离金牛座御夫座恒星形成复合体。
2010-04-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamics of Circumstellar Disks III: The case of GG Tau A
我们使用光滑粒子流体动力学(SPH)程序VINE模拟了一个类似于GG Tau A系统的自引力双星系统。我们模拟配置半长轴为$a=62$ ~AU(“宽”)或$a=32$ ~AU(“近”),偏心率为$e=0$或$e=0.3$的系统。强大的螺旋结构是由向内延伸的大材料流产生的。一小部分吸积到星周盘上,大部分回到环面。结构也向外传播,产生净向外质量流,并最终在大距离处失去相干性。环面在形状上变得明显偏心。在恒星上的吸积发生在几个$\times10^{-8}$ \msun /年的速度意味着磁盘寿命短于$\sim10^4$ ~年,没有补充。只有宽的构型才能通过强吸积作用保持盘。在偏心构形中,吸积是幕式的,优先发生在双星近点附近的次级星上。我们的结论是,\ggtaua \ torus是强烈的自引力,其热能的主要贡献是冲击耗散。我们解释其观察到的螺旋结构的表现形式和周围的低密度物质作为一个排泄盘向外的质量通量。我们解释GG头A作为一个共面系统的偏心环面,并占其假设的相互倾斜,由于退化之间的解释倾斜度和偏心率。虽然这些盘持续了足够长的时间以允许行星形成,但由于高温,环境仍然不利。我们的结论是,GG Tau A系统是在一个偏心的,$a\sim62$ ~AU轨道。
2016-05-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Clumpy accretion in pre-main-sequence stars as a source of perturbations in circumstellar disks
研究了由星团吸积引起的前主序星星周盘扰动的发展。在这里,我们进行三维流体动力学光滑粒子流体动力学模拟磁盘最近的团块吸积事件扰动。这些模拟进一步探讨了辐射转移计算,以量化的观测外观的磁盘。结果表明,圆盘中的密度波是在团簇下落时形成的。经过几次旋转,它们可以转变为螺旋和环形结构。它们在毫米波段的图像与阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列在某些原行星盘中观测到的图像非常相似。我们认为,clueros吸积可能是这种结构的来源。
2022-05-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Multi-band ALMA Polarization Observations of BHB07-11 Reveal Aligned Dust Grains in Complex Spiral Arm Structures
University of Illinois(伊利诺伊大学);Carnegie Institution for Science(卡内基科学研究所);University of Virginia(弗吉尼亚大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);Worcester State University(伍斯特州立大学);Instituto Argentino de Radioastronomía, CCT-La Plata (CONICET)(阿根廷射电天文研究所,拉普拉塔中心(阿根廷科学研究委员会));Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata(拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院);Zhejiang University(浙江大学);Seoul National University(首尔大学)
BHB07-11的偏振观测揭示螺旋臂中气体与尘埃相对运动导致尘埃颗粒对齐,而非磁场作用。
2025-12-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A highly non-Keplerian protoplanetary disc: Spiral structure in the gas disc of CQ Tau
