Unveiling Dust Aggregate Structure in Protoplanetary Disks by Millimeter-wave Scattering Polarization
尘埃在原行星盘中的凝聚是星子形成的第一步。然而,从尘埃聚集到星子的路径仍然不清楚。无论是数值模拟还是实验室实验都表明了尘埃结构在星子形成中的重要性,但它并没有很好地受到观测的约束。我们研究如何尘埃结构和孔隙度改变偏振图像在毫米波进行三维辐射转移模拟。骨料具有不同的孔隙率和分形维数被认为是。因此,我们发现,尘埃聚集体具有较低的孔隙度和/或较高的分形维数是有利的解释所观察到的毫米波散射偏振的磁盘。具有极高孔隙度的聚集体无法解释观察结果。此外,我们还表明,具有中等孔隙度的颗粒表现出弱的散射偏振的波长依赖性,这表明多波长偏振测量是有用的约束灰尘孔隙度。最后,我们讨论了尘埃演化和星子形成磁盘的影响。
2019-09-19 astro-ph.EP
Resolving The Moth at Millimeter Wavelengths
HD 61005,也被称为“飞蛾”,是少数几个展示后掠“翅膀”的碎片盘之一,被认为是由与周围星际介质(ISM)的相互作用引起的。我们提出了1.3毫米亚毫米阵列(SMA)的意见,在HD 61005周围的碎片盘的空间分辨率为1.9弧秒,解决了大颗粒的发射第一次。该磁盘表现出双峰形态在毫米波长,符合光学薄环观察接近边缘上。要调查的磁盘结构和属性的尘埃颗粒,我们同时建模的空间分辨1.3毫米的vibrium和未解决的光谱能量分布。由SED指示的温度与位于与毫米和散射光数据相称的半径处的接近井喷尺寸的晶粒的预期温度一致。我们还进行了一个可变域分析的空间分布的毫米波长通量,将限制从散射光成像的磁盘几何形状,并找到暗示性的证据,波长依赖的结构。毫米波长的发射显然主要源于薄环成分,而不是追踪散射光中观察到的“翅膀”。环中大尘埃颗粒的隐含分离与ISM驱动的散射光翼的起源一致。
2013-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spatially-Resolved Millimeter-Wavelength Maps of Neptune
我们目前的地图,海王星的CO(2-1)旋转线在230.538 GHz的。这些数据是由毫米波天文学研究组合阵列(CARMA)获得的,代表了第一批以毫米为单位的空间分辨地图。在大(~5 GHz)的CO线中心偏移,大部分的发射来自1.1-4.7巴的深度。我们观察到在这些频率的亮度温度的纬度梯度,从40度N到南极增加2-3 K。这对应于在南极附近低于1巴的高度处气体不透明度降低约30%,或者在大于4巴的压力处气体不透明度降低50倍。我们看看三个潜在的原因所观察到的梯度:对流层甲烷丰度的变化,在H2S丰度的变化,和偏离平衡的邻/对位比的氢。在较小的偏移量(0-213 MHz)从CO线的中心,较低的大气压力进行了探测,从毫巴的水平下降到几巴的贡献。我们在CO线上发现了2-3%水平的纬向变化的证据,这与Conrath等人(1998)和Orton等人(2007)发现的对流层顶附近纬向平均温度的变化一致。
2013-06-11 astro-ph.EP
The remarkable surface homogeneity of the Dawn mission target (1) Ceres
矮行星(1)谷神星是两个目标之一,以及(4)灶神星,将由美国宇航局黎明号航天器通过成像,可见光和近红外光谱,伽马射线和中子光谱进行研究。虽然谷神星的可见光和近红外圆盘积分光谱已经得到了很好的表征,但在量化表面光谱变化方面却做得很少。任何光谱变化都将使我们了解组成和/或表面年龄的地理变化。到目前为止,唯一的工作是Rivkin & Volquardsen(2010,Icarus 206,327),他们报告了在2.2-4.0 μm范围内的旋转分辨光谱(圆盘积分)观测;他们的观测显示了相对均匀的表面。在这里,我们报告了在1.17-1.32 μm和1.45-2.35 μm波长范围内用SINFONI(ESO VLT)对谷神星进行的盘分辨观测。观测是在极好的视宁度条件下进行的(0.6”),使我们能够在谷神星表面达到约75公里的空间分辨率。我们没有发现任何高于3%水平的光谱变化,这表明在我们的空间分辨率均匀的表面。检测到光谱斜率的轻微变化(约2%),其在地理上与从谷神星的HST和Keck盘分辨图像的分析中报告的Arabdo标记相关(Li等人,2006,Icarus 182,143; Carry等人,2008,A&A 478,235)。然而,由于缺乏对谷神星表面成分的限制,我们无法断言这些变化的原因。
