The external photoevaporation of planet-forming discs
行星形成盘的演化并非独立于巨大分子云中的恒星形成和反馈过程。特别是，OB星发出的紫外线辐射加热和分散光盘的过程称为“外部光蒸发”。这个过程被认为是在典型的恒星形成区域中行星形成盘上的主要环境影响。我们研究得最好的圆盘就在附近，在稀疏的恒星群中，外部光蒸发的效果不太好。然而，大多数光盘预计将驻留在更强的紫外线环境中。因此，了解外部光蒸发是了解大多数圆盘如何演化的关键，因此大多数行星是如何形成的。在这里，我们回顾我们的理论和观测的理解外部光蒸发。我们还为未来的关键发展奠定了基础，以解决现有的未知问题，并建立外部光蒸发在圆盘演化和行星形成过程中的全部作用。
2022-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Was Planet 9 captured in the Sun's natal star-forming region?
在太阳系外围存在一颗看不见的“行星9”，这被用来解释几个埃奇沃思-柯伊伯带天体轨道的意外聚集。我们使用$N$天体模拟来研究行星9是一颗自由浮动行星（FFLOP）的概率，该行星在其诞生的恒星形成环境中被太阳捕获。我们发现，只有1 - 6%的FFLOP被恒星捕获，即使在恒星形成区捕获的最佳初始条件下（每颗恒星一个FFLOP，以及高度相关的恒星速度以促进捕获）。根据恒星形成区域的初始条件，10000颗行星中只有5 - 10颗被捕获到位于行星9的限制范围内的轨道上。当我们对太阳系的形成施加一个额外的环境约束时--即从超新星中向太阳的原行星盘注入短寿命的放射性同位素--我们发现捕获第九行星的概率几乎为零。
2017-09-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Compositional Turbulence and Layering in the Gaseous Envelopes of Forming Planets
尘埃颗粒的差异沉降和生长影响了气态行星形成过程中辐射包层的结构。足够快的尘埃生长可以导致辐射传输的不透明度大大降低的包络，从而促进行星形成。我们重新审视这个问题，并建立尘埃沉降和晶粒生长也导致外行星信封，容易组成的不稳定性，凭借其倒置的平均分子量梯度。在各种条件下，我们发现，形成行星的辐射信封的经验组成的湍流驱动的半透明版本的热盐不稳定性（“指状对流”）。在距离类太阳恒星超天文单位距离（比如$5$ AU）的行星辐射包层中，成分湍流似乎能有效地混合尘埃，但在亚天文单位距离（比如$0.2$ AU）的行星则不然。我们还解决了在这种情况下，成分分层的可能性。在亚天文单位和超天文单位距离上生长的行星包络的不同湍流状态可能会在最终形成的行星上留下印记。
2022-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Optical and Near-infrared View of Planet-forming Disks and Protoplanets
在原恒星和行星VII的这一章中，我们回顾了在行星形成盘的高分辨率，高对比度光学和近红外成像领域取得的突破性进展。这些进步包括直接探测嵌入在某些盘中的原行星，以及对其他盘中行星质量的限制。形态的子结构，包括：环，螺旋，弧，和阴影，被认为是在所有成像的红外明亮的磁盘日期，是无处不在的光谱型。这些子结构被认为是磁盘演化过程的结果，特别是磁盘-行星相互作用。由于散射光线的小尘埃颗粒与盘的气体紧密结合，这些观测密切跟踪流体动力学模型预测的盘结构，并作为观测测试行星形成理论的预测。我们认为，当前和下一代高对比度成像调查的结果将与ALMA的补充数据相结合，从而更深入地了解磁盘和行星的共同进化以及行星形成的机制。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Can planet-planet binaries survive in star-forming regions?
本研究通过N体模拟发现，密集恒星形成区中50-90%的行星-行星双星在几百万年内被破坏，表明需更多此类天体形成才能解释观测数量，且初始间距可能更宽。
2025-05-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Astro2020 Science White Paper: Dynamical Processes in the Planet-Forming Environment
星周盘的质量和动量转移到原恒星上，并通过各种机制进入环境，包括磁层吸积，喷流，外流和盘风。这些过程的相互作用决定了行星形成发生的条件和圆盘的寿命。金属发射谱线，以及氢的巴耳末系，探测了行星形成和星周盘中心区域内气体的运动学。对这些发射线的高光谱分辨率研究提供了关于质量和动量损失、湍流和盘风起源的关键信息。
2019-03-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling photo-evaporation in planet forming discs
行星诞生于年轻恒星周围的气体和尘埃盘。来自中心恒星的高能辐射可以驱动盘大气的热外流，强烈影响盘和新生行星系的演化。在这方面，已经开发了几个不同复杂性的数值模型来研究从中心恒星的光盘光蒸发过程。我们描述的数值技术，结果和预测的当前模式，并确定观测测试，以约束他们。
2022-11-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
ISPY-NACO Imaging Survey for Planets around Young stars. The demographics of forming planets embedded in protoplanetary disks
我们对45颗被原行星盘（PPD）包围的年轻恒星进行了统计分析。这是迄今为止最大的专门针对PPD的成像调查。我们的目标是寻找年轻的形成同伴嵌入在磁盘的材料，并限制其发生率的形成机制。我们使用基于主成分分析的点扩散函数减法技术，以揭示年轻的同伴形成的磁盘。我们计算了我们的数据集的探测极限，并采用黑体模型来推导潜在形成行星的温度上限。然后，我们使用蒙特卡罗模拟来限制人口的形成气体巨星的同伴和比较我们的结果，不同类型的形成方案。我们的数据揭示了一个新的双星系统（HD 38120）和一个最近发现的三重系统，其中一个褐矮星伴星围绕一个双星系统（HD 101412）运行，此外还有12个已知的伴星。此外，我们还检测了17个磁盘的信号，其中两个（HD 72106和TCrA）是首次成像。我们达到了中位数检测限L =15.4 mag在2.0 arcsec，这是用来调查潜在的嵌入式形成同伴的温度。我们可以限制半长轴a在[20 - 500] au和Teff在[600 - 3000] K的形成行星的发生，与从其他直接成像调查中获得的更进化系统的统计结果一致。NaCo-ISPY的数据证实，大质量明亮行星以高速率吸积是罕见的。可能需要在近红外到中红外范围内具有更高灵敏度的更强大的仪器来揭示形成行星的财富，这些行星雕刻着所观察到的圆盘子结构。
2022-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Imaging the Dusty Substructures due to Terrestrial Planets in Planet-forming Disks with ALMA and the Next Generation Very Large Array
