Protoplanetary Disk Science with the Orbiting Astronomical Satellite Investigating Stellar Systems (OASIS) Observatory
OASIS（Orbiting Astronomical Satellite for Investigating Stellar Systems）是美国宇航局天体物理学MIDEX级任务概念，其目标是跟踪来自星系的水，通过原恒星系统，到达地球的海洋。本文详细介绍了OASIS可实现的原行星盘科学。OASIS的外差接收器套件允许对原行星盘内跨越大范围物理条件的水发射谱线进行同时的高光谱分辨率观测。这些观测将使我们能够绘制水蒸气在各个进化阶段的空间分布图，并评估水的重要性，特别是中面水雪线的位置，以行星形成。OASIS还将探测100多个盘中的H2同位素HD，从而最准确地确定迄今为止的总原行星盘气体质量。当与同期的水观测相结合时，HD探测还将使我们能够追踪水蒸气在各个演化阶段的演化。这些观测将使OASIS能够描述水分布的时间发展以及水在行星系形成过程中所起的作用。
2023-02-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Evidence for Dynamical Changes in a Transitional Protoplanetary Disk with Mid-infrared Variability
我们提出了多历元斯皮策太空望远镜观测的过渡盘LRLL 31在2-3万年的恒星形成区IC 348。我们的测量结果显示，在短至一周的时间尺度上，中红外线的变化是显著的。红外连续辐射表现出系统的波长依赖性的变化，这表明相应的动态变化的内部磁盘结构和变量的外盘材料的阴影。我们提出了几种可能的结构变化的来源，包括一个可变的吸积率或恒星或行星的同伴嵌入磁盘。我们的研究结果表明，在红外线的变化研究可以提供重要的新的约束原行星盘的行为。
2009-09-29 astro-ph.SR
Detection of warm water vapour in Taurus protoplanetary discs by Herschel
作为原行星盘GASPS（Gas Evolution in Protoplanetary Systems）巡天的一部分，使用赫歇尔-PACS（Photodetector Array Camera & Spectrometer）仪器获得了68颗Taurus T Tauri星的线光谱。对以[OI] 63.18微米精细结构线为中心的线扫描的仔细检查揭示了这些光谱中的一些中的63.32微米处的线。我们确定这条线与过渡的邻水。它被确信地检测到（即，>3 σ），即，24%的子样本具有富含气体的圆盘。几个统计测试被用来搜索与其他光盘和恒星参数的相关性，如[OI] 6300阿姆斯特朗和63.18微米的线通量; 63微米和850微米的X射线光度和连续水平。相关性之间的水线通量和[OI] 63.18微米线光度，尘埃连续体，并可能与恒星X射线光度。这是第一次在原行星盘中检测到这种温暖的水蒸气线。我们讨论它的起源，特别是它是否来自内部磁盘和/或磁盘表面或从外流和射流的冲击。我们的分析支持圆盘起源，观察到的水蒸气线在距离中心恒星2-3AU的范围内产生，那里的气体温度为500-600 K。
2011-12-23 astro-ph.SR
Dust continuum emission and the upper limit fluxes of sub-millimeter water lines of the protoplanetary disk around HD 163296 observed by ALMA
本文利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），分析了Herbig Ae星HD 163296周围原行星盘的亚毫米波正H $_{2}$ $^{16}$ O 321 GHz、paraH $_{2}$ $^{18}$ O 322 GHz和HDO 335 GHz谱线的上限通量。这些水线被认为是最好的候选亚毫米线定位的H $_{2}$ O雪线的位置，在我们以前的模式计算的基础上。我们比较了上限通量与我们的模式计算的值与尘埃排放，我们约束的线发射区域和尘埃不透明度的观测。我们的结论是，如果高水蒸气丰度区的外缘和水雪线的位置也超过8 au，则毫米尘埃不透明度值将大于2.0 cm $^{2}$ g $^{-1}$。此外，如果mm尘埃不透明度为2.0 cm $^{2}$ g $^{-1}$，则水雪线的位置将在20 au以内。未来的观测尘埃连续辐射在更高的角分辨率和亚毫米水线与更长的观测时间需要澄清的详细结构和位置的H $_{2}$ O雪线在磁盘中面。
2019-02-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Spectrally Resolved Mid-Infrared Molecular Emission from Protoplanetary Disks and the Chemical Fingerprint of Planetesimal Formation
我们提出了两个非常活跃的金牛T星，AS 205 N和DR Tau的中红外分子发射的高分辨率光谱。除了测量高信号噪声线轮廓的水，我们报告的第一个光谱分辨中红外线轮廓的HCN发射从原行星盘。HCN和水发射的相似的谱线轮廓和温度表明它们产生于相同体积的盘状大气中，距离恒星1-2AU。结果支持早期的建议，观察到的趋势增加HCN/水的排放与磁盘质量是一个化学指纹的星子形成和核心吸积的行动。除了直接约束分子的发射半径之外，高分辨率光谱还有助于在从低分辨率中红外光谱导出分子丰度时打破温度与柱密度之间的简并性。因此，它们可以提高我们对内部磁盘化学活性程度的理解。与对AS 205 N进行的HCN激发研究的预测相反，HCN的中红外线和近红外线轮廓非常相似。这种差异可能表明，HCN是不丰富的超过一对夫妇的AU或HCN的红外泵浦不占主导地位，在这些距离。
2018-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemically tracing the water snowline in protoplanetary disks with HCO$^+$
[摘要]行星形成预计将在原行星盘的雪线周围得到加强，特别是在水雪线周围。然而，水雪线与主恒星和地球大气层中的水非常接近，这使得直接探测原行星盘中的水雪线具有挑战性。继早期工作的原恒星信封，本研究的目的是调查的有效性HCO $^+$和H $^{13}$ CO $^+$，作为示踪剂的水雪线在原行星盘，作为HCO $^+$被破坏的气相水。两个小的化学网络被用来预测HCO $^+$丰度在一个典型的赫比格Ae磁盘。随后，对H $^{13}$ CO $^+$和HCO $^+$ $J=2-1$的相应发射曲线进行建模，这提供了连续发射的亮度和光学深度效应之间的最佳平衡。HCO $^+$丰度在4.5天文单位的水雪线外跳跃了两个数量级。我们发现H $^{13}$、CO $^+$和HCO $^+$的发射是环形的，这是由于三种效应：HCO $^+$被气相水破坏、连续光学深度和分子激发效应。对于H $^{13}$ CO $^+$和HCO $^+$，气相水的存在导致在圆盘中心处仅$\sim$额外下降13%和24%。对于更明亮的爆发源V883 Ori，我们的模型预测，如果雪线位于$\sim$ 40 AU之外，则尘埃和激发的影响不会受到限制。我们对HCO $^+$ $J=3-2$的ALMA观测结果的分析与位于100 AU左右的水雪线一致。HCO $^+$丰度在水雪线附近急剧下降，但灰尘和激发可以掩盖由于水雪线导致…