2011-10-21 astro-ph.EP
Phase Angle Effects on 3-micron Absorption Band on Ceres: Implications for Dawn Mission
相位角引起的光谱效应是很重要的,因为它们会影响光谱带参数,如带深和带中心,因此通过反射光谱倾斜的行星体的矿物学解释。矮行星(1)谷神星是美国宇航局黎明号任务的下一个目标,预计将于2015年3月到达。黎明号上的可见光和近红外测绘光谱仪(VIR)具有空间和光谱范围,可以表征0.25-5.0微米之间的表面。谷神星由于含有羟基和/或含水矿物,在3.0微米处具有吸收特征(例如,Lebofsky等人,1981年; Rivkin等人,2003年)。我们使用NASA红外望远镜设施(IRTF)的SpeX摄谱仪/成像仪的长波长交叉色散(LXD:1.9-4.2微米)模式测量的光谱,分析了相位角引起的光谱对谷神星3微米吸收带的影响。在0.7 °至22 °的不同相位角下测量了Ceres LXD光谱。我们发现,带中心从较低相位角(0.7o和6 o)的3.06微米略微增加到较高相位角(11 o和22 o)的3.07微米,带深度从较低相位角到较高相位角减小约20%,带面积从较低相位角到较高相位角减小约25%。我们的研究结果将对限制来自VIR光谱数据的谷神星表面OH丰度产生影响,该数据将于2015年春季开始由黎明获得。
2015-04-10 astro-ph.EP
Spectral properties of bright deposits in permanently shadowed craters on Ceres
本研究通过分析黎明号相机窄带图像,重建谷神星永久阴影区明亮沉积物的反射光谱,发现其蓝色光谱斜率与水冰一致,表明这些沉积物可能含有高纯度水冰颗粒,为谷神星极地水冰的存在提供了直接光谱证据。
2024-07-22 astro-ph.EP
Thermal and Dielectric Properties of Juno's Regolith at One Millimeter Wavelength
Planetary Science Institute(行星科学研究所);US Geological Survey(美国地质调查局);SOFIA/USRA(索菲亚/美国大学空间研究协会)
研究通过毫米波长观测分析朱诺小行星尘埃的热学和介电性质,得出热惯性、等效发射率等参数,揭示尘埃粒径和孔隙率的矛盾,提出可能的颗粒排斥机制。
2026-02-12 astro-ph.EP
ALMA Observations of the DART Impact: Characterizing the Ejecta at Sub-Millimeter Wavelengths
本研究利用ALMA和ACA在DART撞击前后观测Didymos-Dimorphos,通过热辐射分离毫米级喷出物通量,估算其质量为1.3–6.4×10^7 kg。
2023-09-27 astro-ph.EP
First ALMA Millimeter Wavelength Maps of Jupiter, with a Multi-Wavelength Study of Convection
我们在2017年1月3日至5日利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)获得了木星1-3毫米波长的第一张地图,就在业余爱好者社区报告16.5 S木星纬度的高能喷发后几天,以及在北半球22.2- 23.0 N探测到类似高能喷发后大约2-3个月。我们在氨云甲板下探测的观测表明,SEB中喷发的羽流从深层大气中带来了氨气。虽然在水凝结水平触发的羽流喷发模型解释了在紫外可见光和中红外波长下采集的数据,但我们的ALMA观测提供了湿对流理论中一个至关重要的、迄今为止缺失的环节,表明来自深层大气的氨气确实是在这些羽流中产生的。同期的HST数据显示,羽流达到对流层顶的高度。我们认为,在22.2-23.0N的羽流也上升到氨云甲板之上,下降的空气可能比静止时更干燥邻近的带,这将解释我们在北部的观测结果。
