Rings around irregular bodies I. Structure of the resonance mesh, applications to Chariklo, Haumea and Quaoar
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，里尔大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LIRA, CNRS UMR8254, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université（拉格朗日力学和天体物理学实验室，法国国家科学研究中心，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，巴黎西岱大学，CY塞尔吉-蓬图瓦兹大学）；naXys, Department of Mathematics, University of Namur（纳克西斯研究中心，那慕尔大学数学系）
本文通过理论分析探讨了不规则天体周围环的形成机制，发现第二阶共振对环约束起关键作用，同时揭示了不同共振类型对环稳定性的影响。
2025-10-13 astro-ph.EP
Predictions of Stellar Occultations by Haumea and the Event of 4 May 2026
Instituto de Astrofísica de Andalucía-CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）；I.E.S Politécnico Hermenegildo Lanz（埃尔梅内吉尔多·兰茨理工学院）；NASA Ames Research Center（美国国家航空航天局艾姆斯研究中心）；Department of Space Sciences and Technologies, Faculty of Science, Akdeniz University（安塔利亚大学理学院空间科学与技术系）；Deutsches Zentrum für Astrophysik (DZA)（德国天体物理学中心）
本文预测了海王星的恒星遮蔽事件，特别是2026年5月4日的科学价值，分析了遮蔽路径宽度及伴星特征，为后续观测提供依据。
2026-04-16 astro-ph.EP
Beyond Point Masses. III. Detecting Haumea's Nonspherical Gravitational Field
该研究通过非开普勒轨道拟合，以2.5σ置信度探测到妊神星的J2和自转极，为理解其内部结构提供线索，并预测未来十年观测星历。
2024-03-19 astro-ph.EP
Gravitational disturbance on asteroidal ring systems by close encounter with a small object
本研究通过计算偏心率变化和粒子丢失比例，探讨小行星环系受小天体近距离相遇的引力扰动，发现外太阳系环系因相遇受严重破坏的可能性极低。
2024-06-03 astro-ph.EP
The size, shape, density and ring of the dwarf planet Haumea from a stellar occultation
在四颗已知的穿海王星矮行星中，妊神星是一颗奇异的、非常细长的、快速旋转的天体。与其他矮行星相比，它的大小、形状、轨道和密度没有很好的限制。在这里，我们报告了2017年1月21日观察到的多弦恒星掩星的结果。在主体周围观测到的次级事件与不透明度为0.5，宽70公里，半径为2，287 $_{-45}^{+75}$公里的环的存在相一致。半人马Chariklo是第一个除了巨行星之外还显示出环系统的天体，而半人马Chiron后来被发现拥有类似于Chariklo环的东西。妊神星是半人马之外第一个拥有星环的天体。环与妊神星的赤道和它的卫星Hi'iaka的轨道共面。它的半径与妊神星自转周期的3：1平均运动共振接近。主体的掩星提供了一个瞬时椭圆形的边缘，其轴线为1，704 $\pm$ 4 km x 1，138 $\pm$ 26 km。结合旋转光变曲线，它限制了妊神星的3D方向和三轴形状，这与流体静力平衡中的均匀体不一致。妊神星的最大轴至少有2，322 $\pm$ 60公里，比以前认为的要大。这意味着妊神星密度的上限为1，885 $\pm$ 80 kg m $^{-3}$，比以前的估计更小，也不那么令人困惑，几何密度为0.51 $\pm$ 0.02，也比以前的估计更小。未检测到压力分别大于15和50 nbar（3- $σ$限值）的全局N $_2$或CH $_4$大气。
2020-06-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
The dynamics of rings around Centaurs and Trans-Neptunian Objects
自2013年以来，人们已经知道半人马座小天体Chariklo和矮行星Haumea周围有密集而狭窄的环。在半人马座喀戎星周围也发现了致密物质，尽管其性质存在争议。这是有史以来第一次在巨行星周围以外的其他地方观察到环，这表明这些特征比以前认为的更常见。这些环的起源仍然不清楚。特别是，目前还不知道是否相同的一般过程可以解释Chariklo，Chiron，Haumea周围物质的存在，或者每个物体都有非常不同的历史。尽管如此，小天体的一个特殊方面是它们可能具有非轴对称的形状（地形特征和/或伸长），这在巨行星中基本上是不存在的。这在物体的自旋速率和环粒子的平均运动之间产生了强烈的共振。特别是，林德布拉德型共振倾向于清除共转（或同步）轨道周围的区域，在那里粒子的轨道周期与天体的轨道周期相匹配。无论光环的起源是什么，查里克洛和妊神星适度的地形特征或拉长解释了为什么它们的光环应该在最外面的1/2共振之外被发现，在那里粒子完成一次旋转，而物体完成两次旋转。共振位置相对于身体的罗氏极限的比较表明，快速旋转有利于被环包围。我们讨论了更详细的1/2和1/3共振的相图，以及卫星形成环的存在的后果。
