Protoplanetary Disk Masses in IC348: A Rapid Decline in the Population of Small Dust Grains After 1 Myr
本文利用亚毫米波射电阵列对2- 300万年前的星系团IC 348中的原行星盘进行了1.3毫米的连续观测。我们观察到85个年轻的恒星物体,并检测到10个1.3毫米通量大于2毫焦耳。最明亮的光源是一颗年轻的嵌入式原恒星,它驱动着分子外流。其他9个探测到的是光学可见恒星周围的尘埃盘。我们的毫米通量测量转化为总磁盘质量范围从2到6木星质量。每个检测到的磁盘有强烈的中红外线发射超过恒星光球,并具有Halalpha等效宽度大于平均在集群和正在进行的气体吸积的指示。盘质量分布,然而,是移动了约20倍,以较低的质量,相比,在~1万年的金牛座和蛇夫座地区。这些观测揭示了圆盘中小尘埃颗粒的数量随着时间的推移而迅速减少,并且可能伴随着它们的增长超过毫米大小。此外,如果IC 348形成行星的比例与现场检测到的相同,那么这些微弱的毫米探测可能代表了星团中研究从微行星到行星的发展的最佳候选者。
2011-05-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measuring Dust Masses of Protoplanetary Disks in Serpens and L1641/L1647 with ALMA
本研究利用ALMA数据测量蛇夫座和L1641/L1647原行星盘的尘埃质量,发现盘质量比以往报告高约2倍,因盘在毫米波长下可能部分光学厚,7毫米观测对准确表征尘埃质量至关重要。
2025-11-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Survey of Orion Disks with ALMA (SODA) I: Cloud-level demographics of 873 protoplanetary disks
对附近恒星形成区(SFR)的原行星盘的调查提供了有关其人口统计的重要信息,但由于样本量,它们不能用于研究盘的属性如何随环境而变化。我们进行了调查的873个原行星盘的未解决的毫米连续辐射的L1641和L1647地区的猎户座A云斯皮策确定。这是迄今为止最大的一次此类调查,使我们能够确定中等磁盘质量的微弱趋势,作为云和集群成员的位置的函数。还将样品检测率和中值质量与附近(<300 pc)SFR的样品检测率和中值质量进行比较。用ALMA在225 GHz下观察样品,中值rms为0.08 mJy/束(1.5 M $_{\oplus}$)。使用创新的并行数据处理方法对数据进行了简化和成像。我们检测到58%(502/873)的观察磁盘。这包括20个尘埃质量>100 M $_{\oplus}$的圆盘,以及与扩展尘埃排放相关的两个物体。我们推断在$2.2^{+0.2}_{-0.2}$ M $_{\oplus}$的整个样品中的平均盘尘埃质量。在L1641和L1647中,尘埃质量中值分别为$2.1^{+0.2}_{-0.2}$ M $_{\oplus}$和$2.6^{+0.4}_{-0.5}$ M $_{\oplus}$。完整样本的磁盘质量分布是类似的附近的低质量SFR在类似的年龄为1-3百万年。我们发现,只有微弱的趋势盘(尘埃)质量与银河经度和YSO集群之间的样本中确定的,与中位数质量变化$\lesss…
2022-02-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The evolution of protoplanetary disc radii and disc masses in star-forming regions
原行星盘对于理解行星如何形成和演化至关重要,但这些物体受到其宿主恒星诞生环境的变幻莫测的影响。特别是,来自大质量恒星的光电离辐射已被证明是破坏原行星盘的有效媒介。外部光蒸发导致光盘的半径向内演化,而光盘的内部粘性演化导致半径向外演化。我们耦合N体模拟的恒星形成区域与磁盘演化的后处理分析,以确定如何在年轻的恒星形成区域的半径和质量分布的原行星盘演变。为了与观测结果一致,我们发现初始盘半径必须在100 au的量级,尽管这些盘很容易被大质量恒星的光蒸发破坏。此外,猎户座星云团中观察到的盘半径分布与中等初始恒星密度(100 M $_\odot$ pc $^{-3}$)更加一致,与ONC假设更高初始密度的动力学模型相矛盾。此外,我们不能重现所观察到的光盘半径分布在狼疮恒星形成的地区,如果它的光盘受到外部光蒸发。更详细的比较是不可能的,因为在确定前主序星(盘托管)的年龄方面存在着大量的不确定性。
2022-08-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disk Masses and Dust Evolution of Protoplanetary Disks Around Brown Dwarfs
我们提出了迄今为止最大的棕矮星(BD)原行星盘光谱能量分布模型的样本。我们从四个恒星形成区域:$ρ$蛇夫座,金牛座,狼疮和上天蝎座汇编了49个ALMA观测对象。研究不同年龄的多个区域使我们能够探测磁盘随时间的演变。具体来说,从我们的模型中,我们获得的尘埃颗粒大小,尘埃沉降和磁盘质量的值,我们比较这些参数如何在区域之间变化。我们发现,磁盘质量随着年龄的增长而减少。我们还发现了磁盘演化的证据(即,在所有四个区域都有明显的颗粒生长和尘埃沉降),这表明行星形成和盘演化可能在早期阶段就开始发生。我们通常发现这些盘包含的质量太少,无法形成行星伴侣,尽管我们不能排除行星形成可能已经发生。最后,我们研究了磁盘质量-主机质量的关系,并发现BD磁盘在很大程度上是一致的,与以前确定的关系,围绕金牛座T星的磁盘。
2021-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling protoplanetary disk SEDs with artificial neural networks: Revisiting the viscous disk model and updated disk masses
European Southern Observatory (ESO)(欧洲南方天文台);Boston University(波士顿大学);Joint ALMA Observatory(阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列联合天文台);UNED(西班牙国家远程教育大学)
我们使用详细的盘模型和贝叶斯方法模拟了金牛座-御夫座恒星形成区的23个原行星盘的光谱能量分布(SED)。这是通过将这些模型与人工神经网络相结合来实现的,以大大加快其性能。这样的设置使我们能够面对$α$ -磁盘模型的观测,同时考虑到一些不确定性和退化。我们的结果产生高粘度和吸积率的许多来源,这是不一致的,最近的测量低湍流水平的磁盘。这种不一致性可能意味着粘性不是圆盘中角动量传输的主要机制,而其他的机制,如圆盘风,在这个过程中起着重要的作用。我们还发现,我们的SED派生磁盘质量系统高于那些只从(分)毫米通量,这表明部分磁盘发射仍然可以在(分)毫米波长的光学厚度。这一效应与星盘种群研究特别相关,并证实了以前观测到的原行星盘和系外行星系统质量之间的紧张关系。
2020-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR cs.LG
From Pebbles and Planetesimals to Planets and Dust: the Protoplanetary Disk--Debris Disk Connection
在原行星盘中观察到的碎片盘和突出环的轨道距离和探测率相似,这表明这些结构之间存在潜在的联系。我们用新的计算方法探索这种联系,这些计算方法遵循鹅卵石和微行星环的演变,因为它们成长为行星并产生尘埃碎片。根据初始固体质量和微行星形成效率,计算结果预测了产生的行星质量和伴随的碎片特征的不同结果。当与碎片盘的发病率作为光度和时间的函数进行比较时,模型结果表明,已知的明亮冷碎片盘的人口可以用固体环来解释,这些固体环具有为原行星盘环推断的(高)初始质量和与当前的星子形成理论相一致的适度的星子形成效率。这些结果支持了大的原行星盘环演化为已知的冷碎片盘的可能性。推断出的强大的演化联系原行星盘与大环和成熟的恒星与冷碎片盘意味着剩余的大多数人口的低质量的恒星与紧凑的原行星盘留下的大半径的残留固体只有适度的质量,并主要发展成成熟的恒星没有超过30 au的可检测的碎片。这里概述的方法说明了如何将观测与详细的固体演化模型相结合,强烈地约束了盘固体的全球演化和基本的物理参数,如星子形成的效率和原行星盘中可能存在的看不见的固体水库。