2019-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Confirming the Primarily Smooth Structure of the Vega Debris Disk at Millimeter Wavelengths
织女星周围的碎片盘中的星团结构以前曾在毫米波长下报道过,并归因于与一颗看不见的行星共振的尘埃颗粒的集中。然而,最近在类似波长下以更高灵敏度成像对观察到的结构提出了质疑。我们提出了三个新的毫米波长观测,有助于解决令人困惑和矛盾的意见。我们用亚毫米波天线阵(SMA)、毫米波天文学研究组合天线阵(CARMA)和绿岸望远镜(GBT)分别对织女星系统进行了观测,观测波长为880 μ m,角分辨率为5”;观测波长为1.3 mm,角分辨率为5”;观测波长为3.3 mm,角分辨率为10”。尽管高灵敏度和短基线,我们没有检测到织女星碎片盘的干涉测量数据集(SMA和CARMA),这应该是敏感的cluscular结构的基础上,以前报道的意见在很高的意义。我们得到一个边缘(3-西格玛)检测的GBT数据中的磁盘发射的空间分布的排放没有得到很好的约束。我们在几个不同的模型中分析了观测结果,证明观测结果与光滑,宽,轴对称的圆盘一致,内径为20-100 AU,宽度>50 AU。干涉测量的数据要求,至少有一半的860微米的发射检测到以前的单碟观测与詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜轴对称分布,排除了强大的贡献通量浓度的空间尺度上<100 AU。这些观测结果支持了最近从Plateau de Bure干涉仪获得的结果,表明以前在Vega碎片盘中探测到的cluerous结构是虚假的。
2012-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resolved Spectrophotometric Properties of the Ceres Surface from Dawn Framing Camera Images
我们提出了一个全球性的分光光度表征谷神星表面使用黎明分幅相机(FC)的图像。我们确定的光度模型,产生最好的结果,光度校正图像。在接近谷神星时获得的校正FC图像被组装成全球地图和彩色地图。一般来说,谷神星上的色彩和颜色变化是静音的。该地图主要由Vendimia Planitia中的一个大型圆形特征主导,该特征从HST图像中已知(Li等人,2006年),并点缀着较小的明亮特征,主要与新鲜的陨石坑有关。表面上的主要颜色变化是由这些陨石坑内和周围的“蓝色”物质表示的,与平均地形相比,这些陨石坑在可见光波长范围内具有负的光谱斜率。我们还采用指数光度模型绘制了相位曲线的变化,这是一种以前应用于小行星灶神星的技术(Schröder et al.,2013年b)。谷神星的表面散射光线的方式与灶神星不同,因为几个看起来很新鲜的陨石坑的喷出物可能是光滑的而不是粗糙的。高弹性、蓝色和身体光滑度似乎都是年轻的指标。蓝色可能是由喷射物质的干燥造成的,类似于Poch等人实验中的层状硅酸盐/水冰混合物。一些蓝色地形的物理平滑度与最初的液体状态一致,可能是由于地下水冰的撞击融化。我们在Ernutet陨石坑附近发现了红色地形(正光谱斜率),De Sanctis等人(2017)在那里检测到有机物质。大型Vendimia Planitia特征的分光光度特性表明它是一个palimplant,与Marchi等人(2016)…
2020-11-07 astro-ph.EP
An ATCA survey of debris disks at 7 millimeters
我们目前ATCA连续观测波长为6.8毫米的五个碎片盘:$β$风景如画,q $^1$波江座,HD 107146,HD 181327,和HD 95086。这些观测提供了迄今为止对所有这些碎片盘获得的最长波长的探测。通过将我们的6.8毫米数据与以前在较短的亚毫米/毫米波长下的探测相结合,我们测量了这些光源的长波长光谱指数。然后,我们使用以前的估计的温度的发射尘埃,以获得光谱指数的尘埃发射率。假设所有检测到的通量来自灰尘,我们约束的固体粒度分布的斜率,假设是一个幂律。我们推断的粒度分布的斜率值在3.36和3.50之间。我们比较我们的研究结果与北落师门碎片盘的情况下,并使用这些结果来测试的星子带碰撞级联的预测。