2019-04-09 astro-ph.EP
Celestial sunflowers -- Survival of rings around small planetary bodies under solar radiation pressure
本研究通过N体模拟揭示太阳辐射压力下小行星环的稳定性：高度倾斜的环因始终面向太阳而稳定，并给出不同倾角环的粒子尺寸约束。
2025-04-25 astro-ph.EP
Triaxial shapes and densities of G!kún||'hòmdímà, Haumea, and Varda from stellar occultations
Florida Space Institute, University of Central Florida（佛罗里达空间研究所，中佛罗里达大学）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）；Brigham Young University（杨百翰大学）
采用贝叶斯形状建模方法，结合旋转光变曲线和卫星轨道约束，通过恒星掩星数据推导出三颗海王星外天体的三轴形状与密度。
2026-05-27 astro-ph.EP
Rings Around Non-Spherical Worlds: Sub-mm Dust Retention Around Triaxial Small Bodies in the Solar System
HUN-REN CSFK Konkoly Observatory, MTA Centre of Excellence（匈牙利科学院研究网络天体物理学研究中心孔科利天文台，匈牙利科学院卓越中心）；ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics and Astronomy（厄特沃什·罗兰大学物理与天文学研究所）
研究了太阳系中四颗环状小天体周围内环的千年尺度演化，通过模拟太阳辐射压力、阴影效应、太阳系运动及非轴对称引力场，发现三轴模型能有效抑制尘埃损失，保留亚毫米颗粒。
2026-04-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- I. Dust ring formation
通过三维气体-尘埃 SPH 模拟，本文证明高度倾斜环双星盘在极向对齐过程中因气尘进动差异形成长寿命尘埃环，并分析其漂移与尘气比效应。
2024-06-11 astro-ph.EP
Establishing Dust Rings and Forming Planets Within Them
原行星盘的无线电图像表明，尘埃颗粒倾向于组织成环。这些环可能是尘埃被困在气体压力最大值内的结果，其中局部的高尘埃与气体的比例预计会触发微行星的形成，并最终形成行星。我们重新审视的行为附近的气体压力扰动的行星在二维剪切箱模拟。虽然尘埃颗粒收集到一般长寿的环，小斯托克斯参数$τ_s < 0.1$的粒子往往平流的环在几个漂移的时间尺度。根据ALMA盘的性质，我们发现由较大颗粒（$τ_s \geq 0.1$）组成的环可以使一个大到足以触发卵石吸积的尘埃团成核，从而在$\sim$ 100万年内吞噬整个尘埃环。为了确保尘埃环的生存，我们倾向于非行星起源和典型的颗粒大小$τ_s \lesssim 0.05$ -0.1。行星驱动的环可能仍然是可能的，但如果是这样，我们预计尘埃环的轨道距离对于较老的系统来说会更大。
2022-08-24 astro-ph.EP
Gap-opening Planets Make Dust Rings Wider
作为最常观测到的星盘亚结构之一，高分辨率星盘调查中的尘埃环似乎具有不同的径向宽度。最近对PDS 70和AB Aur的观测不仅揭示了圆盘中的行星，而且还揭示了伴随的宽尘埃环。我们使用三维尘埃和气体盘模拟研究是否间隙开放的行星是负责大环宽度盘观测。我们发现，间隙开放的行星可以扩大环的尘埃被困在压力颠簸通过行星摄动，即使与中平面尘埃气体比接近统一的顺序和尘埃反反应占。我们表明，行星相关的扩大效应的尘埃环可以量化使用扩散平流理论，并提供了一个通用的标准，在三维磁盘模型的平衡尘埃环宽度。我们还建议，环的宽度可以估计使用气体湍流粘度$α_{\rm turb}$，但与施密特数大于一阶的警告。
2022-10-20 astro-ph.EP
Ring Morphology with Dust Coagulation in Protoplanetary Disks
嵌入的行星和它们周围的原行星盘之间的潮汐相互作用通常被假设为产生所观察到的复杂的尘埃子结构，包括环，间隙和不对称性。在这封信中，我们探讨了尘埃凝结的尘埃动力学和环形态的后果。尘埃颗粒的凝聚导致尘埃尺寸的增长，在典型的磁盘条件下，产生更快的径向漂移，可能威胁到尘埃环的形成。利用二维流体动力学模拟的原行星盘，其中包括一个完整的治疗尘埃凝结，我们发现，如果行星不打开一个缺口不够快，形成一个内环阻碍由于尘埃凝结和随后的径向漂移。此外，我们还发现在尘埃盘外缘的尘埃排放中经常出现亚毫米级颗粒的“堆积”。
2019-12-24 astro-ph.EP
Eccentric dust ring formation in Kozai-Lidov gas disks
一个高度错位的气体盘围绕一个双星系统的一个组成部分，可以经历全球Kozai-Lidov（KL）振荡的磁盘倾角和偏心率交换。通过对气体和尘埃盘的流体动力学模拟，我们探讨了这些振荡对尘埃密度分布的影响。对于尘埃是边缘耦合到气体（${\rm St} \approx 1$），我们发现，尘埃经历类似的动力学行为的气体盘，但尘埃的径向分布可能是非常不同的气体。在偏心盘中，灰尘的向内径向漂移更快，导致外部灰尘盘半径更小。在高偏心盘阶段，尘埃破裂成多个狭窄的偏心环。偏心尘埃环的形成可能对行星在错位盘中的形成有重要意义。我们认为，多个尘埃环通常可能发生在气体盘，有足够强的偏心率在中间半径的峰值。
2022-01-09 astro-ph.EP