我们目前的能力的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和下一代超大型阵列（ngVLA）的模拟，以检测和解决由于类地行星和超级地球在附近的行星形成磁盘的子结构。我们采用全球2-D流体动力学行星盘模拟的结果，占气体和尘埃的动态磁盘嵌入行星。我们的模拟遵循数千个行星轨道的气体和尘埃的综合演化。我们表明，长期的整合（几十个小时）与ngVLA可以检测和空间分辨尘埃结构，由于低质量的岩石行星在类地行星形成区域附近的磁盘（星心半径$r = 1 - 3$ AU），假设在这些地区的磁盘粘度低（$α\le 10^{-5}$）。ALMA无法解析这些磁盘区域中的这些结构。我们还表明，高分辨率ngVLA观测分离了几天到几个星期将允许检测的方位角不对称结构的自行预期在磁盘区域的类地行星形成。
2020-11-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Measuring turbulent motion in planet-forming disks with ALMA: A detection around DM Tau and non-detections around MWC 480 and V4046 Sgr
在许多行星形成的模型中，湍流是一个至关重要的因素，但它只在少数行星形成盘中受到直接限制。在HD 163296和TW Hya周围盘中湍流上限的基础上，我们以$\sim0.3"$（20-50 au）分辨率和80 ms $^{-1}$通道间隔对DM Tau，MWC 480和V4046 Sgr周围盘进行了ALMA CO J=2-1线观测。使用参数化模型的磁盘结构，我们稳健地检测非热气体运动DM头周围的0.25 C $_s$和0.33 C $_s$之间，与系统的影响占主导地位的范围，使这直接测量的非零湍流的唯一系统之一。使用相同的方法，我们对MWC 480（$<$ 0.08 c $_s$）和V4046 Sgr（$<$ 0.12 c $_s$）周围的非热气体运动设置了严格的上限。在这个小样本中上限的优势，以及与尘埃研究一致的适度湍流水平，表明弱湍流（$α\lesssim10^{-3}$）可能是行星形成盘的一个共同特征，尽管不是普遍的。我们探索了DM Tau周围的特殊物理条件，这些条件可能导致这个系统比其他系统更加动荡。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Observational constraints on the likelihood of $^{26}$Al in planet-forming environments
最近的研究表明，$^{26}$ Al可能决定了类地系外行星的水收支，因为它的放射性衰变使微行星脱水，导致成分更不稳定。在这里，我认为观测到的$^{26}$铝在银河系和典型的恒星形成环境中的分布，以估计行星形成期间$^{26}$铝富集的可能性。我不假设太阳系的特定限制，因为我对系外行星的富集感兴趣。观测结果表明，大质量恒星主导着$^{26}$ Al的产生，它们的恒星风和超新星的贡献几乎相等。$^{26}$铝的丰度与早期太阳系中大多数恒星（从而大多数行星）形成的高质量恒星形成区相当。这些高丰度似乎维持了几百万年，比70万年的半衰期长得多。观察到的散装$^{26}$铝速度是一个数量级慢于预期的风和超新星。这些观察结果与典型的模型假设不一致，即$^{26}$ Al是由超新星和风的高速质量损失瞬间提供的。定期补充的$^{26}$铝，特别是当再加上小的年龄差异，是常见的大质量恒星形成复合体，可能会显着增加恒星/行星形成系统暴露于$^{26}$铝的数量。曝光并不意味着丰富，但数量级较慢的速度$^{26}$铝可能会改变的分数，被纳入行星形成的材料。总之，这表明岩石行星形成的条件并不罕见，也不是无处不在，因为像金牛座这样缺乏高质量恒星来产生$^{26}$ Al的小区域可能不太可能形成岩石行星。最后，我对未来的研究方向提出了建议。
2020-11-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamics of young stellar clusters as planet forming environments
大多数恒星和大多数行星系都不是孤立形成的。较大的恒星形成环境以多种方式影响原行星盘：与其他恒星的引力相互作用截断了盘，改变了系外行星系统的结构;来自附近大质量恒星的外部辐射截断了盘，缩短了它们的寿命;环境中剩余的气体和尘埃影响了动态演化（如果通过反馈过程消除），并为盘提供了一些屏蔽，使其免受外部辐射。该区域的动力学演化决定了各种反馈机制何时以及多久影响原行星盘。密度是调节紫外线照射强度和持续时间以及动态遭遇频率的关键参数。较大的恒星形成复合体的演化也可能通过混合人口发挥重要作用。观察表明，集群不是一个单一的年龄人口，而是多个人口与小年龄差异，这可能是解决几个时间尺度问题的关键（即，延长的寿命，丰富）。在这篇综述中，我们认为星团是大多数恒星和行星形成的生态系统。我们回顾了最近的观测和理论结果，并强调了预计在未来五年内开始观测的设施即将做出的贡献。展望未来，我们认为，下一个前沿是在更遥远的高质量恒星形成区的低质量恒星的大规模调查。生态系统研究的未来是光明的，因为在极大望远镜（ELT）时代，在更遥远的高质量恒星形成区域中的微弱低质量恒星将被常规观测到。
2022-09-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Inferring the Gas-to-Dust Ratio in the Main Planet-Forming Region of Disks
测量原行星盘中气体和尘埃的数量是行星形成研究中的一个关键挑战。在这里，我们提供了一组新的尘埃损耗因子和相对质量表面密度的气体和尘埃的最内部区域的样本的原行星盘。我们这样做，结合恒星理论与观察到的耐火元素丰度在磁盘主机和疏散星团恒星。我们的结果是独立的，和互补的，从空间分辨磁盘观测。
2022-06-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interpreting high spatial resolution line observations of planet-forming disks with gaps and rings -- The case of HD 163296
行星形成盘的空间分辨连续观测表明，其尘埃分布中存在突出的环和间隙结构。然而，从气体观测的图片是不太清楚和径向气体密度结构（即气体间隙）的限制仍然是罕见的和不确定的。我们要调查的重要性，热化学过程的解释高空间分辨率的气体观测行星形成磁盘及其对衍生气体性质的影响。利用辐射热化学盘程序ProDiMo（原行星盘模型），利用DSHARP的气尘观测资料，自洽地模拟了HD 163296的气尘盘。有了这个模型，我们调查的影响，尘埃间隙和气体间隙，考虑化学和加热/冷却过程中，对可观的和派生的气体属性。我们发现不同的峰值在径向线强度轮廓的CO线数据的HD 163296的尘埃间隙的位置。我们的模型表明，这些峰值不仅是一个结果的气体温度增加的差距，但主要是由尘埃环从磁盘的背面线发射的吸收。对于HD 163296中的三个突出的尘埃间隙中的两个，我们发现通过测量旋转速度来获得密度梯度的热化学效应可以忽略不计。然而，对于具有最高粉尘消耗的间隙，温度梯度可能是主要的，并且需要被考虑以获得准确的气体密度分布。自洽的气体和尘埃热化学建模结合高质量的多分子观测是必要的，以准确地得出气体间隙的深度和形状。这对于确定行星形成盘中间隙和环的起源以及改进形成行星的质量估计（如果它们是间隙的原因）至关重要。
2020-09-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