2015-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Multi-Wavelength Study of Parent Volatile Abundances in Comet C/2006 M4 (SWAN)
2006年10月和11月,在长周期彗星C/2006 M4(天鹅)的近日点后检测到挥发性有机排放。我们的研究结合了使用NASA-IRTF 3米望远镜的红外低温中阶梯光谱仪(CSHELL)的机会目标观测,以及使用亚利桑那射电天文台(ARO)12米望远镜的毫米波观测。用CSHELL测定了五种母体挥发物(H2O、CO、CH 3OH、CH 4和C2 H6),用ARO 12-m测定了另外两种物质(HCN和CS)。这些揭示了高度亏损的CO和有点丰富的CH 3OH相比,在我们的样本中观察到的长周期(奥尔特云)彗星的优势集团的丰度和最近在彗星8 P/塔特尔观察到的相似。这可能表明在星际(前彗星)颗粒的表面上,在非常低的温度(~ 10 - 20 K)下,H原子高效地添加到CO中。彗星C/2006 M4的C2 H6和CH 4含量接近“正常”,这表明彗星的处理历史与占主导地位的彗星相似。当与毫米观测时估计的水产量相比时,HCN与基于红外观测的彗星正常丰度相比略有减少,但与毫米观测的大多数值一致。C/2006 M4中的CS/HCN比率在10颗彗星在毫米波长下测量的范围内。与大多数彗星相比,C/2006 M4的氢原子转换效率更高,这可能表明C/2006 M4中的冰粒暴露在更高的氢原子密度下,或者暴露在类似的氢原子密度下,但时间更长。
2009-05-12 astro-ph.EP
The thermal emission of Centaurs and Trans-Neptunian objects at millimeter wavelengths from ALMA observations
ALMA的灵敏度使它能够在亚mJy水平上探测来自小/远距离太阳系天体的热毫米/亚毫米辐射。测量的通量主要对物体的直径敏感,但在这些波长下不确定的有效发射率在某种程度上阻碍了精确尺寸的推导。继Brown和Butler(2017年)提供了四个二元TNO的ALMA数据之后,我们报告了四个半人马座(2002 GZ $_{32}$,Bienor,Chiron,Chariklo)和两个TNO(Huya和Makemake)的ALMA 1.29 mm测量值,采样范围包括大小,长度和组成。这些热通量相结合的中/远红外通量,以获得在无线电(毫米/亚毫米)波长的相对发射率,使用NEATM和热物理模型。我们重新评估了这些和其他物体的早期热测量-包括冥王星/Charon和Varuna -探索由于非球形形状和不同的视极方向的影响,并表明这些可能是协调以前的直径确定和正确估计光谱发射率的关键。我们还评估了建立(Chariklo)或声称(凯龙)环系统的热通量的可能贡献。作为一个一般性的结论,所有的对象,除了鸟神星,无线电发射率显着低于1。虽然发射率值表现出多样性,我们没有发现任何显着的趋势与物理参数,如直径,成分,聚束因子,反射率,或颜色,但我们认为,发射率可以与晶粒尺寸。平均相对无线电发射率被发现是0.70 $\pm$ 0.13,我们建议进一步毫米/亚毫米数据的分析值。
2017-09-20 astro-ph.EP
Resolving the Circumstellar Disk of HL Tauri at Millimeter Wavelengths
我们目前的高分辨率成像对HL Tau的毫米波天文学研究组合阵列(CARMA)的结果。我们获得了1.3和2.7毫米的尘埃连续谱,其角分辨率可达0.13角秒。通过对两个波长的数据同时进行贝叶斯推断的模型拟合,利用一个张开的粘性吸积盘模型,我们估计了HL Tau的物理性质,如密度分布、尘埃不透明度光谱指数、盘质量、盘大小、倾角、位置角和盘厚度。HL Tau的星周盘质量为0.13太阳质量,特征半径为79 AU,倾角为40度,位置角为136度。虽然薄盘模型是首选我们的两个波长的数据,厚盘模型需要解释高的中红外和远红外发射的HL Tau光谱能量分布。这可能意味着大的尘埃颗粒沉降在中平面上,细尘埃颗粒与气体混合。HL Tau盘可能是引力不稳定的,可以在半径50到100 AU之间破碎。然而,我们没有检测到尘埃热连续支持原行星候选人声称由以前的研究使用的观测甚大阵列在1.3厘米。
2011-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