2020-11-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characterization of mid-infrared polarization due to scattering in protoplanetary disks
一般认为磁场在原行星盘的形成和演化中起着重要的作用。观测上限制磁场的一种方法是测量由磁性排列的细长尘埃颗粒产生的极化发射和吸收。事实上，辐射也成为线性偏振的光散射在光学毫米波长复杂的磁场的研究。我们描述了由于恒星辐射和尘埃热再发射辐射（自散射）的散射，中红外辐射的线偏振。我们发现，在所考虑的参数范围内，热再发射辐射是强于散射恒星辐射的内孔小于10金的磁盘。由于散射的中红外偏振表现出几个明显的趋势：对于散射恒星辐射，线偏振度略有下降，随着径向距离的增加，而它的径向距离增加的热再发射辐射只有和散射恒星辐射和热再发射辐射的组合。线偏振度随星盘耀斑和中心恒星光度的增大而减小。增加的内半径将线性偏振度的增加进一步向外移动，而较大的尺度高度增加小径向距离的线性偏振度，并进一步向外减小该程度。对于较长的波长，线偏振度收敛得更慢。
2019-12-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A mid-IR interferometric survey with MIDI/VLTI: resolving the second-generation protoplanetary disks around post-AGB binaries
我们提出了一个中红外干涉调查的拱星环境的一类特定的后渐近巨分支（后AGB）的二进制文件。对于这个类的存在一个紧凑的尘埃盘已被假定的基础上，各种空间未解决的测量。我们的干涉测量是用VLTI上的ECO 2仪器进行的。在总共19个不同的系统进行了观察，使用可变的基线配置。结合10.7微米的单一波长下的所有活力，我们将两个参数模型拟合到数据中：均匀圆盘（UD）和模拟温度梯度的环形模型。我们比较了我们的观测值的整个样本，从一个网格计算的辐射转移模型的被动照射的磁盘在流体静力学平衡的合成数据。这些模型计算与蒙特卡罗代码已被广泛应用于描述年轻恒星（YSO）周围的原行星盘的结构。空间分辨的观测结果表明，我们的大多数目标集群紧密地在距离无关的尺寸-颜色图，并具有非常紧凑的N带发射区域。N带发射区的典型均匀盘直径约为40 μ m，对应的典型亮温为400-600 K。分辨出的物体在干涉观测量和光谱能量分布上显示出非常相似的特征。因此，目标周围的磁盘的物理属性必须相似。原行星盘模型的网格很好地覆盖了观测到的天体。就像年轻的恒星一样，空间分辨的N波段发射区域由盘的热内缘决定。继续比较后AGB和原行星盘将有助于理解晶粒生长和盘的演化过程，
2016-10-31 astro-ph.SR
Water vapor in the protoplanetary disk of DG Tau
水是原行星盘演化和彗星及冰/水行星形成的关键。虽然起源于热内盘的高激发水线已经在几个金牛座T星（TTS）中被检测到，但来自外盘的水蒸气，其中大部分水冰水库，仅在附近的TTS TW Hya中被报道。我们在557、1113 GHz处对年轻TTS DG Tau的邻水和仲水基态跃迁进行了光谱分辨赫歇尔/HIFI观测。这些线显示出狭窄的双峰轮廓，与外盘的起源一致，并且比TW Hya亮约19-26倍。相比之下，CO和[C II]线占主导地位的信封/流出，这使得H2O线盘的DG Tau独特的示踪剂的排放。用热化学代码ProDiMo进行的盘模拟表明，由于DG Tau的年轻和强烈的吸积，强烈的紫外线场照射了距离恒星10-90 AU的盘上层，将其加热到600 K的温度，并产生了观察到的明亮水线。这些模型表明，该星系盘的质量为0.015-0.1 Msun，与估计的太阳星云在行星形成之前的最小质量一致，并且在蒸汽中存在约1 e2 - 1 e3地球海洋的水水库，并且以冰的形式存在约100倍。因此，这一探测支持了海洋通过在外盘形成的冰体的影响而在类地行星上输送的情景。
2013-02-06 astro-ph.SR
The role of OH in the chemical evolution of protoplanetary disks II. Gas-rich environments
上下文我们提出了一种方法，包括气体消光的宇宙射线产生的紫外光子的化学模型中的中平面的原行星盘，专注于它的影响冰的形成和化学演化。目标。我们的目标是通过处理宇宙射线来改进化学模型，宇宙射线是圆盘中平面电离的主要来源，其处理方式与这些区域中存在的气体和谷物环境的现有知识相一致。我们跟踪宇宙射线的影响，通过确定主要的化学反应通道，也是主要的贡献者的气体不透明度宇宙射线诱导的紫外光子。这一信息是至关重要的，在实施气体不透明度的宇宙射线引起的反应，在完整的二维原行星盘模型。方法.我们认为时间依赖的化学模型的范围内1-10 AU的中平面的金牛座T盘。宇宙射线诱导的紫外光子的气体物种的消光被包括在每个时间步的photorates的计算。我们对宇宙射线诱导的H_2紫外发射光谱上所有原子/分子的电离和离解截面进行了积分。通过分析每种气相物质随时间的相对贡献，我们能够确定原行星盘中平面气体不透明度的主要贡献者。结果在1天文单位，气体不透明度占总不透明度的28.2%，包括尘埃的贡献。在3-5天文单位处，气体贡献占总不透明度的14.5%，在7-8天文单位处，气体贡献达到12.2%。正如预期的那样，在10-15 AU的物种冻结导致气体对总不透明度的贡献非常低（6%）。影响气体不透明度的主要因素是CO、CO_2、S、SiO和O_2。OH也有助于气体不透明度，但仅在10-15 AU。
2012-09-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Evolution of the Water Snow Line in Magnetically Accreting Protoplanetary Disks
太阳系中的类地行星含水量较低，这表明原行星形成于水雪线内。准确预测雪线位置随时间的变化为约束行星的形成过程提供了线索。本文研究了非理想磁流体动力学（MHD）模拟提出的层流磁场控制下的原行星盘中雪线的迁移。我们提出了一个经验模型的磁盘温度的基础上，我们的非理想MHD模拟，这表明吸积加热是显着效率低于湍流磁盘，并计算雪线位置随时间的推移。我们发现，雪线在磁吸积层流磁盘移动到目前的地球轨道内的恒星形成后1万年，而传统的湍流磁盘的时间是远远长于1万年。这一结果表明，要么岩石原行星形成于盘演化的早期阶段，要么原行星在靠近原太阳形成后向外移动到目前的轨道。
2021-05-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Deuteration of water in protoplanetary discs during luminosity outbursts: model predictions for FU Ori discs
该研究使用 ANDES 模拟不同光度爆发对原行星盘水氘代的影响，发现强爆发可重现 V883 Ori 的高 HDO/H₂O 剖面，但与其当前光度存在差异。
2025-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Understanding the water emission in the mid- and far-IR from protoplanetary disks around T~Tauri stars