Impacts of dust feedback on a dust ring induced by a planet in a protoplanetary disk
当一颗行星在原行星盘中形成一个很深的缝隙时，尘埃颗粒就无法通过缝隙。因此，尘埃颗粒的密度可以增加到与外边缘处的气体密度相同的水平。在这样一个多尘的区域，来自漂移的尘埃颗粒对气体的反馈是不可忽略的。我们进行了二维两流体（气体和尘埃）的流体动力学模拟。我们发现，当尘埃颗粒的径向流动通过间隙停止时，由于尘埃反馈和尘埃颗粒的扩散，可以形成一个宽的尘埃颗粒环。在我们模拟的参数范围内，形成宽尘环的行星最小质量与卵石隔离质量一致。尘埃颗粒的宽环是形成原行星固体核的良好环境。如果环形成在类太阳恒星周围的圆盘中，位于$\sim 2\ \mbox{AU}$，环内可能会形成一个大质量的固体核心（$\sim 50M_{\oplus}$），这可能与持有大质量固体核心的热彗星（如HD 149026 b）的形成有关。在这颗矮星的盘面中，$\sim 0.5\ \mbox{AU}$周围的尘埃环内可以形成许多地球大小的行星，这可能解释了由多颗地球大小的行星组成的行星系统围绕着这颗矮星，如TRAPPIST-1。
2018-11-20 astro-ph.EP
Dust rings as a footprint of planet formation in a protoplanetary disk
在原行星盘中，行星诱导的间隙外缘聚集着相对较大的尘埃颗粒（简称卵石），可以形成高尘气比的环状结构。这样一个环被认为位于行星轨道之外。我们研究了由一个迁移的行星形成的尘埃环的演变，通过执行两种流体（气体和尘埃）的流体动力学模拟。我们发现，初始尘埃环不跟随迁移的行星，并保持在行星的初始位置的情况下，与低粘度的$α\sim 10^{-4}$。初始环在粘性扩散的作用下逐渐变形，在迁移行星附近形成一个新的环，它是从初始环泄漏的尘埃颗粒的陷阱发展而来的。在这个阶段，两个环共存于行星轨道之外。对于一颗从100天文单位迁移的行星来说，这个阶段可以持续到$\sim 1$ ~Myr。在最初的环消失后，只有后来的环保留下来。这种环形态的变化可以提供行星形成的时间和地点的线索，也是行星的足迹。我们还对一颗质量不断增长的行星进行了模拟。这些模拟显示了尘埃环中更复杂的非对称结构。在原行星盘中观察到的非对称结构可能与迁移和质量增长的行星有关。
2021-09-20 astro-ph.EP
Toroidal vortices and the conglomeration of dust into rings in protoplanetary discs
我们确定了一个新的流体动力学的不稳定性原行星盘，可能会出现由于尘埃-气体比的变化，并可能导致尘埃颗粒在光盘内的浓度。不稳定性可能由于尘埃沉降而产生，这产生了垂直成分熵梯度。熵梯度驱动斜压不稳定性，能够产生环形气体涡旋，将尘埃聚集成环。这样的尘埃环可以通过尘埃的连续发射或散射光观察到。事实上，这种不稳定性可能为最近在年轻恒星HL Tau和TW Hya周围的圆盘中观察到的环提供了一种解释，这种环不依赖于原行星的清除。不稳定性也可能有更广泛的影响，可能有助于尘埃凝聚，改变更大的星子的径向迁移，并改变圆盘内的角动量传输。
2015-07-20 astro-ph.EP
Multi-wavelength Constraints on Dust Dynamics and Size Evolution in Protoplanetary Disk Rings. I. Method
本文结合尘埃-气体动力学与尺寸演化进行数值模拟，发现尘埃环中不同物种径向分布几乎相同，据此开发了自洽解析理论，为解释多波长观测提供统一框架。
2025-07-13 astro-ph.EP
The detection of dust gap-ring structure in the outer region of the CR Cha protoplanetary disk
我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测了225 GHz的尘埃连续谱和朝向CR Cha原行星盘的CO同位素（12 CO，13 CO和C18 O）J=2-1发射谱线。尘埃连续体图像显示了尘埃盘外部区域的尘埃间隙环结构。在尘埃间隙之外的120 au附近还探测到一个微弱的尘埃环。CO同位素谱线表明气体盘比尘埃盘更长。13 CO谱线在130 au附近有一个小的峰，而12 CO和C_（18）O谱线没有峰。我们研究了两种可能的机制再现所观察到的尘埃间隙环结构和气体温度颠簸。首先，利用木星质量的行星质量与缝隙深度和宽度之间的关系，可以打开观测到的缝隙结构。同时，基于观测到的尘埃表面密度分布的辐射转移计算表明，观测到的尘埃环可能是由尘埃在尘埃盘外缘外产生的气体温包，即气体压包处的积累形成的。
2019-11-29 astro-ph.EP
Sublimation Temperature of Circumstellar Dust Particles and Its Importance for Dust Ring Formation
尘埃粒子在恒星周围的轨道上通过坡印廷-罗伯逊效应向中心恒星漂移，并通过升华堆积起来。我们采用一个简单的光学截面模型，解析地推导出堆积的大小。结果表明，漂移尘埃粒子的升华温度对尘埃堆积起着重要的作用，而光学性质对尘埃堆积起着重要的作用。具有高升华温度的尘埃颗粒形成一个重要的尘埃环，可以通过航天器的现场测量在太阳附近发现。虽然在碎片盘中存在这样的环不能在光谱能量分布（SED）中确定，但无尘区的大小塑造了SED。由于我们解析地得到了升华的位置和温度，这些解析公式对于寻找升华的证据是有用的。
2011-05-02 astro-ph.EP
Stability of Dusty Rings in Protoplanetary Discs
本研究使用FARGO3D Multifluid代码考察含尘原行星盘中尘埃环的稳定性，发现加入尘埃（尤其高Stokes数）会通过触发罗斯贝波不稳定性使气相失稳并产生收集尘埃的涡旋，从而改变环的长期演化路径。
2024-01-09 astro-ph.EP