From scattered-light to millimeter emission: A comprehensive view of the Gyr-old system of HD 202628 and its eccentric debris ring
我们在这里提出的偏心碎片环周围的Gyr-old太阳型恒星HD 202628:在毫米波长与ALMA,在远红外波长与\textit{Herschel},并在散射光与\textit{HST}。发现ALMA和\textit{HST}数据之间的环内边缘是一致的。由于辐射压力会影响散射光中看到的小颗粒,因此环在光学上比在毫米波长上看起来更宽。ALMA观测到的最佳环的内缘和外缘分别位于$143.1 \pm 1.7$ AU和$165.5 \pm 1.4$,从正面看,环的倾角为$57.4^\circ \pm 0.4$。环对称中心与恒星的偏移量使我们能够量化其偏心率为$e=0.09_{-0.01}^{+0.02}$。在低分辨率\textit{Herschel} /PACS观测中也检测到这种偏心特征,其形式为心包辉光。结合红外和毫米测光,我们检索一个磁盘粒度分布指数的$\sim -3.4$,因此排除原位形成的推断带形扰动,我们提供了新的动力学约束。最后,ALMA图像显示了四个超过100 $\,μ$ Jy的点状源,其中一个就在环的内部。虽然不能排除背景物体的存在,但我们也不能排除这个来源是围绕着带状物的环行物质,在这种情况下,它的质量和轨道参数之间的简并可以被解除,使我们能够第一次在这个质量和年龄范围内充分描述这样一个遥远的行星。
2019-09-09 astro-ph.EP
The MESAS Project: Long wavelength follow-up observations of Sirius A
由于缺乏对这些长波长的敏感观测,模拟恒星的亚毫米到厘米发射是具有挑战性的。我们发起了一项正在进行的活动,以获得新的观测结果,题为测量亚毫米/毫米波长恒星大气层的发射(MESAS)。在这里,我们提出了ALMA,GBT和VLA观测天狼星A,最近的主序星A型星,跨度从1.4到9.0毫米。这些观测结果补充了我们以前关于天狼星A的毫米数据,并且与为解释它们而建立的凤凰恒星大气模型完全一致。我们注意到,准确的模型,从恒星的长波长发射是必不可少的,不仅要了解基本的恒星过程,而且要确定存在的尘埃碎片在空间上无法分辨的观测拱盘。
2019-03-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
First Millimeter Flares Detected from Epsilon Eridani with ALMA
我们报告了在2015年1月17日至18日和2016年10月24日至11月23日分别拍摄的ALMA 12 m和ACA 1.33 mm的档案观测中发现的来自附近太阳的三个大型毫米耀斑事件,$ε$ Eridani。这是第一次在毫米波长的类太阳恒星上探测到耀斑。我们的数据中最大的耀斑是在2015年1月17日20:09:10.4-21:02:49.3(UTC)的ALMA观测中发现的,峰值通量密度为28 $\pm$ 7 mJy,持续时间为9秒。最大耀斑的峰值亮度是$ 3.4 \pm 0.9 \times 10^{14}$ erg s $^{-1}$ Hz $^{-1}$,是恒星静态光度的$>50\times$倍,比在可比波长下观察到的太阳耀斑亮$>10\times$。我们发现的光谱指数(F $_ν\proptoν^α$)在耀斑峰值的变化,$α$ = 1.81 $\pm$ 1.94和分数线偏振的下限$|Q/I| = $ 0.08 $\pm$ 0.12。这个正的光谱指数更类似于毫米太阳耀斑,不同于同样在毫米波长下探测到的M矮星耀斑,它们表现出陡峭的负光谱指数。
2022-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Interferometric Upper Limits on Millimeter Polarization of the Disks around DG Tau, GM Aur, and MWC 480