我们研究了金牛座T星周围的原行星盘的哪些性质影响了中红外和远红外水线起源地区的物理和化学以及它们各自的线通量。我们为未来的观察寻找诊断方法。与代码ProDiMo，我们建立了一系列的模型，探索一个大的参数空间，计算旋转和振转的水在非局部热力学平衡（非LTE）的转变。我们选取了中红外区的跃迁和远红外区的基本邻位和对位水跃迁，研究了线发射区的化学和局部物理条件。我们计算斯皮策光谱为每个模型，并比较远红外和中红外线。此外，我们使用中红外颜色将水线预测与尘埃连续体联系起来。影响水线通量的三个以上的因素是：磁盘的气体质量，尘埃-气体质量比，尘埃的最大粒径，ISM（InterStellarMedium）紫外辐射场，Dubrulle沉降的混合参数，磁盘耀斑参数，和尘埃的粒度分布。前四个参数对中红外线的影响远大于远红外线。水光谱背后的一个关键驱动因素是尘埃不透明度，它设置了水线发射区域的位置。我们确定了三种类型的参数。参数，如尘气比，ISM辐射场，尘埃粒径分布，中红外线的影响更大，而远红外转换的影响更大的耀斑指数。气体质量极大地影响了这两种状态下的谱线。需要更高的光谱分辨率和线灵敏度，如詹姆斯韦伯太空望远镜，以检测统计相关的个别水线样本，以进一步区分这些类型的参数。
2015-10-06 astro-ph.SR
Measurements of water surface snow lines in classical protoplanetary disks
我们提出了深Herschel-PACS光谱的远红外水线从样本的四个原行星盘周围的太阳质量的恒星，选择有强烈的水发射在中红外波长。通过结合新的赫歇尔光谱与档案斯皮策-IRS光谱，我们检索参数化的径向表面水汽分布从0.1-100 AU使用二维尘埃和线辐射转移建模。地表水分布模拟与步骤模型包括一个恒定的内部和外部的相对水丰度和临界半径，在该半径处的地表水丰度允许改变。我们发现，这四个磁盘的临界半径为$\sim 3-11$ AU，在该表面水丰度减少至少5个数量级。临界半径的测量值始终小于表面雪线的位置，如所观察到的光谱能量分布所预测的。这表明，地表水丰度的急剧下降不仅是由于当地的气固平衡，但也可能是由气相化学途径的失活低于300 K的水驱动。假设正则气尘比为100，以及耦合的气体和尘埃温度$T_{\rm gas}=T_{\rm dust}$，最佳拟合的内部水丰度变得难以置信的高（0.01-1.0 ${\rm H_{2}}^{-1}$）。相反，一个模型，其中气体和尘埃温度是去耦导致规范的内部磁盘水丰度的$\sim 10^{-4} \rm H_{2}^{-1}$，而保持气体尘埃比为100。也就是说，在磁盘表面的气体-尘埃去耦的证据是强于增强的气体-尘埃比。
2015-12-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Around the water snowline: I. Effects of dynamical and chemical interplay on mid-infrared water spectra of protoplanetary discs
University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Michigan（密歇根大学）；Texas State University（德克萨斯州立大学）
本研究利用新二维模型MAGPIE，量化了扩散、平流及卵石漂移等动力学过程对原行星盘水丰度和红外光谱的影响，发现输运可补充水层并改变谱线特征，但卵石漂移对冷水示踪物影响有限。
2026-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the temporal and spatial variations of dust emission in the protoplanetary disk of DG Tau with VLTI/MIDI - Preliminary results
尘埃加工和颗粒生长的特征--与岩石行星的形成有关--很容易在中红外光谱特征中看到。在这方面，一个重要的诊断工具是年轻恒星天体（YSO）光谱中的硅酸盐特征。低质量的YSO，DG Tau在其硅酸盐特征中显示出独特的时间变化。我们用甚大望远镜干涉仪的中红外干涉仪对DG Tau进行了多历元观测，以获得内部和外部盘区域的光谱，以研究先前报道的硅酸盐特征变化的来源。在这里，我们提出了前两个观测时代的初步结果。我们发现，在两个月的时间尺度上，源显示出显着的增亮。同时，中红外发射区域扩大。虽然硅酸盐特征的识别是困难的，我们的研究结果定性地同意的情况下，解释不同的硅酸盐特征与尘埃盘上方举起。
2013-07-12 astro-ph.SR
An unusual reservoir of water emission in the VV CrA A protoplanetary disk
我们提出了一个不寻常的模式的水蒸气排放的$\sim$ 2万年老的低质量的二元系统VV CrA，观察到的红外光谱与VLT-CRIRES，VLT-VISIR，和斯皮策-IRS的分析。双星的每个组成部分都在L（$\sim3\,μ$ m）和N（$\sim 12\,μ$ m）波段显示出来自水蒸气的辐射。N-波段和斯皮策光谱与以前从具有盘的年轻恒星观察到的光谱相似，并且与扩展的原行星盘的发射一致。相反，VV CrA A的CRIRES L波段数据显示出不寻常的光谱，这需要存在具有高温（$T\gtrsim1500$ K）、柱密度（$N_\mathrm{H2O}\sim 3\times10^{20}\ \mathrm{cm}^{-2}$）和湍流增宽（$v\sim 10$ km s $^{-1}$）的水库，但发射面积非常小（$A\lesssim0.005$ AU $^2$）。与先前观察到的V1331 Cyg（Doppmann等人，2011年）和SVS 13（Carr等人，2004年）的水排放相似，表明这种水库的存在可能与进化状态有关，可能与高吸积率或风的存在有关。虽然内盘可能藏有这样的水库，简单的开普勒模型不匹配以及发射线的形状，必须考虑替代的速度场。我们还提出了一个新的想法，不寻常的发射可能出现在一个环行星盘，嵌入在更大的VV CrA A原行星盘。可能需要更多的数据来确定这种不寻常的光谱模式的真正物…
2022-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hot and cool water in Herbig Ae protoplanetary disks. A challenge for Herschel
本文讨论了Herbig Ae型原行星盘70微米以上旋转H_2O发射谱线的空间起源和可探测性。我们使用最近开发的磁盘代码ProDiMo计算Herbig Ae型磁盘的热化学结构和应用非LTE线辐射转移代码Ratran预测水线剖面和强度图。该模式显示了盘内三个空间上不同的水浓度高的区域，它们与形成水的不同化学途径有关：（1）在内缘后面的深中面中有一个大的蓄水池，（2）在雪线r> 20 AU以外的遥远的冰中面周围有一个冷水带，（3）在高海拔z/r=0.1... 0.3，从约1AU延伸到30 AU，其中动力学气体温度范围从200 K到1500 K。虽然区域3只包含少量的水蒸气（~ 3 × 10 ^-5 M_Earth），但我们发现这个温暖的层几乎完全负责旋转水发射谱线，除了最低的3条激发线。因此，赫歇尔将首先探测区域3的条件和径向延伸，其中水主要通过中性-中性反应形成，气体与尘埃热解耦T_gas>T_dust。观测结果不允许确定雪线，因为雪线截断了区域1的径向延伸，而雪线源自区域3。不同的线传输近似（LTE，逃逸概率，蒙特卡罗）进行了讨论。在大多数情况下需要非LTE处理，并且发现用逃逸概率方法获得的结果低估了Monte Carlo结果2%…百分之四十五