Shoulder of Dust Rings Formed by Planet-disk Interactions
本文通过三维多流体模拟与辐射转移计算，提出大质量行星驱动的外向气体流在局部压力极大值处产生的尘埃过滤效应可解释原行星盘尘埃环肩部的形成，并为ALMA观测及PDS 70盘中的尘埃肩部提供解释。
2024-06-27 astro-ph.EP
Submillimetre dust polarisation and opacity in the HD163296 protoplanetary ring system
我们提出的ALMA图像的亚毫米连续偏振和光谱指数的原行星环盘HD 163296。在870μm处的偏振分数在中心核心中被测量为约0.9%，并且通常沿着盘主轴随着半径而增加。它在尘埃环之间的间隙中达到峰值，最大值（~4%）出现在1号和2号环之间。偏振矢量在中心芯中与圆盘短轴对齐，但在间隙中变得更加方位角，在环1和2之间的间隙中扭转高达+/-9度。这些一般特性与环形结构中的自散射辐射的模型一致，而不需要额外的灰尘对准机构。870/1300μm的尘埃光谱指数在中心和内环呈现最小值，表明这些区域具有高的光学厚度。然而，需要在更高分辨率下进一步改进尘埃或盘模型，以同时再现所观察到的偏振度和低光谱指数。
2018-10-01 astro-ph.EP
Puffed-up Inner Rings and Razor-thin Outer Rings in Structured Protoplanetary Disks
利用ALMA Band 6观测6个双环原行星盘，发现内环尘埃层膨胀而外环显著沉降，揭示了尘埃沉降效率的径向依赖性，并指出外部沉降环是行星形成的优先场所。
2025-09-16 astro-ph.EP
Dust release from cold ring particles as a mechanism of spoke formation in Saturn's rings
针对土星环辐条成因争议，本文提出低温环粒子吸附O2以降低尘埃内聚力并由静电力释放尘埃的新模型，解释其位置、寿命、扩展速度与季节性。
2024-03-05 astro-ph.EP
Co-orbital Asteroids as the Source of Venus's Zodiacal Dust Ring
来自太阳神号和立体声探测器的测光显示了增强的天空表面亮度区域，这表明与金星轨道相关的狭窄的环日尘埃环。我们通过整合10，000，000+尘埃粒子受引力和非引力作用的轨道来模拟这种现象，考虑几种不同类型的合理尘埃源。我们发现，只有来自金星同轨小行星的假设种群的粒子才能在狭窄的环中产生足够的信号来匹配观测结果。以前的研究表明，这样的物体在动力学上是不稳定的。然而，我们重新检查了与金星1：1共振的小行星的稳定性，发现~8%应该能存活到太阳系的年龄，足以供应观测到的环。
2019-04-29 astro-ph.EP
Turbulent Dust-trapping Rings as Efficient Sites for Planetesimal Formation
最近对亚毫米级原行星盘（PPD）的观测揭示了环形子结构的普遍存在，这表明卵石大小的尘埃颗粒被困在湍流的环形气压隆起中。这一重大的范式转变也挑战了通过流动不稳定性从这些卵石中形成星子的领先理论，流动不稳定性在压力梯度中运行，并且可以被湍流抑制。在这里，我们进行了三维局部剪切盒，非理想磁流体动力学（MHD）模拟尘埃捕获在强制气体压力颠簸，包括尘埃的反反应。在适合外盘条件的磁旋转不稳定性（MRI）产生的中等湍流水平下，我们实现了由湍流扩散平衡的尘埃捕获准稳态。在所有模拟中，我们都发现在气体压力最大值附近有强烈的尘埃聚集，达到的最大密度远高于触发引力坍缩形成微行星的阈值。强大的压力冲击将尘埃颗粒集中到冲击中心。在弱的压力凸起下，由于尘埃的反作用，尘埃也可以聚集在凸起中心以外的次级丝状体中，但强的聚集仍然主要发生在凸起中心周围的初级环中。我们的研究结果揭示了尘埃捕获环作为外PPD中星子形成的强大位置，同时它们可能具有不同的观测特性。
2022-08-31 astro-ph.EP
A Circumplanetary Dust Ring May Explain the Extreme Spectral Slope of the 10 Myr Young Exoplanet K2-33b
年轻的系外行星是大气特征的有吸引力的目标，以探索行星演化的早期阶段和周围环境。最近对1000万年前年轻海王星大小的系外行星K2- 33 b的观测显示，该行星的过境深度从光学到近红外波长急剧下降。Thao et al.（2022）认为，厚厚的行星薄雾和/或恒星斑点可能是原因;然而，即使是最适合的模型也只能勉强解释数据。在这里，我们提出，特殊的透射光谱可能表明，K2- 33 b拥有一个环行星尘埃环，类似于木星的尘埃环。我们证明，即使它的光学深度是低至$\sim {10}^{-2}$的环可以产生一个陡峭的斜率的透射谱。然后，我们应用一种新的联合大气环检索K2- 33 b，发现环的情况下，可以很好地解释各种可能的环组成的观测光谱。重要的是，尘埃环还表现出突出的$\sim$ 10 $\rmμm$周围的环颗粒的吸收特征，其形状和强度取决于环的组成。因此，JWST-MIRI的未来观测不仅能够检验环假设，而且如果确实存在，还能够限制环的组成-提供一个独特的机会，在行星系统形成后不久探索其母行星周围尘埃环的起源。
2022-11-14 astro-ph.EP
Dust ring and gap formation by gas flow induced by low-mass planets embedded in protoplanetary disks $\rm I$. Steady-state model
