Dust traps in the protoplanetary disc MWC 758: two vortices produced by two giant planets?
解析的ALMA和VLA观测表明，在MWC 758的原行星盘中存在两个尘埃陷阱。通过二维气体+尘埃流体动力学模拟后处理与三维尘埃辐射转移计算，我们表明，在散射光的螺旋，偏心，不对称的环和新月形结构（亚）毫米都可以由两个巨大的行星：1.5木星质量的行星在35 au（内的螺旋）和5木星质量的行星在140 au（外的螺旋）。外行星在其间隙的内边缘（约85 au）形成了一个尘埃捕获涡旋，这个尘埃捕获器的连续辐射很好地再现了ALMA和VLA观测。外行星触发了几个螺旋臂，这些螺旋臂与在偏振散射光中观察到的类似。内行星也在其间隙的外缘（约50天文单位）形成了一个漩涡，但由于圆盘的湍流粘性，它比外行星引起的漩涡衰减得更快。涡旋衰减可以解释ALMA观测到的偏心内环以及VLA观测中该尘埃陷阱的低信号和较大的方位角扩展。找到这两颗巨行星的热量和运动学特征可以验证所提出的方案。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
No Significant Correlation between Line-emission and Continuum Substructures in the Molecules with ALMA at Planet-forming Scales Program
最近，行星形成尺度（MAPS）ALMA大型计划的分子报告了大量的线发射子结构与连续辐射中的尘埃环和间隙相一致，这表明这些轴对称线发射和尘埃连续子结构之间存在因果关系。为了测试所声称的相关性的鲁棒性，我们比较观察到的子结构的空间重叠分数与零假设，其中重叠被假定为从随机放置的线发射子结构。我们的研究结果表明，没有统计学上的显着证据线发射和连续子结构之间的普遍相关性，质疑连续环和压力颠簸之间的联系。该分析还清楚地确定了离群值。MWC 480中的化学环和尘埃间隙似乎是强相关的（${>}4σ$），CO同位素中的间隙倾向于适度（${\sim}3σ$）与尘埃环相关。
2022-02-02 astro-ph.EP
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
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) XII: Inferring the C/O and S/H ratios in Protoplanetary Disks with Sulfur Molecules
含硫分子在生命前化学和行星可居住性中起着重要作用。它们也可作为化学年龄、元素碳氧比和谷物化学加工的探针。它们通常在包括太阳系在内的各种天体中被发现，但它们的分布和化学性质在行星形成盘中仍然是未知的。我们目前的CS（$2-1$）的意见，在$\sim0."3$的分辨率内进行ALMA-MAPS大型计划对五个磁盘周围IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296，和MWC 480。CS检测到在所有五个磁盘，显示各种径向强度分布和空间分布的样品，包括有趣的明显的方位角不对称性。对于MWC 480，我们在$\sim0."5$，CS，$^{13}$ CS，C $^{34}$ S，H $_2$ CS，OCS，和SO $_2$的补充ALMA观测。我们发现柱密度比N（H $_{2}$ CS）/N（CS）$\sim2/3$，表明盘中硫储层的相当大一部分是有机形式的（即，C $_x$ H $_y$ S $_z$）。使用调整到MWC 480的天体化学盘模拟，我们证明$N$（CS）/ $N$（SO）是一个有前途的探针元素C/O比。与观测结果的比较提供了一个超太阳C/O。我们还发现了一个枯竭的气相S/H比，这表明要么硫储层的一部分被锁定在固相或它仍然在一个身份不明的气相储层。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-17 astro-ph.EP astro-ph.GA
The complex morphology of the young disk MWC 758: Spirals and dust clumps around a large cavity
我们提出了阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）的观测，角分辨率为0.1-0.2”的磁盘周围的年轻赫比格Ae星MWC 758。数据包括在0.88毫米记录的尘埃连续发射的图像，以及13 CO和C18 O J = 3-2发射谱线的图像。尘埃连续发射的特点是由一个大的空腔，半径约40金，其中可能包含一个温和的内部翘曲盘。外盘的特点是两个明亮的发射团在半径约47和82 AU，目前的方位角扩展，形成一个双环结构。与辐射转移模型的比较表明，这两个最大的排放量对应于当地的尘埃表面密度的增加约为2.5和6.5的因素，分别为南部和北部的团块。光学厚13 CO峰值发射，跟踪温度，和尘埃连续发射，探测磁盘中平面，另外揭示了两个螺旋先前检测到的近红外在磁盘表面。然而，在尘埃连续体发射中看到的螺旋线向更大的半径方向轻微移动了几个天文单位，其中一个螺旋线穿过了南部的尘埃团。最后，我们提出了不同的方案，以解释复杂的结构的磁盘。
2018-02-12 astro-ph.EP
The Eccentric Cavity, Triple Rings, Two-Armed Spirals, and Double Clumps of the MWC 758 Disk
原行星盘中的空间分辨结构暗示着看不见的行星。先前对MWC 758周围过渡盘的成像观察显示了一个内腔，一个环状外盘，发射团块和螺旋臂，所有这些都可能是由同伴产生的。我们提出了ALMA尘埃连续观测MWC 758在0.87毫米（mm）波长与43 $\times$ 39 mas角分辨率（6.9 $\times$ 6.2 AU）和20 $μ$ Jy光束$^{-1}$均方根。中心的亚毫米发射腔被发现是偏心的;一旦去投影，它的外边缘可以很好地拟合一个椭圆，偏心率为0.1，一个焦点在恒星上。宽环状的外盘被分解成三个狭窄的环，中间有两个间隙。外两个环暂时显示出与界定内腔的最内环相同的偏心率和取向。这两个先前已知的尘埃排放团在径向和方位角方向上都得到了解决，径向宽度等于$\sim$ 4 $\times$当地的尺度高度。在ALMA尘埃辐射中，只有先前在近红外散射光中成像的两个旋臂中的一个旋臂由于投影效应而在稍大的星心距离处被发现。我们还提交了光盘截断$\sim$ 100 AU的基础上比较近红外成像观测模型的证据。螺旋星系、北星系团和被截断的圆盘边缘都与螺旋星系外部大约100天文单位处的一个伴星的存在大致一致。
2018-05-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Decade of MWC 758 Disk Images: Where Are the Spiral-Arm-Driving Planets?