2009-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spiral Density Waves in a Young Protoplanetary Disk
引力有望激发原行星盘中的螺旋密度波，原行星盘是围绕年轻恒星运行的气体和尘埃盘。然而，以前的观测显示螺旋结构无法探测磁盘中平面，大部分质量集中在那里，行星形成发生。利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列，我们在年轻恒星伊莱亚斯2-27周围的原行星盘中探测到一对对称的螺旋臂。臂延伸到磁盘外部区域，并可向下追踪到中平面。这些毫米波观测还揭示了比螺旋臂更接近恒星的发射间隙。我们认为，所观察到的螺旋线跟踪冲击的螺旋密度波在这个年轻的磁盘的中平面。
2016-10-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The role of absorption and scattering in shaping ice bands. Spatially-resolved spectroscopy of protoplanetary disks
本文利用MCFOST辐射转移模拟首次研究原行星盘中水冰带随观测视角和盘内位置的变化，发现吸收与散射平衡可使带极小值波长偏移达0.17 μm，对空间分辨冰光谱建模具有重要影响。
2025-03-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-Resolution Mid-Infrared Spectroscopy of GV Tau N: Surface Accretion and Detection of Ammonia in a Young Protoplanetary Disk
重新分配或移除原行星盘的角动量的物理过程，可以驱动质量吸积到恒星上，并影响行星形成的结果。尽管原行星盘参与吸积的证据随处可见，但负责的过程仍不清楚。在这里，我们提出的证据红移分子吸收光谱的I类源，表明在磁盘表面的快速流入。GV Tau N的高分辨率中红外光谱揭示了C2 H2、HCN、NH3和水的单独谱线的丰富吸收光谱。从分子吸收的性质，我们可以推断，它携带一个显着的吸积率（~ 1 e-8至1 e-7 Msun/yr），相当于活跃的金牛座T星的恒星吸积率。因此，我们可以观察到盘吸积的作用。这些结果可能为超声速“表面吸积流”提供观测证据，这在磁化圆盘的MHD模拟中已经发现。观测到的光谱也代表了在原行星盘的行星形成区域中首次探测到氨。由于氨的丰度仅与HCN相当，因此它不可能是氮的主要缺失库。如果像预期的那样，内盘中占主导地位的氮储存库是N2，那么它的高挥发性将使其难以融入形成的行星，这可能有助于解释大部分地球的低氮含量。
2020-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Nature of Turbulence in the Outer Regions of Protoplanetary Disks
我们进行了一系列的本地，剪切盒模拟的外部区域的原行星盘，双极扩散是很重要的，由于低电离水平，以更好地表征在这些磁盘的湍流和角动量输运的性质。这些模拟分为两组，一组包括远紫外（FUV）电离，一组没有FUV。在这两种情况下，我们探索了扩散率值的大范围。我们发现，在没有FUV的模拟中，湍流的性质类似于Bai & Stone（2011）的非分层模拟;对于给定的扩散率，只要磁场足够弱，MRI仍然可以存在。此外，这些模拟中的中平面的动力学主要由MRI控制。另一方面，在FUV模拟中，MRI活性FUV层将强环形磁通量传输到中间平面，这关闭MRI。相反，在中平面处的角动量传输由层流磁场主导，导致与无FUV模拟相比湍流麦克斯韦应力水平较低。最后，我们对FUV模拟进行了时间相关性分析，证实了我们的结果，即中平面区域的动力学受到FUV电离层的强烈控制。
2018-10-24 astro-ph.SR
Turbulent Linewidths in Protoplanetary Disks: Predictions from Numerical Simulations
对原行星盘的亚毫米观测，现在已接近测量分子谱线湍流加宽所需的灵敏度。这些测量约束磁盘角动量传输，并提供证据的湍流环境中，星子的形成发生。我们使用磁旋转不稳定性（MRI）的局部磁流体动力学（MHD）模拟来预测低质量原行星盘中湍流速度的分布，作为半径和中平面以上高度的函数。我们模拟理想的磁流体磁盘，磁盘中的欧姆耗散的结果在一个死区附近的中平面抑制湍流。在理想条件下，圆盘中平面的速度分布在v \simeq 0.1 cs附近达到峰值（其中cs是局部声速），而超音速在z > 3 H时达到（其中H是压力标度高度）。v \approx 0.01 cs的剩余速度在死区中面附近持续存在，而表层仍然活跃。各向异性的变化与磁盘倾斜的线宽是适度的。我们比较我们的MHD结果的流体动力学模拟中，大尺度强迫是用来启动类似的湍流速度。我们表明，定性的趋势，增加v与高度，在MHD的情况下，持续强迫湍流，很可能是一个通用的属性磁盘湍流。因此，需要在盘内不同高度确定v的百分比水平，或探测包含死区区域的内盘的空间分辨观测，以测试MRI是否是原行星盘湍流的原因。
2011-09-01 astro-ph.SR
ALMA Band 7 Observations of Water Lines in the Protoplanetary Disk of V883 Ori
Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN（理化学研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Ashikaga University（足利大学）；Okayama University of Science（冈山科学大学）；Niigata Institute of Technology（新潟技术大学）；Seoul National University（首尔大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天文学与空间科学研究院）
ALMA带7观测V883 Ori原行星盘水谱线，揭示水雪线附近水汽丰度及HDO/H₂O比值，发现带7谱线强度弱于预测，可能由发射区域特性或尘埃吸收导致。
2025-12-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Spitzer Mid-infrared Study of Sh 2-208: Evolution of Protoplanetary Disks in Low-metallicity Environments
本文介绍了用Spitzer/IRAC对Sh 2-208（S208）中的一个年轻星系团进行的灵敏的MIR测光，该星系团位于银河系金属丰度最低的HII区之一，${\rm [O/H]} = -0.8$ dex。先前的研究表明，该星团的年龄为50万年，距离为$\sim$ kpc，这与盖亚EDR 3的天体测量距离一致。在$\sim$ $3.5 \times 4$ -arcmin场中，在$\ge$ 10 $σ$的至少一个MIR波段中探测到96个源，覆盖了$\sim$ 1.0- $M_\odot$质量探测极限的中等质量恒星。根据近红外$K_S$和IRAC波段的光谱能量分布斜率的空间分布和源的位置，共识别出41个可能的星系团成员。的累积分布的SED斜率的S208集群是没有显着不同的其他集群在太阳金属丰度环境中与大约相同的年龄的中等质量的恒星，如果一个人也认为未检测到的MIR源确定为S208集群成员从近红外观测。这表明粉尘生长/沉降的程度不会随着金属丰度的显著变化而变化，如$\sim$ 1 dex那样不同。对于$\ge$ 1- $M_\odot$质量的星团成员，具有MIR盘发射的恒星比例为64%-93%，这与太阳金属丰度环境中的结果相当。虽然这可能表明，占主导地位的磁盘分散机制的中等质量的恒星要么没有，或非常弱，依赖于金属丰度，它可以说，这可能意味着磁盘分散过程并没有有效地在这个年轻的阶段。
