Compact dust concentration in the MWC 758 protoplanetary disk
星子的形成需要原始尘埃颗粒从微米到公里大小的物体。由气体压力最大值引起的尘埃陷阱被认为是颗粒可以集中并快速生长以形成星子的区域，然后径向迁移到恒星上。我们报告新的VLA Ka & Ku观测的原行星盘周围的赫比格Ae/Be星MWC 758。Ka图像显示了一个紧凑的发射区域，在外盘表明一个强大的集中的大尘埃颗粒。追踪较小的颗粒，ALMA档案数据在波段7连续显示扩展磁盘发射强度最大的西北部的中央恒星，这符合VLA的丛位置。在尘埃捕获的背景下，预计紧凑的Ka发射，因为大颗粒比小颗粒更容易被捕获在气体压力最大值。我们开发了一个非轴对称的参数模型的启发，一个稳定状态的涡解与参数充分选择重现的意见，包括光谱能量分布。最后，我们将射电连续谱与SPHERE散射光数据进行了比较。ALMA连续体在空间上与散射光中看到的螺旋状特征相吻合，而VLA团块与散射光最大值相偏移。此外，ALMA图显示了与没有散射偏振发射的区域相匹配的递减。在不同波长的连续观测是必要的，以得出结论，如果VLA-ALMA差异是一个不透明度或真正的灰尘分离。
2015-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematical Constraint on Eccentricity in the Protoplanetary Disk MWC 758 with ALMA
我们分析了由阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列获得的MWC 758周围原行星盘中$^{13}\mathrm{CO}$和$\mathrm{C}^{18}\mathrm{O}$ $J=3-2$发射谱线的存档数据，以讨论可能的行星盘相互作用和盘中的非开普勒运动。我们对观测数据进行了开普勒圆盘模型的拟合，并测量了开普勒旋转的速度偏差。我们发现在MWC 758磁盘的内腔周围的显着的速度偏差。我们研究了可能导致速度偏差的几种可能性，如压力梯度，发射层的高度，下落运动，内部翘曲，和偏心的磁盘。我们发现，偏心轨道运动与偏心率的$0.1\pm0.04$在内腔的半径和下落流的组合最好地解释了所观察到的速度偏差。我们的运动学约束的气体轨道运动靠近内腔的偏心率是一致的，在亚毫米连续发射测量的内腔周围的尘埃环的偏心率。我们的研究结果暗示了在MWC 758盘的内腔周围存在强烈的尘埃-气体耦合，并且在内腔内存在气体巨行星。
2022-09-26 astro-ph.EP
A Decade of MWC 758 Disk Images: Where Are the Spiral-Arm-Driving Planets?
在一些原行星盘的散射光图像中，已经发现了大尺度的旋臂。理论模型表明，这些旋臂可能是由巨行星驱动并与之共同旋转的，这就要求人们付出巨大的观测努力来寻找它们。通过检查旋转的MWC 758系统的螺旋臂超过10年的时间尺度，我们能够提供动力学约束的位置上的扰动。我们介绍了2005年哈勃太空望远镜（HST）/NICMOS F110 W对该目标的再处理观测，以及2017年新的Keck/NIRC 2 $L'$波段观测。MWC~758的两个著名的旋臂在最早的观测时期被发现于NICMOS档案中。利用额外的甚大望远镜（VLT）/SPHERE数据，我们的联合分析导致两个主要旋臂在$3σ$的模式速度为${0.6^\circ}^{+3.3^\circ}_{-0.6^\circ}\, \mathrm{yr}^{-1}$。如果两个臂是由近圆轨道上的摄动引起的，那么它的最佳拟合轨道是在$89$ au（$0.59"$），$3σ$下限为30 au（$0.20"$）。这一发现与系统中两个主要臂的臂驱动行星的位置的模拟预测是一致的。
2018-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal Infrared Imaging of MWC 758 with the Large Binocular Telescope: Planetary Driven Spiral Arms?