在一些原行星盘的散射光图像中，已经发现了大尺度的旋臂。理论模型表明，这些旋臂可能是由巨行星驱动并与之共同旋转的，这就要求人们付出巨大的观测努力来寻找它们。通过检查旋转的MWC 758系统的螺旋臂超过10年的时间尺度，我们能够提供动力学约束的位置上的扰动。我们介绍了2005年哈勃太空望远镜（HST）/NICMOS F110 W对该目标的再处理观测，以及2017年新的Keck/NIRC 2 $L'$波段观测。MWC~758的两个著名的旋臂在最早的观测时期被发现于NICMOS档案中。利用额外的甚大望远镜（VLT）/SPHERE数据，我们的联合分析导致两个主要旋臂在$3σ$的模式速度为${0.6^\circ}^{+3.3^\circ}_{-0.6^\circ}\, \mathrm{yr}^{-1}$。如果两个臂是由近圆轨道上的摄动引起的，那么它的最佳拟合轨道是在$89$ au（$0.59"$），$3σ$下限为30 au（$0.20"$）。这一发现与系统中两个主要臂的臂驱动行星的位置的模拟预测是一致的。
2018-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asymmetric features in the protoplanetary disk MWC758
研究原行星盘的动力学过程对于理解行星形成是必不可少的。在这种情况下，过渡盘是主要目标，因为它们处于盘清理的高级阶段，并且可能隐藏盘演化的直接签名。在本文中，我们的目标是获得新的限制过渡盘MWC 758的结构，检测非轴对称的功能，并了解它们的起源。我们获得了原行星盘MWC 758的红外偏振强度观测，其中SPHERE/VLT在1.04微米处以比先前实现的更小的内工作角（0.093”）和更高的角分辨率（0.027”）分辨散射光。我们观察到偏振散射光在0.53”（148 au）内的内部工作角（26 au），并检测到明显的非轴对称特征，但没有完全耗尽的腔。先前用HiCIAO检测到的两个小尺度螺旋特征被更清楚地解析，并确定了新的特征，包括位于靠近恒星的先前无法到达的半径处的两个特征。我们提出了一个模型的基础上的螺旋密度波理论与两个行星的同伴在圆形轨道。最好的模型需要一个高的磁盘纵横比（H/r~0.20在行星位置），以占大的俯仰角，这意味着一个非常温暖的磁盘。我们的观察揭示了盘MWC 758的复杂形态。为了了解所检测到的特征的起源，需要将亚毫米波的高分辨率观测与ALMA和详细的建模相结合。
2015-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
SO emission in the dynamically perturbed protoplanetary disks around CQ Tau and MWC 758
本文报道在 CQ Tau 和 MWC 758 原行星盘中偶然探测到 SO 发射，提出其可能源于嵌入伴星、阴影或晚期内落引起的动力学扰动，并暗示这类扰动可能缩短化学演化时标、影响新生行星的挥发物组成。
2025-07-04 astro-ph.EP
A gap in HD 92945's broad planetesimal disc revealed by ALMA
在过去的几年里，多波长观测揭示了环周盘中普遍存在的缝隙/环。在这里，我们报告的第一ALMA观测HD 92945在0.86毫米，揭示了一个差距约73 $\pm$ 3 AU内的一个广泛的盘的星子，从50至140 AU。我们发现，差距是$20^{+10}_{-8}$所有宽。如果被一颗行星在原地清除，这颗行星的质量必须小于0.6 $M_\mathrm{Jup}$，或者甚至更低，如果这个间隙被一颗在原行星盘早期形成的行星清除，并阻止了在那个半径形成星子。通过比较圆盘的相对侧，我们还发现圆盘可以是不对称的。动机的不对称性和事实，行星可能会更频繁地接近恒星的系外行星系统，我们表明，差距和不对称性可以产生由两个行星内部的光盘通过长期共振。这些行星激发了特定圆盘位置的天体的偏心率，在星子分布中打开了径向间隙。新的观测是必要的，以确认如果光盘是真正的不对称，从而有利于长期共振模型，或者如果明显的不对称是由于背景星系，有利于在原地行星的情况。最后，我们还报告了未检测到CO和HCN气体，证实没有原始气体存在。CO和HCN的未检测与富含挥发物的太阳系类彗星的毁灭是一致的。
2019-01-09 astro-ph.EP
Probing Dust in the MWC 480 Disk from Millimeter to Centimeter Wavelengths
Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University（北京大学科维理天文与天体物理研究所）；Department of Astronomy, Peking University（北京大学天文学系）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona（亚利桑那大学月球与行星实验室）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛&史密森尼天体物理中心）
通过毫米至厘米波长观测，研究MWC 480盘尘埃性质，发现尘埃环结构及尘埃颗粒大小分布，揭示行星-盘相互作用特征。
2026-02-23 astro-ph.EP
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). VII. Sub-stellar O/H and C/H and super-stellar C/O in planet feeding gas
原行星盘中气体和尘埃的元素组成影响着形成于其中的行星的组成，我们利用分子与行星形成尺度的ALMA（MAPS）数据来约束潜在形成行星位置的气体元素组成。元素丰度推断源特定的气体颗粒热化学模型进行比较，可变的C/O比和小颗粒丰度，从DALI代码与CO和C2 H柱密度来自高分辨率的观测磁盘AS 209，HD 163296，和MWC 480。升高的C/O比（~2.0），即使在CO冰线，是必要的，以配合推断的C2 H柱密度，在大多数卵石盘。结合这些系统中CO丰度的限制，这意味着气体中的O/H和C/H比都是亚恒星的4-10倍，O/H消耗了20-50倍，导致高C/O比。这使得即使在CO冰线内，大部分挥发性碳和氧仍然被捕获在中平面的颗粒上。因此，在AS 209、HD 163296和MWC 480盘的间隙中吸积气体的行星在到达卵石隔离质量后将获得非常少的碳和氧。在没有大气富集事件的情况下，这些行星将因此具有强烈的亚恒星O/H和C/H以及超恒星C/O大气成分。
2021-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
A dichotomy in group II Herbig disks: ALMA gas disk height measurements show both shadowed large vertically extended disks and compact flat disks
赫比格星可以根据光谱能量分布的远红外线过剩的形状分为I组和II组。这种分离可能是进化的，并与这些磁盘的垂直结构有关。我们的目标是确定Herbig磁盘的发射高度，并比较两组的垂直范围。利用ALMA波段6对8个Herbig盘（4个I组源和4个II组源）的12 CO发射谱线在足够的速度和空间分辨率下的观测，通过其他工作中发展的几何方法从通道图中确定发射高度。我们发现，所有组I磁盘垂直延伸的高度半径比至少为0.25，和三个磁盘的气体排放轮廓可以追溯到200-500金。II组盘分为MWC 480和HD 163296，它们具有与I组盘相似的发射高度分布，以及AK Sco和HD 142666，它们非常平坦（不超过10 au的高度）和更紧凑（尺寸<200 au）。当考虑到主星的光度时，亮温显示盘之间没有差异。我们的研究结果与以前的工作表明，第一组磁盘是垂直延伸，第二组磁盘是大的和自我阴影或紧凑。MWC 480和HD 163296都可能是第一组盘的前体，我们现在看到的是在一个空腔形成之前，这个空腔可以让盘的外部受到辐射。非常平坦的磁盘AK Sco和HD 142666可能是由于这些磁盘的年龄很大（约20年而不是<10百万年）而导致的显著沉降。垂直结构的这些巨大差异并没有反映在这些磁盘的光谱能量分布。需要在更高的空间和速度分辨率下进行更多更深入的观测，以进一步表征赫比格子群。
2022-11-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapidly Varying Anisotropic Methanol (CH$_3$OH) Production in the Inner Coma of Comet 46P/Wirtanen as Revealed by the ALMA Atacama Compact Array