2021-04-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Two saturated states of the vertical shear instability in protoplanetary disks with vertically varying cooling times
原行星盘中的湍流在尘埃演化和星子形成中起着重要作用。垂直剪切不稳定性（VSI）是一种能够在盘外区域产生湍流的流体动力学机制。VSI除了垂直剪切之外还需要快速气体冷却。线性稳定性分析表明，VSI可能不会在气体冷却效率低下的中板周围工作。在这项研究中，我们调查的非线性结果的VSI在磁盘与线性VSI稳定的中平面区域。我们进行二维的全球流体动力学模拟的轴对称磁盘与垂直变化的冷却时间。垂直冷却时间曲线确定线性VSI稳定的中平面层和中平面上方和下方的不稳定层的厚度。我们发现，在非线性饱和状态下，中平面稳定层的厚度决定了VSI驱动湍流的垂直结构。我们确定了两种类型的最终饱和状态：（1）T状态，其特征在于垂直湍流运动渗透到VSI稳定的中面层和（2）pT状态，其特征在于湍流运动局限在不稳定层。当中平面VSI稳定层厚于两个气体刻度高度时，实现pT状态。我们还发现，当位于中平面上方和下方的VSI不稳定区域薄于两个气体尺度高度时，在所有高度处，VSI驱动的湍流都在很大程度上被抑制。我们提出的经验公式，预测VSI驱动的湍流的强度作为不稳定和稳定层的厚度的函数。这些公式将有助于研究如何VSI驱动的湍流和尘埃颗粒控制磁盘冷却效率同时演变。
2022-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
New Mid-Infrared Imaging Constraints on Companions and Protoplanetary Disks around six Young Stars
中红外成像追踪原行星盘中的亚微米和微米大小的尘埃颗粒，它提供了对盘和潜在同伴的几何特性的限制，特别是如果这些同伴有环行星盘。我们使用VISIR仪器及其升级近在VLT采取新的中红外图像的五个（前）过渡盘和一个拱星盘与拟议的行星，并获得最深的解决中红外观测到的日期，以把新的限制盘的发射区域的大小和可能的同伴的存在。我们反旋并堆叠数据以找到磁盘属性。在可用的情况下，我们比较的数据ProDiMo（原行星盘模型）辐射热化学模型，以实现更深入地了解磁盘内的基本物理过程。我们采用循环PSF减法找到可能的同伴和模型同伴与环行星盘通量的上限。我们解决了三个六盘和计算的位置角，倾角和（上限）的大小在磁盘中的发射区，提高上限的两个未解决的磁盘。在所有情况下，大多数中红外辐射来自小的内部磁盘或外部磁盘的热内缘。我们通过增加相对于ISM的PAH丰度，采用晕苯作为代表PAH，并将外腔半径增加到22.3 AU，改进了现有的ProDiMo HD 100546模型SED在中红外的拟合。我们产生通量估计推定的行星质量的同伴和环行星盘，排除了行星质量的同伴与$L > 0.0028 L_{\odot}$的$a > 180$ AU在HD 100546系统的存在。在8 $μ$ m-12 $μ$ m处，不同盘中的潜在伴星的上限为0.5 mJy-30 mJy。
2021-02-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Empirical and Radiative Transfer Hybrid (EaRTH) Disk Model: Merging Analyses of Protoplanetary Dust Disk Mineralogy and Structure
本研究提出结合矿物学经验表征与MCFOST辐射传输模型的EaRTH盘模型，通过对MP Mus原行星盘光谱的初步拟合验证其优势，可用于韦布望远镜原行星盘光谱的解读。
2024-05-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecular line emission from a protoplanetary disk irradiated externally by a nearby massive star
恒星的形成通常发生在星团内部或附近。附近大质量恒星的辐射可以使年轻恒星周围的原行星盘光蒸发，这就提出了关于在这些环境中形成行星形成能力的问题。我们研究了低质量T Tauri星周围的原行星盘的二维物理和化学结构，该星被附近的大质量O-型星照射，以确定原行星盘中分子的存活性和可观测性。与孤立的星盘系统相比，气体温度的范围从几个因素（在磁盘中平面）到大约两个数量级（在磁盘表面）更高的照射磁盘。虽然在外盘的紫外线通量，特别是，是几个数量级更高，磁盘的表面密度是足够的磁盘中平面的有效屏蔽，使磁盘仍然主要是分子的性质。我们还发现，非挥发性分子，如HCN和H2O，能够冻结到磁盘中平面的尘埃颗粒上，从而形成冰冷的星子，例如，彗星，也可能在probands。我们已经计算了分子线发射从磁盘假设LTE和确定，原子碳，CO（和同位素，13 CO和C18 O），HCO+，CN和HCN的多个跃迁可以观察到ALMA，允许表征的气体柱密度，温度，和光学深度的probrids在猎户座的距离（~400 pc）。
2013-03-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing midplane CO abundance and gas temperature with DCO$^+$ in the protoplanetary disk around HD 169142
这项工作的目的是了解哪些中平面条件下探测的DCO $^+$排放在磁盘周围的赫比格Ae星HD 169142。我们探讨了DCO $^+$形成途径对气体温度和CO丰度的敏感性。用ALMA在0.3”的空间分辨率下观察到DCO $^+$ $J$ =3-2跃迁。HD 169142 DCO $^+$径向强度分布图显示，在半径<30 AU处有一个温暖的内部成分，在约50-230 AU处有一个宽的环状结构，在100 AU处有一个峰值，正好超过毫米晶粒边缘。我们模拟的DCO $^+$发射在HD 169142与物理磁盘结构改编自文献，并采用了一个简单的氘化学网络，以调查通过冷氘分馏途径通过H $_2$ D $^+$的DCO $^+$的形成。通过CH $_2$ D $^+$的热氘分馏途径的贡献近似使用中间盘层中的恒定丰度。参数化模型表明，需要改变文献模型的中平面气体温度和CO丰度，以恢复观测到的DCO $^+$径向强度分布。最佳拟合模型在z/r < 0.1的区域包含一个阴影的冷中平面，气体温度降低8 K，刚好超过毫米晶粒边缘的CO损耗因子为5，当r > 120 AU时气体温度降低2 K。温氘分馏途径在30-70 K之间以恒定的DCO $^+$丰度2.0 $\times$ 10 $^{-12}$实施。DCO $^+$发射探测HD 169142外盘中的冷物质储库，该储库未被毫米连续谱、SED或来自12 CO、…