理论研究表明，年轻恒星MWC 758周围的一颗巨行星可能是驱动其周星盘螺旋特征的原因。在这里，我们提出了一个深度成像活动与大双筒望远镜的主要目标成像预测的行星。我们提出的图像的磁盘在两个时代的$L^{\prime}$过滤器（3.8 $μm$）和第三个时代的$M^{\prime}$过滤器（4.8 $μm$）。两个突出的螺旋臂在每次观察中都被检测到，这构成了$M^\prime$中椎间盘的第一个图像，并且在$L^\prime$中最深（$ΔL^\prime=$ 12.1在椎间盘外部，具有5 $σ$显著性）。我们报告的S/N $\sim$ 3.9源附近的Sourmarts臂的末端的检测，并且，从源的检测在一个一致的位置和亮度在多个时期，我们建立了一个$\sim$ 90%的置信水平，该源是天体物理起源。我们讨论的可能性，这个功能可能是a）一个未解决的磁盘功能，和b）一个巨大的行星负责的螺旋臂，有几个参数指向有利于后一种情况。我们提出了额外的检测限制的同伴外部的螺旋臂，这表明，一个$\lesssim$ 4 M $_{Jup}$行星外部的螺旋臂可以逃脱检测。最后，我们没有探测到Reggiani等人（2018）最近报告的螺旋臂内部的伴星候选者，尽管正演模型表明这样的来源可能已经被探测到。
2019-08-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detection of Dimethyl Ether in the Central Region of the MWC 480 Protoplanetary Disk
利用ALMA观测在MWC 480原行星盘首次探测到二甲醚（CH$_3$OCH$_3$），发现其与未探测到的甲醇柱密度比异常偏高，揭示了内部盘中复杂有机分子经历了显著的化学重新加工。
2024-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA Observations of Proper Motions of the Dust Clumps in the Protoplanetary Disk MWC 758
本研究利用ALMA在2017和2021年的观测数据，分析了MWC 758原行星盘中两个尘埃团块的自行运动，发现其呈现非开普勒运动，推测这是尘埃团块与盘内旋臂相互作用导致密度分布变化所致。
2024-10-15 astro-ph.EP
A Survey of CH3CN and HC3N in Protoplanetary Disks
原行星盘中的有机物质决定了行星和彗星的初始成分，从而影响了新生行星系中可能存在的后续化学过程。我们目前的观察复杂的腈轴承物种CH 3CN和HC 3 N对周围的T金牛星AS 209，IM Lup，LkCa 15，和V4046 Sgr以及赫比格Ae星MWC 480和HD 163296磁盘。除IM Lup外，所有磁盘均检测到HC 3 N，V4046 Sgr、MWC 480和HD 163296均检测到CH 3CN。多条检测到的谱线的旋转温度范围为29- 73 K，表明来自盘的温带分子层的发射。V4046 Sgr和MWC 480的径向丰度分布受到参数模型的约束;气相CH 3CN和HC 3 N相对于HCN的丰度在盘的内部100 AU中为几个到几十个百分比，这意味着在行星和彗星形成的盘半径处有丰富的腈化学。我们发现一致的相对丰度的CH 3CN，HC 3 N，HCN之间我们的磁盘样本，原恒星信封，和太阳系彗星，这是一个强大的腈化学在广泛的物理条件下具有类似的结果暗示。
2018-03-13 astro-ph.EP