2021-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Investigation of gravitational stability of protoplanetary disks based on statistical analysis of their masses
Saint Petersburg State University(圣彼得堡国立大学)
通过统计分析原行星盘质量分布,发现仅1.2%的盘处于不稳定状态,可能由于观测方法的系统性低估导致理论预期不符。
2026-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
An ALMA Survey of CO isotopologue emission from Protoplanetary Disks in Chamaeleon I
原行星盘的质量限制了任何行星的形成和未来的生长。原行星盘的质量通常是通过假设星际气体与尘埃的比例,通过测量尘埃的连续辐射来计算的。为了研究CO作为盘质量的替代探针的实用性,我们使用ALMA调查$^{13}$ CO和C $^{18}$ O J = $3-2$线发射的93个原行星盘周围的恒星和棕矮星的质量从0.03 - 2 M $_{\odot}$在附近的Chamaeleon I恒星形成区域。我们检测到$^{13}$ CO排放的17个来源和C $^{18}$ O从只有一个来源。气体质量的磁盘,然后估计通过比较CO线光度的结果,从公布的磁盘模型,包括CO冻结和同位素选择性光解。假设典型的ISM CO与H的$_2$比为$10^{-4}$,则得到的气体质量低得令人难以置信,从堆积的$^{13}$ CO谱线的平均通量推断,平均气体质量为$\sim$ 0.05 M $_{Jup}$。Cha I盘的低气体质量和气尘比都与来自狼疮恒星形成区的盘的类似结果一致。微弱的CO谱线发射可以解释,而如果磁盘有更高的气体质量,但冻结出的CO或复杂的碳轴承分子被低估的磁盘模型。CO通量到CO气体质量的转换也受到盘结构的不确定性的影响,这可能影响气体温度。CO排放线将只有一个很好的示踪剂的磁盘质量时,C和CO耗尽模型被证实是准确的。
2017-06-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
New Constraints on Protoplanetary Disk Gas Masses in Lupus
气体质量是原行星盘的一个基本量,直接关系到它们形成行星的能力。由于我们无法直接观察到磁盘的散装H $_2$内容,我们依靠间接示踪剂提供定量质量估计。目前估计的气体质量的观测磁盘人口在狼疮恒星形成区域的基础上的同位素的CO的测量。然而,没有额外的限制,H $_2$质量和气体的元素组成之间的简并导致在这样的估计很大的不确定性。在这里,我们探讨的气体成分的七个磁盘狼疮样品代表一系列的CO粉尘比。利用波段6和7 ALMA观测,我们测量了HCO $^+$、HCN和N $_2$ H $^+$的线发射。我们发现这三个分子物种的线通量之间的初步相关性,但没有相关性与$^{13}$ CO或亚毫米连续通量。对于检测到N $_2$ H $^+$的三个盘,我们发现需要高盘气体质量和亚星际C/H和O/H的组合来再现观测值。我们发现增加$\sim$ 10-100 $\times$以前的质量估计需要匹配所观察到的线通量。这项研究强调了如何多分子研究是必不可少的约束的物理和化学性质的气体在人口的原行星盘和CO同位素本身是不足以确定许多观察到的磁盘的质量。
2022-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protostellar and Protoplanetary Disk Masses in the Serpens Region
我们提出的结果,从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)1.3毫米连续和$^{12}$ CO($J=2-1$)线调查蔓延超过10平方度的巨蛇座恒星形成区域的320个年轻的恒星物体,其中302可能是巨蛇座的成员(16 I类,35平谱,235 II类,和16 III类)。从连续的数据,我们得到磁盘尘埃质量,并表明,他们系统地下降,从I类到平坦的光谱,II类来源。按恒星演化状态分组,星盘的质量分布与其他年轻($<3$ Myr)区相似,表明恒星形成区的大尺度环境对其整体星盘尘埃质量性质没有强烈影响。这些种群之间的比较加强了以前的结论,即蛇夫座恒星形成区域的圆盘在所有进化阶段都具有非常低的质量。此外,我们发现了一个单一的深嵌入的原恒星,还没有在文献中的其他地方记录,从CO线数据,15个原恒星流出,我们在这里编目。
2022-04-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
A novel way of measuring the gas disk mass of protoplanetary disks using N2H+ and C18O
测量原行星盘的气体质量是很困难的,原行星盘是巨大行星形成的储存库。我们目前缺乏一个远红外天文台能够观测HD,最常见的气体质量示踪剂,CO,受到约束的CO到H $_2$比。在前人工作的基础上,我们研究了贫CO气体的化学示踪剂N2H+是否可以用于观测测量CO与H的$_2$比和校正CO基气体质量。使用从文献中获得的磁盘结构,我们建立了三个磁盘,TW Hya,DM Tau和GM Aur的热化学模型,以检查如何以及CO到H $_2$比和气体质量可以从N2H+和C18 O线通量测量。此外,我们将这些气体质量与从档案HD观测中测量的独立气体质量进行比较。N2 H+(3 - 2)/C18 O(2 - 1)线比与盘CO-与-H $_2$比成比例。使用这两条线,我们测量了TW Hya的4.6e-3 Msun <Mdisk <1.1e-1 Msun,GM Aur的1.5e-2 Msun <Mdisk <9.6e-2 Msun和DM Tau的3.1e-2 Msun <Mdisk <9.6e-2 Msun。这些气体质量同意从HD获得的值在其各自的不确定性。N2 H ++ C18 O气体质量的不确定性可以通过观测限制圆盘中的宇宙线电离率来降低。这些结果表明,利用N_2H~+和C_(18)O的组合测量原行星盘的气体质量是有潜力的。
2022-01-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotational Velocities and Radii Estimates of Low-Mass Pre-Main Sequence Stars in NGC 2264
本文测量NGC 2264中254颗TTS的v sin i并估算投影半径,结合最大似然模型比较发现含恒星黑子的演化模型更符合观测。
2024-12-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Spitzer IRS Survey of NGC 1333: Insights into disk evolution from a very young cluster
本文报道了NGC 1333中79个年轻天体的λ = 5-36μm斯皮策红外光谱。NGC 1333的年轻使研究早期原行星盘的性质成为可能,例如沉降的程度以及间隙和空地的形成。我们构建光谱能量分布(SED)使用我们的IRS数据以及公布的光度和分类我们的样本到SED类。使用“无反射”光谱指数,我们确定是否磁盘,信封,或光球占主导地位的光谱。为了研究NGC 1333中原行星盘的垂直和径向结构,我们利用光谱指数和硅酸盐特征分析了盘主导发射的天体的去红光谱。在我们的NGC 1333样本中,至少有9个天体在其内盘中显示出大(几个AU)径向间隙或空隙的迹象。NGC 1333中具有径向间隙的尘埃比径向连续的尘埃更接近原始的硅酸盐尘埃。我们比较了NGC 1333中的圆盘与其他三个研究得很好的区域(金牛座-御夫座,蛇夫座和Chamaeleon I)的圆盘的性质,发现它们的沉积和尘埃处理程度没有差异。
2012-04-23 astro-ph.SR
Determining Dust Properties in Protoplanetary Disks: SED-derived Masses and Settling With ALMA