How and When do Planets Form? The Inner Regions of Planet Forming Disks at High Spatial and Spectral Resolution
行星的形成是现代天体物理学尚未解决的主要问题之一。行星被认为是由已知存在于年轻恒星周围的星周盘中的物质形成的，这是恒星形成过程的副产品。因此，这些盘中的物理条件--结构和组成是每个组成部分的星心半径和垂直高度、密度和温度分布的函数--代表了行星形成的初始条件。显然，对盘结构及其时间演化的良好理解对于理解行星形成、年轻行星系统的演化（例如迁移）以及最近发现的和未预料到的行星结构多样性至关重要。然而，在行星形成的背景下，最相关的内部磁盘区域（内部~10 AU）是非常不为人知的，主要是因为在空间上解决这个区域的观测挑战。在这篇文章中，我们讨论了未来十年的机会，从光谱和空间分辨观测，并从直接成像，使用红外长基线干涉。
2009-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: III. First detection of dimethyl ether
在恒星形成区域检测到的复杂有机分子（COMs）是可能导致生命出现的前生物分子的前体。通过研究更进化的原行星盘中的COM，我们可以更好地了解它们是如何被纳入行星的。本文介绍了ALMA波段7对Oph IRS 48周围原行星盘中尘埃和冰陷阱的观测结果。我们报告的第一次检测到二甲醚（CH 3OCH 3）在行星形成盘和甲酸甲酯（CH 3OCHO）的试探性检测。我们使用CASSIS光谱分析工具确定了检测到的分子的柱密度和未检测到的物质的上限。推断的柱密度CH3OCH3和CH3OCHO相对于甲醇（CH3OH）的顺序统一，表明这些物种的丰度异常高，与其他环境相比。或者，12CH3OH发射是光学厚和光束稀释，这意味着更高的CH3OH柱密度和更小的发射面积比原来认为的。这些复杂分子的存在可以用热冰升华来解释，其中尘埃腔边缘被辐射加热，并且在气相中可以观察到全部挥发性冰含量。这项工作首次证实了在原行星盘中存在比CH 3OH更复杂的含氧分子。它还表明，我们确实有可能在恒星、盘和行星形成的不同演化阶段追踪COM的整个星际旅程。
2022-03-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Peering into the Giant Planet Forming Region of the TW Hydrae Disk with the Gemini Planet Imager
我们目前的双子座行星成像仪（GPI）的自适应光学近红外图像的巨大行星形成区域的原行星盘轨道附近（D = 54 pc），前主序星（经典金牛座T）TW长蛇座。GPI图像，这是在日冕/偏振模式下获得的，利用星光散射小尘埃颗粒，以阐明TW Hya盘的表面密度结构，从80 AU到10 AU的恒星在1.5 AU的分辨率。GPI偏振强度图像明确地证实了内部盘的径向表面亮度分布中存在间隙。这个缺口的中心在23 AU附近，宽度为5 AU，深度为50%。在最近对围绕前主序星运行的气态尘埃盘中巨型行星形成的模拟中，这些结果表明，在TW Hya盘中，至少可能存在一颗质量为0.2 MJ的年轻行星，其轨道半长轴与天王星相似。如果这颗（原）行星正在积极地从盘中吸积气体，它可能很容易被GPI或类似敏感的高分辨率红外成像系统检测到。
2015-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The imprint of X-ray photoevaporation of planet-forming discs on the orbital distribution of giant planets
来自行星宿主恒星的高能辐射可以通过几种机制对系统的最终可居住性产生强烈的影响。在这方面，我们已经建立了一个目录，包含X射线光度，以及基本的恒星和行星性质的所有已知的恒星托管巨行星（> 0.1兆焦耳），已观察到的钱德拉X射线天文台，XMM牛顿和/或ROSAT。具体而言，在本文中，我们提出了第一个应用程序，这个目录寻找一个可能的印记X射线光蒸发的行星形成盘上的现今观测到的巨行星的轨道分布。我们在半长轴a与X射线光度Lx平面上发现了一个暗示性的空洞，大致位于a ~ 0.05-1 au和Lx ~10^27-10^29 erg/s之间，如果光蒸发在这些系统的迁移历史中起主导作用，这是可以预期的。然而，由于观察样本量较小，目前无法证明该特征的统计学意义。
2018-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Low mass planets in protoplanetary disks with net vertical magnetic fields: the Planetary Wake and Gap Opening
采用非分层局部剪切盒近似的三维数值模拟方法，研究了在净垂直磁场作用下，低质量行星在气态原行星盘中的尾迹和间隙打开，该磁场通过磁旋转不稳定性（MRI）驱动磁流体动力学（MHD）湍流.尾流，这是激发的行星，是由类似于在无粘性流体动力（HD）磁盘尾流阻尼冲击阻尼。冲击阻尼的角动量沉积打开了MHD湍流磁盘和无粘HD磁盘的差距，即使是低质量的行星，在矛盾的“热标准”的差距开放。为了测试“粘性标准”，我们比较了MRI湍流磁盘中的间隙特性，在粘性HD磁盘具有相同的应力，并发现，相同的质量的行星打开一个显着更深，更宽的净垂直通量磁流体磁盘的间隙比粘性HD磁盘。这种差异是由于磁场有效传输到MRI磁盘中的间隙区域，导致间隙内的有效α更大。因此，在间隙上，麦克斯韦应力分布比间隙密度分布更平滑，并且需要更深的间隙以使麦克斯韦应力梯度平衡行星扭矩密度。我们还证实了MHD磁盘中靠近行星的大的多余扭矩，并发现MRI产生的长寿命密度特征（称为带状流）可以影响行星迁移。与以往的净环向磁通/零磁通MHD模拟结果的比较表明，磁场的几何形状在间隙打开过程中起着重要的作用。总体而言，我们的研究结果表明，在现实的原行星盘中，低质量行星通常会产生间隙，并警告使用恒定的α粘度来模拟原行星盘中的间隙。
2013-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust dynamics in planet-forming discs in binary systems
在多恒星系统中，伴星和它们的星盘之间的相互作用影响着行星形成。在拱星的情况下，潮汐截断使原行星盘比孤立演化的更小、更暗、寿命更短，从而减少了可用于组装行星胚胎的物质（气体和尘埃）的数量。相反，在环双星的情况下，减少吸积可以增加盘的寿命，有利于行星形成。在本章中，我们回顾了多恒星系统中的主要观测结果，并讨论了它们可能的解释，重点是最近的数值模拟，主要是处理尘埃动力学和光盘的演变。最后，一些开放的问题和未来的研究方向进行了检查。
2022-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The role of atom tunneling in gas-phase reactions in planet-forming disks