SO emission in the dynamically perturbed protoplanetary disks around CQ Tau and MWC 758
本文报道在 CQ Tau 和 MWC 758 原行星盘中偶然探测到 SO 发射，提出其可能源于嵌入伴星、阴影或晚期内落引起的动力学扰动，并暗示这类扰动可能缩短化学演化时标、影响新生行星的挥发物组成。
2025-07-04 astro-ph.EP
The Eccentric Cavity, Triple Rings, Two-Armed Spirals, and Double Clumps of the MWC 758 Disk
原行星盘中的空间分辨结构暗示着看不见的行星。先前对MWC 758周围过渡盘的成像观察显示了一个内腔，一个环状外盘，发射团块和螺旋臂，所有这些都可能是由同伴产生的。我们提出了ALMA尘埃连续观测MWC 758在0.87毫米（mm）波长与43 $\times$ 39 mas角分辨率（6.9 $\times$ 6.2 AU）和20 $μ$ Jy光束$^{-1}$均方根。中心的亚毫米发射腔被发现是偏心的;一旦去投影，它的外边缘可以很好地拟合一个椭圆，偏心率为0.1，一个焦点在恒星上。宽环状的外盘被分解成三个狭窄的环，中间有两个间隙。外两个环暂时显示出与界定内腔的最内环相同的偏心率和取向。这两个先前已知的尘埃排放团在径向和方位角方向上都得到了解决，径向宽度等于$\sim$ 4 $\times$当地的尺度高度。在ALMA尘埃辐射中，只有先前在近红外散射光中成像的两个旋臂中的一个旋臂由于投影效应而在稍大的星心距离处被发现。我们还提交了光盘截断$\sim$ 100 AU的基础上比较近红外成像观测模型的证据。螺旋星系、北星系团和被截断的圆盘边缘都与螺旋星系外部大约100天文单位处的一个伴星的存在大致一致。
2018-05-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Spiral-Arm Sub-Structures in the Asymmetrical Dust Rings of the Circumstellar Disk MWC 758
盘中的不对称特征提供了嵌入物体（如行星）的间接证据。用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测，MWC 758中的星周盘用波长为0.9 mm的热尘埃连续辐射追踪，角分辨率高达0.1 "（15 au），显示出具有额外特征的不对称尘埃环。为了分析尘埃环的方位和径向结构，我们将尘埃环在方位上分成小的段。对于每个片段，我们拟合两个高斯函数的径向强度分布。得到的最佳拟合参数作为方位角的函数进行了分析。三个螺旋状的臂结构被确定。当使用WKB近似用螺旋密度波理论拟合0.9 mm特征时，发现两组盘纵横比：一个解给出相对较低的值（~0.03），而另一个解在自由参数的上限（~0.2）。上限结果所建议的行星位置与Benisty等人（2015）在NIR偏振强度图像中确定的位置相似。将报告的螺旋状结构与Dong等人（2018）中较高角度分辨率（0.04 "）的ALMA图像进行比较，由于所采用的分析方法和图像的相应分辨率的差异，我们在盘的西部识别出不同的结构。
2020-10-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Polarization at Multiple Wavelengths: Are Dust Populations Diverse?