我们目前的光谱能量分布(SED)建模的338盘金牛座T星周围的11个恒星形成区,从$\sim$ 0.5至10万年的年龄。我们从我们的SED模型推断的磁盘质量通常比(亚)毫米调查报告的大1.5-5倍,对于更大质量的磁盘,差异通常更高。从(亚)毫米通量导出的质量依赖于假设盘在所有毫米波长下都是光学薄的,这可能导致盘质量被低估,因为观测到的通量对盘中的整个质量不敏感; SED模型没有做出这种假设,因此产生更高的质量。具有更多吸收材料的圆盘在给定波长下应该是光学上较厚的;当圆盘温度由恒星光度缩放时,这可能导致大质量恒星周围的圆盘存在更大的差异。我们还比较了不同恒星形成区域的盘质量和尘埃沉降程度,发现年轻区域的盘比老区域的盘质量更大,但尘埃沉降程度相似。总之,这些结果为“失踪”质量问题提供了潜在的部分解决方案:金牛座T恒星周围的圆盘可能确实有足够的材料形成行星系统,尽管以前的研究通过假设圆盘光学薄而低估了质量;这些行星系统也可能比以前的理论更早形成,因为重要的尘埃演化(即,沉降)在年轻的盘中已经很明显。
2022-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The outcome of protoplanetary dust growth: pebbles, boulders, or planetesimals? I. Mapping the zoo of laboratory collision experiments
从原行星尘埃到微行星的生长过程尚未完全了解。实验室实验和理论模型表明,尘埃聚集体之间的碰撞可能导致粘附,反弹和破碎。然而,迄今为止,还没有对原行星尘埃的碰撞结果进行系统的研究,因此,原行星盘中尘埃演化的物理模型仍然缺失。我们打算映射任意多孔尘埃聚集体的碰撞相互作用的参数空间。这个参数空间包括尘埃聚集体的质量,它们的孔隙度和碰撞速度。有了这样一个完整的映射的碰撞结果的原行星尘埃聚集体,它将有可能遵循的碰撞演化的尘埃在原行星盘的环境。我们使用文献数据,进行自己的实验室实验,并应用简单的物理模型,得到一个完整的图片的碰撞相互作用的原行星尘埃聚集体。在我们的研究中,我们发现了四种不同类型的粘附,两种类型的反弹和三种类型的碎片作为原行星尘埃聚集体之间碰撞的可能结果。我们区分八种孔隙度和质量比的组合。对于每一种情况,我们都给出了一个完整的碰撞模型,其尘埃-聚集体质量在10^-12 ~ 10^2 g之间,碰撞速度在10^-4 ~ 10^4 cm/s之间,且孔隙率为任意值。该模型包括碰撞结果、所产生的聚集体的质量及其孔隙度。我们提出了第一个完整的原行星尘埃碰撞模型。该碰撞模型可用于确定原行星盘中尘埃的生长速率。
2009-11-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Massive Protoplanetary Disks in Orion Beyond the Trapezium Cluster
我们目前的亚毫米阵列观测880微米的连续辐射从三个拱星盘周围的年轻恒星在猎户座位于几角分(> 1-pc)的梯形星团以北。三个磁盘中的两个属于二进制系统253-1536。剪影盘216-0939和253- 1536 a被发现比任何先前观测到的猎户座盘都要大,其尘埃质量分别来自0.045 Msun和0.066 Msun的亚毫米辐射。这些大质量盘的存在揭示了猎户座中的盘质量分布确实延伸到了高质量,并且在中央梯形星团中观察到的截断是由于O星接近而导致的光蒸发的结果。253- 1536 b的盘质量为0.018 Msun,使253-1536系统成为第一个光学双星,其中每个原行星盘的质量都足以形成太阳系。
2009-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar cosmic rays as an important source of ionisation in protoplanetary disks: a disk mass dependent process
我们评估了低能量原恒星宇宙射线的电离效应在原行星盘周围的年轻太阳质量的恒星盘参数范围广泛。我们假设一个低能量的宇宙射线源位于靠近年轻恒星的位置,它扩散地穿过原行星盘。我们使用从附近的恒星形成区的观测推断值的总磁盘质量和径向密度分布。我们调查的影响,不同的磁盘质量内观察到的散射太阳质量的恒星。我们发现,对于一个大范围的磁盘质量和密度分布,原行星盘是“光学薄”的低能量($\sim$ 3 GeV)宇宙射线。在$R\sim10$ au,对于我们考虑的所有盘($M_\mathrm{disk}=6.0\times10^{-4} - 2.4\times 10^{-2}M_\odot$),由于低能恒星宇宙射线的电离率大于未调制的银河系宇宙射线的电离率。这与我们以前的结果相反,我们以前的结果假设了一个更致密的磁盘,这可能适合于一个更嵌入的源。在$R\sim70$ au,由于恒星宇宙射线的电离率占主导地位的$\sim$ 50%的磁盘。这些是质量较小的盘,密度分布不太陡峭。在这个半径上,我们所考虑的最小和最大质量的圆盘之间的电离率至少有一个数量级的差异。我们的研究结果表明,对于一个广泛的磁盘质量,低能量恒星宇宙射线提供了一个重要的电离源在磁盘中平面在大半径($\sim$ 70 AU)。
2019-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Determining protoplanetary disk gas masses from CO isotopologues line observations
尽管对原行星盘进行了深入的研究,但仍然没有可靠的方法来确定它们的总质量和表面密度分布,这些数量对于描述盘的结构和演化直到行星的形成至关重要。这项工作的目标是使用不太丰富的CO同位素,其检测是例行的ALMA,推断磁盘的气体质量。在分析中需要考虑同位素选择性效应,因为它们可以显著地改变CO同位素物线强度。CO同位素选择性光解离已实施的物理化学代码DALI和800磁盘模型已经运行了一系列磁盘和恒星参数。尘埃和气体的温度结构计算自洽,连同主要物种的化学计算。盘结构和恒星参数进行了研究。总通量已射线追踪不同的CO同位素和各种过渡不同的倾角。13 CO和C18 O的总强度的组合允许推断的总磁盘质量,虽然与不可忽略的不确定性。这些可以通过采用空间分辨观测来克服,即圆盘的径向范围和倾角。与参数模型的比较表明,在几个级别的因素,特别是对于极低和极高的磁盘质量的差异。最后,不同的CO同位素和各种低J跃迁的总线强度提供,并拟合到简单的公式。较低的气相碳丰度和不同的气/尘比的影响进行了研究,以及与其他示踪剂进行了比较。磁盘质量可以确定在一个因素的几个比较CO同位素线观测模拟线通量,模的挥发性元素丰度的不确定性。
2016-05-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
SHAPEMOL: a 3-D code for calculating CO line emission in planetary and protoplanetary nebulae. Detailed model fitting of the complex nebula NGC 6302
射电天文学的现代仪器构成了研究宇宙的宝贵工具:ALMA已经达到了前所未有的灵敏度和空间分辨率,而Herschel/HIFI为探测分子热气体(~50-1000 K)打开了一个新的窗口。另一方面,SHAPE软件在过去几年中已成为通过空间运动学建模确定不同种类气态发射星云形态和速度场的标准工具。SHAPE实现了辐射转移求解,但它仅适用于原子种类,而不适用于分子。意识到开发简化分子数据分析的工具的重要性日益增加,我们引入了shapemol,它是SHAPE的补充,我们打算用它来填补迄今为止开发不足的分子生态位。shapemol通过精确计算CO谱线中的激发和辐射转移,实现了用户友好的空间运动学建模。它允许辐射转移解决在12 CO和13 CO J=1-0到J=17-16线,但它的实施允许容易地扩展代码到不同的分子种类。shapemol可以轻松生成合成地图和线剖面,以匹配干涉测量或单碟观测。我们充分描述了shapemol,并讨论了其局限性和不确定性的来源,预计在最终的合成配置文件或地图。作为shapemol的功能和多功能性的一个例子,我们建立了行星状星云NGC 6302的分子包络模型,并将其与SMA的12 CO和13 CO J=2-1干涉图和Herschel/HIFI的高J跃迁进行比较。我们发现分子包层有一个复杂的,破碎的环状结构,内部有一个较热的区域和几个“手指”和高速斑点,从环的平面向外出现。…
2014-10-29 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Mass Budgets and Spatial Scales of Exoplanet Systems and Protoplanetary Disks
行星是从气体和尘埃盘中诞生的,对原行星盘的观测被用来限制行星形成的初始条件。然而,用ALMA对II类盘的尘埃质量测量提出了一个问题,即它们是否含有足够的固体来建造迄今为止已经探测到的系外行星。在本文中,我们计算的质量和空间尺度的固体物质周围的类太阳恒星探测的过境和径向速度系外行星调查,并比较观察到的尘埃质量和尺寸的II类磁盘在相同的恒星质量制度。我们发现,明显的质量差异消失时,占观察选择和检测偏差。只有当行星形成效率低于100%时,或者如果有一群未被发现的系外行星对固体质量有显著贡献时,我们才会发现差异。我们确定了行星系的质量和它们各自的轨道周期之间的正相关关系,这与II类尘埃盘的质量和外半径之间的趋势是一致的。这意味着,尽管在空间尺度上有100倍的差异,但原行星盘的特性似乎会印在系外行星上。
2021-07-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Hydrodynamic ablation of protoplanetary disks via supernovae
我们提出了三维模拟的原行星盘受到附近(0.3pc远)的超新星的影响,使用时间相关的流量从一个一维的数值模型的超新星遗迹(SNR),除了恒定的峰值冲压压力模拟。模拟进行了各种磁盘质量和倾角。我们发现磁盘的质量损失率,通常是1 e-7至1 e-6 Msol/年(但峰值接近1 e-5 Msol/年的“瞬时”剥离阶段),并持续约200年。倾斜角对质量损失的影响很小,除非盘靠近边缘。倾斜盘也不对称剥离,后缘更容易烧蚀。由于相互作用持续的时间少于一个外旋转周期,所以没有足够的时间让圆盘恢复对称性,在气流通过后,圆盘就不对称了。在所考虑的低质量盘中,只有边缘上的盘能够在与SNR的相互作用中幸存下来(剩余其初始质量的50%)。在模拟结束时,幸存的盘包含SN材料的分数质量高达5e-6。这一数值太低,无法解释早期太阳系中短寿命放射性核素的丰度,但更大的圆盘和辐射冷却可能使圆盘能够捕获更高比例的SN物质。
2017-04-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Accretion bottleneck in protoplanetary discs: the role of the stellar spin
研究发现恒星自转影响原行星盘的吸积过程,通过分析α粘滞系数的广泛范围,揭示了吸积瓶颈现象与磁层吸积模型的关系。
2025-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gravitoviscous protoplanetary disks with a dust component. II. Spatial distribution and growth of dust in a clumpy disk
利用FEOSAD程序,以亚au分辨率数值研究了在剧烈引力不稳定和碎裂作用下,星团原行星盘中尘埃的空间分布和增长。对描述薄盘极限中自引力和粘性原行星盘演化的流体动力学方程进行了修改,以包括由两部分组成的尘埃成分:亚微米大小的尘埃和具有可变最大半径的生长尘埃。还考虑了小尘埃向大尘埃的转化、尘埃的生长、尘埃与气体的摩擦以及尘埃的自重。我们发现,磁盘的外观是显着的时间变化与螺旋臂,尘埃环,和团块,不断形成,发展和衰减。因此,总的尘埃-气体质量比是高度不均匀的整个磁盘的范围内,从典型的1:100的值显示出数量级的局部偏差。通过引力破碎形成的引力束缚团块具有明显偏离开普勒自转的速度模式。小的尘埃在团块内部被有效地转化为大的尘埃,最大半径达到几分米。与此同时,长大的尘埃向团块中心漂移,形成一个巨大的致密中心凝聚体(70-100 $M_\oplus$)。我们认为,原行星可能会形成在内部的向内迁移块之前,他们通过潮汐扭矩的作用分散。我们预测在几十个au的轨道距离的原行星的形成与初始质量的气体和尘埃在原行星种子在(0.25-1.6)$M_{\rm Jup}$和(1.0-5.5)$M_\oplus$的限制,分别。然而,原行星中气体和尘埃的最终质量可能要高得多,这是由于周围大量富含金属的盘/包层的吸积。
2019-09-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
HD far infrared emission as a measure of protoplanetary disk mass
年轻恒星周围的原行星盘是行星形成的场所。虽然尘埃质量可以用标准方法估算,但确定气体质量-从而确定可形成巨行星的材料数量-已被证明非常困难。氘化氢(HD)是一个很有前途的替代常用的气体质量示踪剂,CO。我们的目标是检查HD的磁盘气体质量的示踪剂的鲁棒性,特别是气体质量对HD FIR发射的影响及其对垂直结构的敏感性。在热化学代码DALI中实现了与HD相关的氘化学反应,并针对一系列磁盘质量和垂直结构运行了模型。HD J=1-0线强度直接取决于气体质量通过一个次线性幂律关系与斜率为~0.8。假设没有关于盘的垂直结构的先验知识,并且仅使用HD 1-0通量,对于低质量盘(M $_{\rm disk} < 10^{-3}$ M $_\odot$),气体质量可以被估计为在2的因子内。对于更大质量的磁盘,这种不确定性增加到超过一个数量级。增加HD 2-1谱线或关于垂直结构的独立信息可以将这种不确定性降低到所有磁盘质量的约3倍。对于TW Hya,使用Kama等人2016 b的径向和垂直结构,观测结果将气体质量限制为$6\cdot10^{-3}$ M $_\odot$ < M $_{\rm disk} < 9\cdot10^{-3}$ M $_\odot$。未来的观测要求$σ$的灵敏度为$1.8\cdot10^{-20}$ W m $^{-2}$($2.5\cdot10^{-20}$ W m $^{-2…
2017-05-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): VIII. The impact of external photoevaporation on disk masses and radii in Upper Scorpius
本研究通过1D数值粘性演化模拟和AGE-PRO观测对比,发现外部光蒸发在中等FUV辐射下显著影响上天蝎座原行星盘的尺寸和质量,强调跨区域比较时需考虑环境辐射。
2025-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Masses and Mass-to-light Ratios of Resolved Massive Star Clusters. I. NGC 419 and NGC 1846
作为对麦哲伦云星团运动学观测的介绍,本文报道了NGC 419(SMC)和NGC 1846(LMC)的动力学质量和质光比($M/L$)。我们已经获得了一百多个高分辨率的恒星光谱和周围的每个集群使用多目标摄谱仪M2 FS的$Magellan$ /粘土望远镜。在每个星团中观测到的恒星的视线速度和位置被用作期望最大化算法的输入,该算法用于估计星团成员资格概率,从而在NGC 419和NGC 1846中分别产生46和52个可能成员($P_{M}\geq 50$ %)的样本。这个过程采用单质量国王模型的结构参数的集群和集群提供自洽的动力学质量估计。我们的最佳拟合结果表明,NGC 419的投影中心速度色散为$2.44^{+0.37}_{-0.21}\ {\rm km\,s^{-1}}$,对应于总质量为$7.6^{+2.5}_{-1.3}\times10^4\ {\rm M}_{\odot}$,$V$带的$M/L$比为$0.22^{+0.08}_{-0.05}$(太阳单位)。对于NGC 1846,相应的结果是$2.04^{+0.28}_{-0.24}\ {\rm km\,s^{-1}}$、$5.4^{+1.5}_{-1.4}\times10^4\ {\rm M}_{\odot}$和$0.32^{+0.11}_{-0.11}$。根据可能的星系团成员的光谱,发现NGC 419和NGC 1846的平均金属…
2019-09-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring protoplanetary disk gas surface density profiles with ALMA
气体和尘埃在原行星盘中由于大颗粒的垂直沉降和径向漂移而发生空间分离。因此,要更全面地说明圆盘中的质量含量和分布,就需要进行谱线观测。我们扩展了Williams & Best(2014)中提出的建模方法,以表明可以从高保真度13 CO积分强度图像中测量气体表面密度分布。我们证明的方法,通过拟合ALMA观测的HD 163296磁盘,以确定气体质量,Mgas = 0.048太阳能,和吸积盘特征尺寸Rc = 213金和梯度γ = 0.39。相同的参数与C18 O 2- 1图像相匹配,并表明[13 CO]/[C18 O]丰度比为700,与半径无关。为了测试这种方法在将来如何应用于更小、质量更低的金牛座T盘的线测量,我们创建了一个大型的13 CO 2- 1图像库并拟合模拟数据。对于150 pc时气体质量为3-10木星质量的盘,ALMA观测的分辨率为0.2-0.3角秒,积分时间约为20分钟,可以可靠地估计Rc在10 au以内,γ在0.2以内。因此,经济的气体成像调查是可行的,并提供了机会,开辟了一个新的层面,研究磁盘结构及其演变为行星形成。
2016-06-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The FRIED grid of mass loss rates for externally irradiated protoplanetary discs
我们提出了一个开放的访问网格3930外部蒸发原行星盘的计算。这涵盖了一系列的盘大小(1- 400 AU),盘质量,紫外线场强(10-10 $^4$ G $_0$)和恒星质量(0.05- 1.9 M $_\odot$)。网格是公开可供下载的,并提供了一种廉价的手段,包括外部光蒸发光盘进化计算。它也可以使用在线工具进行查询,以快速估计瞬时质量损失率(例如,方便评估实际观察到的系统)。“FRIED”网格本身表明,对于围绕恒星$\leq0.3$ M $_\odot$的圆盘,外部光蒸发在小半径($<50$ AU)下到至少弱至10 G $_0$的紫外线场都是有效的。在尺度的另一端,在$10^4$ G $_0$环境中,即使恒星质量至少高达1.9 M $_\odot$,光蒸发在低至1 AU时也是有效的。我们还说明了在该制度CO生存的光蒸发外流显着的质量损失率,标志着一个系统的一个很好的候选人检测外部光蒸发在弱中间紫外线环境中,通过子开普勒旋转。最后,我们根据Guilloteau等人(2011)的星盘参数对金牛座的星盘进行了说明性的质量损失率估计,发现大约一半的星盘预计会有显著的质量损失,并将CO保留在光蒸发流出物中。
2018-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The First Detection of 13C17O in a Protoplanetary Disk: a Robust Tracer of Disk Gas Mass
气体质量的测量对于确定原行星盘的行星形成潜力是必要的。罕见的CO同位素的观测通常用于确定盘气体质量;然而,如果线发射是光学厚,这将导致低估盘质量。利用ALMA首次在原行星盘中探测到最稀有的稳定CO同位素13 C 17 O。我们比较我们的观察与现有的检测12 CO,13 CO,C18 O和C17 O在HD 163296磁盘。辐射转移模型使用以前的基准模型,并假设星际同位素丰度,显着低估了13 C17 O J=3-2线的积分强度。观测和模型之间的协调需要一氧化碳气体质量的全球增加3.5倍。这比以前使用C18 O估计的气体质量大2-6倍。我们发现,C18 O的发射是光学厚内的CO雪线,而13 C17 O的发射是光学薄,因此是一个强大的示踪剂的散装磁盘CO气体质量。
2019-08-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
CO destruction in protoplanetary disk midplanes: inside versus outside the CO snow surface
长期以来,CO一直被认为是测量气体质量的最佳示踪剂,因为它在许多圆盘中很容易在(亚)mm波长处被检测到。从最近ALMA观测的大样本磁盘CO推断的气体质量似乎与他们推断的尘埃质量不一致。即使包括光解和冻结,从CO导出的气尘质量比也比$\sim$ 100低1-2个数量级。赫歇尔测量HD线发射意味着气体质量与气体尘埃质量比为100。这表明,至少有一个额外的机制是去除气态CO。在这里,我们测试的建议,大部分的CO进行化学处理,碳被隔离成不太挥发性的物种,如CO2,CH 3OH和CH 4在致密的,屏蔽的中平面区域的磁盘。使用我们的气体颗粒的化学代码,我们进行了参数探索,并按照CO丰度的演变在一系列条件下的屏蔽磁盘中平面的代表。我们发现,没有化学处理的CO发生在1-3万年的时间尺度低宇宙射线电离率,$< 5\times 10^{-18}$的$^{-1}$。假设电离率为$10^{-17}$ s $^{-1}$,则90%以上的CO被破坏,但仅在低于30 K的圆盘部分中。这个数量级的破坏CO是强大的对晶粒表面反应速率参数的选择,除了温度低于20 K,其中有一个强烈的依赖H隧穿势垒。CO化学处理所需的低温表明,精确的盘温度结构是重要的,发光的赫比格恒星周围的温暖盘预计几乎没有CO转化。对于金牛座T星周围的冷盘,除非盘很年轻(<100万年),否则大部分的CO发射层都会受到影响。这可能导致推断出的气体质量…
2018-08-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Physical properties of dusty protoplanetary disks in Lupus: evidence for viscous evolution?
行星的形成强烈地依赖于原行星盘中固体的总量以及空间分布。由于ALMA提供的分辨率和灵敏度的改进,现在可以在大型圆盘样品上测量毫米级颗粒的表面密度。这样的测量提供了统计约束,可以用来告知我们对行星形成的初始条件的理解。我们分析了空间分辨观测的36个原行星盘在狼疮恒星形成复杂的ALMA调查在890微米,旨在确定的物理性质,如尘埃表面密度,磁盘的质量和大小,并提供一个约束的温度分布。我们使用双层圆盘模型直接在uv平面中拟合观测结果,该模型通过求解每个圆盘半径处的能量平衡来计算890微米的发射。对于36个原行星盘中的22个,我们得到了它们的物理性质的可靠估计。样本覆盖的恒星质量在~0.1和~2太阳质量之间,我们没有发现平均盘温度和恒星参数之间的趋势。相反,我们发现,积分亚毫米通量(代理磁盘质量)和指数截止半径(代理磁盘大小)的狼疮磁盘之间的相关性。将这些结果与文献中发现的金牛座-御夫座/蛇夫座圆盘的相似角分辨率下的观察结果进行比较,并将它们缩放到相同的距离,我们观察到狼疮圆盘通常更暗,更大,具有高度的统计学显著性。考虑到这些区域之间1- 200万年的年龄差异,有可能尝试性地解释盘质量/盘大小关系与粘性扩散的偏移,但是根据目前的测量结果,不能排除其他机制。
2017-07-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary Disks in the Orion Nebula Cluster: Gas Disk Morphologies and Kinematics as seen with ALMA
我们介绍了阿塔卡马大毫米波阵CO(3 $-$ 2)和HCO $^+$(4 $-$ 3)对猎户座星云团(ONC)中央$1\rlap{.}'5$ $\times$ $1\rlap{.}'5$区域的观测结果。前所未有的灵敏度水平($\sim$ 0.1毫焦耳束$^{-1}$)和角分辨率($\sim$ $0\rlap{.}''09 \approx 35$ AU),这些线观测使我们能够搜索对已知位置的亚毫米探测尘埃盘在该地区的气盘探测。我们在气体中检测到23个圆盘:17个在CO中(3个$-$ 2),17个在HCO中(4个$-$ 3),11个在两条线中。根据光源在ONC中的位置,我们可以在发射中看到线检测,在温暖背景下的吸收中看到线检测,或者在发射和吸收中看到线检测。我们用$0.5$ km s $^{-1}$通道对气体进行了光谱解析,发现大部分源的运动学与开普勒旋转一致。我们测量了气盘大小的分布,发现典型的半径为$\sim$ 50-200 AU。因此,与低密度恒星形成区的气体盘相比,ONC中的气体盘是紧凑的。气体的大小普遍大于尘埃的大小。然而,气体和尘埃的大小并不强烈相关。我们发现气体大小和距离大质量恒星$θ^1$ Ori C之间存在正相关关系,表明ONC中的圆盘受到光电离的影响。最后,我们利用观测到的气体线的运动学来模拟开普勒旋转,并推断中央前主序星的质量。我们的动力学推导出的恒星质量与光谱推…
2020-03-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary Disks in the Orion OMC1 Region Imaged with ALMA
我们目前的ALMA观测猎户座星云,覆盖OMC 1流出区域。本文主要研究原行星盘的致密辐射。我们镶嵌了一个包含$\sim 600$近红外识别的年轻恒星的区域,在其周围我们可以搜索亚毫米级的放射示踪尘埃盘。大约有100个来源是已知的HST识别的产品。我们检测到连续发射在1毫米波长的$\sim 20\%$的prophold样品,和$\sim 8\%$的较大样本的近红外物体。我们的地图中的噪声允许4 $σ$检测比$\sim 1.5$ mJy亮的物体,对应于大于1.5 M $_{\rm J}$的原行星盘质量(使用关于尘埃不透明度和气体-尘埃比的标准假设)。在同时期的CO(2-1)或C $^{18}$ O(2-1)观测中没有发现这些盘,这表明气尘比可能远小于规范值100。此外,由于尘埃颗粒可能已经被隔离在ONC磁盘中的大型机构,磁盘固体的推断质量可能被低估。我们的研究结果表明,在这一地区的磁盘质量的分布是兼容的大质量行星周围的M矮星,这是占主导地位的恒星成分在ONC的检测率。
2016-04-11 astro-ph.SR
Probing protoplanetary disk evolution in the Chamaeleon II region
上下文描述原行星盘的演化特征对于提高我们对行星形成的理解是必要的。尘埃和气体的约束,需要确定占主导地位的磁盘耗散机制。目标。我们的目标是比较盘尘埃质量的变色龙II(Cha II)恒星形成区域与其他地区的年龄在1和1000万年之间。方法.利用ALMA波段6的1.3mm观测资料,对车Ⅱ的29个原行星盘进行了观测.尘埃质量估计数来自连续数据。结果在我们最初的29个磁盘样本,我们检测到22个源的连续,10个在12 CO,3在13 CO,没有在C18 O(J=2-1)。此外,我们检测到两个同伴候选人在连续和12 CO排放。大多数盘状尘埃的质量低于10 Mearth,假设热辐射来自光学薄尘埃。我们比较一致的估计的分布的磁盘尘埃质量和磁盘-恒星质量比在Cha II与其他六个低质量和孤立的恒星形成区域的年龄范围为1- 1000万年:上天蝎座,CrA,IC 348,Cha I,狼疮,金牛座。当比较尘埃与恒星的质量比时,我们发现Cha II中的盘的质量与上斯科和金牛座中的盘的质量在统计上不同,并且我们确认样本中最古老的区域上斯科中的盘的质量在统计上小于所有其他区域。执行第二次统计测试的灰尘质量分布从类似的质量箱,我们发现这些地区和Cha II之间没有统计差异。结论.我们解释这些趋势,最简单地说,作为一个迹象,在磁盘尘埃质量下降的时间或尘埃演化。在恒星形成区,不同的全球初始条件也可能发挥作用,但它们对星…
2021-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Herschel/PACS view of the Cep OB2 region: Global protoplanetary disk evolution and clumpy star formation
我们利用Herschel PACS在70和160 $μ$ m的观测资料,探测了CepOB 2星团Tr 37和NGC 7160中年轻恒星周围的原行星盘,并追踪了小尺度云结构。我们发现95个原行星盘在70 $μ$ m,41个在160 $μ$ m,并获得上限超过130个对象。在70 $μ$ m处的探测分数取决于光谱类型(K4或更早的恒星为88%,M3或更晚的恒星为17%)和星盘类型($\sim$ 50%为完整和过渡前星盘,$\sim$ 35%为过渡星盘,没有探测到低过量/耗尽星盘)。非吸积盘与明显较低的质量相一致。吸积过渡和预过渡磁盘有更高的70 $μ$ m的过剩比完整的磁盘,更大规模的,喇叭形和/或更厚的磁盘暗示。赫歇尔的数据还揭示了Tr 37中的几个小型星团,这些小型紧凑的结构包含一些被星云包围的年轻恒星。远红外线数据是一个很好的探测盘的演变,太暗的亚毫米观测。我们发现远红外辐射和吸积之间,以及内部和外部磁盘结构之间有很强的联系。赫歇尔证实了吸积和非吸积过渡盘之间的二分法。即使一个原行星盘内有空洞,也需要发生大量的质量耗尽和全球性的演化来关闭吸积。它们可能遵循不同的进化路径:低的盘质量并不意味着开放的内孔,并且具有内孔并不需要低的盘质量。小星团揭示了Tr 37中的多幕恒星形成。小型星团的长期生存表明它们是由同一个核心的分裂形成的。它们的各种形态有利于不同的形成/触发机制在同一集群内发…
2014-10-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Outcome of the Protoplanetary Disk of Very Massive Stars
我们认为行星、褐矮星甚至低质量恒星都可以由M>~100太阳质量的超大质量恒星周围的原行星盘碎裂而形成。我们讨论了如何碎裂条件下形成非常大质量的行星系统周围非常大质量的恒星有利。这样的行星系统很可能由棕矮星和低质量恒星组成,质量约为0.1-0.3太阳质量,轨道间距约为几个x 100 - 10^4天文单位。特别是,从类太阳恒星的尺度表明,数百颗类水星行星可能围绕着大约1000 AU的超大质量恒星运行,那里的条件可能有利于液态水。这种碎裂物体可以成为詹姆斯·韦伯空间望远镜和其他在红外波段工作的大型望远镜的理想目标。我们预测,对超大质量恒星的深入观测将揭示这些碎片物体,在有一个以上物体的情况下,它们在同一轨道平面上运行。
2010-06-05 astro-ph.SR
A Submillimeter Array Survey of Protoplanetary Disks in the Orion Nebula Cluster
我们提出了我们的3年之久的亚毫米波阵列调查的原行星盘在猎户座星云团的全部结果。我们在880微米处拍摄了23个视场,在1330微米处拍摄了2个视场,覆盖面积约为6.5弧分^[2],包含67个圆盘。我们检测到42个磁盘之间的通量6-135毫焦耳和均方根噪声水平之间的0.6至5.3毫焦耳/梁。在42次探测中的40次中,测量了任何自由-自由组件以上的热尘埃排放,推断出的磁盘质量范围为0.003-0.07 Msolar。我们发现,位于θ ^1猎户座C 0.3 pc以内的盘具有截断的质量分布,而位于0.3 pc以外的盘的质量与低质量恒星形成区的质量更接近。猎户座星盘的质量分布与距离有关,最大星盘质量的关系式为max(M_(disk))= 0.046Msolar(d/0.3pc)^0.33。我们在磁盘197-427中发现了晶粒生长的证据,这是SMA在880微米和1330微米处检测到的唯一磁盘。尽管猎户座圆盘的外部被光蒸发快速侵蚀,但在这个大质量恒星形成区域,行星形成的潜力仍然很高,大约18%的被调查圆盘在60 AU内的质量大于或等于0.01 Msolar。
2010-10-10 astro-ph.SR
ALMA survey of Class II protoplanetary disks in Corona Australis: a young region with low disk masses
近年来,ALMA对一些年轻恒星形成区的星盘种群进行了观测。了解行星盘的性质及其与中心恒星的相关性对于理解行星形成至关重要。特别是,已经观察到随着该区域的年龄,平均测量的磁盘尘埃质量减少。我们进行了高灵敏度连续ALMA观测43 II类年轻恒星的天体在CrA在1.3毫米(230 GHz)。典型的空间分辨率为0.3”。连续通量被用来估计尘埃盘的质量,和生存分析进行估计的平均尘埃质量。我们还获得了我们样本中12个物体的新VLT/X-Shooter光谱。检测到24个磁盘,并对未检测到的平均灰尘质量进行了严格的限制。考虑到上限,CrA的平均星盘质量为$6\pm3\,\rm M_\oplus$,明显低于其他年轻(1-3百万年)恒星形成区(如狼疮)的星盘质量,似乎与5- 1千万年前的上天蝎座一致。然而,我们样本中恒星在HR图上的位置似乎证实了CrA的年龄与狼疮相似。无论是外部光蒸发还是低于通常的恒星质量分布都不能解释低的盘质量。另一方面,如果磁盘很小,则可以解释低质量磁盘人口,如果母云具有低温度或固有角动量,或者如果云的角动量被某些物理机制(如磁制动)消除,则可能发生这种情况。为了充分解释和理解原行星盘的尘埃质量分布及其演化,可能还需要考虑恒星和盘形成过程的初始条件,这些条件可能因地区而异,并影响行星形成。