本文研究的影响，增加反应速率常数，由于隧道效应对行星形成盘。我们的目标是量化的天体物理意义的原子隧穿的简单分子，经常被用来推断磁盘结构信息或定义行星（大气）形成的初始条件。我们解释了隧道效应对反应速率通过使用一个学术的例子相比，以前的UMIST 2012速率常数。在一个包含1299个反应的化学网络中，我们确定了所有可能显示原子隧穿的反应。我们设计了一个简单的制定反应速率常数高估隧道和屏幕的标准金牛座T盘模型的物种丰度的变化。对于这些反应被发现是相关的，我们发现的最新文献的速率常数，包括隧道的值，并比较由此产生的磁盘化学的标准磁盘模型。UMIST 2012数据库中的速率常数在许多情况下已经隐含地捕获了隧道效应。一个严格的筛选程序确定了三个中性-中性反应，原子隧穿可以改变简单的分子丰度。然而，通过采用这些反应的速率常数的最新值，并由于行星形成盘的分层结构，影响仅限于冷中性-中性化学占主导地位的小区域。与之前使用UMIST 2012速率的结果相比，接近中面雪线的水丰度最多可以增加两倍。从磁盘表面的观测，如高激发（> 500 K）水线通量，减少了60%，最多时明确排除隧道效应。另一方面，与行星形成相关的盘中面量，如碳氧比和冰岩比，显然受到这些气相隧道效应的影响。
2019-06-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The snow line in viscous disks around low-mass stars: implications for water delivery to terrestrial planets in the habitable zone
水冰或雪线是原行星盘的关键属性之一，它决定了宜居带内类地行星的含水量。它的位置取决于恒星的性质，通过盘的质量吸积率，以及悬浮在盘中的尘埃的大小分布。我们计算雪线的位置从最近的观测质量吸积率和恒星质量的函数。通过将观测到的质量吸积率的色散作为初始盘质量色散的度量，我们发现给定质量的恒星将表现出一系列雪线位置。在一个给定的年龄和恒星质量，所观察到的质量吸积率的分散度为0.4德克斯自然导致雪线位置的分散度为0.2德克斯。对于ISM般的尘埃大小，一西格玛雪线之间的太阳质量恒星的年龄范围从2到5 au的位置。对于更真实的尘埃不透明度，包括更大的颗粒，雪线位于距离恒星近两倍的地方。我们使用这些位置和N体模拟的结果来预测在宜居带中原位形成的类地行星的水量。我们发现，在雪线位置的分散导致大范围的含水量。对于类似ISM的尘埃大小，类太阳恒星周围的可居住区类地行星中有很大一部分保持干燥，并且没有水被输送到低质量M恒星（小于太阳质量的一半）的宜居带。更接近雪线在磁盘与较大的颗粒使水输送到宜居带的一个显着的比例M星和所有FGK星。考虑到它们的数量和行星的出现率较高，M星可能拥有银河系中大多数富含水的类地行星，如果这些行星能够在随后的演化中保持它们的水。
2015-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Forming short period sub-stellar companions in 47 Tucanae -- II. Analytic expressions for the orbital evolution of planets in dense environments
在$\sim 1$ %的本地场恒星周围发现了短周期的大质量行星，称为热彗星（HJ）。由于原始盘中的扭矩，产生HJ所必需的向内迁移可能是“低偏心率”，或“高偏心率”（HEM）。后者涉及令人兴奋的高轨道偏心率，允许与主星足够近的通道，以提高行星中的循环潮汐。我们提出了一个分析框架，量化的作用，在高密度环境中的动态遭遇在HEM。我们发现，遇到可以增强或抑制HEM，这取决于当地的恒星密度和初始半长轴$a_0$。对于中等密度，外部扰动可以激发大的偏心率，使行星在恒星寿命内循环。在极高的密度下，这些扰动反而会导致行星的潮汐破坏，从而不会产生HJ。这可能解释了M67中的HJ明显超过了它们的本地场星丰度，而47 Tuc中的HJ明显不足。应用我们的分析框架，我们表明，对于一个初始的大规模行星人口类似的领域，预期的HJ发生率在47图克是$f_\mathrm{HJ}=2.2\times 10^{-3}$，这仍然符合目前的限制。未来的大型（样本大小$\gtrsim 10^5$）或敏感的过境调查的恒星在球状星团需要驳斥的假设，即初始行星人口是类似的太阳邻域平均。在这样的调查中没有检测到行星将对行星形成理论产生广泛的影响，这意味着球状星团中的行星形成率必须在广泛的$a_0$范围内受到抑制。
2022-06-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Observational Anatomy of Externally Photoevaporating Planet-Forming Discs I: Atomic Carbon
我们证明了CI作为光蒸发风的示踪剂的实用性，光蒸发风是由周围的紫外线环境驱动的。通常观测到的CO线只在相对较弱的紫外线环境中追踪这些风，否则在大多数年轻恒星经历的中到高紫外线场的风中解离。然而，CI跟踪在中等UV环境中风的不微妙的运动学特征（$\sim1000$ G $_0$），并且可以用于对风的运动学和温度施加约束。在CI位置-速度图中，外部光蒸发导致的速度比单独的开普勒旋转更快，并且位置-速度空间的象限中没有开普勒辐射。这与视角无关，因为风具有垂直于圆盘的方位角旋转的分量。在中间视角（$\sim 30-60^\circ$）下，1阶矩图在大尺度上也表现出扭曲形态（与导致扭曲的其他过程不同，扭曲通常朝向内部椎间盘）。CI很容易用ALMA观察到，这意味着现在可以在中等紫外线环境中识别和验证外部光蒸发对行星形成盘的影响。
2020-01-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Forming planets around stars with non-solar elemental composition
在太阳附近的恒星，其难熔元素的比例与太阳略有不同。目前还不清楚固体的凝结以及在这些恒星周围形成的行星的成分受到了多大的影响。我们的目标是了解在150秒差距内的太阳型恒星中观察到的范围内改变难熔元素Mg，Si和Fe的比例对周围形成的行星组成的影响。我们使用GGchem程序模拟了太阳附近的G型主序星周围具有最小质量太阳星云的原行星盘中固体的凝聚。我们从Hypatia数据库中提取恒星的元素组成。我们发现，较低的Mg/Si比移动的凝聚序列从镁橄榄石（Mg $_2$ SiO $_4$）和SiO顽火辉石（MgSiO $_3$）和石英（SiO $_2$）;较低的Fe/S比导致形成FeS和FeS $_2$和很少或没有含铁的硅酸盐。对于$T\,<\,1000$~K，难熔元素的比例直接从气相转化到凝聚相。然而，相对于挥发性元素的比率（例如，氧和硫）的冷凝物-行星的基石-不同于原始的恒星组成。我们的研究表明，行星的组成在很大程度上取决于被调查恒星系统的丰度。我们的研究结果可能对行星内部产生重要影响，这在很大程度上取决于氧化程度和硫丰度。
2022-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Emerging population of gap-opening planets around type-A stars -- Long-term evolution of the forming planets around HD 163296
行星的形成嵌入在它们的原行星盘的存在已被推断从检测多环结构在这样的磁盘。这些疑似行星中的大多数在目前的测量灵敏度下无法通过直接成像观测检测到。向内的迁移和吸积可能使这些假定的行星可以用多普勒方法来处理，但实际的生长和轨道演化的程度仍然不受限制。在HD 163296周围的圆盘中的间隙起源于新生行星的前提下，我们研究了间隙开放行星是否以及在何种情况下可以代表在A型恒星周围检测到的系外行星种群的祖先。特别是，我们研究的最终行星质量和轨道参数的磁盘上的粘度的依赖性。嵌入式行星的演化在整个磁盘寿命和磁盘分散后的1亿年内进行了模拟，考虑到不断变化的磁盘结构和磁盘寿命的可能范围。我们发现，行星的最终配置在很大程度上是由磁盘的$α$粘度参数和磁盘寿命和初始行星参数的选择依赖较少。如果我们假设像HD 163296这样的行星演化形成了观测到的A型恒星系外行星群，那么需要一个$3.16 \times 10^{-4} \lesssim α\lesssim 10^{-3}$数量级的$α$参数才能使圆盘产生足够高的迁移率。根据未来的直接成像巡天是否会发现更多的具有$m_\mathrm{pl} \lesssim 3 M_\mathrm{Jup}$和$a_\mathrm{pl} \gtrsim 10 \mathrm{AU}$的行星，我们预计$α$参数将在这个范围的下限或上限，总是在这样的磁盘确实拥有宽轨道行星的假…