毫米波偏振测量为探测星周盘中磁场的几何形状提供了一种很有前途的方法。单碟观测和理论工作已经暗示磁场几何形状可能主要是环形的,并且圆盘应该表现出2- 3%的毫米极化分数。虽然随后的工作没有证实这些高偏振分数,但观测波长或目标源与原始观测不同。在这里,我们提出了新的偏振观测三个附近的拱星盘在2”的分辨率与亚毫米阵列(SMA)和毫米天文学研究组合阵列(CARMA)。我们重新观察GM Aur和DG Tau,在这些系统中,毫米波偏振探测已经被要求。尽管在类似于先前观测的波长下具有更高的分辨率和灵敏度,但新的观测结果并没有显示出显着的偏振。我们还增加了一个新的HAeBe系统,MWC 480的意见。这些观测结果表明,在大尺度(>100天文单位)的明亮星周盘中,极低(<0.5%)的极化率可能很常见。我们认为,高分辨率的观测可能是值得的探测磁场结构的线性距离小于磁盘规模的高度,以及在区域更接近恒星,可能有较大的MRI感应磁场强度。
2013-02-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The multi-wavelength vertical structure of the archetypal $β$ Pictoris debris disk
California Institute of Technology(加州理工学院);University of Cambridge(剑桥大学);University of Belgrade(贝尔格莱德大学);University of Oxford(牛津大学);ALMA JAO(阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列联合运营办公室);Wesleyan University(卫斯理安大学);Trinity College Dublin, the University of Dublin(都柏林三一学院,都柏林大学)
本研究通过多波段观测揭示β Pic尘埃盘的垂直结构,发现中红外波段盘厚于毫米波段,且尺度高度在半径上相对恒定,可能由辐射压力和碰撞共同作用所致。
2026-03-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polarization at millimeter wavelengths caused by drifting grains in protoplanetary disks
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel(基尔大学);Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Institut für Theoretische Astrophysik(海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所)
本文研究原行星盘中尘埃颗粒在径向漂移和垂直剪切不稳定性(VSI)作用下的力学对齐机制,通过3D辐射流体动力学与Monte Carlo偏振辐射传输模拟,发现大颗粒的力学对齐可产生沿盘长轴的毫米波偏振,为追踪颗粒方向提供新途径。
2025-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Properties of M Dwarf Flares at Millimeter Wavelengths
我们报告ALMA在220 GHz从附近的M矮星AU Mic探测到的两毫米耀斑。较大耀斑的持续时间仅为$\sim35$秒,峰值$L_{R}=2\times10^{15}$ erg为$^{-1}$ Hz $^{-1}$,线性偏振下限为$|Q/I|>0.12\pm0.04$。我们研究了这些新的AU Mic事件和MacGregor等人(2018)先前报道的Proxima Cen事件的共同特征-即短持续时间,负光谱指数和显着的线性偏振-以提供外部恒星大气条件的新诊断和恒星耀斑粒子加速的细节。事件发生率(AU Mic和Proxima Cen分别在$^{-1}$日发生$\sim20$和$4$事件)表明毫米级耀斑经常发生,但迄今尚未发现。耀斑观测频率的分析和可能的非相干发射机制的考虑证实了MeV电子在恒星大气中发生的耀斑过程的一部分。光谱指数指向电子的硬分布。光变曲线中的短持续时间和缺乏明显的指数衰减与简单磁环中的形成一致,无线电发射主要来自直接沉淀的电子。我们认为同步辐射和回旋同步辐射发射机制的可能性,虽然同步辐射是有利的线偏振信号。这意味着发射必须发生在只有适度磁场强度的低密度环境中。对这种新发现的、显然是常见的恒星耀斑机制的更深入理解,还有待于对其他波长的耀斑成分进行更好的研究。