我们报告了UT 2018年12月8日和9日使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的一部分阿塔卡马紧凑阵列（ACA）在彗星46 P/Wirtanen中探测CH $_3$ OH发射。这些CH $_3$ OH的干涉测量以及来自尘埃的连续发射探测了内彗发（距离核$<$ 2000公里）的46 P/Wirtanen在其最接近地球之前大约一周（$Δ$ = 0.089 - 0.092 au），揭示了在UT 23：57十二月7日和UT 04：55十二月9日，在谱线轮廓中的一个明确的进展，在一个时间尺度的分钟。我们提出了光谱集成通量图，生产率，旋转温度，CH $_3$ OH在每个ACA执行过程中的谱线配置文件。CH $_3$ OH脱气的变化是一致的Wirtanen的9小时核旋转周期来自光学和毫米波长的测量，因此很可能耦合到不断变化的照明活性位点的核。线中心一致的蓝色偏移表明CH $_3$ OH从彗星向阳半球的升华增强，可能来自冰冷的颗粒。这些结果证明了ACA对46 P/Wirtanen等彗星进行时间分辨测量的特殊能力。
2021-03-11 astro-ph.EP
Water vapor emission at the warm cavity wall of the HD 100546 disk as revealed by ALMA
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Rice University（莱斯大学）；Universidad de Chile（智利大学）；Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；Joint ALMA Observatory (JAO)（ALMA联合天文台）；European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Alma Mater Studiorum Università di Bologna（博洛尼亚大学）
HD 100546盘暖腔壁处水蒸气发射通过ALMA观测揭示，首次空间分辨显示水雪线位置及尘埃环内水发射形态。
2026-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for auroral influence on Jupiter's nitrogen and oxygen chemistry revealed by ALMA
该研究利用ALMA观测木星的HCN和CO，发现极光区特定气压层HCN柱密度降两个数量级，提出极光产生的气溶胶引发的非均相化学作用是其耗减原因，为极光影响木星化学提供了证据。
2024-07-10 astro-ph.EP
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) XIV: Revealing disk substructures in multi-wavelength continuum emission
通过高角分辨率观测来约束行星形成盘的尘埃特性，对于理解固体如何被困在子结构中以及尘埃生长如何在其中受到促进或加速是至关重要的。我们使用ALMA尘埃连续观测的分子与ALMA在行星形成尺度（MAPS）磁盘和探索一个大的参数空间来约束径向分布的固体质量和最大晶粒尺寸在每个磁盘，包括或不包括尘埃散射。在非散射模型中，灰尘表面密度和最大粒度分布从内盘到外盘减小，在亮环位置具有局部最大值，正如灰尘捕获模型所预期的那样。推断的最大晶粒尺寸从内部到外部磁盘减少从1厘米到1毫米。对于IM Lup，HD 163296，和MWC 480的散射模型，两个解决方案是兼容的，其所观察到的内部磁盘发射：一个解决方案对应于几毫米的最大晶粒尺寸（类似于非散射模型），和其他对应于几百微米的大小。根据估计的Toomre参数，只有IM Lup -这表明在毫米尘埃突出的螺旋形态-被发现是重力不稳定的。估计的最大斯托克斯数在所有的磁盘之间的0.01和0.3，估计的湍流参数在环AS 209和HD 163296接近的阈值，尘埃增长是有限的湍流破碎。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-20 astro-ph.EP
Two Different Grain Size Distributions within the Protoplanetary Disk around HD 142527 Revealed by ALMA Polarization Observation
来自原行星盘的偏振辐射的起源是不确定的。对于这种极化发射，已经提出了三种机制：磁场的晶粒排列、辐射梯度的晶粒排列和热尘埃发射的自散射。为了从观测上识别偏振机制，我们提出了ALMA偏振观测的0.87毫米的尘埃连续排放对拱盘周围HD 142527具有高空间分辨率。我们确认，在北部地区的偏振矢量是一致的自散射。此外，我们表明，在南部地区的极化矢量是一致的晶粒排列的磁场，虽然不能排除自散射。为了了解极化机制之间的差异，我们提出了一个简单的粒度偏析模型：小尘埃颗粒（$\lesssim$ 100微米）占主导地位，并与磁场在南部地区，和中等大小（$\sim100$微米）的晶粒在上层发射自散射极化发射在北部地区。北部区域中的中间平面附近的晶粒尺寸无法测量，因为0.87 mm处的发射是光学厚的。然而，可以推测，较大的尘埃颗粒（$\gtrsim$ cm）可能会聚集在这个平面附近。这些结果与先前对星盘的分析结果一致，在该分析中，发现了来自北部地区的大颗粒积累和光学厚发射。该模型也与较小的尘埃颗粒与磁场对齐的理论一致。磁场是环形的，至少在南部地区是这样。
2018-07-27 astro-ph.EP
Asymmetric dust accumulation of the PDS 70 disk revealed by ALMA Band 3 observations
本研究利用ALMA Band 3高分辨率观测揭示了PDS 70盘西北方向显著的不对称尘埃积累，结合数值模拟限制了外环偏心率及行星PDS 70c的质量上限，并探讨了盘结构形成与行星演化机制。
2024-09-25 astro-ph.EP
Cm-wavelength observations of MWC758: resolved dust trapping in a vortex
ALMA在过渡盘中成像的大新月表明，方位角尘埃捕获集中了较大的颗粒，但需要厘米波长的连续观测来绘制最大可观测颗粒的分布。先前在MWC 758（Clump 1）外环约1cm处检测到未分辨的团块，并埋在更长的亚毫米连续体内，激发了后续VLA观察。深多组态积分揭示了形态的丛1和额外的厘米波组件，我们通过比较最近的342 GHz的数据（~ 1毫米）的反卷积的特征。Clump 1在~1cm处集中了整个盘通量密度的~1/3，被解析为具有去投影纵横比Chi>5.6的窄弧，并且具有比342 GHz处的一半的方位角宽度。团簇1的光谱形态趋势与Lyra-Lin关于反气旋涡旋中尘埃捕获的理论定量一致，在一个非常细长的（Chi~14+-3）和冷的（T~23+-2K）涡旋中提供了多孔颗粒（f~0.2+-0.2）。相同的规定将湍流参数α和气体表面密度Sigma_g限制在log 10（α x Sigma_g /g/cm 2）~-2.3+-0.4，因此，如果α <~ 1 E-3，则需要Sigma_g的值大于CO同位素物文献中报道的值的几倍。这样的物理条件意味着即使在cm-波长（τ（33 GHz）~0.2）处也存在明显的光学厚连续谱。在342 GHz处的次峰和较浅的峰相对于在33 GHz处的Clump 1约为两倍。Clump 2似乎在捕获大颗粒方面效率较低。
2018-11-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A gap in the planetesimal disc around HD 107146 and asymmetric warm dust emission revealed by ALMA