2022-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detection of the Water Reservoir in a Forming Planetary System
冰体可能将海洋带到了早期的地球，但人们对太阳系外行星形成盘的冰占主导地位的区域中的水知之甚少。赫歇尔空间天文台上的远红外线外差仪器探测到了年轻恒星长蛇座TW周围圆盘中冷水蒸汽的两种自旋异构体的发射。这些水蒸气很可能来自于盘表面附近的冰覆盖的固体，暗示着一个相当于几千个地球海洋质量的水冰水库。水的正对比例远低于太阳系彗星，这表明彗星含有在行星诞生的早期阶段在整个太阳星云中收集的异质冰混合物。
2011-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Forming planetary systems that contain only minor planets
本研究通过行星种群合成模拟探究了仅形成小行星的行星系统条件，发现初始尘埃质量是决定次地球质量天体存活的关键，且此类系统在银河系中可能比通常假设的更普遍。
2024-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Multi-wavelength observations of planet forming disks: Constraints on planet formation processes
我们对原行星盘的理解在过去十年中有了很大的提高，这要归功于来自新设施的大量数据。无偏见的尘埃调查与斯皮策留给我们很好的约束尘埃分散的时间尺度的小颗粒在类地行星形成区域。在ALMA时代，这也是第一次面对外盘中毫米颗粒的进化时间尺度。在现有多波长尘埃调查的背景下进行气体调查将是对盘状气体演化进行大型统计研究的关键。无偏天然气调查仅限于ALMA CO亚毫米级调查，定量解释仍有争议。赫歇尔气体调查在很大程度上是有偏见的，但[OI] 63 MIC调查和吸积示踪剂在定性上与内盘中小颗粒的演化时间尺度一致。最近通过对行星形成盘中的气体和尘埃进行一致的多波长研究所取得的进展揭示了气体调查定量解释的微妙之处。观测方法，以确定磁盘质量，例如从CO submm线需要的知识，在磁盘的尘埃属性。不仅要了解气体的演化，还要了解其化学成分，这将为行星形成模型提供关键的输入。动力学化学的结果给出了深刻的不同的答案比热力学平衡的C/O比以及水冰/岩石比。同样，尘埃对气体的化学演变和成分有着关键的影响。例如，晶粒生长影响冻结过程，并强烈增加宇宙射线诱导的紫外线场。
2017-12-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Investigating the Future Potential of an Upgraded ALMA to Image Planet Forming Disks at Sub-au Scales
近年来，ALMA已经能够观测到原行星盘内的大尺度子结构。与行星-盘相互作用模型的预测比较表明，这些盘的子结构中的大多数可以用质量为海王星或更大的行星在$\approx 5 - 100$ au轨道半径的存在来解释。需要更好的分辨率来观察更靠近恒星的结构，预计类地行星将在那里形成，以及质量低于海王星的行星打开的结构。我们调查的能力，可能的扩展ALMA，将在阵列中的最长基线长度增加一倍，以检测和解决磁盘子结构打开地球质量和超级地球行星的轨道半径为$1-5$ AU。通过模拟观测一个家庭的磁盘模型，使用这种扩展的配置在ALMA波段6和7，我们表明，升级ALMA将检测磁盘的差距由超级地球接近1 AU，以及地球质量的行星下降到$2-3$ AU从年轻的宿主恒星在附近的恒星形成区域。
2022-02-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The birth environment of planetary systems
恒星和行星形成是密不可分的。在原恒星坍缩的最早阶段，一个圆盘在年轻的恒星周围形成，这样的圆盘在恒星生命的最初几百万年中被观察到。正是在这些拱星盘或原行星盘中，发生了行星形成的第一阶段。ALMA最近的观测表明，一颗恒星的生命仅仅经历了100万年，行星形成就已经开始了。然而，恒星并不是孤立地形成的，它们是由几个秒差距大小的巨大分子云的坍缩和碎裂形成的。这导致年轻恒星形成群体-通常被称为“集群”。在这些恒星形成区域，恒星密度远高于太阳和银河系盘中其他恒星的位置。因此，恒星形成的环境有可能影响行星形成的过程。在恒星形成区，原行星盘可能会因与经过的恒星相互作用而被截断或破坏，以及来自超大质量恒星辐射场的光蒸发。一旦形成，行星本身的轨道可以通过动力学相遇而改变-直接来自经过的恒星或通过次级效应，如Kozai-Lidov机制。在这篇文章中，我回顾了不同的过程，可以影响行星形成和稳定的恒星形成区。我讨论每个过程中观察到的恒星形成区域的恒星密度的典型范围。最后，我将在太阳系诞生环境理论的背景下讨论这些影响。
2020-07-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar-Mass-Dependent Disk Structure in Coeval Planet-Forming Disks
以前的研究表明，极低质量恒星/棕矮星周围的行星形成盘可能比大质量恒星周围的行星形成盘更平坦，与模型预测的低质量恒星周围气体盘的更大尺度高度相反。我们进行了一项统计学上可靠的研究，以确定是否有证据表明行星形成盘中存在恒星质量依赖的盘结构。我们发现一个统计上显着的差异，斯皮策/IRAC的磁盘周围的非常低的质量和低质量的恒星都属于同一个恒星形成区域，变色龙I恒星形成区域。我们表明，自洽计算的磁盘模型不能适合的中位数光谱能量分布（SED）的两组。这些SED只能用更平坦的圆盘模型来解释，这与尘埃沉降在圆盘中的效果一致。我们发现，相对于预测的磁盘结构的耀斑磁盘所需的减少磁盘规模的高度是反相关的恒星质量，即磁盘周围的低质量的恒星是平坦的。我们的研究结果表明，行星形成的初始和边界条件是恒星质量依赖的，一个重要的发现，必须考虑在行星形成模型。
2010-07-21 astro-ph.SR
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
Observations of planet forming disks in multiple stellar systems
本文针对多星系统中伴星对星周盘形态的影响问题，综述了光学、红外和（亚）毫米波观测的相关研究，重点梳理近邻分子云种群研究与多盘系统高分辨率研究成果。
2023-04-27 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Scaling laws to understand tidal dissipation in fluid planetary regions and stars I - Rotation, stratification and thermal diffusivity