2018-02-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Unlocking CO Depletion in Protoplanetary Disks II. Primordial C/H Predictions Inside the CO Snowline
CO被认为是原行星盘中挥发性碳的主要储存库，因此是形成巨行星的大气中碳的主要初始来源。然而，最近对原行星盘的观测表明，在许多系统中，包括在CO雪线内部的半径处，挥发性碳丰度较低。一个可能的解释是，气相碳被化学加工成挥发性较低的物质，这些物质在尘埃颗粒表面冻结为冰。这种机制有可能改变气体中的原始C/H比。然而，目前的观测主要是探测盘的上层。目前还不清楚低挥发性碳丰度是否延伸到行星形成的中平面。我们已经运行了198个化学模型的网格，探索CO的化学后处理如何取决于磁盘质量，尘埃粒度分布，温度，宇宙射线和X射线电离率，以及初始水丰度。在我们以前的工作重点放在温暖的分子层的基础上，在这里，我们分析了我们的网格模型在磁盘中平面在12天文单位的结果。我们发现，无论是ISM水平的宇宙射线电离率或存在的UV光子，由于尘埃表面密度低，需要化学减少中平面CO气体丰度至少一个数量级内1百万年。在我们的大多数模型中，CO不会通过原位化学进行实质性的后处理，并且在典型磁盘的寿命期间气相C/H和C/O比几乎没有变化。然而，在小的子集的磁盘，其中磁盘的中平面受到电离或光解源，气相C/O比增加了近9个数量级，由于CO转化为挥发性烃。
2019-04-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
MINDS: The very low-mass star and brown dwarf sample -- Hidden water in carbon-dominated protoplanetary disks
本研究利用JWST/MIRI的MINDS数据分析十个极低质量恒星盘，发现高碳氧比盘中仍普遍存在被烃类发射掩盖的水。
2025-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detections of trans-Neptunian ice in protoplanetary disks
我们提出了赫歇尔空间天文台PACS光谱的金牛座T星，在其中我们检测到无定形和结晶水冰的功能。利用辐照的吸积盘模型，我们确定了每个系统的盘结构和冰丰度。结合冰特征强度和盘大小的模型独立比较和模型冰位置的详细分析，我们估计冰发射区在盘半径> 30 AU，与原始柯伊伯带一致。在垂直方向上，冰在光解吸带以下释放的最多，这与赫歇尔对冷水蒸气的观测一致。结晶水冰出现在盘的位置a）比它的结晶温度低，b）它应该在约100万年内重新非晶化，这表明局部生成正在发生;最可能的原因似乎是微陨石撞击或星子碰撞。基于简单的测试与UV模式和不同的冰分布，我们认为，SED形状从20到50微米可能探测的位置的水冰雪线在磁盘上层。该项目是对彗星冰库空间结构的首批太阳外探测之一，彗星冰库被认为是向类地行星输送水的水库。
2014-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
CO Line Emission Surfaces and Vertical Structure in Mid-Inclination Protoplanetary Disks
中等倾角（30-75°）原行星盘的高空间分辨率CO观测为研究CO排放和温度的垂直分布提供了机会。线发射相对于盘主轴的不对称性允许在中平面上方的发射高度的直接映射，并且对于LTE中的光学厚的空间分辨发射，强度是局部气体温度的量度。我们对ALMA存档数据的分析产生了CO发射表面，动力学约束的恒星宿主质量和周围盘的盘大气气体温度：HD 142666，MY Lup，V4046 Sgr，HD 100546，GW Lup，WaOph 6，DoAr 25，Sz 91，CI Tau和DM Tau。这些源的恒星质量（0.50-2.10 M $_{\odot}$），年龄（${\sim}$ 0.3-23百万年）和CO气体径向发射范围（${\approx}$ 200-1000 au）范围很广。该样品几乎是具有映射发射表面的盘的数量的三倍，并且证实了在先前的研究中暗示的线发射高度（$z/r\approx0.1$到${\gtrsim}0.5$）的广泛多样性。我们计算每个磁盘的径向和垂直CO气体温度分布。少数圆盘显示局部温度下降或增强，其中一些对应于尘埃子结构或嵌入行星的建议位置。几个发射表面也显示出垂直的子结构，它们都与毫米尘埃中的环和间隙对齐。结合我们的样本与文献来源，我们发现，CO线发射的高度弱下降与恒星质量和气体温度，尽管大的散射，是符合简单的标度关系。我们还观察到CO排放高度和磁盘大小之间的相关性，这…
2022-05-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Uncertainties in water chemistry in disks: An application to TW Hya
上下文本文讨论了TW Hya周围原行星盘的水线对化学过程和辐射转移的敏感性。这项研究的重点是赫歇尔光谱范围的背景下，新的线检测与PACS仪器从气体在原行星系统项目（GASPS）。目标。本文概述了TW Hya周围圆盘中主要水库的化学组成。它讨论了观测水线通量的解释的局限性。方法. ...（略）结果。我们报告了TW Hya周围圆盘在89.99微米处的p-H2O（3_22-2_11）和在144.78微米处的CO J=18-17的新的线检测。磁盘建模表明，远红外精细结构线（[OI]，[CII]）和分子亚毫米线是非常强大的化学的不确定性，而水线通量可以改变几个因素。水线是光学厚的，亚热激发的，并且可以耦合到背景连续辐射场。低激发水线对碰撞率的不确定性也很敏感，例如与中性氢的碰撞。气体温度对[OI]精细结构谱线通量、源自内盘的水线通量以及高激发CO、CH+和OH谱线都起着重要的作用。结论.由于水线对化学输入数据和辐射转移的敏感性，必须谨慎地使用水线来了解盘结构的细节。水线覆盖范围广泛的激发能提供访问的各种气相水水库（内部和外部的雪线）在原行星盘，从而提供重要的信息，气相水可能位于。实验和/或理论的碰撞率为水与原子氢需要减少水线辐射转移的不确定性。
2013-08-08 astro-ph.SR
First detection of gas-phase ammonia in a planet-forming disk
原行星盘中的氮化学和尘埃颗粒的冻结是理解早期太阳系类似物中含氮物质形成的关键。到目前为止，在原行星盘的雪线之外还没有探测到氨。我们的目标是在一个原行星盘中找到气相氨，并描述其相对于水蒸气的丰度。使用HIFI的赫歇尔空间天文台，我们检测到，第一次，在原行星盘的ortho-NH $_3$的基态旋转发射，TW Hya。我们使用磁盘的物理结构和化学氨和水的详细模型来推断这些物种的气相分子的量。我们探索两个径向分布（局限于$<$ 60金像毫米大小的颗粒）和两个垂直分布（近中面，预计水光解吸关闭冰颗粒）来描述（未知）的位置的分子。这些分布捕捉到了被冰覆盖的颗粒的径向漂移和垂直沉降的影响。我们使用物理化学模型来重现通量，假设水和氨是同空间的。我们推断氨的气相质量为0.7-11.0 $\times$ 10 $^{21}$ g。对于水，我们推断气相质量为0.2-16.0 $\times$ 10 $^{22}$ g。这对应于NH $_3$ /H $_2$ O丰度比为7 - 84%，假设水和氨共存。只有在最紧凑和最稳定的构型中，推测的NH $_3$ /H $_2$ O才与星际冰和太阳系天体的$\sim$ 5 -10一致。如果用于随后冻结的可用表面显著减少，则中平面中的挥发物释放可能经由冰体之间的碰撞而发生，例如，通过小颗粒生长成卵石或更大的。