虽然探测几十个天文单位的低质量系外行星超出了目前的仪器，但碎片盘提供了一个独特的机会来研究行星系的外部区域。在这里，我们报告了新的ALMA观测的80-200万年前的太阳类似物HD 107146，揭示了其外柯伊伯带的径向结构在波长为1.1和0.86毫米。我们发现，星子盘是广泛的，从40至140 au，并且其特征在于从60到100 Au延伸的圆形间隙，其中连续发射下降约50%。我们还报告未检测到CO J=3-2发射谱线，证实没有足够的气体影响粉尘分布。迄今为止，HD 107146是唯一一个在毫米级颗粒分布中显示多个环的贫气体系统。这些环表明产生小尘埃颗粒的微行星的类似分布，可以解释为一个或多个扰动行星的存在。由于圆盘是轴对称的，这样的行星应该在圆形轨道上。通过比较N体模拟与观测到的vibrium，我们发现，要解释间隙的径向范围和深度，需要存在多个低质量行星或单个行星穿过圆盘。内部HD 107146的exo-Kuiper带，我们发现扩展发射峰值在~20 AU和一致的内部暖带，这是以前预测的基础上22 $μ$ m多余的许多其他系统。这条暖带是第一个被成像的，尽管出乎意料地表明它是不对称的。这可能是由于一个大的皮带偏心率，或由于cluberous结构产生的共振捕获与一个额外的内行星。
2018-07-03 astro-ph.EP
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) IV: Emission Surfaces and Vertical Distribution of Molecules
行星形成尺度下的分子与ALMA（MAPS）大型计划提供了一个独特的机会来研究IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296和MWC 480周围原行星盘中气体，化学和温度的垂直分布。通过利用分子线发射相对于盘主轴的不对称性，我们推断出中平面以上的发射高度（$z$）作为半径（$r$）的函数。利用这种方法，我们测量了一套CO同位素，HCN和C $_2$ H的发射表面。我们发现，$^{12}$ CO排放的痕迹与$z/r > 0.3$最高的地区，而排放较少丰富的$^{13}$ CO和C $^{18}$ O探针更深的磁盘在海拔高度的$z/r \lesssim 0.2$。C $_2$ H和HCN具有较低的不透明度和SNR，使得表面拟合更加困难，并且只能在AS 209、HD 163296和MWC 480中用$z/r \lesssim 0.1$可靠地约束，即，相对靠近行星形成中平面。我们确定峰值亮度温度的光学厚CO同位素，并使用这些跟踪二维磁盘温度结构。几个CO的温度分布和排放表面显示在温度或垂直高度，其中一些是与线和/或连续排放的间隙和环的下降。这些子结构可能是由于CO柱密度，气体表面密度，或气体温度的局部变化，详细的热化学模型是必要的，以更好地约束其起源和相关的化学成分升高磁盘层与行星形成的材料在磁盘中平面。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Multiple rings in the transitional disk of GM Aurigae revealed by VLA and ALMA
我们对原行星盘的理解正在迅速脱离光滑、轴对称盘的经典观点。这部分归功于（亚）毫米观测可以提供的高角分辨率。在这里，我们提出了ALMA（0.9毫米）和VLA（7毫米）的尘埃连续观测的太阳类似物GM Aur周围的原行星盘的组合结果。两张图像均清晰地分辨出$\sim$ 35 au内腔。ALMA观测还揭示了一个较暗的磁盘，延伸到$\sim250$ au。我们使用两种方法来模拟我们的观测结果：一个分析适合所观察到的dprojected vibrium，和一个物理磁盘模型，适合SED以及VLA和ALMA观测。尽管在去卷积图像中并不明显，但VLA和ALMA视标只能与半径为$\sim$ 40和$\sim$ 80 au的两个亮环相匹配。我们的物理模型表明，这种形态是大尘埃颗粒积累或捕获的结果，可能是由于盘中存在两个压力凸起。尽管其他机制不能被抛弃，但多个环表明，形成的行星可能已经清除了盘中至少两个缺口。最后，我们的分析表明，内腔可能会显示不同的尺寸在0.9毫米和7毫米。这种差异可能是由于存在的自由-自由发射接近恒星在7毫米，或更紧凑的积累的大尘埃颗粒在腔的边缘。
2018-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Massive compact dust disk with a gap around CW Tau revealed by ALMA multi-band observations
半径为$\lesssim$ 50 au的致密原行星盘在年轻的低质量恒星周围很常见。我们报告高分辨率ALMA尘埃连续观测到的致密盘CW Tau周围带4（$λ=2.2$ mm），6（1.3 mm），7（0.89 mm）和8（0.75 mm）。SED显示$2.0\pm0.24$的光谱斜率在0.75和1.3 mm之间，而$3.7\pm0.29$的光谱斜率在2.17和3.56 mm之间。2.17和3.56 mm之间的陡峭斜率与来自小颗粒（$\lesssim$ 350 ${\rm μm}$）的光学薄发射的斜率一致。我们进行参数拟合的ALMA数据来表征尘埃盘。有趣的是，如果尘埃与气体的质量比为0.01，Toomre的Q参数达到$\sim$ 1-3，这表明CW Tau盘可能是边缘引力不稳定的。根据先前波段7偏振观测推断的140 ${\rm μm}$的最大尘埃尺寸，总尘埃质量估计为$\sim250M_{\oplus}$，即使对于更大的粒度，也至少为$80M_{\oplus}$。这一结果表明，CW Tau盘尽管很小，但质量相当大。此外，我们清楚地确定了一个间隙结构位于$\sim20$ au，这可能是由一个巨大的行星。尽管有这些有趣的特征，CW Tau盘在ALMA带6处具有正常的盘光度，大小和光谱指数，这可能是II类盘质量预算问题的线索。
2022-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) XIII: HCO$^+$ and disk ionization structure
作为MAPS项目的一部分，我们观察到HCO $^+$ $J=1-0$和H $^{13}$ CO $^+$ $J=1-0$向IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296和MWC 480周围的五个原行星盘发射。HCO $^+$在所有五个盘中以0.3 \arcsec \分辨率被检测和映射，而HPDMATHABMO CO $^+$被检测到（SNR $>6 σ$）朝向GM Aur和HD 163296，并且通过匹配滤波器分析试验性地检测到（SNR $>3 σ$）朝向其它盘。在$R\sim 100$ au的半径内，HCO $^+$柱密度是平坦的或显示中心倾斜。在外半径（$\gtrsim 100$ au）处，HCO $^+$柱密度向外减小，而HCO $^+$ /CO的柱密度比大部分在$\sim 10^{-5}-10^{-4}$的范围内。我们推导出的HCO $^+$丰度在温暖的富CO层，其中HCO $^+$预计是占主导地位的分子离子。在$R\gtrsim 100$ au处，HCO $^+$丰度为$\sim 3 \times 10^{-11} - 3\times 10^{-10}$，这与具有X射线电离的模板盘模型一致。在较小的半径处，丰度向内减小，这表明在密度较大的气体中电离度较低，特别是在CO雪线内，富CO层位于中平面。模板盘模型与柱密度HCO $^+$、N $_2$ H $^+$和…
2021-09-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Highly structured disk around the planet host PDS 70 revealed by high-angular resolution observations with ALMA
PDS 70 b是迄今为止在过渡盘间隙中拍摄到的最稳健的年轻行星，与其主恒星的距离约为195质量（约22 au），位置角约为155度。因此，这个系统是一个独特的实验室，可以用来描述年轻行星系在形成阶段的特性。我们的目标是追踪PDS 70 b对环星盘气体和尘埃排放的直接和间接印记，以研究这个500万年前年轻行星系的性质。我们获得了尘埃连续体中PDS 70的ALMA波段7观测值和$^{12}CO$（3-2），并将它们与档案数据相结合，得到了前所未有的约70 mas（~8 au）的角分辨率。我们推导出在PDS 70 b位置的环行物质的上限为~0.01 $M_{\oplus}$，并在尘埃和气体中发现了高度结构化的环星盘。外尘环的峰值在~0.65”（74 au），并在~0.53”（60 au）处显示了可能的第二个未分辨峰。CO的积分强度也显示出在~0.2”（23 au）处的发射耗尽的证据，其宽度为~0.1”（11 au）。气体运动学显示出在$\lesssim$ 0.8”（91 au）内偏离开普勒自转的证据。这意味着压力梯度可以说明防尘环的位置远远超出PDS 70 b的位置。进一步，我们检测到一个内部磁盘似乎是连接到外部磁盘的西北地区的气体和尘埃中的一个可能的桥梁功能。我们比较观察流体动力学模拟，包括一个行星与不同的质量覆盖估计的质量范围以前来自近红外测光（~5-9 M $_{Jup}$）。我…