行星和恒星中的潮汐耗散是驱动星-行星和星-月系统演化的关键物理机制之一。在行星系中，由于它们的轨道结构及其组成部分的旋转状态，可以观察到它的一些行动特征。天体流体层内的潮汐耗散与天体的动力学和物理性质有着内在的联系。这种复杂的依赖关系必须加以描述。本文计算了在周期性潮汐力作用下，恒星/行星/月球旋转局部流体笛卡尔剖面中粘性摩擦和热扩散所耗散的潮汐动能。由扰动激发的潮汐重力惯性波的属性解析地导出为潮汐频率和局部流体参数（即旋转，表征熵分层的浮力频率，粘性和热扩散率）的周期性正常模式的显式函数。由此产生的可能是高度共振耗散频谱的系统的控制参数的灵敏度是重要的或可以忽略不计的状态图中的位置相关的行星和恒星的内部。对于由粘性摩擦和热扩散耗散的重力惯性潮汐波的渐近行为，导出了频率、数量、宽度、高度和与非共振背景的对比度的标度律，以量化这些变化。我们描述了流体行星层和恒星的内部物理和动力学对潮汐动能耗散的强烈影响。我们指出了关键的控制参数，真正发挥作用，并演示了它是如何现在有必要开发从头算建模天体中的潮汐耗散。
2015-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
A search for companions via direct imaging in the DSHARP planet-forming disks
“高角分辨率的盘子结构项目”（DSHARP）揭示了大量年轻行星形成盘样本上丰富而普遍的环和间隙，假设这些环和间隙是由形成行星的存在引起的。在这种情况下，我们提出了第一次尝试直接图像这些年轻的同伴的10个DSHARP磁盘，通过使用NaCo/VLT高对比度观测L '波段仪器和角微分成像技术。我们报告了在RU Lup的1.1”（174.9 AU）和Elias 24的0.42”（55 AU）处检测到点状源候选者。在RU Lup的情况下，根据我们的观测和可用的档案数据得出的天体测量学，候选者的自行与静止的背景污染物一致。对于Elias 24，点状源候选者位于55 AU处的一个盘间隙中。假设它是一个行星伴星，我们的分析表明它的质量范围从$0.5 M_J$到$5 M_J$，取决于环行星盘的存在及其对系统光度的贡献。然而，在这个阶段还没有得到明确的确认，后续的观测是强制性的，以验证拟议的来源是否是物理的，与恒星宿主共同运动，并与一个年轻的大质量行星有关，雕刻在55天文单位的差距。对于所有剩下的系统，缺乏检测表明存在质量低于$5M_J$的行星伴侣，基于我们推导的质量检测极限。这与流体动力学模拟和盘上运动学特征的预测一致，并允许我们对这些年轻盘中存在的大质量行星设定上限。
2021-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dynamic Inner Disk of a Planet Forming Star
针对宿主恒星宜居带内行星形成路径不明的问题，通过分析两个月内的MIRC-X和PIONIER观测数据，揭示HD 163296星盘内边缘活跃环境并追踪星盘特征运动，为内天文单位行星形成提供线索。
2025-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Imaging the Distribution of Solids in Planet-forming Disks undergoing Hydrodynamical Instabilities with the Next Generation Very Large Array
我们提出了模拟的能力，下一代甚大阵列图像在高角分辨率的子结构的尘埃排放的原行星盘。本研究的主要目标是调查最先进的磁盘3D模拟所预期的子结构类型，以及像ngVLA这样的仪器，其当前的设计可以检测到。在这项调查中采用的磁盘模拟包括全球3D辐射流体动力学模型与嵌入的颗粒，后者代表尘埃颗粒。我们的工作表明，ngVLA可以检测和空间分辨，在附近的恒星形成区域的磁盘中的亚天文单位尺度，在3mm处的尘埃连续辐射从方位角不对称结构，以及从弱环和间隙在这些模型中产生的垂直剪切不稳定性（VSI）的结果。这种流体动力学的不稳定性被认为在盘状气体和磁场之间的弱耦合区域产生湍流，以及形成可能是星子形成的优选位置的涡旋。
2019-02-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Indirect Detection of Forming Protoplanets via Chemical Asymmetries in Disks
我们研究的分子丰度的变化，由于自发光的行星伴侣嵌入在一个狭窄的拱盘间隙增加加热。使用包括恒星和行星辐射的3D模型，我们发现明亮的年轻行星局部加热了几十开尔文的母星周盘，导致分子物种的有效热解吸，否则局部冻结。此外，加热沉积在盘的大区域上，$\pm5$ AU径向地并且方位角地跨越$\lesssim60^\circ$。从三维化学模型，我们计算旋转线发射模型和充分的ALMA模拟，并发现年轻的行星的化学签名是可检测的化学不对称性在$\sim10h$观测。HCN及其同位素是这里考虑的模型的行星加热的特别明确的示踪剂，并且来自相同物种的多次跃迁的发射是可检测的，其编码温度信息以及来自光谱本身的可能的速度信息。我们发现亚毫米波分子辐射将是研究气体巨行星形成的一个有用的工具，特别是在$R\gtrsim10$ AU以外。
2015-05-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk: II. prominent SO and SO2 pointing to C/O < 1
在原行星盘中，气相含硫挥发物似乎严重贫化。在许多盘中检测到CS和未检测到SO和SO2表明，在温暖的分子层中，巨行星吸积其大气层的气体具有高的C/O比。在这封信中，我们报告的检测SO和SO2的Oph-IRS 48磁盘使用ALMA。这是第一次从原行星盘中探测到显著的二氧化硫排放。这两种分子的分子发射在空间上与不对称尘埃阱相关。我们认为，这是由于冰在尘埃腔的边缘的升华和冰水库的大部分是一致的毫米尘埃颗粒。取决于元素硫在耐火材料和挥发性材料之间的分配，所观察到的分子可以占圆盘中总硫预算的15-100%。与以前的结果形成强烈对比的是，我们将CS/SO比的C/O比限制为< 1并且可能是太阳能的。这对于在温暖的过渡盘的空腔内形成的行星的元素组成具有重要意义。
2021-06-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Chemical Inventory of the Inner Regions of Planet-forming Disks -- The JWST/MINDS Program
本文介绍JWST/MINDS项目首批成果，利用高灵敏度和高分辨率的中红外光谱，全面探测类太阳星和褐矮星行星形成盘内部的化学物质清单，并与其他望远镜观测结合，为行星形成过程提供完整视角。
2023-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Demographics of planet-forming disks with the SKAO
Universidad de Santiago（圣地亚哥大学）；University of Leeds（利兹大学）；Monash University（蒙纳士大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、天体物理学与行星学研究所）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（穆拉德空间科学实验室，伦敦大学学院）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Leicester（莱斯特大学）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；University of Victoria（维多利亚大学）