在过去的几年里,高角分辨率的观测揭示了星周盘以各种各样的形状出现,各种各样的亚结构无处不在。这就产生了一个问题,即这些子结构是否是由行星盘相互作用触发的。除了直接成像之外,区分不同盘成形机制的最有前途的方法之一是研究气盘的运动学。特别是,旋转轮廓与开普勒速度的偏差可以用来探测可能由嵌入行星引起的气体压力轮廓的扰动。在本文中,我们的目的是分析气体亮度温度和运动学的过渡盘围绕CQ Tau星,以解决和表征的气体中的子结构,可能的扰动所造成的。对于我们的分析,我们使用空间分辨ALMA观测12 CO,13 CO和C18 O(J=2-1)。我们进一步提取强大的线质心为每个通道地图,并适合一些开普勒光盘模型的速度场。CQTau盘的气体运动学呈现非开普勒特征,12 CO和13 CO的等速曲线呈弯曲和扭曲。在减去方位对称模型后,在10-180 au的亮度温度和12 CO的旋转速度中检测到显着的螺旋结构,这可能是跟踪行星盘与嵌入行星或低质量伴星的相互作用。我们确定了三个螺旋,两个在亮度温度和一个在速度残差,跨越一个大的方位角和径向范围。亮温螺旋在形态上与同一圆盘中近红外散射光中观察到的螺旋相连,表明它们有共同的起源。再加上观测到的大尘埃和气体空腔,这些螺旋支持了CQ Tau盘中有一个巨大的嵌入式伴星的假设。
2020-12-08 astro-ph.EP
Circumstellar and circumbinary discs in multiple stellar systems
本综述探讨了聚星系统中恒星多重性对星周盘与双星盘形态、尘埃动力学及行星系统构型的影响,结合高分辨率观测与数值模拟,揭示了多星环境在行星形成与演化中的关键作用。
2025-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gravitational Instabilities in Circumstellar Disks
恒星和行星形成是由原恒星盘和原行星盘介导的引力坍缩和角动量输运的复杂结果。在这篇综述中,我们重点讨论了引力不稳定性在这一过程中的作用。首先,我们简要概述了可能受到引力不稳定性的大规模磁盘的观测证据,然后强调的不稳定性表现在原恒星和原行星盘的不同方式:产生的螺旋臂,小规模的密度波动,和磁盘本身的碎片。我们提出的分析理论,描述了线性增长阶段的不稳定性,补充调查的数值模拟,旨在捕捉非线性演化。我们强调的作用,热力学和大规模的不稳定性控制的结果。尽管在文献中有明显的争议,我们表现出显着的水平之间的协议分析预测和数值结果。我们强调开放的问题有关(1)薄磁盘中的湍流级联的发展,和(2)模式模式耦合在厚磁盘中设置最大角动量输运率的作用。
2016-03-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The protoplanetary disc around HD 169142: circumstellar or circumbinary?
双星系统在恒星系统中占很大比例,尤其是在年轻的恒星天体中。因此,双星在确定大量原行星盘的结构方面起着重要作用。相对于环双星盘处于共面和极向的双星是稳定的构型,并可能在尘埃和气体分布中引起非轴对称结构。在这项工作中,我们认为,在原行星盘HD 169142的中心区域所示的结构是由一个内部恒星双星和一个环双星(P型)行星的存在。我们发现一颗质量比为0.1、半长轴为9.9天文单位、偏心率为0.2、倾角为90°的伴星与一颗质量为2木星的共面行星一起在45天文单位的圆形轨道上再现了在1.3毫米处观察到的最内环的结构和散射光观测中的螺旋特征形状。该模型预测了圆盘尘埃结构的变化,以及恒星的天体测量参数,这将允许在未来20年内通过监测该系统来测试其准确性。
2021-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The observational impact of dust trapping in self-gravitating discs
我们提出了一个三维半解析模型的自引力光盘,并包括一个处方的磁盘螺旋臂的灰尘捕获。使用蒙特卡罗辐射转移,我们产生合成ALMA观测这些光盘。在这样做的过程中,我们证明了我们的模型是能够产生观测预测,并能够模拟潜在的自引力盘的实像数据。对于一个光盘产生螺旋结构,将可观察到与ALMA要求光盘的尘埃质量预算是由毫米和厘米大小的颗粒占主导地位。光盘中的晶粒已经增长到晶粒破碎阈值可能满足这一标准,因此,我们预测,签名的引力不稳定性可能是检测到光盘的质量比以前建议的更低。例如,我们发现盘星质量比低至$0.10$的盘能够驱动可观察到的旋臂。在没有发生晶粒生长或晶粒生长已经远远超过晶粒破碎阈值的圆盘中检测子结构变得具有挑战性。我们演示了如何使用我们的模型来检索有关尘埃捕获和晶粒生长的信息,通过多波长观测光盘,并使用不透明度光谱指数的估计。应用我们的光盘模型的埃利亚斯27,WaOph 6和IM Lup系统,我们发现引力不稳定性是一个合理的解释所观察到的子结构在所有3个光盘,如果足够的晶粒生长确实发生。
2020-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tracing large-scale structures in circumstellar disks with ALMA