2019-04-17 astro-ph.EP
An ALMA survey of DCN/H$^{13}$CN and DCO$^+$/H$^{13}$CO$^+$ in protoplanetary disks
分子的氘富集对其形成环境敏感。因此，限制原行星盘中氘化学的模式对于探索物质在恒星和行星形成的各个阶段是如何继承或再加工的是有用的。我们提出ALMA观测在$\sim0.6"$分辨率的DCO $^+$，H $^{13}$ CO $^+$，DCN，和H $^{13}$ CN在完整的磁盘围绕金牛座T星AS 209和IM Lup，过渡磁盘围绕金牛座T星V4046 Sgr和LkCa 15，和完整的磁盘围绕赫比格Ae星MWC 480和HD 163296。我们还提出了ALMA观测HCN在IM Lup磁盘。在所有磁盘中检测到DCN、DCO $^+$和H $^{13}$ CO $^+$，在除IM Lup磁盘外的所有磁盘中检测到H $^{13}$ CN。我们发现有效的氘分馏的样品，估计磁盘平均DCO $^+$ /HCO $^+$和DCN/HCN丰度比范围从$\sim0.02-0.06$和$\sim0.005-0.08$，分别，这是与其他ISM环境中报告的值。DCN和DCO $^+$的相对分布在磁盘之间变化，这表明可能需要多个形成途径来解释不同的发射形态。此外，在H $^{13}$ CO $^+$和DCO $^+$发射中观察到的间隙和环提供了新的证据，表明DCO $^+$与中平面CO雪线的位置具有复杂的关系。
2017-02-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Kuiper Belt-Like Hot and Cold Populations of Planetesimal Inclinations in the $β$ Pictoris Belt Revealed by ALMA
柯伊伯带的倾角分布对其起源和动力学演化提供了独特的约束，激发了对太阳系外小行星带的垂直分辨观测。我们目前的ALMA观测毫米波发射在近边缘的星子带周围$β$风景如画，发现垂直分布是更好地描述了两个高斯相比，一个单一的高斯的总和。这表明，对于柯伊伯带，$β$ Pic带的倾角分布更好地描述了动力热和冷人口的总和，而不是一个单一的组成部分。热的和冷的种群具有8.9 $^{+0.7}_{-0.5}$和1.1 $^{+0.5}_{-0.5}$度的RMS倾角。我们还报告说，一个轴对称带模型提供了一个很好的适合新的和档案的ALMA vibrium，并确认中平面是不对齐的$β$图片b的轨道平面。然而，我们没有发现显着的证据，无论是在散射光和CO排放或西南/东北（SW/NE）不对称先前报告毫米发射观察到的内盘倾斜。最后，我们考虑带的倾角分布的起源。长期扰动从$β$图b不太可能提供足够的动力加热来解释整个带的径向范围内的热人口，和粘性搅拌带内的大机构单独不能复制观察到的两个人口。这就提出了一种替代或额外的情况，例如星子出生时具有高倾角，或者存在一颗“$β$ Pic c”行星，可能会在带的内边缘附近向外迁移。
2019-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial variations in grain sizes and dust scale heights in the protoplanetary disk around HD 163296 revealed by ALMA polarization observation
HD 163296圆盘显示了ALMA观测的环和间隙子结构。此外，这是唯一一个在毫米波偏振测量中空间分辨环和间隙的圆盘。在本文中，我们进行辐射转移模型，包括自散射偏振约束晶粒尺寸及其分布。我们发现，颗粒大小和尘埃尺度的高度是再现所观察到的偏振签名的径向和方位角分布的关键参数。径向变化主要由粒度决定。如果颗粒尺寸为$\sim λ/2π$，则极化分数高;如果颗粒尺寸大于或小于该值，则极化分数低。相反，如果尘埃尺度高度增加，偏振的方位角变化会增强。基于对HD 163296偏振的详细建模，我们发现了以下颗粒尺寸和尘埃尺度高度的径向变化。最大晶粒尺寸在间隙中为140微米，在环中明显更大或更小。在70金环内，尘埃的刻度高度小于气体刻度高度的三分之一，而在70金环外，尘埃的刻度高度小于气体刻度高度的三分之二。此外，我们将气体湍流在50金能隙中限定为$α\lesssim1.5\times10^{-3}$，在90金能隙中限定为$α\sim 0.015-0.3$。70金环边界处湍流强度的转变表明了死区的存在。
2019-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rings and gaps in the disc around Elias 24 revealed by ALMA
我们目前的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）周期2的1.3毫米尘埃连续排放的原行星盘周围的金牛座T星埃利亚斯24角分辨率为$\sim 0.2"$（$\sim 28$ au）的观测。尘埃连续辐射图显示了一个暗环，距离中心恒星的径向距离为$0.47"$（$\sim 65$ au），周围是一个明亮的环，位于$0.58"$（$\sim 81$ au）。在外盘中，径向强度分布在$0.71"$和$0.87"$处显示两个拐点（分别为$\sim 99$和$121$ au）。我们进行全球三维平滑粒子流体动力学气体/尘埃模拟光盘托管迁移和吸积行星。结合三维辐射传输计算的小颗粒和大颗粒的尘埃密度图，我们产生了合成ALMA观测的各种光盘模型，以重现在埃利亚斯24观察到的间隙和环状特征。我们发现，整个光盘的尘埃排放是一致的嵌入式行星的质量$\sim 0.7\, \mathrm{M_{\mathrm{J}}}$在$\sim$ 60 au的轨道半径的存在。我们的模型表明，在径向强度分布的两个拐点是由于大的尘埃颗粒从外盘向内的径向运动。我们的光盘模型的表面亮度图提供了一个合理的匹配的间隙和环状结构中观察到的Elias 24，与$\sim$的平均差异5%的间隙区域周围观察到的通量。
2018-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
MAPS: Constraining Serendipitous Time Variability in Protoplanetary Disk Molecular Ion Emission
本研究基于MAPS项目数据搜寻原行星盘HCO+发射的时间变异性，发现无显著流量增强但光谱轮廓有变化，初步结果符合X射线耀斑驱动变异性的预期，指出需高信噪比监测研究相关化学过程。
2023-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Survival of ALMA Rings in the Absence of Pressure Maxima
最近的ALMA观测显示，大部分原行星盘包含（亚）毫米波长的明亮环。尘埃捕获引起的压力最大的气体盘是一个流行的解释，这些环。然而，目前还不清楚这种压力颠簸是否可以生存的光盘的进化时间尺度。在这项工作中，我们研究了另一种情况下，它只涉及在一个光滑的气体盘的灰尘气体相互作用。我们假设，ALMA环是一个密集的，cluerous中平面，积极形成星子的表现。团簇介质本身几乎不经历径向漂移，但团簇通过解体和垂直运输以及星子形成而失去质量。从种子环出发，数值求解输运方程，研究种子环的生存问题。通常，由于束组件的扩散，环向外移动。在没有压力支持的情况下，环以$\sim$ 40 $M_\oplus\,\mathrm{Myr}^{-1}$的速率泄漏材料，并且为了使环存活，它们必须从外部卵石质量储存器供给。在圆盘中卵石的尺寸恒定的情况下，环的形成和分散之间的循环出现。环产生大量的星子，这可能是行星形成的材料，并解释了大量的预算推断碎片盘。ALMA观测的模拟图像与DSHARP样本中的Elias 24和AS 209的环相比较。
2021-04-30 astro-ph.EP
Observing planet-driven dust spirals with ALMA