本文提出利用SKAO进行厘米波观测，通过高分辨率巡天揭示行星形成盘中卵石的空间分布、光谱特性和演化趋势，从而约束尘埃生长和盘动力学。
2026-06-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The imprint of X-ray photoevaporation of planet-forming discs on the orbital distribution of giant planets -- II. Theoretical predictions
数值模型表明，通过由主星驱动的内部光蒸发的盘扩散可以成功地再现观察到的1 - 2 au附近的温暖彗星堆积。然而，由于已经提出了一系列不同的机制来导致相同的特征，因此对圆盘分散的明确观测诊断在观测到的巨行星分布中留下了印记，可能有助于限制主导机制。我们的目标是通过X射线驱动的光蒸发（XPE）对巨行星分离盘分散的影响进行评估，以提供理论约束的位置和大小的任何可能的功能与此相关的过程中观察到的轨道分布。为此，我们进行了一组1D人口合成与不同的初始条件和相关的气体巨星的最终停车位置与其宿主恒星的X射线光度，以量化观测的$L_\mathrm{x}$-$a$-平面内的这些系统的这个过程。我们发现XPE确实在引力半径附近产生了气体巨星的密度不足，在这个位置的内部和/或外部有相应的堆积。然而，这些特征的大小和位置在很大程度上取决于我们模型中初始条件的选择，例如行星的假设形成位置。XPE可以强烈影响巨行星的迁移过程，并在观测到的巨行星轨道分离中留下潜在的可观测特征。然而，由于在我们的模型中采用的简单化的方法，它缺乏一个自我一致的治疗行星形成在一个不断发展的磁盘，最终的行星人口轨道的定量分析是不可能的。然而，我们的研究结果强烈激励未来的研究，包括现实的光盘分散机制到全球行星人口合成模型。
2021-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Azimuthal C/O Variations in a Planet-Forming Disk
巨行星大气中的元素碳氧比（C/O）是诊断该行星在原行星盘中形成历史的一个有希望的方法。随着系外行星界努力测量行星大气中的C/O，对盘的观测和理论研究越来越多地集中在了解气相C/O如何随径向位置和盘之间而变化。这主要与主要挥发性载体如CO和H2O的冰线有关。利用ALMA对CS和SO的观测，我们发现了HD 100546周围原行星盘中一种全新类型的C/O变化的证据：从典型的以氧为主的比率（C/O=0.5）到以碳为主的比率（C/O>1.0）的方位角变化。我们发现，CS和SO分子的空间分布和特殊的线运动学可以很好地解释的C/O比的方位角变化。我们提出了一个阴影机制，可能会导致这样的化学二分法。我们的研究结果意味着，使用大气中的C/O比来追踪巨型系外行星的形成历史，需要考虑到行星吸积带中随时间变化的方位角C/O变化。
2023-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing dynamical processes in the planet forming region with dust mineralogy
我们提出了赫歇尔空间天文台PACS光谱的GQ Lup，一个原行星盘在狼疮恒星形成区。通过对0.3μm ~ 1.3mm的SED拟合，我们建立了该系统的温度和密度结构的自洽模型，发现虽然该系统已有300万年的历史，但其尘埃并未沉降到中平面。该磁盘具有径向梯度的硅酸盐粉尘的组成和粒度，与大的无定形颗粒在上层的内盘和增强的亚微米，在外盘的晶粒。我们在63μm附近的Herschel PACS B2 A波段检测到过量的发射，并将其与{ \sim }15至70μm结晶水冰粒的组合进行建模，这些冰粒的尺寸分布与冰再冷凝增强的颗粒生长一致，质量分数为太阳系的一半。结晶水冰和硅酸盐在外盘的组合暗示了盘宽加热事件或星子碰撞。如果得到证实，这将是赫歇尔首次探测到水冰。
2012-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling protoplanetary disk heating by planet-induced spiral shocks
本文通过二维流体模拟研究行星诱发的螺旋激波对原行星盘的加热，发现加热率主要取决于行星质量和盘粘滞性，并给出了以轨道半径、粘滞参数α和质量比q为变量的普适经验公式，可用于一维盘演化模型。
2024-11-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital Architectures of Planet-Hosting Binaries: I. Forming Five Small Planets in the Truncated Disk of Kepler-444A
我们目前的第一个结果，从我们的凯克计划调查的轨道结构的行星托管多恒星系统。开普勒-444是一个贫金属的三星系统，拥有五颗次地球大小的行星围绕主星（开普勒-444A）运行，以及一对空间未解析的M矮星（开普勒-444BC），投影距离为1.8”（66 AU）。我们结合我们的凯克/NIRC 2自适应光学天体测量与多历元凯克/HIRES RV的所有三颗恒星，以确定一个精确的轨道周围的BC对，鉴于其经验约束的质量。我们测量最小的天体测量运动（$1.0\pm0.6$ mas yr $^{-1}$，或$0.17\pm0.10$ km s $^{-1}$），但我们的RV揭示了显着的轨道速度（$1.7\pm0.2$ km s $^{-1}$）和加速度（$7.8\pm0.5$ m s $^{-1}$ yr $^{-1}$）。我们确定了一个高偏心恒星轨道（$e=0.864\pm0.023$），使紧M矮星对内的行星系统的$5.0^{+0.9}_{-1.0}$ AU。我们验证了该系统是动态稳定的，在其目前的配置，通过n体模拟。我们发现A $-$ BC轨道和行星轨道很可能是对齐的（98%），因为它们都有边缘上的轨道和不对齐引起行星的进动。我们的结论是，在行星形成的时期，恒星可能在它们目前的轨道上，在$\approx$ 2 AU处截断了原行星盘。这个被截断的圆盘可能已经严重耗尽了固体物质，从而形成了总的$\app…
2015-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of the Exoplanet Size Distribution: Forming Large Super-Earths Over Billions of Years
半径谷是小的、靠近的系外行星尺寸分布的一个分叉，被假设为行星大气损失的一个标志。这种演化现象应该取决于恒星-行星系统的年龄。在这项工作中，我们研究的时间演化的半径谷使用两个独立的测定主机恒星年龄之间的加利福尼亚州开普勒巡天（CKS）的样本。在CKS样本中，我们发现了在最年轻的系统年龄（$\lesssim$ 2-3 Gyr）的周期半径图中有一个广泛的几乎空的行星空间的证据。我们发现，年轻的CKS行星之间的半径谷的轨道周期的依赖性是一致的，在这些行星与asteroseisically确定的宿主恒星半径。相对于以前的研究，优先老年行星，半径谷确定的年轻行星样本中被转移到更小的半径。这一结果与观测到的最大超级地球的祖先的大气损失时间尺度在千兆年左右是一致的。为了支持这一解释，我们表明，行星的大小似乎是在年龄$\lesssim$ 2-3 Gyr的代表可能对应的行星岩石成分。我们的研究结果表明，近距离系外行星的大小分布以及半径谷的精确位置在数十亿年内不断演变。