行星被认为是在拱星盘中形成的。行星的引力势能扰动了盘,并在盘的密度分布中导致了特征结构,即螺旋波和间隙。我们进行了大尺度的参数研究,这些行星诱导的结构在拱星盘ALMA的可观测性。在HD和MHD模拟的基础上,我们计算了这些系统的盘温度结构和(亚)mm图像。这些被用来获得模拟ALMA图像。由于金牛座中经常出现合适的物体,我们将注意力集中在140 pc的距离和20°的方位角上。探索的星盘行星配置范围包括6个HD模拟(包括磁场和不同的行星质量),9个磁盘大小,15个总磁盘质量,6个不同的中心恒星,和两个不同的粒度分布。在几乎所有的尺度上,特别是在几个天文单位的尺度上,ALMA能够追踪行星-磁盘相互作用或磁场对0.4至2.0 mm波长范围的影响引起的磁盘结构。在大多数情况下,最佳角分辨率受到灵敏度的限制。然而,在原行星盘的典型质量范围内(0.1- 0.001 Msun),盘的质量对可观测性的影响很小。在信噪比大于3的条件下,可以分辨出低至2.67 e-6 Msun的星盘和由M_p/M_s = 0.001的行星在2.67 e-4 Msun的星盘中引起的迹隙。中心恒星对间隙的可观测性以及盘中尘埃的最大粒度有重大影响。一般来说,在我们的MHD模型中更有可能追踪行星引起的间隙,因为在磁场存在下,间隙更宽。我们还发现,磁共振成像产生的纬向流在磁盘的再发射辐射,这是可观察到的ALMA的间隙状结构。
2012-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ongoing flyby in the young multiple system UX Tauri
我们目前的观测年轻的多系统UX金牛座寻找拱盘和动力学相互作用的迹象。获得了J波段和H波段的SPHERE/IRDIS深差极化图像。我们还使用了ALMA档案CO数据。在UX Tau A盘发出的散射光中可以很好地检测到大的延伸螺旋。南部螺旋形成了连接UX Tau A和C的桥梁。这些螺旋,包括连接两颗恒星的桥梁,都有一个由ALMA看到的CO(3-2)对应物。在散射光中检测UX Tau C的盘。它比UX Tau A的圆盘小得多,并且沿着不同的位置角有一个主轴,这表明没有对准。我们进行了PHANTOM SPH流体动力学模型来解释数据。散射光螺旋,CO发射螺旋和旋转盘的速度模式,以及UX Tau C盘的紧凑性都指向一个场景,其中UX Tau A最近(大约1000年)被UX Tau C近距离通过而扰动。
2020-06-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Gravitational instability in a planet-forming disk
本文通过ALMA对AB Aurigae盘中13CO和C18O的深度观测,提供了引力不稳定性的运动学证据,并推断盘质量最高可达恒星质量的1/3,支持巨型原行星可由旋臂碎裂直接形成的替代理论。
2024-09-03 astro-ph.EP
A symmetric inner cavity in the HD 141569A transitional disk
一些拱星盘,称为过渡盘或混合盘,具有原行星盘(大量气体)和碎片盘(年轻主序星周围的演化结构,由第二代尘埃组成,来自微行星之间的碰撞)的特征。因此,它们是见证行星形成最后阶段的理想天体物理实验室。HD~ 141569 A周围的星周盘过去曾从空间和地面进行过密集观测和解析,但最近实施的高对比度成像系统为重新分析该物体提供了新的机会。我们分析了双子座档案数据从近红外日冕成像仪(NICI)在2011年获得的H波段,使用几个角度差分成像技术(经典ADI,LOCI,KLIP)。这些图像以前所未有的分辨率揭示了这个圆盘的复杂结构。我们还包括档案哈勃太空望远镜(HST)图像作为一个独立的数据集,以确认这些发现。通过对圆盘内边缘的分析,我们发现内圆盘几乎是轴对称的。以前的作者观测到的向东偏移的测量可能是由于这个圆盘的东部更宽,子结构更复杂。我们对东侧的精确重新分析显示了几个结构,包括圆盘的分裂和东南部从内部边缘分离的小手指。最后,我们发现250天文单位的弧不太可能是螺旋,至少不是在第一个环的倾角,而是可以解释为第三个带在不同的倾角。如果非常对称的内部圆盘边缘是由同伴雕刻的,这里提供的数据对其位置进行了额外的限制。
2016-01-20 astro-ph.EP
On the structure and mass delivery towards circumplanetary discs
环行星盘(CPD)在年轻的气体巨星周围形成,被认为是月球形成的地点,也是气体巨星生长的中间气体储存库。这类CPD的物理性质如何受到行星质量和整体不透明度的影响,目前还知之甚少。为了澄清这一点,我们使用全球辐射流体动力学代码FARGOCA,网格结构,允许解决行星引力势足够好的CPD形成。然后,我们研究的气体流动和密度/温度结构,出现作为行星质量,不透明度和潜在的深度的函数。我们的研究结果表明,有趣的结构形成的小行星质量的行星在低不透明度,我们随后详细分析。使用比ISM尘埃低100倍的不透明度水平,我们的彗星质量原行星具有足够冷的CPD形成的包层,以及分离CPD和拱星盘的自由落体区域出现。有趣的是,这个自由落体区域似乎是外层包层材料的超音速侵蚀的结果,而不是人们在低不透明度下预期的静态结构形成。我们的分析表明,行星的螺旋臂似乎构成了一个重要的压力障碍,需要克服通过辐射冷却,以使气体自由落体到CPD。CPD内的循环是近开普勒和修改的CPD螺旋臂的存在。对于高不透明度,我们从文献中恢复结果,发现一个基本上没有特征的热信封。有了这项工作,我们展示了第一次模拟和分析的一个完整的分离过程的原行星从其母盘在三维辐射流体力学设置。