2020-01-28 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The Proxima Centauri Campaign -- First Constraints On Millimeter Flare Rates from ALMA
基于ALMA约50小时观测,首次测得比邻星毫米波耀发频率分布,探测到463个耀发,幂律指数为2.92,表明小耀发对行星辐射环境贡献可能高于预期。
2025-03-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Validating Scattering-Induced (Sub)millimeter Disk Polarization through the Spectral Index, Wavelength-Dependent Polarization Pattern, and Polarization Spectrum: The Case of HD 163296
越来越多的年轻的拱星盘显示出沿短轴的(亚)毫米极化方向,这是由于约0.1毫米大小的颗粒散射极化的有力证据。为了进一步测试这一机制,我们使用RADMC-3D辐射转移代码模拟了HD 163296的尘埃连续谱和偏振数据,HD 163296是观测最好的具有突出环和间隙的圆盘之一。我们发现,散射的最大尺寸为90 $μ$ m的颗粒可以同时再现在0.87 mm(ALMA带7)和异常低的光谱指数$α$ ~ 1.5之间的0.87和1.25 mm(ALMA带6)在光学厚的内盘作为更有效的散射在较短的波长的结果观察到的偏振。对于光学薄间隙推断的相对低的光谱指数$α$ ~ 2.5也由相同的(相对小的)颗粒再现,这是间隙(具有固有的$α$ ~ 4)及其相邻的光学厚环(其中$α$ << 2)的望远镜光束平均的结果。在这种情况下,从偏振和光谱指数推断的晶粒尺寸之间的长期紧张关系消失了,因为相对低的$α$值是虚幻的,不需要大的mm尺寸的晶粒。此外,偏振分数具有独特的方位角变化模式:在间隙中沿长轴比短轴高,但在环中沿短轴比长轴高。我们发现一个迅速下降的偏振光谱(与分数$p \propto λ^{-3}$近似)的差距,这变得平坦,甚至倒向短波长的光学厚环。环和间隙中的这些对比行为提供了散射诱导偏振的进一步测试,可以通过解析圆盘子结构的多波长观测来测试。
2020-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Scattering Albedo at Millimeter-Wavelengths in the TW Hya Disk
本研究通过利用光学薄CO谱线作为温度计,结合多波段连续谱观测,首次在无尘埃不透明度模型假设下约束了TW Hya盘毫米波段的尘埃反照率,并估计了最大颗粒尺寸、尺寸分布指数和孔隙率。
2024-12-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Measuring elemental abundance ratios in protoplanetary disks at millimeter wavelengths
在百万年的演化过程中,原行星盘中的气体尘埃和冰可以进行化学再加工。有证据表明,在属于附近恒星形成区的盘中,气相碳和氧的丰度是亚太阳的。这些发现对巨行星的主要大气层的组成有重大影响(但它也可能对超级地球和次海王星有效),因为它们从圆盘中的周围物质中吸积了它们的气体包层。在这项研究中,我们进行了热化学建模分析,目的是测试如何可靠和稳健的元素丰度比的估计的基础上(亚)毫米观察分子线。我们为以下不同的元素丰度比创建了一个圆盘模型网格:C/O、N/O和S/O,并且,我们计算了一组含碳、氮和硫物质的线通量,即CN、HCN、NO、C $_{2}$ H、c-C $_{3}$ H $_{2}$、H $_{2}$ CO、HC $_{3}$ N、CH $_{3}$ CN、CS、SO、H $_{2}$ S和H $_{2}$ CS,目前的(亚)毫米级设施,如ALMA和NOEMA已经探测到。我们发现,线通量,一旦归一化的$^{13}$ CO $J=2-1$线的通量,是敏感的元素丰度比。另一方面,恒星和磁盘的物理参数只有轻微的影响线通量比。我们的结果表明,同时分析多个分子跃迁是一个有效的方法来约束元素丰度比在原行星盘。