本研究首次在870 μm和3 mm开展原行星盘尘埃偏振巡天，发现相近演化阶段盘的偏振行为存在差异，并通过散射模型用不同尘埃粒径与分层分布解释观测特征。
2024-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of a point-like source and a third spiral arm in the transition disk around the Herbig Ae star MWC 758
过渡盘为寻找新生行星和研究行星形成的早期阶段提供了非凡的机会。在这种情况下，我们观察了赫比格A5星MWC 758与L波段矢量涡日冕仪安装在近红外相机和光谱仪NIRC 2在凯克II望远镜，目的是揭示螺旋结构的性质，通过限制存在的行星同伴在系统中。我们的高对比度成像观测显示，在MWC 758的南部，在约20 au的去投影分离处，有一个明亮的（Δ L=7.0+/-0.3 mag）点状发射（r=0.111+/-0.111 +/-0.1111 +/-0 004 arcsec）。我们还恢复了两个旋臂（东南和西北），已经在以前的研究中偏振光成像，并发现第三个西南的恒星。在距离恒星0.6弧秒以外的5倍木星质量的系统中，没有发现其他的伴星。我们认为明亮的L波段发射可能是由嵌入和吸积的原行星的存在引起的，尽管不能排除它是不对称盘特征的可能性。螺旋结构可能与原行星候选者无关，除非在倾斜和偏心的轨道上，它可能是由于一个（或多个）尚未被发现的行星同伴在螺旋图案的边缘或外部。未来的观测和额外的模拟将需要阐明点状源的真实性质及其与螺旋臂的联系。
2017-12-01 astro-ph.EP
A revised condition for self-gravitational fragmentation of protoplanetary disks
引力不稳定性导致的原行星盘碎裂是双星、棕矮星和气态巨行星形成机制的候选者。碎裂的条件被认为是盘冷却时间尺度与其动力学时间尺度相当。然而，一些数值模拟表明，即使冷却时间足够短，也不会发生碎裂，或者即使冷却效率低下，也会发生碎裂。为了揭示自引力盘碎裂的现实条件，我们进行了二维数值模拟，考虑了中心恒星的辐射和盘的辐射冷却效应，并精确地研究了原行星盘中形成的旋臂结构.我们表明，在旋臂的Toomre Q参数是一个必不可少的参数破碎。螺旋臂中只有当Q < 0.6时才断裂。我们进一步证实了在数值模拟中观察到的这种碎裂条件可以从自引力螺旋臂的线性稳定性分析中得到。这些结果表明，原行星盘的碎裂过程分为两个阶段：盘内旋臂的形成和旋臂的碎裂，我们的工作将原行星盘碎裂的条件简化为满足Q < 0.6的旋臂形成条件.
2016-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. I. Constraints on Planets Exterior to The Spiral Disk Around MWC 758
本文利用JWST/NIRCam对MWC 758螺旋原行星盘进行成像，未发现清晰伴星，但在约150 au和600 au处分别设定了低至2和0.5木星质量的深探测下限。
2024-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Investigating point sources in MWC 758 with SPHERE
上下文原行星盘中的螺旋臂可以被证明是原行星发射的密度波的表现，并在盘的气体成分中传播。至少有两个点源在MWC 758系统的L波段被确定为行星质量天体候选者。目标。我们使用VLT/SPHERE在H和K波段搜索这些候选者的对应物，并表征旋臂的形态。方法.这些数据用高对比度成像中的标准技术进行处理，以确定检测极限，并将其与L波段观测所得的光度进行比较。结果在考虑演化、大气和不透明度模型时，我们无法确认在L波段进行的点源的前两次探测。此外，从动力学角度对旋臂的分析并不支持这些候选者构成螺旋起源的假设。结论.需要更深入的观测和更长的时间尺度来确定MWC 758中螺旋臂的实际来源。
2021-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Evidence for an Edge-On Disk around the Young Star MWC 778 from Infrared Imaging and Polarimetry
MWC 778是一个不寻常的年轻恒星天体，位于IC 2144星云。Herbig和Vacca（2008）最近的光谱学研究表明在它周围存在一个边缘靠近的拱星盘。我们提出了近红外自适应光学成像偏振测量和中红外成像，直接证实了MWC 778周围可疑的近边缘靠近的盘（i ~ 70-80度），并揭示了一个更广泛的被双极流出空腔穿透的包层。此外，我们的中红外图像和近红外偏振图检测到MWC 778周围的螺旋形结构，其臂在恒星两侧延伸超过6英寸。虽然MWC 778先前已被归类为赫比格Ae/Be星，但它的中心源的性质（包括光谱类型）仍然相当不确定。Herbig & Vacca（2008）基于光谱中金属吸收线的存在，提出了F或G光谱类型，这意味着MWC 778可能属于相当罕见的中等质量金牛T星（IMTTSs），这是Herbig Ae/Be天体的演化前兆。然而，它的综合辐射热光度，> 750 L_sun（假设距离为1 kpc）是令人惊讶的高F或G光谱类型，即使是IMTTS。我们推测几种可能的解释，这种差异，包括它的真实距离远小于1千秒差距，一个双同伴的存在下，和/或观察到的吸收线的非恒星起源。