2016-04-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Sensitive limits on the abundance of cold water vapor in the DM Tau protoplanetary disk
我们进行了一个敏感的搜索的基态发射线的正，对水蒸气的DM头原行星盘使用Herschel/HIFI仪器。在0.5 km/s的通道中，1_{10}-1_{1001}线为4.2 mK，1_{11}-0_{1000}线为12.6 mK，未检测到低至3 σ水平的强线。然而，我们在宽带谱仪上对1_{10}-1_α 01}线进行了初步探测，其强度为T_{mb} =2.7 mK，宽度为5.6 km/s，积分强度为16.0 mK km/s。后者构成6sigma检测。不管这个试探性的检测的现实，模型计算表明，我们的线强度的敏感限制排除有效的解吸水的UV照射区域的磁盘。我们假设超过95-99%的水冰被锁定在凝固的颗粒中，这些颗粒已经沉降到中平面。
2010-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Evolution in a Low-Metallicity Environment: JWST's First Mid-Infrared Census of Low-Mass Stars
National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies)（综合研究大学院大学）；Graduate School of Science, Nagoya University（名古屋大学理学研究科）；Institute of Astronomy, School of Science, University of Tokyo（东京大学理学部天体物理系）；Kiso Observatory, Institute of Astronomy, School of Science, University of Tokyo（东京大学理学部天文科学系木曾观测站）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本文利用JWST观测了低金属licity环境中的原行星盘，通过高分辨率中红外成像研究了盘的演化特性，发现低金属licity条件下盘的保留率较高，且存在吸积迹象。
2026-03-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Temperature Structure in the Inner Regions of Protoplanetary Disks: Inefficient Accretion Heating Controlled by Nonideal Magnetohydrodynamics
原行星盘（PPD）中的气体温度是由辐射加热和吸积加热共同决定的，后者通常归因于湍流耗散。然而，最近的研究表明，内盘（几个天文单位）主要是层流，吸积主要由磁化盘风驱动，作为弱电离气体的非理想磁流体动力学（MHD）效应的结果，这表明焦耳耗散的另一种加热机制。我们进行本地分层MHD模拟，包括所有三个非理想的MHD效应（欧姆，霍尔和双极扩散）和焦耳加热和由此产生的磁盘垂直温度分布的作用进行调查。我们发现，在内部磁盘，欧姆和双极扩散强烈抑制电流周围的中平面，焦耳加热主要发生在几个标度的高度以上的中平面，使中平面温度远低于传统的粘性加热模型。包括霍尔效应，当穿过盘的磁场与盘旋转对准/反对准时，焦耳加热增强/减少，但总体上无效。我们的研究结果进一步表明，在内部PPD的中平面温度几乎完全由辐射加热，除非粘性加热可以触发热电离在磁盘的最里面的区域自我维持磁旋转不稳定性湍流。
2019-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST Imaging of Edge-on Protoplanetary Disks. IV. Mid-infrared Dust Scattering in the HH 30 disk
研究结合JWST、HST与ALMA多波段成像及辐射转移模拟，揭示HH 30侧视原行星盘中不同尺寸尘埃的垂直分离，并首次测得中红外喷流发射结自行。
2025-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spitzer Survey of Mid-Infrared Molecular Emission from Protoplanetary Disks II: Correlations and LTE Models
我们提出了一个分析的Spitzer-IRS观测H2O，OH，HCN，C2 H2，和CO2排放，和CO2排放的Spitzer-NIRSPEC观测CO排放，从不同的样品的金牛座T和赫比格Ae/Be拱星盘。我们发现，大多数中红外分子发射特征的检测和强度是相互关联的，这表明一个共同的起源和相似的激发条件。我们注意到，线检测效率是反相关的13/30微米的SED光谱斜率，这是一个衡量的程度，在磁盘大气中的颗粒沉降。我们还注意到检测效率和H-α等效宽度之间的相关性，并暂定与吸积率，这表明吸积加热有助于线激发。如果检测到，H2O线通量与中红外连续通量和其他共变系统参数，如L_star相关。然而，显着的样品变化，特别是在分子线比，仍然存在。LTE模型的H2O排放表明，线强度主要与最适合的发射面积，这占大多数源到源的变化H2O发射通量。最佳拟合的温度和柱密度只覆盖了一个很小的参数空间范围，所有来源的温度都接近10^{18} cm-2和450 K，这表明在许多行星形成区域中存在着高丰度的H2O。其他分子的激发温度范围为~500-1500 K，也与行星形成区的起源一致。我们发现所有分子相对于水的分子比约为10^{-3}，但CO除外，其n（CO）/n（H2O）约为1。然而，LTE拟合的警告和差异的方式热化学建模结果的报告，使比较与这些模型困难，并强调需要额外的观察加上使用线生成辐射转移代码。
2011-04-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry Along Accretion Streams in a Viscously-Evolving Protoplanetary Disk
原行星盘的组成是由星际遗传和盘内气体和颗粒表面化学反应的组合决定的。遗传分子的生存，以及盘在原位化学取决于当地的温度，密度和辐射环境，这可能会随着时间的推移，由于恒星和磁盘的演变，以及在磁盘中的传输而改变。我们解决一个方面的物理和化学演化之间的耦合在磁盘以下吸积流线的气体和小颗粒在磁盘中平面，同时考虑到不断发展的恒星。这种方法计算效率高，使我们能够在不减少化学网络的情况下考虑不断变化的物理条件。我们发现，在动力学模型中，由于宇宙射线驱动的化学产物的向内传输，许多物种在内盘中平面被增强，导致，例如，数量级的碳氢化合物增强在1 AU，相比静态磁盘。对于其他几个化学家族，静态和动态模型之间没有差异，这表明存在强大的化学重置，而另一些则显示出静态和动态模型之间的差异，这些差异取决于向内轨道期间物理和化学之间的复杂相互作用。因此，在模拟原行星盘的化学演化时，耦合动力学和化学的重要性取决于感兴趣的化学。
2020-02-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Can near-to-mid infrared spectral energy distribution quantitatively trace protoplanetary disk evolution?