最近的高空间分辨率观测揭示了原行星盘中的尘埃子结构，如环和间隙，这些结构并不总是与气体相关。由于低质量、非气隙开放的行星引起的径向气流可能会影响尘埃的径向漂移，因此可能会在盘中形成这些尘埃子结构。我们研究了低质量行星引起的气流在尘埃轮廓中雕刻环和间隙的潜力。我们首先进行三维流体动力学模拟，解决当地的气体流动过去的行星。然后，我们计算的行星引起的气体流的影响尘埃的轨迹。最后，我们通过将行星引起的气流的影响纳入一维尘埃对流扩散模型计算稳态尘埃表面密度。气体向行星轨道外侧的流出抑制了尘埃的径向漂移，导致尘埃积聚（尘埃环）。向行星轨道内侧的外流增强了尘埃的向内漂移，导致行星轨道周围的尘埃耗尽（尘埃间隙）。在弱湍流（$α_{\rm diff}\lesssim10^{-4}$，其中$α_{\rm diff}$是湍流强度参数）下，由具有$\gtrsim1\,M_{\oplus}$（地球质量）的行星引起的气流在小尘埃颗粒（$\lesssim1$ cm）的分布中产生尘埃环和间隙，其径向范围为行星轨道周围的$\sim1\text{--}10$乘以气体尺度高度，而不会产生气体间隙和压力隆起。由低质量、非气隙开放的行星引起的气流可以被认为是观测到的尘埃亚结构的可能来源。我们的结果可能有助于解释尘埃亚结构与气体亚结构不相关的盘。
2022-06-27 astro-ph.EP
Effects of neighbouring planets on the formation of resonant dust rings in the inner Solar System
上下文太阳神号和立体声探测器的发现表明，金星上存在着一个由尘埃组成的共振环。试图将这种现象模拟为地球的共振环-作为外部平均运动共振（MMR）中捕获的迁移尘埃的结果-迄今为止无法重现所观察到的尘埃特征。最近提出了其他起源理论。然而，金星外部MMR捕获效率低的原因仍然不清楚。目标。在这里，我们将探讨内太阳系多行星结构中尘埃捕获共振现象的本质，旨在增加对单行星系统中共振尘埃环的现有理解。方法.我们对与内行星相关的共振尘埃特征进行了数值模拟，并特别研究了这些结构的依赖性以及特定共振对行星配置的捕获效率。结果除了水星与迁移的尘埃云没有共振相互作用外，我们还发现金星、地球和火星之间的共振相互干扰，影响了它们形成环日光环的能力。我们发现，金星外部MMR环薄弱的唯一最重要的原因是其外部邻居-地球的扰动影响。此外，我们发现水星和火星产生新月形的密度特征，这是由穿过其轨道区域的粒子发生的定向拱点进动造成的。
2020-01-21 astro-ph.EP
Dust Growth in ALMA Rings: II. Dusty Rossby Wave Instability
研究ALMA环内粉尘生长的含尘罗斯贝波不稳定性，通过双流体方程线性分析识别出I型和II型两种DRWI模式，并基于DSHARP源评估发现I型模式可解释盘内方位角不对称缺失，II型模式在观测环中完全不存在。
2025-04-30 astro-ph.EP
Dust in the Jupiter system outside the rings
木星是行星探索的主要目标之一，木星系统中的尘埃对行星科学领域的研究人员非常感兴趣。在本文中，我们回顾了环系统外的五个尘埃种群：在伽利略卫星区域的颗粒，潜在的尘埃从木卫二的羽流，木星流粒子，粒子在木星系统的外部区域喷射的不规则卫星，特洛伊小行星区域的尘埃。描述了尘埃动力学的物理环境，包括重力、磁场和等离子体环境。对于每个人口，尘埃源的描述，并讨论了相关的扰动力。观测和模拟结果进行了审查，并显示了个别尘埃种群的分布。对木星尘埃环境的了解可以评估尘埃对航天器的危害，并描述木星卫星之间的物质交换，它们的表面特性和非冰成分的分布。
2018-08-30 astro-ph.EP
Dynamics of the dust rings and satellites of Uranus and of the Saturn's F-ring
天王星的$μ$环和$ν$环与Puck、Mab、Portia和Rosalind卫星组成了一个次级环月系统。这些环很脆弱，主要由微米颗粒组成，这些颗粒会受到太阳辐射压力的强烈干扰。我们对一个粒子样本在太阳辐射力和行星扁率影响下的轨道演化进行了数值分析，并结合了与近距离卫星的引力相互作用。最有可能的结果是碰撞和粒子沉积在这些卫星的表面上。由于这种机制往往会导致环的材料耗尽，我们调查了这些尘埃颗粒的其他来源。通过对行星际流星体流量的粗略估计，我们发现Mab的抛射可以产生一个光学厚度与观测相当的环。对F环尘埃带进行了类似的分析。由于土星的扁率的阻尼防止了偏心率的夸大变化，并增加了粒子的寿命。因此，使用卡西尼号图像对F环的光度研究显示，在过去的25年里，土星F环的亮度有了实质性的增长。卡西尼号和旅行者号的相位曲线形状相似，这表明尽管尘埃颗粒的数量增加了，但总体尺寸分布没有变化。在2007年晚些时候，当太阳穿过环平面时，在春分期间观察到了弥漫在天王星环中的尘埃带。使用VLT拍摄的图像经过处理，然后组合成长曝光帧。对于每个帧，提取南北径向轮廓。它们将用于开发光度模型。
2013-07-11 astro-ph.EP
Origin and evolution of Mercury's circumsolar dust ring
最近在水星轨道附近发现了一个环绕太阳的尘埃环。目前在文献中还没有关于这个环起源的假设，所以我们在这里探索了四种不同的起源场景：尘埃起源于（1）零星的流星体复合体，包括黄道带云的主要部分，（2）最近的小行星/彗星活动，（3）假设的尘埃产生机构锁定在水星以外的平均运动共振，（4）与水星共轨的机构。我们发现，只有情景（4）再现了观测到的水星尘埃环的结构和位置。然而，由于动力学不稳定性和流星体撞击，水星的共轨寿命（<20 Ma）排除了共轨源群的原始起源，要求最近的事件为观测到的尘埃环提供食物。我们发现，对水星的影响可以喷射碎片进入共轨共振。我们估计年龄的六个候选人的影响，形成直径大于40公里的陨石坑使用高分辨率的航天器数据信使号，并找到两个陨石坑估计表面年龄小于50 Ma。我们发现，从水星的表面到共轨共振从这两个影响的质量传输量是几个数量级小于所需的解释水星的环推断从遥感的大小。因此，我们认为，许多更年轻，更小的影响共同促成了环的起源。我们的结论是，最近的影响假说水星的尘埃环的起源是一个可行的方案，其有效性可以限制未来的内太阳系的任务。
2023-01-24 astro-ph.EP
The DSHARP Rings: Evidence of Ongoing Planetesimal Formation?