2020-05-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Mouse that Squeaked: A small flare from Proxima Cen observed in the millimeter, optical, and soft X-ray with Chandra and ALMA
我们提出了毫米,光学和软X射线观测恒星耀斑的能量在典型的X1太阳耀斑的制度。该耀斑于2019年5月6日从Proxima Cen观测到,作为更大的多波长耀斑监测活动的一部分,并由Chandra,LCOGT,du Pont和ALMA捕获。毫米辐射似乎是一种常见的小恒星耀斑,直到最近才被发现,使得很难解释这些事件在目前的多波长图片的耀斑过程。5月6日的事件是迄今为止探测到的最小的恒星毫米耀斑。我们比较了软X射线和毫米波辐射与太阳耀斑中观测到的辐射之间的关系。10 $^{30.3\pm0.2}$和10 $^{28.9\pm0.1}$ erg的X射线和光学耀斑能量、T=11.0 $\pm$ 2.1 MK的日冕温度和9.5 $\pm$ 2.2 × 10 $^{49}$ cm $^{-3}$的发射量度与M-X类太阳耀斑一致。我们发现在平静期的软X射线和毫米波辐射符合Gudel-Benz关系,而在耀斑期则不符合。毫米级的光度比同等的X1太阳耀斑高出100倍以上,并且只持续几秒钟,而不是太阳耀斑的几分钟。
2022-09-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Millimeter-wave polarization of protoplanetary disks due to dust scattering
提出了一种利用毫米波段偏振观测来约束原行星盘中晶粒尺寸的新方法。如果尘埃颗粒生长到与波长相当的尺寸,则尘埃颗粒预计具有大的散射不透明度,因此连续谱发射预计由于自散射而偏振。我们进行三维辐射转移计算,以估计偏振度的原行星盘具有径向高斯状尘埃表面密度分布,这是最近发现的。将最大粒径设定为$100 {\rm~μm}$,将观测波长设定为870 ${\rm μm}$。我们发现,偏振度是高达2.5%的subarcsec的空间分辨率,这是很可能被检测到与不久的未来ALMA观测。由于各向异性连续发射的散射,发射是偏振的。偏振度分布呈双峰分布,内环偏振方向为径向,外环偏振方向为方位角。我们还发现了偏振度的波长依赖性:当尘埃颗粒的最大尺寸为$a_{\rm max}\simλ/2π$时,偏振度最高,其中$λ$是观测波长。因此,对原行星盘的多波和空间分辨偏振观测使我们能够对晶粒尺寸施加约束。从偏振观测的晶粒尺寸的约束是独立的,甚至可能比从不透明度指数更强。
2015-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Far-infrared to millimeter data of protoplanetary disks: dust growth in the Taurus, Ophiuchus, and Chamaeleon I star-forming regions
远红外线和(亚)毫米波通量可用于研究构成行星的基本材料--原行星盘中的尘埃。在这里,我们结合从赫歇尔空间天文台的观测与辅助数据的284原行星盘在金牛座,变色龙I,蛇夫座恒星形成区域,覆盖从光学毫米/厘米波长。我们分析它们的光谱指数作为波长的函数,并确定其(亚)毫米斜率时,可能的。大多数磁盘显示晶粒生长的观测证据,与以前的研究一致。没有相关性被发现之间的其他示踪剂的磁盘演变和毫米光谱指数。一个简单的磁盘模型是用来适应这些来源,我们推导出后验分布的光学深度在1.3毫米和10 AU,在同一半径的磁盘温度,和尘埃不透明度光谱指数。我们发现70微米处的通量与10金处的盘温度密切相关,正如从这些简单模型得出的那样。我们发现光谱指数在Chamaeleon I是陡峭的比磁盘在金牛座/蛇夫座的初步证据,虽然需要更多的毫米观测来确认这一趋势,并确定其可能的起源。此外,我们确定了每个区域的中值光谱能量分布,并发现它们在整个研究的波长范围内是相似的,这可能是由于磁盘属性和形态的大散射。
2017-10-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR