Formation of polar circumstellar discs in binary star systems
我们调查的材料流从高度错位和极性的circumbinary光盘，饲料周围的每个二进制组件的拱星盘的形成。用三维流体动力学模拟，我们考虑等质量的低偏心率的双星。我们还模拟了倾斜的测试粒子和高度错位的拱星盘周围的一个二元组件进行比较。在Kozai-Lidov（KL）周期中，星周盘结构通过盘偏心率与盘倾斜的交换而改变。高度倾斜的拱星盘和测试粒子周围的个别二元组件可以经历非常强烈的KL振荡。从环双星盘的高度错位的材料的连续吸积允许KL振荡的拱星盘是长寿的。在这个过程中，环双星物质以高倾角连续地输送到倾角较低的环星盘。我们发现，模拟分辨率是很重要的建模寿命的KL振荡。一个最初的极环双星盘形成近极的，经历KL循环的星周盘。在每一个双星轨道周期内，吸积在极地星周盘上的气体流的倾斜度都不同，这决定了有多少物质被吸积在盘上。极区星周盘中的长寿命KL旋回可能导致双星系统中极区S-型行星的形成。
2023-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet--planet scattering in circumstellar gas disks
对嵌入气体盘中的两颗巨行星的流体动力学模拟表明，在平滑收敛迁移的情况下，它们最终会陷入平均运动共振。这些发现使人们相信，只有在偏心阻尼结束时气体消散之后，才会发生导致行星之间近距离相遇的动力学不稳定性。我们表明，一个系统的三个巨大的行星可能会发生行星行星散射时的气体盘，密度值相当于最小质量的太阳星云，仍然是相互作用的行星。流体动力学代码FARGO--2D--1D用于模拟盘和行星的演化，修改后可以正确处理大质量天体之间的近距离接触。我们的模拟预测了散射阶段的各种不同结果，包括轨道交换、行星合并和双曲线轨道中行星的散射。这意味着在盘力矩的作用下，多行星系统的最终命运不一定是一个压缩共振构型。
2010-05-05 astro-ph.EP
Dynamics of Circumstellar Disks III: The case of GG Tau A
我们使用光滑粒子流体动力学（SPH）程序VINE模拟了一个类似于GG Tau A系统的自引力双星系统。我们模拟配置半长轴为$a=62$ ~AU（“宽”）或$a=32$ ~AU（“近”），偏心率为$e=0$或$e=0.3$的系统。强大的螺旋结构是由向内延伸的大材料流产生的。一小部分吸积到星周盘上，大部分回到环面。结构也向外传播，产生净向外质量流，并最终在大距离处失去相干性。环面在形状上变得明显偏心。在恒星上的吸积发生在几个$\times10^{-8}$ \msun /年的速度意味着磁盘寿命短于$\sim10^4$ ~年，没有补充。只有宽的构型才能通过强吸积作用保持盘。在偏心构形中，吸积是幕式的，优先发生在双星近点附近的次级星上。我们的结论是，\ggtaua \ torus是强烈的自引力，其热能的主要贡献是冲击耗散。我们解释其观察到的螺旋结构的表现形式和周围的低密度物质作为一个排泄盘向外的质量通量。我们解释GG头A作为一个共面系统的偏心环面，并占其假设的相互倾斜，由于退化之间的解释倾斜度和偏心率。虽然这些盘持续了足够长的时间以允许行星形成，但由于高温，环境仍然不利。我们的结论是，GG Tau A系统是在一个偏心的，$a\sim62$ ~AU轨道。
2016-05-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
A new formation scenario of a counter-rotating circumstellar disk: spiral-arm accretion from a circumbinary disk in a triple protostar system
本文用无磁场的湍流分子云核模拟了三重原恒星系统中星周盘的旋转方向演化。我们在这样的三重系统中发现了一个新的反旋环星盘的形成途径。第三系原恒星是通过环双星盘的碎裂形成的，三个环星盘的初始旋转方向几乎与双星系统的轨道运动方向平行。它们之间的引力-流体动力学相互作用对随后的$\sim10^4\thinspace\rm{yr}$产生了很大的扰动，并且由于环双星盘的旋臂吸积作用，第三盘和恒星的旋转方向发生了逆转。第三次星周盘的反向旋转一直持续到模拟结束（形成后的$\sim6.4\times10^4\thinspace\rm{yr}$），这意味着反向旋转的盘是长期存在的。这一新的形成途径可能解释了ALMA最近发现的反向旋转盘。
2021-08-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Using Data Imputation for Signal Separation in High Contrast Imaging
为了在高对比度成像中表征星周系统，基本步骤是为非星周信号（即，星光和斑点），并将其与观察分开。利用现有的PSF构造方法，拱星信号（例如，行星、拱星盘）通过过拟合和/或自减而必然改变，使得前向建模对于恢复这些信号是必要的。我们提出了一个前向建模的解决方案，这些问题的数据填补使用顺序非负矩阵分解（DI-sNMF）。DI-sNMF首先将这个信号分离问题转换为统计学中的“缺失数据”问题，通过将承载拱星信号的区域标记为缺失数据，然后将PSF信号归因于这些区域。我们在数学上证明了它有可以忽略不计的改变拱星信号时，填补区域是相对较小的，从而使这些拱星物体的精确测量。我们将其应用于模拟点源和拱星盘观测，以证明其适当的恢复。我们将其应用到双子座行星成像仪（GPI）的K1波段观测的碎片盘周围的HR 4796 A，发现一个试探性的趋势，尘埃是更多的前向散射波长的增加。我们期望DI-sNMF适用于需要分离信号的其他一般场景。
2020-03-31 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Formation of free-floating planetary mass objects via circumstellar disk encounters
通过流体动力学模拟揭示，自由漂浮的行星质量天体可由相遇星周盘间的潮汐桥碎裂形成，尤其在致密星团中，且可自然形成多重系统，构成不同于恒星和行星的独特族群。
2025-03-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Kozai-Lidov Mechanism in Hydrodynamical Disks
我们使用三维流体动力学模拟表明，一个高度错位的吸积盘周围的一个组成部分的一个双系统可以表现出全球Kozai-Lidov周期，其中的磁盘的倾角和偏心率是周期性地互换。这对所有尺度上的吸积系统都有重要的影响，例如，行星和卫星在星周盘和环行星盘中的形成，X射线双星系统的爆发和超大质量黑洞的吸积。
2014-09-03 astro-ph.EP astro-ph.HE
Impact of embedded circumplanetary winds on the circumstellar disk: I. Reshaping the local accretion environment
Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学工程与科学学院）；Data Observatory Foundation（数据天文台基金会）；Departamento de Astronomía, Universidad de Chile（智利大学天文学系）
研究环行星风对环星盘环境及行星成长的影响，发现风改变吸积流方向，降低吸积率，可能限制行星增长。
2026-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
An alternative model for the origin of gaps in circumstellar disks
最近的观测和数值研究表明，塌陷的原恒星核心可能会从当地的环境中得到补充，我们探讨了淹没在外部反旋转环境中的原恒星核心的演变。这些模型预测了反向旋转盘的形成，其中气体表面密度中的深间隙将内部盘（与恒星共转）和外部反向旋转盘分开。这些差距的性质进行比较，以行星轴承的差距，形成在磁盘托管巨行星。我们采用数值流体动力学模拟的崩溃的核心，从当地的反旋转环境中补充，以及数值流体动力学模拟的孤立磁盘托管巨行星，推导出在这两种情况下形成的差距的属性。我们的数值模拟表明，反向旋转盘可以形成广泛的质量和角动量在当地环境中。分隔两个盘的间隙的损耗因子小于1%，距离恒星的距离可以从10到100 AU，并且可以以1 AU/Myr到>100 AU/Myr的速度向内传播。与我们之前的结论不同，间隙可能是一种长期存在的现象，在某些情况下可以与磁盘本身的寿命相媲美。通过选择合适的行星质量、粘性α参数和盘质量，行星轴承间隙和反向旋转盘间隙在气体密度分布和耗尽因子方面可能表现出显著的相似性，这可能使它们的观测差异变得复杂。
2016-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-temperature radiation hydrodynamics with PLUTO: Tests and applications to protoplanetary disks
针对T Tauri星周盘加热模型局限性，在PLUTO代码中开发了自洽模拟气体、尘埃与辐射能量交换的“三温度”数值方案，经多维测试验证有效，适用于流体动力学不稳定性与盘-行星相互作用等盘物理问题。
2023-08-07 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Dynamics of cold circumstellar gas in debris disks
本文综述了碎屑盘中冷周星气体的五种角动量传输机制，发现主导机制及其效率因系统而异且高度依赖气体密度，为后续研究代表性邻近碎屑盘提供了理论基础。
2024-02-15 astro-ph.EP
Formation, orbital and thermal evolution, and survival of planetary-mass clumps in the early phase of circumstellar disk evolution
我们报告的结果，我们的三维辐射流体动力学模拟坍缩未磁化的分子云核。我们研究了星周盘的形成和演化以及由盘碎裂形成的团块。我们的模拟结果表明，盘碎裂发生在拱星盘演化的早期阶段，许多团块的形式。团簇可分别在中心温度$T_c \lesssim100$ K和$T_c \gtrsim 100$ K下用折射率为$n \sim 3$和$n \gtrsim 4$的多变球表示。我们证明，数值和理论上，最大质量的团块，超过它不可避免地崩溃，是$\sim 0.03 M_{\odot}$。团簇的熵在其演化过程中增加，这意味着演化主要是由来自盘的质量吸积而不是辐射冷却决定的。虽然大部分团块迅速向内迁移，最终落在原恒星上，但仍有少数团块留在盘中。在形成后的1000 - 2000年内，残存团块的中心密度和温度迅速增加，团块经历了第二次坍塌。在我们的模拟中，形成了三个第二质量核$0.2\msun$、$0.15\msun$和$0.06\msun$。它们是原恒星或褐矮星而不是原行星。为了使团块作为行星质量的物体存活下来，应该通过一些机制来防止快速的质量吸积。
2013-09-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation and Early Evolution of Circumstellar Disks in Turbulent Molecular Cloud Cores
我们调查的形成和演变的拱盘湍流云核心，直到几个104年后的原恒星形成平滑粒子流体动力学（SPH）计算。湍流云核中星周盘的形成和演化过程与刚性旋转云核中星周盘的形成和演化过程有很大不同。在湍流云核中，在原恒星形成之前出现一个暗条结构，原恒星形成于暗条中。如果湍流一开始足够强烈，剩下的暗条会围绕原恒星扭曲，直接变成一个旋转支撑的圆盘。在形成时，盘的方向通常与其宿主云核的角动量不一致，并且在主吸积阶段动态变化，即使湍流很弱。这是因为整个云核的角动量主要由波长与云尺度相当的大尺度速度场决定，而盘的角动量则由原恒星形成的局部速度场决定，这两个速度场之间没有相关性。在双星或多星的盘演化的情况下，至少在主吸积阶段，盘彼此不对齐，因为在每个原恒星形成的位置周围的速度场之间没有相关性。此外，每个圆盘也与双星轨道平面不对齐。这种错位可以解释最近观察到的错位盘和错位原恒星流出。
2012-10-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Generation of a Circumstellar Gas Disk by Hot Jupiter WASP-12b
对凌日系外行星的观测为探测系内环境提供了丰富的数据来源。在WASP-12系统中，除了极热的木星WASP-12 b的大气逃逸外，还观察到通常明亮的MgII h&k线中的宽低压。有人假设，一个半透明的星周云是由行星的外流形成的，导致了观察到的签名。我们对WASP-12的整个系统环境进行了3D流体动力学模拟，从各自的表面注入行星风和恒星风。我们发现，一个环面的密度足够高，以占缺乏镁II H&K线核心发射WASP-12可以在大约13年形成。我们还在行星轨道的不同点对莱曼α光谱进行了合成观测，这表明轨道上的所有点都发生了显著的吸收，而不仅仅是在过境期间，正如观测所表明的那样。
2018-05-02 astro-ph.EP
Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): Characterization of the young star T CrA and its circumstellar environment
年轻恒星的诞生环境对恒星本身及其周围环境有很强的影响。我们提出了一个详细的分析，年轻的赫比格Ae/Be星TCrA周围的富裕拱星环境。我们的目的是了解恒星系统的性质和扩展的拱星结构，如散射光图像。我们结合档案数据和新的自适应光学高对比度和高分辨率图像进行分析。散射光的图像揭示了一个复杂的环境的存在，包括一个明亮的前向散射边缘的磁盘的表面，这是看到在非常高的倾角，一个黑暗的车道的磁盘中平面，双极流出，和流光功能可能跟踪下落的材料从周围的出生云到磁盘上。光变曲线的分析表明这颗恒星是一颗周期为29.6年的双星。散射光图像与ALMA连续谱和12 CO线发射的比较表明，圆盘处于开普勒旋转中，流出物质的北侧后退，而南侧接近观测者。在散射光中看到的流出方向与更远的与恒星相关的分子氢发射线物体（MHO）的方向一致。使用辐射转移计划的SED建模与建议的配置，以及使用平滑粒子流体动力学代码进行的流体动力学模拟一致。我们在TCrA周围发现了吸积物质流的证据。这些流光将TCrA形成的细丝与盘的外部连接起来，这表明内外盘之间的强烈不对准是由于在恒星形成的后期阶段在盘上吸积的材料的角动量方向的变化。
2023-01-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of massive planets in binary star systems
到今天为止，已经在双星系统中发现了40多个行星系。在所有的情况下，配置似乎是拱星，其中行星轨道围绕其中一颗恒星，作为一个摄动的第二。由于伴星的引力作用于原行星盘的动力学，在双星系统中形成行星比在单星周围形成行星要困难得多。在这篇文章中，我们首先简要介绍了双星系统中行星的相关观测证据。然后，通过完全流体动力学模拟，分析次级伴星对拱星盘的动力学影响。我们证明，磁盘变得偏心，并显示出一致的进动周围的主要恒星。最后，充分流体动力学模拟嵌入在磁盘中的双星系统的原行星。我们研究如何轨道演化的原行星胚胎和他们的质量增长，从核心到大规模的行星可能会受到影响，在这个非常动态的环境。我们特别考虑的是围绕造父变星系统中主星运行的行星。
2009-10-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The formation of circumbinary planets through disc fragmentation
Jeremiah Horrocks Institute for Mathematics, Physics and Astronomy, University of Lancashire（兰开夏大学杰里米·霍罗克斯数学、物理与天文学研究所）
本文研究双星盘碎裂是否能形成环绕双星的气态巨行星，发现双星盘在更宽分离处更早高效碎裂，形成更多原行星，且更利于形成气态巨行星。
2026-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
SPH simulations of structures in protoplanetary disks
用改进的GADGET-2程序计算了受低质量伴星扰动的原行星盘的流体动力学模型。圆形和偏心轨道的情况下，可以是共面的或略有倾斜的磁盘中平面被认为是。在模拟过程中计算了中心恒星和观测者之间视线上的测试粒子柱密度。然后，在假设尘埃和气体以1：100的质量比充分混合的情况下，计算了星周尘埃的柱密度。为了研究星盘相对于观测者的方位对星周消光的影响，计算了视线与星盘中平面的四个倾角和沿方位角的八个方向。分别计算了环星盘和环双星盘中的柱密度。计算结果表明，在环星盘和环双星盘中都可以出现柱密度的周期性变化。变化的幅度和形状强烈依赖于模拟系统的参数（轨道的偏心率和倾角，伴星和恒星的质量比）及其在空间中的方位。我们的模拟结果可以用来解释年轻的UX Ori型恒星亮度的周期变化。
2018-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spin Evolution of Stellar-mass Black Holes Embedded in AGN disks: Orbital Eccentricity Produces Retrograde Circumstellar Flows
活动星系核吸积盘中恒星质量黑洞（sBH）的自旋演化是活动星系核通道中双星黑洞（BBH）合并事件产生引力波的重要过程。由于嵌入的sBH被环绕恒星的盘（CSD）包围，CSD气体流的旋转决定了它吸积的角动量的方向。在这封信中，我们使用全球2D流体动力学模拟表明，而磁盘嵌入sBH的圆形轨道上的背景吸积盘的初始逆行开普勒剪切转换成一个cardedecSD流，在经典的图片同伴磁盘相互作用理论，适度的轨道偏心率可能会破坏稳态潮汐扰动，并保持逆行CSD流周围的sBH。CSD取向的这种切换发生在与局部声速几乎成比例的过渡偏心率处。这种分叉的CSD流和其后的自旋方向的SBH导致形成的人口几乎反对齐的SBH，并应纳入未来的人口模型的SBH和BBH的演变。
2022-03-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
First 3-D grid-based gas-dust simulations of circumstellar disks with an embedded planet
在星周盘的高分辨率（亚）毫米连续观测中，子结构是普遍存在的。它们可能是由嵌入盘中的行星形成引起的。为了研究观测到的子结构和年轻行星之间的关系，我们进行了新的三维双流体（气体+1毫米尘埃）流体动力学模拟的拱星盘嵌入行星（海王星，土星，木星，5个木星质量）在不同的轨道距离的恒星（5.2AU，30AU，50AU）。我们把这些模拟合成（亚）毫米ALMA图像。我们发现，除了海王星质量的行星外，所有行星都在气体和尘埃组成的圆盘中打开环形间隙。我们发现尘埃密度分布的时间演化与气体密度分布的时间演化有明显的不同。例如，行星会引起星周盘中尘埃的显著垂直搅动，这与垂直沉降相反。这就形成了一个比没有行星的尘埃盘更厚的尘埃盘。我们发现，这种影响很大程度上影响了来自合成ALMA图像的尘埃质量。将3D模拟中的尘埃盘质量与2D ALMA合成图像中的尘埃盘质量进行比较，我们发现前者是几个（高达10个）大的因素，这表明真实的尘埃盘可能比以前基于ALMA连续图像使用光学薄假设和方程所认为的要大得多。最后，我们分析了合成的ALMA图像，并提供了一个经验关系的行星质量和ALMA图像中的间隙的宽度，包括光束大小的影响。
2021-07-16 astro-ph.EP
Meridional Circulation of Dust and Gas in the Circumstellar Disk: Delivery of Solids onto the Circumplanetary Region
我们进行了形成行星的3D尘埃+气体辐射流体动力学模拟。我们研究了海王星，土星，木星和5个冥王星质量的行星在5.2，30，50 AU距离他们的恒星的参数网格。我们发现，纬向环流\citep{Szulagyi14,FC16}驱动一个强大的垂直流动的灰尘，以及，因此，灰尘是不解决在中面，即使是毫米大小的颗粒。环周环流将把尘埃和气体垂直地输送到环行区域，有效地桥接了间隙。尘埃的希尔球吸积率为$\sim10^{-8}$到$10^{-10}$ $\rm{M_{Jup}/yr}$，随行星质量增加而增加。对于气体成分，增益为$10^{-6}$至$10^{-8}$ $\rm{M_{Jup}/yr}$。随着行星质量的减小，尘埃和气体吸积速率之间的差异越来越小。在行星附近，毫米颗粒比气体更容易被捕获，这意味着环行星盘可能比环星盘更富含固体。我们计算了星周盘中各处的局部尘气比（DTG），并确定了DTG为1，0.1，0.01，0.001的中平面以上的高度。行星质量越大，毫米级的尘埃就被输送得越高，行星所携带的尘埃盘的比例也就越大。对于海王星质量或以下的行星来说，毫米尘埃的搅动可以忽略不计，但在土星质量以上的行星上是很重要的。
2021-10-22 astro-ph.EP
Circumplanetary disc properties obtained from radiation hydrodynamical simulations of gas accretion by protoplanets
我们研究了由原行星吸积气体的三维自引力辐射流体动力学模型中形成的环行星盘的性质。我们确定磁盘的大小，scaleheights，密度和温度分布不同的原行星质量，在太阳星云的不同颗粒不透明度。我们发现Quillen & Trilling（1998）对真空间隙（R_Hill/3）中的环行星盘半径的分析预测对高质量原行星形成的盘给出了很好的估计。行星圆盘的径向密度分布可以用r^-2和r^-3/2之间的幂律来描述。我们没有发现证据的环状密度增强，已发现在以前的一些模型的环行星盘。无论原行星质量或星云颗粒的不透明度如何，温度分布都遵循~r^-7/10的幂律。这些星盘总是有很大的尺度高度（H/r > 0.2），使得它们与环绕它们的星周星盘相比很厚，而且它们没有耀斑。
2009-05-07 astro-ph.EP
Dust distribution in circumstellar disks harboring multi-planet systems. I. Sub-thermal mass planets
研究多行星系统对尘埃分布的影响，揭示低质量行星在不同耦合条件下形成尘埃间隙的机制。
2025-11-08 astro-ph.EP
Circumstellar disks can erase the effects of stellar fly-bys on planetary systems
大多数恒星形成于嵌入的星团中。恒星飞掠可能通过激发偏心率和引起动力学不稳定性而影响系统的轨道结构。顺便说一句，由于星团失去其气体成分并开始分散的时间尺度与拱星盘的寿命相当，我们预计当行星仍然嵌入其诞生盘时，会发生更近、更扰动的恒星飞掠。我们调查的影响，磁盘上的动力学行星后，恒星遭遇，以测试它是否可以阻尼偏心率和返回的行星系到一个非激发态。我们使用流体动力学代码FARGO研究的磁盘+行星（S）系统的背景下，恒星遭遇的演变磁盘模型的表观密度是10倍低于最小质量的太阳星云。数值模拟表明，行星偏心率，激发在一个接近恒星飞越，阻尼在一个短的时间尺度（~ 10千年），尽管磁盘低初始密度和随后的潮汐截断。这种阻尼对于3颗巨行星的系统也是有效的，并且由经过的恒星引起的动力学不稳定性的影响很快被吸收。如果在恒星飞掠期间，星周盘仍然存在于恒星周围，那么行星（或行星系）将在短时间尺度上返回到非激发态。这并不意味着恒星相遇不会影响行星的演化，但它们会以一种微妙的方式影响行星的演化，并伴随着一个短暂的激动的动力学演化。在它的最后，系统恢复一个安静的演变和行星轨道是圆的相互作用与磁盘。
2012-12-07 astro-ph.EP
Dust distribution in circumstellar disks harboring multi-planet systems. II. Super-thermal mass planets
Dipartimento di Fisica e Astronomia “G. Galilei”, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系）；Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学天文台）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “G.Galilei”, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系）
研究多行星系统中尘埃分布的形成机制，揭示尘埃结构对行星特性推断的影响，通过模拟探讨尘埃陷阱和非对称结构的产生。
2026-03-08 astro-ph.EP