最近的高分辨率干涉观测原行星盘在（亚）毫米波长揭示无所不在的子结构，如环，螺旋，和不对称。DSHARP调查在五个圆盘中检测到的八个环的详细调查得出的结论是，所有环都只是在1.25 mm波长处的光学厚度在0.2和0.5之间。我们调查了正在进行的微行星形成是否可以通过去除尘埃并将其转化为“看不见的”微行星来解释DSHARP环中的“微调”光学深度。我们进行了一维模拟尘埃演化的第二个尘埃环的原行星盘周围HD 163296，包括径向运输的气体和尘埃，尘埃的生长和破碎，并通过引力坍缩足够密集的卵石浓度的星子形成。我们表明，星子的形成可以自然地解释所观察到的光学深度，如果流不稳定性调节中平面尘埃气体比为1。此外，我们简单的单分散的分析模型支持的假设，在尘埃环的星子形成应普遍限制其光学深度的观测范围。
2019-09-10 astro-ph.EP
Configuration of the Martian dust rings: Shapes, densities and size-distributions from direct integrations of particle trajectories
自20世纪70年代初以来，人们一直预计，火星卫星火卫一和火卫二受到超高速行星际抛射物的撞击而喷出的颗粒会形成纤细的尘埃环。在本文中，我们进行直接的数值积分的大量尘埃粒子起源于火卫一和火卫二。在数值模拟中，作用于尘埃的最相关的力包括：火星重力与球谐函数高达5度和5阶，来自太阳，火卫一和火卫二的重力扰动，太阳辐射压力，以及坡印廷-罗伯逊阻力。为了获得环的配置，从亚微米到100微米范围内的各种粒度的模拟结果平均超过指定的初始质量分布的喷出物。我们发现，火卫一环颗粒小于约2微米占主导地位，而火卫二环主要是由尘埃在约5-20微米的大小范围。环的不对称性，数密度和几何光学深度从模拟量化。结果进行了比较，从哈勃观测推断的光学深度的上限。我们比较了以前的工作，并讨论了模型的不确定性。
2022-01-08 astro-ph.EP
Interpreting ALMA Multiwavelength Continuum Observations of PDS 70 c: An Optically Thick Dust Ring in the Circumplanetary Disk
Graduate School of Science and Engineering, Kagoshima University（鹿儿大学理工学研究科）；Department of Earth and Planetary Sciences, Institute of Science Tokyo（东京科学大学地球行星科学系）；Division of Science, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台理学区）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天体物理研究所）
研究PDS 70 c行星周盘，用结合气体吸积、尘埃演化和尘埃热辐射的尘埃环模型解释多波长观测，表明该模型符合观测，且尘埃环可能满足卫星形成条件。
2026-07-21 astro-ph.EP
Chemical Evolution in a Protoplanetary Disk within Planet Carved Gaps and Dust Rings
最近对原行星盘的观测表明，尘埃热连续辐射图中的亚结构在原行星盘中很常见。这些子结构，最突出的环和间隙，形状和改变的化学和物理条件的磁盘，随着尘埃的大小分布。在这项工作中，我们使用一个热化学代码，专注于发生在气体耗尽的差距和富含尘埃的环经常观察到它背后的化学演变。这些空间位置的组成是非常重要的，因为气体和冰涂层颗粒最终将成为气体巨星的大气和/或岩石行星的种子的一部分。我们的模型表明，在间隙的中平面的尘埃温度增加，足以产生局部升华的关键挥发物，并推动分子层更接近中平面，而它减少在富尘环，造成更高的挥发物沉积到尘埃颗粒表面。此外，环本身提供了一个冻结陷阱，用于形成行星的局部流动中的挥发物，成为局部挥发物增强的场所。在气体耗尽的差距，线发射取决于几个不同的参数，如：在表面密度的差距的深度，尘埃子结构的位置，和丰富的常见气体示踪剂，如CO。为了打破这种不确定性之间的丰度和表面密度，其他方法，如磁盘运动学，成为必要的限制磁盘结构及其化学演变。
2020-10-15 astro-ph.EP
The ALMA survey to Resolve exoKuiper belt Substructures (ARKS). X. Interpreting the peculiar dust rings around HD 131835
Konkoly Observatory, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences（孔科利天文台，匈牙利研究与创新学院天文学与地球科学研究中心）；Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)（年轻系外行星及其卫星千年核心）；Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics Space Exploration (CIRAS), Universidad de Santiago, Chile（智利圣地亚哥大学跨学科天体物理空间探索研究中心）；Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, La Laguna, E-38200, Tenerife, Spain（拉帕尔马大学天体物理系）；Institute of Physics and Astronomy, ELTE Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/A, 1117 Budapest, Hungary（罗兰大学物理与天文学研究所）；Max-Planck-Insitut für Astronomie, Königstuhl 17, 69117 Heidelberg, Germany（马克斯·普朗克天文学研究所）；Institute of Physics Belgrade, University of Belgrade, Pregrevica 118, 11080 Belgrade, Serbia（贝尔格莱德大学物理研究所）；Institut für Astrophysik, Universität Wien, Türkensch（维也纳大学天体物理研究所）