ALMA对原行星盘尘埃成分的热辐射进行的连续观测揭示了丰富的子结构，这些子结构可被解释为嵌入式行星的证据，但行星驱动的螺旋臂-也许是最令人信服的证据之一-已被证明相对难以捉摸。在这项工作中，我们测试的能力ALMA检测行星驱动的螺旋信号在连续发射。进行流体动力学模拟和辐射转移计算，我们提出了合成波段7连续图像的广泛的磁盘和观测条件。我们发现，热质量的行星在几十个AU通常驱动螺旋检测在几个小时内的整合时间，和可检测的行星质量可能低至$\sim$海王星质量（$0.3 \, M_{\rm th}$）。ALMA探测到的颗粒形成的螺旋形态与下面的气体螺旋相同。尘埃螺旋的温度在决定其对比度方面至关重要，并且在具有绝热状态方程和较长冷却时间的圆盘中更容易检测到螺旋。检测螺旋并不需要解析;在残差图的帮助下，在恒定噪声水平下，最佳光束尺寸是螺旋宽度的几倍。最后，我们展示了间隙和环的存在如何损害我们识别同位螺旋的能力。我们的工作证明了ALMA当前设计规范的行星发现潜力，并表明观测能力不是寻找热质量行星引起的螺旋的瓶颈。
2022-03-01 astro-ph.EP
Disk structure around the Class I protostar L1489 IRS revealed by ALMA: a warped disk system
我们用阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列（ALMA）在波段6观测了I类原恒星L1489 IRS。C $^{18}$ O $J=$ 2-1谱线发射显示出与其由于旋转而产生的速度梯度方向相同的平坦和非轴对称结构。我们发现C $^{18}$ O发射在~200-300 Au半径处出现下降，而1.3 mm的连续发射则平滑地延伸到~400 Au。在C $^{18}$ O倾角的半径处，外部的旋转轴似乎与内部组件的旋转轴倾斜约15度。在r~600 au之前，相对于C $r^{-0.5}$倾角的内、外分量都表现出$r^{-0.5}$开普勒自转轮廓。这些结果不仅表明开普勒盘延伸到~600 au，而且还表明该盘是翘曲的。我们构造了一个以开普勒速度旋转的三维翘曲盘模型，并证明了翘曲盘模型再现了速度通道图和PV图中的主要观测特征。这样一个扭曲的盘系统可以通过质量吸积从一个错位的信封形成。我们还讨论了一个可能的磁盘演化方案的基础上比较磁盘的半径和质量之间的I类和II类源。
2020-03-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust enrichment and grain growth in a smooth disk around the DG Tau protostar revealed by ALMA triple bands frequency observations
本研究通过 ALMA 三波段观测分析了 DG Tau 原行星盘的尘埃分布，发现其平滑无次结构，且内部尘埃富集、颗粒大小分布不均，为微行星形成机制提供了重要线索。
2023-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematical signs of dust trapping and feedback in a local pressure bump in the protoplanetary disk around HD 142527 revealed with ALMA
我们分析了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列获得的HD 142527周围原行星盘中3至0.4 mm六个波长的连续辐射和13 CO和C18 O（1-0，2-1和3-2）线的档案数据。利用灰体平板模型对6个波段的光谱能量分布进行拟合，估算了尘埃表面密度和尘埃吸收系数β的光谱指数分布。我们还通过拟合C18 O光谱估计了气柱密度的分布，并通过将开普勒圆盘模型拟合到C18 O数据来测量圆盘旋转。我们在HD 142527星盘西北部的尘埃环内部和外部发现了超开普勒和次开普勒旋转，这表明存在局部压力隆起。与我们估计的尘埃和气体分布相比，压力凸起的位置与尘埃密度比盘中平均值高三倍、气尘质量比低三倍的区域一致，表明尘埃被困在压力凸起中。然而，我们推导的β分布和压力冲击的位置之间没有相关性。此外，我们发现防尘环的宽度与压力凸起的宽度相当或大于压力凸起的宽度，这可能表明灰尘反馈在压力凸起中是显著的。
2020-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemistry of Complex Organic Molecules in the V883 Ori Disk Revealed by ALMA Band 3 Observations
本研究利用ALMA Band 3观测V883 Ori原行星盘，鉴定出十种含氧复杂有机分子，发现其丰度比接近彗星67P，并首次约束了盘中COMs的碳同位素和氘氢比值，揭示了原行星盘中COMs的高效再形成机制。
2023-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
A dust and gas cavity in the disc around CQ Tau revealed by ALMA
ALMA提供的高分辨率和灵敏度的结合正在彻底改变我们对原行星盘的理解，因为它们的大量气体和尘埃分布可以独立研究。在本文中，我们提出了解决ALMA观测连续发射（$λ=1.3$毫米）和CO同位素（$^{12}$ CO，$^{13}$ CO，C $^{18}$ O $J=2-1$）的综合强度从附近的光盘（$d = 162$ pc），中间质量（$M_{\star}=1.67\,M_{\odot}$）前主序星CQ Tau。数据表明，在连续的内部抑郁症，并在$^{13}$ CO和C $^{18}$ O发射。我们采用了热化学模型的光盘再现连续和气体径向强度分布，连同光盘SED。该模型表明，需要一个气体内腔的大小之间的15和25 au的再现数据与密度耗尽因子之间的$\sim 10^{-1}$和$\sim 10^{-3}$。尘埃连续体中不同空腔的径向轮廓由以$R_{\rm dust}=53\,$ au为中心、宽度为$σ=13\,$ au的高斯环描述。三维气体和尘埃的数值模拟与嵌入式行星盘在一个分离的中心恒星的$\sim20\,$ au和质量的$\sim 6\textrm{-} 9\,M_{\rm Jup}$再现定性的气体和尘埃配置文件的CQ头盘。然而，一个行星模型似乎无法重现使用热化学模型预测的尘埃高斯密度分布。
2019-05-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Radial Distribution of H2 and CO in TW Hya as Revealed by Resolved ALMA Observations of CO Isotopologues
CO作为分子气体的示踪剂被广泛应用。然而，现在有越来越多的证据表明，在TW Hya周围的圆盘中，气相碳已经耗尽。以前的努力，以量化这种消耗受到阻碍的不确定性，在磁盘的径向热结构。在这里，我们提出了解决ALMA观测的13 CO 3-2，C18 O 3-2，13 CO 6-5，C18 O 6-5的排放TW Hya，这使我们能够获得径向气体温度和气体表面密度分布，以及映射的CO丰度作为半径的函数。这些观测提供了一个测量的表面CO雪线在~30 AU，并显示了一个外环的CO排放集中在53 AU的证据，以前只看到在不太丰富的物种的功能。此外，推导出的CO气体温度分布约束CO在温暖的分子层中的冻结温度< 21 K。结合之前对HD 1-0的探测，这些数据限制了内部~30 AU中温暖的H2气体的表面密度。我们发现CO在R=10-60 AU的范围内被消耗了两个数量级，少量的CO返回到表面CO雪线内的气相不足以解释整体的消耗。最后，这一新的数据与以前的TW Hya磁盘的建模，以限制中面CO雪线17-23 AU。
2016-03-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA resolves CI emission from the $β$ Pictoris debris disk
已知$β$ ~ Piccadilly周围的碎片盘含有气体。先前的ALMA观测显示，在$\sim$ 85 AU处有一个CO带，有一个明显的团块，被解释为天然气产量增加的位置。光解离在$\sim$ 50年内将CO转化为C和O。我们解决CI发射在492 GHz使用ALMA和研究其空间分布。CI显示出与CO相同的团块。这是令人惊讶的，因为C预计会在方位角上迅速扩散。我们得出一个低的C质量（$5\times10^{-4}$和$3.1\times10^{-3}$ M $_\oplus$之间），表明天然气生产只是最近才开始（在$\sim$ 5000年）。没有证据表明CO带内部存在原子吸积盘，可能是因为气体还没有时间径向扩散。C和CO具有相同的不对称性，这一事实与之前提出的一种假设相矛盾，即该团块是由于向外迁移的行星在共振中捕获了星子;也不能用行星长期强迫的偏心星子带来解释观测结果。相反，我们认为尘埃盘和气体盘应该是偏心的。我们进一步推测，这样的配置可能是由最近的潮汐破坏事件产生的。假设分裂体具有10%的CO质量分数，其总质量将为$\gtrsim$ 3 $M_\mathrm{Moon}$。