2021-03-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The interplay between forming planets and photo-evaporating discs I: Forbidden line diagnostics
盘风和行星形成被认为是驱动原行星盘演化和分散的两个最重要的机制，反过来又定义了行星形成和演化的环境。虽然两者在过去都得到了广泛的研究，但我们通过对正在进行X射线光蒸发的巨行星托管盘进行三维辐射流体动力学模拟，将它们结合到一个模型中，目的是分析两种机制之间的相互作用。为了研究对观测诊断的影响，我们对常用的风跟踪禁止发射谱线进行了合成观测，并进行了详细的辐射转移和光电离计算。我们发现，一个足够大的巨大的行星雕刻的差距，在气体盘是足够深的影响的结构和运动学的压力驱动的光蒸发风显着。这种效应可能足够强，可以在我们的一些风诊断线的合成高分辨率观测中看到，例如[OI] 6300或[SII] 6730线。当在40°或更高的倾角观察圆盘时，谱线轮廓可能会在光谱的红移部分出现峰值，这不能简单地用简单的风模型来解释。此外，大质量的行星可以在圆盘和光蒸发风中引起不对称的子结构，引起线轮廓的时间变化，这种变化可以在不到行星轨道周期的四分之一的时间尺度上观察到。
2022-10-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST-DECO: The Impact of Accretion on Mid-Infrared Observable Water in Planet-forming Disks
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；New York University Shanghai（纽约大学上海分校）；Texas State University（德克萨斯州立大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Michigan（密歇根大学）；Universidad de Santiago de Chile（智利圣地亚哥大学）；Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)（年轻系外行星及其卫星千年核）；Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Science (CIRAS), Universidad de Santiago, Chile（智利圣地亚哥大学跨学科天体物理学与空间科学研究中心）
通过将吸积模块加入热化学代码DALI，研究粘性吸积加热和吸积光度如何影响2D温度结构和可观测水储量，再现了水线通量与吸积光度之间的正相关趋势，并发现该趋势由中心光度增加驱动。
2026-05-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Small hydrocarbon molecules in cloud-forming Brown Dwarf and giant gas planet atmospheres
我们研究了在褐矮星和巨型气体行星的富氧尘埃形成的大气中复杂的含碳分子的丰度。本文研究了热化学气相模式的内边界大气区。利用了Drift-phoenix大气模拟的结果，其中包括相非平衡尘埃云形成对大气结构和气相丰度的反馈。所产生的元素耗尽导致碳氧比的变化，使得可以存在几个烃分子和氰基多氰基多炔分子。表面重力的增加和/或金属含量的减少支持这些物种的分压增加。CO、CO2、CH 4和HCN含有最大比例的碳。在低金属度天体的高层大气中，C4 H中的碳含量高于CO，CH 3和C2 H2作为碳汇也发挥着越来越重要的作用。我们确定化学弛豫时间尺度来评估碳氢化合物分子是否会受到运输诱导淬灭的影响。我们的研究结果表明，相当数量的C2 H6和C2 H2可以预期不仅在巨大的气体行星的上层大气中，而且在棕矮星。然而，精确的淬灭高度强烈地依赖于所使用的数据源。这些结果将对未来的热动力学研究产生影响，因为它们改变了这些模拟的内边界条件。
2013-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematic Structures in Planet-Forming Disks
本文综述了年轻恒星周围原行星盘动力学结构的观测进展，指出空间分辨运动学研究为理解行星形成与盘演化中的物理过程提供新窗口，并总结了ALMA观测带来的相关突破。
2022-03-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Isotopic enrichment of forming planetary systems from supernova pollution
在行星形成的早期阶段，短寿命放射性同位素（SLR）如铝-26和铁-60的加热从根本上塑造了太阳系微行星的热历史和内部结构。随后的热力学演化，如内部分异或快速挥发脱气，对类地行星的最终结构、组成和演化产生重要影响。在太阳系中，SLR驱动的加热对第一固体凝结期间存在的原行星盘内SLR的绝对丰度和均匀性敏感。为了解释所发现的太阳系外行星的不同组成，重要的是要了解在它们最初的几个百万年演化期间，SLR在活跃的行星形成区域（星团）中的分布。通过限制可能的影响范围，我们展示了如何可以外推到系外行星系统的SLR的印记，并基于N-体模拟的典型到大型集群（1000-10000颗恒星）的初始条件范围，推导出铝-26和铁-60的分布的统计预测。我们量化的污染的原行星盘超新星喷出物，并显示富集水平类似或高于太阳系的可能性可以有很大的不同，这取决于集群的形态。此外，许多富集系统的辐射加热比太阳系的水平高，这意味着微行星的形成和演化可能会因其宿主恒星的出生环境而发生显着变化。
2016-08-04 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Resolving the HD 100546 Protoplanetary System with the Gemini Planet Imager: Evidence for Multiple Forming, Accreting Planets
我们报告双子座行星成像仪H波段高对比度成像/积分场光谱学和偏振的HD 100546，一个10 $Myr$-老的早期型恒星最近证实主机热红外明亮（超）木星原行星在宽分离，HD 100546 b。我们在偏振光中解析了圆盘内腔，恢复了热红外（IR）亮臂，并确定了一个额外的旋臂。我们很容易恢复HD 100546 b，并表明它的大部分发射起源于一个未解决的，点源。HD 100546 b的红外线颜色可能比褐矮星更红，在性质上类似于年轻的云状超木星行星，但这些颜色可能表明HD 100546 b仍在从环行星际盘吸积物质。此外，我们在$r_{proj}$ $\sim$ 14天文单位处发现了第二个点源样峰，它位于盘壁内侧或内侧，与10 - 20 $M_{J}$候选第二颗原行星--"HD 100546 c"--一致，位于盘的弱偏振区域内，但沿着热红外明亮旋臂的延伸。或者，这是同样合理的，这一特点是一个弱偏振，但局部明亮的区域内磁盘壁。在接下来的2年里，对这一特征的天体测量监测和发射谱线测量可以确认它作为原行星的状态，旋转盘热点可能是原行星的路标，或者是盘内的固定发射源。
2015-11-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