ALMA观测揭示HD 131835尘埃环的异常亮度，探讨了行星esimal带碰撞和气体驱动两种可能的成因。
2026-01-16 astro-ph.EP
Infalling of Nano-dust Because of Air Drag on Uranus
本文通过蒙特卡罗模拟研究天王星内窄环中不带电纳米尘埃在高层大气拖曳作用下落入行星的轨道演化，给出不同粒径尘埃的制动高度、共转高度及寿命。
2023-09-21 astro-ph.EP
Primordial dust rings, hidden dust mass, and the first generation of planetesimals in gravitationally unstable protoplanetary disks
该研究提出引力不稳定盘中因磁旋转不稳定性抑制形成类死区并累积大质量尘埃环，进而触发流不稳定性，生成第一代星子的新机制。
2024-04-24 astro-ph.EP
Dust-driven viscous ring-instability in protoplanetary disks
原行星盘在尘埃连续谱发射图和散射光图像中经常表现为多个同心环。这些特征通常与这些盘中可能的年轻行星有关。许多非行星的解释也被提出，包括雪线，死区和尘埃中的长期引力不稳定性。在本文中，我们提出了另一个潜在的起源。大量尘埃的存在往往会强烈降低气体的导电性，从而抑制磁旋转不稳定性，从而减少盘中的湍流。根据粘性盘理论，已知盘倾向于在粘度（即湍流）低的区域中增加其表面密度。气体压力的局部最大值倾向于通过径向漂移吸引灰尘，从而进一步增加灰尘含量。我们从数学上研究，如果这可能会导致一个反馈回路中，在尘埃表面密度的扰动可能会扰动气体表面密度，导致增加尘埃漂移，从而放大尘埃扰动，因此，气体扰动。我们发现，这确实是可能的，即使是适度小的尘埃颗粒尺寸，漂移效率较低，但更有可能影响气体电离度。我们推测，这种不稳定性可能是由最初的小尘埃种群触发的，当局部压力最大值足够强时，较大的尘埃颗粒被捕获并导致熟悉的环状形状。我们还讨论了这个模型的许多不确定性和局限性。
2017-11-27 astro-ph.EP
Forming localized dust concentrations in a dust ring: DM Tau case study
本研究利用JVLA高分辨率观测发现过渡盘DM Tau外环内边缘存在局部尘埃聚集，最大粒径超300μm，揭示了尘埃捕获机制，并指出盘的光学深度影响不对称形态的诊断。
2024-02-14 astro-ph.EP
On the Dust Signatures Induced by Eccentric Super-Earths in Protoplanetary Disks
我们研究了一个高度偏心的10 $M_{\rm \oplus}$（其中$M_{\rm \oplus}$是地球质量）行星嵌入尘埃原行星盘的尘埃动力学和观测的影响。通过进行高分辨率的二维气体和尘埃双流体流体动力学模拟，我们发现行星的轨道可以在大半径处圆形化。在行星轨道圆化后，部分间隙打开和尘埃环形成发生在行星圆化半径附近，这可以解释在圆盘外部区域观察到的间隙/环。当盘的质量和粘度变低时，我们发现偏心行星甚至可以打开间隙，并在其圆化之前在近心和远心半径附近产生尘埃环。这为解释观测到的尘埃环和原行星盘中的间隙提供了替代方案。在观测中，较低的盘粘度有利于产生较亮的环。当尘埃盘的粘性较低（$α\lesssim2\times10^{-4}$）且圆化速度比尘埃径向漂移快时，偏心行星也可能减缓尘埃盘外部区域的尘埃径向漂移。
2019-10-07 astro-ph.EP
Simulations of multiple dust ring formation in a subsolar-metallicity protoplanetary disk
National Institute of Technology, Kochi College（高知工业高等专门学校）；University of Tsukuba（筑波大学）；Kyoto University（京都大学）；University of Vienna（维也纳大学）；Ural Federal University（乌拉尔联邦大学）
本研究通过二维薄盘流体动力学模拟，提出亚太阳金属丰度盘中因引力碎裂产生的团块驱动旋臂，并在黏性作用下形成多重尘埃环，促进星子形成。
2025-10-23 astro-ph.EP
The New Horizons and Hubble Space Telescope Search For Rings, Dust, and Debris in the Pluto-Charon System
我们在冥王星-冥卫一系统中寻找尘埃或碎片环，在新视野号相遇之前，期间和之后。所采用的方法包括：在接近冥王星的过程中寻找后向散射光（$\sim15^\circ$阶段），在现场探测撞击粒子，在接近冥王星的时刻附近寻找恒星掩星，以及在离开冥王星的过程中寻找前向散射光（$\sim165^\circ$阶段）。在遭遇之前使用HST进行的搜索也有助于获得结果。没有环，碎片或尘埃的功能，但我们的检测极限提供了一个改进的图片整个冥王星-卡戎系统的环境。在后向散射光中观测到的光环覆盖了距离系统重心35，000 - 250，000公里的区域，这个区域开始于冥河的轨道内部，并延伸到九头蛇轨道半径的四倍。我们使用NH LORRI相机在该区域的内半部分获得了最严格的限制。我们对一个看不见的环的正常$I/F$的限制取决于环的径向尺度：$2\times10^{-8}$（$3σ$）用于1500公里宽的环，$1\times10^{-8}$用于6000公里宽的环，$7\times10^{-9}$用于12,000公里宽的环。在距离冥王星超过$\sim100,000$公里的地方，HST的观测将正常的$I/F$限制在$\sim8\times10^{-8}$。尘埃的前向散射光从冥王星表面延伸到冥王星-冥卫一希尔球体（$r_{\rm Hill}=6.4\times10^6$ km）。在$\sim10^4$公里尺度上，没有发现环或…