2019-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Demographics of young stars and their protoplanetary disks: lessons learned on disk evolution and its connection to planet formation
自原恒星和行星VI(PPVI)以来,我们对原行星和碎片盘以及年轻恒星的整体性质的了解已经大大提高。在PPVI时期,毫米波观测和光学到近红外光谱测量主要局限于金牛座恒星形成区域,特别是其最大质量的盘和恒星星族。现在,对多个恒星形成区的近乎完整的调查涵盖了年轻恒星的光谱学和它们的原行星盘的毫米干涉测量。这提供了一个前所未有的恒星质量和质量吸积率的统计样本,以及磁盘质量和半径,为近1000个年轻的恒星物体在300 pc从我们,同时也采样不同的演化阶段,年龄和环境。与此同时,对碎片盘的调查揭示了这类更进化物体的整体特性。本章回顾了这些测量的全球恒星和磁盘的属性的统计数据,并讨论了它们对描述全球磁盘演化的理论模型的限制。我们的观测结果与理论模型预测的比较超出了传统的粘性演化框架,包括磁风效应的分析描述。最后,我们讨论了最近的观测结果如何为行星人口合成和行星形成模型提供一个框架。
2023-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The influence of infall on the properties of protoplanetary discs
我们进行人口合成的原行星盘,包括总的$50\,000$模拟使用1D垂直集成的粘性演化代码,研究最终恒星质量的大参数空间。初始条件和下落的位置选择的基础上,从辐射流体动力学人口合成的拱盘的结果。我们还考虑了一个不同的下落处方的基础上的磁流体动力学(MHD)崩溃模拟,以评估磁场对光盘形成的影响。的持续时间的下降阶段的选择,以产生与观测确定的恒星初始质量函数的恒星质量分布。我们发现,原行星盘在其生命的早期是非常巨大的。当对整个恒星星族取平均时,对于基于流体动力学或MHD初始条件的系统,圆盘的质量分别为$\sim 0.3$和$0.1\,\mathrm{M_\odot}$。在最终恒星质量$\sim 1\,\mathrm{M_\odot}$的系统中,我们发现在下落阶段结束时,“氢”情况下的圆盘质量为$\sim 0.7\,\mathrm{M_\odot}$,“磁流体”情况下的圆盘质量为$\sim 0.2\,\mathrm{M_\odot}$。此外,尽管我们选择了背景粘度$α$参数的高值$10^{-2}$,但推断的总盘寿命是长的,平均为$\approx 5-7\,\mathrm{Myr}$。此外,碎裂在使用流体动力学云坍缩模拟的系统中很常见,在质量更大的系统中形成更多质量更大的碎片。相反,如果磁盘的形成受到磁场的限制,则碎片完全被抑制。
2020-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
GeMS in the Outer Galaxy: Near-Infrared Imaging of Three Young Clusters at Large Galactic Radii
使用双子座南自适应光学成像仪(GSAOI)记录的图像,并通过双子座多共轭自适应光学系统(GeMS)进行大气视宁度校正,以研究年轻的外星系盘星团Haffner 17,NGC 2401和NGC 3105的恒星内容。在(K,J-K)色星等图上,根据主序(MS)的暗端和主序前(PMS)的脊线估计的年龄与基于MS关闭的公布值一致,GSAOI数据支持文献中NGC 2401年龄范围的年轻端。NGC 2401的质量函数(MF)类似于太阳附近的质量函数,并且在这个星团中跨越广泛质量的恒星在天空中具有类似的集群特性。结果表明,NGC 2401不是动态演化的。相比之下,Haffner 17的MF在这些数据所涵盖的所有质量上都与太阳邻域的MF有显着差异,而NGC 3105的MF与太阳邻域相比,在太阳质量以下的物体中有所不足。Haffner 17和NGC 3105中的低质量天体在天空中的分布也比更明亮,质量更大的MS恒星更均匀。这与两个星系团都经历了重大的动力学演化是一致的。
2014-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Runaway origins of a disc mass gradient in $σ$ Orionis
本文发现σ Orionis中的大质量恒星系统σ Ori AB是逃逸星,其运动造成原行星盘质量梯度,并利用演化模型解释了观测到的上下游盘质量差异。
2025-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
The NGC 300 Transient: An Alternative Method For Measuring Progenitor Masses
我们提出了一种测量恒星经历后期恒星演化的瞬态事件的前兆质量的替代技术。我们使用成熟的恒星星族建模技术对NGC 300(NGC 300 OT 2008 -1)中最近瞬变事件发生地周围的恒星进行年龄测定。由于几乎所有的恒星都形成于星团中,这些星团在物理上保持联系的时间比最大质量恒星的寿命还要长,因此周围的恒星必须与瞬变共享一个共同的关闭质量。我们发现NGC 300 OT 2008 -1的前身被800万至1300万年前在一次爆发中形成的恒星所包围,置信度为70%。因此,瞬变可能是由于一个祖先的质量下降之间的主要序列关闭质量(12 Msun)和最大恒星质量(25 Msun)的等时线界定这个年龄范围。我们的特点,这种技术在确定历史和未来的瞬变和超新星(SNe)的前体质量的一般适用性,注意到它既不需要前体成像,也不需要亚弧秒精度的瞬态的位置。它也是基于主序的物理学原理,因此可能是一个比将演化轨迹拟合到前兆震级更可靠的前兆质量来源。我们推测,如果前身质量接近17 Msun,那么在NGC 300 OT 2008 -1这样的光学瞬变和缺失的II-P型SNe之间可能存在联系,即所谓的“红超巨星问题”。"
2009-08-10 astro-ph.SR
Blue Straggler masses from pulsation properties. I. The case of NGC6541
我们使用高空间分辨率的图像获得的WFC 3船上HST探测人口的可变蓝色离散星在中央区域的研究不足的银河系球状星团NGC 6541。对采集的多波长(F390 W、F555 W和F814 W)数据进行时间采样,使我们能够发现3颗乌玛星和9颗SX凤凰星。本文用线性非绝热模型导出的脉动方程,导出了9颗SX型凤凰星的周期、平均星等和脉动模态,并估算了它们的质量。我们发现质量在1.0-1.1Mo范围内,平均值为1.06+-0.09Mo(sigma = 0.04),显著超过星团主序列关闭质量(~ 0.75Mo)。质量和光度之间的温和趋势似乎也存在。计算的脉动质量与单星演化轨迹的预测非常一致,表明大多数BSS种群的值在~ 1.0-1.2 Mo范围内,与以前的一些研究中讨论的一致。
2013-12-02 astro-ph.SR
An ALMA Survey of Protoplanetary Disks in Lynds 1641
本文介绍了猎户座分子云A中恒星形成区Lynds 1641内101个原行星盘的ALMA观测结果。我们的观测包括1.33 mm的连续发射和光谱窗口,覆盖了$^{12}$ CO,$^{13}$ CO和C $^{18}$ O的J=2-1跃迁。我们在尘埃连续体中探测到89个原行星盘,在4个$σ$水平($\sim$ 88%的探测率),31个在$^{12}$ CO,13个在$^{13}$ CO,4个在C $^{18}$ O。我们的样品包含23个过渡盘,其中20个是在连续检测。我们的目标是红外线明亮的II类物体,这使我们的样本偏向于大规模的磁盘。我们确定尘埃质量或上限的所有来源在我们的样本,并比较我们的样本在这一地区的原恒星。我们发现尘埃质量随着演化状态而减少。我们还比较了这个样本的其他地区调查(亚)毫米,发现林德1641有一个相对庞大的尘埃盘人口相比,类似的地区和老年人的年龄,与11.1 $^{+32.9}_{-4.6}$ $M_\oplus$和27%的尘埃质量等于或大于最小的太阳星云尘埃质量值的$\sim$ 30 $M_\oplus$。我们分析了这个样本中的盘质量-吸积率关系,发现粘性盘的寿命与该区域的年龄相似,但有很大的扩展。其中一个天体,[MGM 2012] 512,在尘埃连续体和三条气体线中都显示了大尺度($>$ 5000 AU)结构。我们讨论了这种排放的潜在来源,包括一个吸积流光与大尘…