本文检验K-24红外SED斜率α能否定量示踪原行星盘年龄，提出以随机物理因素构建“平均盘”，并结合光度、斜率与凹度统计验证其演化信息，同时警示个体恒星差异。
2024-05-11 astro-ph.SR
Simulations of thermal surface waves in a protoplanetary disk using 1+1D approximation
中央恒星的加热是决定原行星盘物理结构的关键因素之一。由于在径向上的光学厚度很大，盘的中平面区域被来自盘表面（大气层）的红外辐射加热，而后者又被恒星直接加热。以前的研究表明，圆盘表面的不均匀性对恒星辐射的拦截会导致向恒星传播的扰动。在这项工作中，我们调查的发生这种波的详细1+1D数值模型的原行星盘。我们证实了以前的研究结果，在磁盘，这是光学厚自己的辐射，表面扰动确实发生，并向恒星传播。然而，与一些分析预测相反，在足够大的磁盘热波只影响上层没有显着的温度波动的中平面。我们的研究结果表明，需要研究这种不稳定性更一致的流体动力学模型。
2022-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrodynamics modeling of the water snow line in young protoplanetary disks with dust-size-dependent opacities
Institut für Astro- und Teilchenphysik, Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学天体与粒子物理研究所）；Research Institute of Physics, Southern Federal University（南联邦大学物理研究所）；Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院天文研究所）
本研究用FEOSAD代码模拟原行星盘演化，发现引力不稳定阶段水雪线位置形状不稳定，尘埃尺寸相关不透明度使雪线更靠近恒星，凸显该因素对盘演化研究的重要性。
2026-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST MIRI MRS Images Disk Winds, Water, and CO in an Edge-On Protoplanetary Disk
本文利用JWST MIRI MRS观测边缘原行星盘Tau 042021，揭示了H$_2$的X形MHD盘风、双极喷流、延伸的H$_2$O和CO发射，并首次在低质量T Tauri星周围确认延伸的PAH发射，为研究原行星盘的外流、吸积和散射过程提供了新窗口。
2024-03-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Roles of Dust Growth in the Temperature Evolution and Snow Line Migration in Magnetically Accreting Protoplanetary Disks
本研究结合磁吸积盘温度模型与尘埃颗粒参数化模型，发现尘埃生长通过影响电离度和不透明度共同决定盘中间面温度，且毫米级尘埃可推迟雪线迁移，对类地行星形成建模至关重要。
2023-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mid-infrared blends and continuum signatures of dust drift and accretion in protoplanetary disks
本文通过模型研究原行星盘中红外HCN/H2O混合谱线与连续谱特征，揭示尘埃演化对谱线流量的主导作用及850微米连续谱流量并非盘质量唯一指标，并支持尘埃演化导致内腔形成的情景。
2023-03-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence of fast pebble growth near condensation fronts in the HL Tau protoplanetary disk
水和简单的有机分子冰在水雪线以外的可用于星子和行星形成的固体物质中占主导地位。在这里，我们分析ALMA长基线2.9，1.3和0.87毫米的连续图像的年轻恒星HL头，并建议观察到的排放下降是由于快速卵石周围的凝结丰富的挥发性物质的前增长。具体来说，我们表明，突出的最内倾角在13 AU的空间分辨的0.87毫米的图像，其中心半径是一致的预期中面凝结水冰前。此外，另外两个突出的倾角，在32和63 AU的距离，覆盖纯氨或氨水合物和笼形水合物（特别是与CO和N $_2$）从无定形水冰形成的中面冷凝前线。HL Tau在1.3和0.87 mm之间的光谱指数图显示，在凹陷内的流量比在统计上大于在磁盘中的附近区域的流量比。这种变化可以用一个有两个尘埃种群的模型来解释，其中大部分固体物质驻留在一个已经在倾角内增长到分米大小尺度的组件中。这种增长是符合最近的数值模拟挥发物凝结，粉尘凝结和沉降。
2015-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hybrid approach predicts a lower binding energy for benzene on water ice
本文计算了苯与质子有序结晶水冰（XIh）的高精度结合能，发现新值（4050 K）较文献常用值低近一半，导致AGB外流中气相苯消耗减少且原行星盘雪线外移，与JWST观测一致。
2024-06-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Shadows, gaps, and ring-like structures in protoplanetary disks
研究了Tauri T星和Herbig Ae星周围被动加热盘的结构，提出了一个矢量化的原行星盘尘埃辐射转移模型。与标量版本的代码相比，矢量化提供了100的加速因子。尘埃由蓬松的碳和各种大小的硅酸盐颗粒或弥漫的ISM尘埃组成。由MC方法得到的红外发射和中平面温度不同于其中辐射转移在小环段的平板几何形状中求解的模型。在MC处理，尘埃晕以上的磁盘被认为是。晕导致增强的红外发射和温暖的中平面温度比纯磁盘。在流体静力平衡的假设下，我们发现，在内部边缘的磁盘鼓起，其次是阴影区。阴影降低了中板的温度，并降低了盘的消光层的高度。它可以被看作是圆盘中的一个缺口，除非它的表面再次暴露在直接的恒星辐射中。在那里，圆盘第二次膨胀，第三次膨胀，如此类推。因此，几个间隙和环状结构存在于磁盘表面，并出现在发射图像。它们是由圆盘中的阴影产生的，并且不需要假设任何伴星或行星的存在。与赫比格Ae型恒星相比，这种间隙和环状结构在金牛座T型恒星周围的类地行星区域更为明显。
2012-01-17 astro-ph.SR
Wind-MRI interactions in local models of protoplanetary discs: I. Ohmic resistivity
磁盘风是驱动原行星盘吸积和结构形成的重要机制。最近的数值模拟表明，这些风可以采取传统的'沙漏'对称的中平面，或'倾斜'对称为主的中平面环形场的一个单一的符号。这种倾斜对称状态的形成以前没有解释过。我们使用径向局部一维垂直剪切箱模拟来评估大规模MRI通道模式在影响这些风的形成和形态的重要性。我们只考虑欧姆电阻率和探索不同磁化的效果，与中间平面$β$参数范围从$10^5$到$10^2$。我们发现，我们的磁风经历了三个发展阶段：循环，过渡和稳定，与稳定的风采取倾斜的对称轮廓类似的地方和全球模拟中观察到的。我们表明，周期驱动的周期性激励的$n=2$或$3$ MRI通道模式加上平流驱逐，并过渡到稳定的风是由一个更缓慢的增长$n=1$模式改变风结构。饱和是通过强风的平流阻尼和强环向场引起的不稳定性的抑制相结合来实现的。更高的磁盘磁化导致一个更大的趋势，更迅速地解决到倾斜对称稳定风，这可能有重要的影响，在原行星盘的质量和通量运输过程。
2020-08-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational diagnostics of gas in protoplanetary disks
原行星盘主要由气体组成（99%的质量）。然而，相对较少的观测约束存在的气体在磁盘。在这篇评论中，我讨论了几个观测诊断的紫外线，光学，近红外，中红外，（分）毫米波长已被用来研究气体的磁盘中的年轻恒星物体。我专注于探测圆盘内部20 AU的诊断，这是行星有望形成的区域。我讨论了每种气体示踪剂的潜力和局限性，并对未来的研究提出了展望。
2009-11-11 astro-ph.SR