2017-09-23 astro-ph.EP
Reading between the rings: observed dust ring properties as probes of planet masses
University of Warwick（华威大学）；Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick（华威系外行星与宜居性中心）；University of Victoria（维多利亚大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；McMaster University（麦克马斯特大学）；Origins Institute, McMaster University（麦克马斯特大学起源研究所）
通过2D流体动力学模拟，研究原行星盘中由嵌入行星形成的尘埃环的尘埃质量、峰值位置和宽度与行星质量的相关性，并应用于PDS 70和exoALMA样本以约束行星质量和盘径比。
2026-05-26 astro-ph.EP
Collisional Grooming Models of the Kuiper Belt Dust Cloud
我们模拟了柯伊伯带尘埃云在四个不同的尘埃产生率的3-D结构，将行星尘埃相互作用和颗粒颗粒碰撞使用碰撞梳理算法。一个正面光学厚度约为10^-4的模型的模拟图像主要显示了一个方位对称环，在亚毫米波和红外波长范围为40-47 AU;这个环与冷的经典柯伊伯带有关。对于光学深度较低的模型（10^-6和10^-7），合成的红外图像显示环变宽，在海王星的位置环中打开了一个缺口;这个特征是由海王星的平均运动共振中捕获的尘埃颗粒造成的。在较低的光学深度，第二个环也出现与土星在圆盘中心清除的洞有关。我们的模拟，其中包括25个不同的颗粒大小，说明颗粒颗粒碰撞是重要的塑造今天的柯伊伯带尘埃，可能是其他方面的太阳系尘埃复杂;碰撞擦除所有迹象的方位角不对称的亚毫米图像的磁盘在每一个尘埃水平，我们认为。当光学深度达到τ ~ v/c的临界值时，模型图像从由共振捕获的小颗粒（“传输主导”）主导切换到由出生环（“碰撞主导”）主导，其中v是局部开普勒速度。
2010-08-05 astro-ph.EP
A model of the heliocentric dust ring on Venus orbit
ESA Space Environments and Effects Section (TEC-EPS), ESTEC, The Netherlands（欧洲空间局空间环境与效应处（TEC-EPS），欧洲空间研究与技术中心，荷兰）；LTE, Observatoire de Paris, PSL Research University, Sorbonne Université, Université de Lille, LNE, CNRS, France（拉格朗日天体力学与地球动力学实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，里尔大学，国家计量与测试实验室，法国国家科学研究中心，法国）
本研究提出一个模型，用于评估金星轨道上的尘环对航天器的撞击风险，并展示了尘环的长期稳定性及低风险结论。
2026-01-10 astro-ph.EP
Dust production through collisions between small bodies: an application to the G-ring arc
该研究通过N体和SPH模拟，分析土星G环弧中宏观天体与Aegaeon的碰撞，发现后者能有效补充尘埃，维持弧群数千年并可能引起亮度变化。
2025-01-22 astro-ph.EP
Saturn's G ring: insights from the dynamical evolution of dust particles from the G-ring arc
本文通过模拟土星G环弧微米级尘埃粒子在摄动力和等离子体溅射下的动力学演化，解释了卡西尼号观测到的法向I/F，并估算了G环的粒径分布、数密度、光学深度、厚度、年龄与剩余寿命。
2025-07-21 astro-ph.EP
Geometry of dust rings in protoplanetary disks: the case of LkCa 15
Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学天文与天体物理系）
本文提出利用中等倾角尘埃环环颈的亮度与宽度几何特征约束其参数的方法，结合ALMA观测发现LkCa 15主环光学深度等参数随波长变化，证实其含多粒径尘埃组分，小粒径尘埃盈余或可解释蓬松尘埃环。
2026-08-10 astro-ph.EP
Dust rings trap protoplanets on eccentric orbits and get consumed by them
本研究利用三维双流体嵌套网格模拟发现尘埃环附近存在两条稳定偏心轨道，可锁定原行星抑制其迁移并吸积尘埃，其中外侧轨道捕获机制稳健，使行星能高效吸积并在约十万年达到失控气体吸积临界质量。
2024-07-23 astro-ph.EP
Modeling the arc and ring structures in the HD 143006 disk
原行星盘中的环和不对称性被认为是正在进行的行星形成的路标。在这项工作中，我们进行三维辐射转移模拟HD 143006周围的有趣的磁盘，有三个尘埃环和一个明亮的弧。一个复杂的几何配置，与未对准的内部磁盘，被假定为帐户的不对称结构。通过迭代拟合ALMA数据构造二维表面密度。我们发现，尘埃温度显示出一个显着的不连续性的边界处的错位。环的质量范围从0.6到16Mearth，系统地低于年轻的HL Tau盘中推断的质量。弧占尘埃总质量的近20%。如此高质量分数的尘埃颗粒集中在一个局部区域是一致的机制，尘埃捕获到旋涡。假设气尘质量比为30，且在整个盘中保持不变，则稠密而寒冷的弧接近引力不稳定的阈值，图姆雷参数Q约为1.3。然而，我们对Q的估计依赖于未知气体与尘埃质量比的假设。采用较低的气尘质量比将增加推断的Q值。后续的高分辨率观测尘埃和气体线需要澄清的起源的子结构。
2022-03-21 astro-ph.EP