2020-03-30 astro-ph.EP
Exploration of the inner region of the system HD 142527
Universite Claude Bernard Lyon 1, CRAL UMR5574, ENS de Lyon, CNRS(里昂第一大学,CRAL UMR5574,里昂高等师范学院,法国国家科学研究中心);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,IPAG);LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CY Cergy Paris Université(巴黎天文台LIRA实验室,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎第七大学,索邦巴黎城大学,CY塞尔吉巴黎大学);INAF – Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台)
研究借助专用后处理方法,用VLT/SPHERE的高对比度成像数据,对HD 142527系统内部区域进行高灵敏度探索,更新伴星HD 142527 B参数,发现新候选伴星CC及内盘Hα螺旋特征,揭示其内部复杂相互作用及伴星对盘和行星形成的作用。
2026-07-20 astro-ph.EP
Kinematics and brightness temperatures of transition discs -- A survey of gas substructures as seen with ALMA
近年来,对星周盘中尘埃和气体的高角分辨率观测揭示了各种形态,自然引发了这些子结构是否由形成行星驱动的问题。虽然直接对嵌入的行星进行成像仍然很困难,但一种有希望区分盘形机制的方法是研究气体运动学,因为开普勒旋转的特征偏差可以用来探测潜在的扰动,如行星。产生螺旋结构,后者也可以在亮度温度中追踪。在这里,我们分析的亮度温度和运动学的一个样本的36个过渡盘观察ALMA寻找子结构可能跟踪同伴。我们使用档案波段6和7不同的CO同位素观测和适合开普勒光盘模型的速度场。从数据中减去一个方位平均的亮度温度和开普勒旋转模型后,我们发现在8个源的两个残差显着的子结构。其他来源显示了初步的特征,而我们的样本中有一半没有显示任何可能表明行星盘相互作用的子结构。这是第一次,我们将分析中的子结构与其他各种行星指标进行比较。大约20%的盘显示出强烈的特征,如弧形或螺旋形,可能与行星的存在有关,而大多数盘并没有明显的行星驱动特征。几乎所有在近红外散射光中显示螺旋的光盘在CO数据中至少显示出试探性的特征。目前的数据只能揭示非常巨大的天体,缺乏特征可能表明,如果有行星,它们的质量较低(<1- 3 Mj)或位于更靠近恒星的深洞内。需要专门的观测和建模工作来确认这些情景。
2022-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): Late infall causing disk misalignment and dynamic structures in SU Aur
富含气体的星周盘是行星形成的摇篮。因此,它们的进化将强烈影响由此产生的行星人口。在ESO DESTINYS大型项目中,我们用近红外散射光成像研究了这些盘在其发展的前1000万年内的情况。在这里,我们提出了VLT/SPHERE极化观测附近的II类系统SU Aur中,我们解决了磁盘的尺度~7 AU。除了新的SPHERE观测外,我们还利用了VLT/NACO,HST/STIS和ALMA档案数据。新的SPHERE数据以前所未有的细节显示了SU Aur周围的圆盘和扩展的尘埃结构。我们解决了几个尘埃尾连接到开普勒磁盘。通过与ALMA数据的比较,我们表明,这些尘埃尾巴代表物质落在磁盘上。盘本身显示出复杂的螺旋结构和阴影线,由内部未对准的盘组件投射。我们的观察表明,SU Aur正在经历后期的物质注入,这可以解释所观察到的盘结构。SU Aur是这种机制在工作中最清晰的观测例子,并表明晚期吸积事件仍然可以发生在II类阶段,从而显着影响星周盘的演化。通过额外的观测来限制这类事件的频率,将有助于确定这一过程是否是演化的系外行星系统中自旋-轨道不对准的原因。
2021-02-17 astro-ph.EP astro-ph.SR