2021-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Drift Timescales in Protoplanetary Disks at the Cusp of Gravitational Instability
本研究通过对比ALMA毫米波段观测的原行星盘半径,发现处于引力不稳定性临界点的盘尘埃漂移时标与恒星寿命相当,同时解决了尘埃寿命和系外行星质量预算两大难题。
2024-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for a correlation between mass accretion rates onto young stars and the mass of their protoplanetary disks
在中心年轻恒星的质量吸积率和周围原行星盘的质量之间的关系一直被理论预测和观测寻求。对于第一次,我们已经准确地和均匀地确定了光球参数,质量吸积率,和磁盘质量的一个基本上完整的样本的年轻恒星与磁盘的狼疮云。我们的工作结合了VLT/X-Shooter和ALMA进行的调查结果。有了这个数据集,我们能够测试粘性吸积理论的基本预测,存在的质量吸积率到中央恒星和总磁盘质量之间的线性关系。我们发现的质量吸积率和磁盘尘埃质量之间的相关性,与预期的粘性时标时,假设一个星际介质(ISM)的气体-尘埃比的比率大致一致。这证实了质量吸积速率与外盘的性质有关。我们发现没有相关的质量吸积率和磁盘质量测量的CO同位素发射线,可能是由于少量的测量磁盘气体质量。这表明,毫米大小的尘埃质量更好地跟踪总磁盘质量和质量来自CO可能被低估,至少在某些情况下。
2016-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary disk masses from CO isotopologues line emission
其中一种导出盘质量的方法依赖于直接观测气体,其整体质量位于外冷($T\lesssim30$ K)区域。这个区域可以很好地跟踪不丰富的CO同位素的旋转线,探测气体下降到中平面。然后获得总CO气体质量,其中同位素体比率取为在局部ISM中发现的元素同位素值处恒定。然而,这种方法是不精确的,因为忽略了同位素选择性过程。这项工作的目的是一个同位素选择性处理的CO同位素,以获得更准确的测定磁盘质量。同位素选择性光解离是控制CO发射层中CO同位素体丰度的主要过程,首次在全圆盘模型中得到适当处理(DALI,Bruderer et al. 2012; Bruderer 2013)。化学,热平衡,线和连续辐射转移都被认为是与一个化学网络,治疗$^{13}$ CO,C $^{18}$ O,C $^{17}$ O,同位素的所有包括原子和分子,作为独立的物种。同位素选择性过程导致在磁盘中的同位素丰度比是相当不同的元素比的区域。这项工作的结果表明,考虑CO同位素比常数可能会导致低估磁盘质量的近两个数量级,如果晶粒已经长大到更大的尺寸。这可能解释了不同示踪剂在质量测定中观察到的差异。研究了各种同位素发射对恒星和盘参数的依赖性。包括CO同位素选择过程对于准确确定盘的气体质量(通过ALMA观测)至关重要,从而提供最终可能形成行星或改变形成行星系统动力学的气体量。
2014-10-08 astro-ph.SR
The HST Large Programme on NGC6752. II. Multiple populations at the bottom of the main sequence probed in NIR
从历史上看,球状星团(GC)中的多个种群主要被研究,从紫外线和光学过滤器到质量超过0.6太阳质量的恒星。在这里,我们利用深近红外(NIR)测光从哈勃太空望远镜,调查在GC NGC 6752的M-矮星之间的多个群体。我们发现,先前在色星等图最亮部分观察到的三个主要星群(A、B和C)定义了三个不同的序列,从主序列(MS)膝关节向MS底部(约0.15太阳质量)延伸。这些结果,加上在NGC 2808、M4和半人马座ω星上的类似发现,证明了多个M矮星序列是GC色星等图的共同特征。NGC 6752中的三个低质量恒星序列与具有不同氧丰度的恒星星族相一致。重现NGC 6752的近红外CMD所需的[O/Fe]范围与从红巨星分支(RGB)恒星的高分辨率光谱推断的氧扩散相似。这三个M矮星族群中恒星的相对数量与质量超过0.6太阳质量的RGB和MS恒星的相对数量相似。因此,证据表明,多个人口的属性不依赖于恒星质量是一个约束的形成方案。
2019-01-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) VI: Dust trapping in thin-ringed protoplanetary disks
ALMA观测到的大部分原行星盘在连续体中显示出多个定义明确且近乎完美的圆环,在许多情况下具有显著的峰谷对比度。DSHARP活动表明,这些环中有几个在径向范围内非常狭窄。在本文中,我们测试的假设,这些尘埃环是由尘埃捕获在径向压力颠簸,如果得到证实,把约束的物理尘埃捕获机制。我们在1D模型分析这个过程,假设轴对称。通过与观测数据的比较,我们发现所有的星环都与尘埃捕获相一致。基于一个合理的尘埃温度模型,我们发现几个环比压力标度的高度更窄,为尘埃捕获提供了强有力的证据。环具有在0.2和0.5之间的范围内的峰值吸收光学深度。储存在每个环中的尘埃质量大约是地球质量的几十倍,尽管由于尘埃不透明度的不确定性,仍然存在许多模糊性。尘埃环的密度足以潜在地触发流动的不稳定性,但我们的分析无法证明这种机制实际上在起作用。然而,我们的结果表明,本文所< 5e-4 and very large grains a_grain >研究的所有环的数据都可以排除非常低的α_turb < > 0.1 cm的组合。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Survey of Protoplanetary Disks Using the Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph
本文利用Keck/NIRC2涡旋日冕仪对43个具有毫米波子结构的原行星盘进行$L'$波段深度成像,未发现新行星,但据此对气态巨行星质量设定了严格上限,并与ALMA推导的行星质量进行了对比。
2024-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Census of Young Stars and Brown Dwarfs in IC 348 and NGC 1333
我们获得了恒星形成星团IC 348和NGC 1333候选成员的光学和近红外光谱。我们将100和42个候选者分别归类为集群的新成员,这使得已知成员的总数达到478和203。我们还对NGC 1333的绝大多数已知成员进行了光谱分析,以提供光谱分类,这些光谱分类是用先前研究中应用于IC 348的相同方案测量的。在IC 348中,当Aj<1.5时,新的成员普查几乎完成了Ks<16.8,而在NGC 1333中,当Aj<3时,Ks<16.2,根据理论进化模型,这相当于300万年前的质量<=0.01 Msun。最微弱的已知成员延伸到这些完整性极限以下,似乎质量约为0.005 Msun。在星系团成员的有限丰度样本中,NGC 1333比IC 348有更高丰度的低质量天体。这将是令人惊讶的,如果这些星系团的初始质量函数显着不同,因为它们具有相似的恒星密度和形成环境。相反,对于恒星形成星团中质量较小的成员,平均反射率可能较低,在这种情况下,反射率有限的样本可能会偏向于像NGC 1333这样嵌入较重的星团中的低质量物体。在H-R图中,IC 348和NGC 1333的中位序列在300和235 pc的距离上相互吻合,这表明它们具有相似的年龄。然而,NGC 1333被广泛认为比IC 348年轻,因为它的盘和原恒星的丰度更高,而且更暗。采用的距离中的误差可能是造成这种差异的原因。
2016-05-28 astro-ph.GA astro-ph.SR
Extinction values towards embedded planets in protoplanetary disks estimated from hydrodynamic simulations
本研究结合流体动力学模拟与尘埃、气体观测约束,估算原行星盘内嵌行星在多类滤光片下的消光图,并给出三种巨行星质量下随轨道间距和盘质量变化的标度关系。
2024-04-08 astro-ph.EP astro-ph.SR