2018-06-29 astro-ph.EP
Efficient planet formation by pebble accretion in ALMA rings
在过去的十年中，ALMA的观测揭示了大部分原行星盘在尘埃连续体中包含环。这些环是卵石聚集的地方，这有利于微行星的形成和随后的行星组装。我们研究ALMA环内的行星形成的可行性，其中鹅卵石被困在一个高斯形的压力颠簸或强大的尘埃反作用。星子通过流动不稳定性在环的中平面形成。通过进行N体模拟，我们研究了碰撞合并和卵石吸积这些星子的增长。由于环中卵石的高度集中，通过卵石吸积的星子的生长在它们出生时就变得有效。我们发现，行星迁移在环和行星的演化中起着决定性的作用。对于行星可以从环向内迁移的盘，只要环被供给来自外盘的材料，就达到稳定状态，其中环产生${\sim}20 M_\oplus$行星芯。该环作为一个长寿的行星工厂，它可以解释在DSHARP大型计划中观察到的尘埃环的“微调”光学深度。相比之下，如果没有行星迁移机制，一颗大质量行星就会形成并摧毁环。在行星形成环的位置将留下一条宽而大的星子带。环中的行星形成可以解释在碎片盘中观察到的成熟行星系。
2022-11-08 astro-ph.EP
New 12C/13C and 14N/15N isotopic ratio measurements in Jupiter's stratosphere revealed by ALMA
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理学实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（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，巴黎西岱大学）；Max-Planck-Institute for Solar System Research, Göttingen（马克斯·普朗克太阳系研究所）
利用ALMA 2017年数据测量木星平流层HCN中碳氮同位素比，发现12C/13C=73±5、14N/15N=245±29，较1998年观测的贫化结果更富集重同位素，可能源于彗星贡献或23年化学演化。
2026-06-12 astro-ph.EP
An ALMA Constraint on the GSC 6214-210 B Circum-Substellar Accretion Disk Mass
我们介绍了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）对GSC 6214-210 A和B的观测，GSC 6214-210 A和B是500 - 1000万年的上天蝎座协会的太阳质量成员，有一个15 $\pm$ 2 Mjup的伴星，轨道在$\approx$ 330 AU（2.2”）。以前的测光和光谱测量跨度为0.3-5 $μ$ m，揭示了光学和热过剩以及来自GSC 6214-210 B周围的环亚星吸积盘的强H $α$和Pa~ $β$发射，使其成为具有明确子盘证据的最低质量伴星。尽管ALMA的前所未有的灵敏度和角分辨率，无论是在我们的880 $μ$ m（341 GHz）连续观测到的3- $σ$限制为0.22毫焦/梁的组件都没有检测到。假设气尘比为100：1，特征粉尘温度为10-20 K，则粉尘质量和总质量的相应约束分别为<0.15 Mearth和<0.05 Mjup，或<GSC 6214-210 B自身质量的0.003%和<0.3%。如果主恒星拥有一个假定的环星盘，那么它最多只有主恒星质量的0.0015%，这意味着在这个系统中巨行星的形成肯定已经停止。考虑到这些限制和它目前的吸积速率，GSC 6214-210 B似乎处于组装的最后阶段，预计在未来几个百万年内不会获得任何可感知的质量。
2015-05-06 astro-ph.EP
Gas kinematics of key prebiotic molecules in GV Tau N revealed with an ALMA, PdBI, and Herschel synergy
利用空间和地面近红外设施，人们已经作出了很大的努力来探测星周盘行星形成区的暖气体。GV Tau N是GV Tau系统中最模糊的组分，是一个突出的来源，是HCN中检测到的第一个靶标之一，也是迄今为止在CH $_4$中检测到的唯一一个靶标。虽然近红外观测揭示了它的化学成分，但星周物质的物理结构和运动学仍然未知。我们使用干涉图像的HCN 3-2和$^{13}$ CO 3-2线，和远红外观测的$^{13}$ CO，HCN，CN和H $_2$ O转换辨别的形态，运动学和化学的致密气体接近恒星。这些观察结果构成了对GV Tau N的H $_2$ O的首次检测。此外，ALMA高空间分辨率（~ 7 au）图像的连续在1.1毫米和HCN 3-2线解决不同的气体成分对GV Tau N，一个气体盘与R~25 au，电离射流，和一个（或两个）分子流出。气盘的不对称形态表明它已被射流侵蚀。所有的观测结果都可以解释，如果GV Tau N是双星，并且其主要组成部分相对于环双星盘有一个高度倾斜的独立盘。我们讨论了水和其他分子的排放根据这种情况下的起源。特别是，我们建议，水的排放将来自中断的气体盘和分子外流。
2020-06-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Leaky dust trap in the PDS 70 disk revealed by ALMA Band 9 observations
本文利用ALMA Band 9观测PDS 70盘，揭示了亚毫米颗粒的空间分布特征，结合多波长分析和尘埃演化模型，证实了尘埃陷阱的存在及小颗粒通过盘间隙的过滤机制。
2025-07-12 astro-ph.EP astro-ph.GA
The chemical diversity of giant-planet nurseries as revealed by ALMA
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；University of Leeds（利兹大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）
通过ALMA观测揭示赫比格盘的化学多样性，发现不同分子与盘质量及C/O比相关，显示低C/O气体在年轻行星形成区域的普遍存在。
2025-12-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Central 1000 au of a Pre-stellar Core Revealed with ALMA. II. Almost Complete Freeze-out
星前核代表了恒星和行星形成过程中的初始条件。它们的低温（$<$ 10 K）允许形成厚厚的冰质尘埃地幔，这些地幔将在未来的原行星盘中部分保存下来，最终影响行星系统的化学组成。先前的观测表明，含碳和含氧物质，特别是CO，由于有效的分子冻结在冷尘埃颗粒的表面上，在星前核心中严重耗尽。然而，含N物质如NH $_3$，特别是其氘代同位素体，似乎在CO分子主要处于固相的情况下保持高丰度。由于ALMA，我们在这里提出的第一个明确的观测证据NH $_2$ D冻结出对L1544前星核，暗示存在一个“完全耗尽区”内的$\simeq$ 1800 AU半径，与天体化学前星核模型预测。我们的国家的最先进的化学模型加上非LTE辐射转移代码表明，NH $_2$ D成为主要纳入在中央2000 AU的冰冷地幔，并开始冻结已经在$\simeq$ 7000 AU。星前核内的辐射转移效应导致NH $_2$ D（1 $_{11}$-1 $_{01}$）发射出现中心集中，在中心$\simeq$ 3000 au内具有平坦的分布，而不像1.3 mm尘埃连续发射在中心$\simeq$ 1800 au内显示出清晰的峰值。这阻止了NH $_2$ D冻结在以前的观测中被检测到，在那里中央1000 au不能被空间分辨。
2022-02-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tidal Interaction between the UX Tauri Disk A/C System Revealed by ALMA
我们提出了灵敏和高角分辨率（$\sim$ 0.2-0.3 $''$）（亚）毫米（230和345 GHz）连续和CO（2 $-$ 1）/CO（3 $-$ 2）线档案观测的磁盘星系统在UX金牛座进行的ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列）。这些观测揭示了年轻恒星UX Tauri A周围的气体和尘埃盘具有很大的信噪比（连续谱中的$>$ 400和线中的$>$ 50），并且首次检测到与UX Tauri C盘相关的分子气体排放（盘的大小为$<$ 56 au）。在5 $σ$水平（0.85 mm处为0.2 mJy）下未检测到与UX Tauri C相关的（亚）毫米连续辐射。对于组分UX金牛座C，我们估计的$\leq$ 0.05 M $_\oplus$的尘埃盘质量。此外，我们报告了一个强大的潮汐盘之间的相互作用，两个磁盘UX金牛座A/C，分开360 AU的投影距离。CO谱线的观测揭示了在金牛座A盘中有明显的旋臂，以及与金牛座C盘相关的一个扩展的红移气流。在金牛座A的尘埃连续辐射中没有观察到旋臂。假设开普勒旋转，我们估计封闭的质量（磁盘$+$星）从他们的径向速度在1.4 $\pm$ 0.6 M $_\odot$的金牛座A，和70 $\pm$ 30 / $\sin i$木星质量的金牛座C（后者与质量上限值相一致的褐矮星）。这里提出的观测证据使我们提出，UX Tauri C正在接近一个可能的广泛，不断发展…
2020-05-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) I: Program Overview and Highlights
行星在年轻恒星周围的尘埃和富含气体的圆盘中形成并获得其成分，这一过程的结果与圆盘的化学性质密切相关。分子在盘上的分布调节行星的元素组成，包括C/N/O/S比和金属度（O/H和C/H），以及水和生物前相关有机物的获取。来自分子的辐射也编码了关于盘电离水平、温度结构、运动学和气体表面密度的信息，这些都是盘演化和行星形成模型的关键成分。行星形成尺度下的分子与ALMA（MAPS）ALMA大型计划旨在通过探索10 au尺度的磁盘化学结构来扩展我们对行星形成化学的理解。MAPS计划的重点是五个磁盘-IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296和MWC 480 -其中尘埃子结构被检测到，行星形成似乎正在进行中。我们在4个光谱设置中观察到这些圆盘，它们总共覆盖了来自20多个不同物种的~50条谱线。本文介绍了ApJS MAPS特刊，概述了计划的动机，磁盘样本，观测细节和校准策略。我们还强调了关键的结果，包括发现灰尘，气体和化学子结构之间的联系，腈和其他有机物在内部磁盘区域的大型水库，并在大多数磁盘的C/O比升高。我们将讨论这些结果是如何重塑我们对行星形成化学的看法的。
2021-09-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Tracing snowlines and C/O ratio in a planet-hosting disk: ALMA molecular line observations towards the HD169142 disk
本研究利用ALMA对HD 169142行星形成盘进行分子谱线观测，首次探测多种分子，估算雪线位置并发现C/O比径向变化，提出巨行星b在雪线间形成。
2023-08-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Disc Miner II: Revealing Gas substructures and Kinematic signatures from Planet-disc interaction through line profile analysis
本研究利用DISCMINER框架分析MAPS项目的CO谱线，在3个星盘中发现4颗巨行星的证据，证实线宽可示踪行星相互作用，并缩小了候选行星位置，为星盘行星搜寻奠定基础。
2023-05-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) III: Characteristics of Radial Chemical Substructures
行星形成尺度下的分子与ALMA（MAPS）大型计划提供了一个详细的，高分辨率（${\sim}$ 10-20 au）的分子线发射视图，在空间尺度上与行星形成相关的五个原行星盘。在这里，我们提出了一个系统的分析化学亚结构在18个分子线对MAPS源：IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296，和MWC 480。我们确定了200多个化学亚结构，发现在几乎所有的半径线发射检测。广泛多样的径向形态-包括环，间隙和高原-观察到每个磁盘内和整个MAPS样品。这种多样性线发射轮廓也存在于最里面的50金。总的来说，这表明行星在不同的化学环境中形成，无论是在磁盘上还是在同一磁盘内的不同半径。内部150金，大多数的MAPS磁盘的化学子结构在空间上一致的毫米连续的子结构，指示磁盘中平面和温暖的，升高的分子发射层之间的物理和化学联系。内部盘中的一些化学亚结构和150 Au外部的大多数化学亚结构不能直接与尘埃亚结构联系起来，然而，这表明化学亚结构也有其他原因，例如雪线，紫外光子通量梯度，电离和径向变化的元素比。这意味着化学亚结构可以发展成为不同盘特征的强大探针，除了影响行星聚集的环境之外。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2022-05-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Band 6 high-resolution observations of the transitional disk around SY Cha
在这项研究中，我们报告了高分辨率（0.14 arcsec）阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的225 GHz的尘埃连续谱和CO分子发射线从周围SY茶过渡盘的观测结果。我们的高分辨率观测首次清楚地揭示了内腔和中心点源。环的径向轮廓可以近似为一个明亮的窄环叠加在一个较暗的宽环上。此外，我们还发现尘埃连续辐射存在弱的方位不对称性。对于气体排放，我们检测到$\rm{}^{12}CO$（2 $-$ 1）、$\rm{}^{13}CO$（2 $-$ 1）和$\rm{}C^{18}O$（2 $-$ 1），由此我们估计盘的总气体质量为$2.2\times10^{-4}M_\odot$，假设CO/H $_2$比为$10^{-4}$。观测结果表明，气体存在于尘埃空腔内。通过对$\rm{}^{12}CO$（2 $-$ 1）谱线速度结构的分析，发现尘埃内盘处的速度发生了畸变，这可能是由于尘埃盘的翘曲或尘埃盘腔内的径向气流造成的。SY Cha的高分辨率观测表明，该系统由一个环和一个畸变的内盘组成，这可能是常见的，正如$\sim$ 0.1角秒分辨率的过渡盘系统观测所表明的那样。
2023-02-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Polarized disk emission from Herbig Ae/Be stars observed using Gemini Planet Imager: HD 144432, HD 150193, HD 163296, and HD 169142
为了寻找正在进行的行星形成在年轻的磁盘的迹象，我们进行了第一次J波段偏振发射成像的赫比格Ae/Be星HD 150193，HD 163296，HD 169142使用双子座行星成像仪（GPI），随着新的H波段观测HD 144432。我们证实了复杂的“双环”结构的近面对系统HD 169142首次看到在H波段，发现外环是实质上红比内的偏振强度。使用辐射转移建模，我们开发了一个物理模型，解释了全光谱能量分布（SED）和J-和H-波段表面亮度剖面，这表明两个环的差分颜色可能来自于穿过内壁的变红星光，可能不需要晶粒特性的差异。此外，我们清楚地检测到HD 163296（MWC 275）中的一个细长的偏心环，将散射表面定位在中平面上方18 AU处，径向距离为77 AU，与ALMA在1.3 mm处看到的一个环同空间，该环与CO雪线相连。最后，我们报告了HD 150193（MWC 863）散射光的微弱探测和HD 144432的未探测;这些目标的恒星伴星可能破坏了主星外盘的物质。对于HD 163296和HD 169142，我们探测到的突出外环可能是外盘中巨型行星形成的证据，或者是可能与雪线化学有关的大规模尘埃生长过程的表现。
2017-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