2009-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Planets in Protoplanetary Disks II: Spiral Arms Observed in Scattered Light Imaging Can be Induced by Planets
利用三维全球流体模拟结合辐射转移计算，研究了在近红外波段的直接成像观测中，由巨行星引起的密度波的出现。我们发现，在一个典型的磁盘中的一个6兆焦行星围绕一个1兆太阳恒星可以产生突出的和可检测的螺旋臂的内部和外部的轨道。内臂具有（1）两个大致m=2对称的良好分离的臂，（2）表现出约10-15度的螺距角，（3）在方位角方向上约180-270度的延伸，以及（4）约150%的表面亮度增强，所有这些都与SAO 206462和MWC 758系统中观察到的螺旋臂大致一致。外臂不能解释观测结果，因为它们在典型的圆盘刻度高度下缠绕得太紧。我们证实了以前的结果，外密度波激发的1兆焦耳的行星表现出低对比度的IR和实际上是不可检测的。我们还发现，波的3D效果是重要的。与等温模型相比，密度波在绝热盘表现出较弱的表面密度的对比度，但在散射光图像的对比度较强，由于在前者更明显的垂直结构所造成的冲击加热。为了在圆形轨道上驱动观测到的具有外部伴星的成对臂，需要一颗大质量行星，可能是棕矮星，在SAO 206462中大约[r~0.7”，PA~10度]（位置角PA从北到东），在MWC 758中[r~0.6”，PA~10度]。它们的存在可以通过直接成像行星搜索来证实。
2015-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spiral Arm Pattern Motion in the SAO 206462 Protoplanetary Disk
在十几个原行星盘中已经观察到了螺旋臂，然而几乎所有系统的起源都在争论之中。旋臂形态的多时期监测提供了区分两种主导臂形成机制的动态方法：同伴驱动和引力不稳定诱导，因为这些机制预测不同的运动模式。通过分析2015年和2016年使用甚大望远镜（VLT）上的SPHERE仪器对SAO 206462系统的多历元J波段观测，我们测量了其两个突出的螺旋臂在偏振光中的图案运动。一方面，如果双臂同时运动，则它们可以由位于$86_{-13}^{+18}$ au的行星在圆形轨道上驱动，并且排除了重力不稳定运动。另一方面，它们可以由位于$120_{-30}^{+30}$ au和$49_{-5}^{+6}$ au的两颗行星驱动，这提供了一个初步的证据（3.0 $σ$），证明这两个螺旋是独立运动的。独立的手臂运动可能是支持我们的分析重新减少档案观测使用NICMOS仪器板载哈勃太空望远镜（HST）在1998年和2005年，但文物，包括阴影可以体现虚假的手臂运动在HST观测。我们希望未来的重新观测能更好地约束SAO 206462旋臂的运动机制。
2021-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tracing Pebble Drift History in Two Protoplanetary Disks with CO Enhancement
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Leeds（利兹大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Boston University（波士顿大学）；Harvard & Smithsonian（哈佛大学与史密森尼学会）；University of Michigan（密歇根大学）
通过CO增强追踪两颗原行星盘中pebble漂移历史，发现中心峰值CO增强与当前模型预测不符，提出挥发性陷阱解释
2026-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
MAPS: Constraining Serendipitous Time Variability in Protoplanetary Disk Molecular Ion Emission
本研究基于MAPS项目数据搜寻原行星盘HCO+发射的时间变异性，发现无显著流量增强但光谱轮廓有变化，初步结果符合X射线耀斑驱动变异性的预期，指出需高信噪比监测研究相关化学过程。
2023-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spiral Arms in Gravitationally Unstable Protoplanetary Disks as Imaged in Scattered Light
结合3D光滑粒子流体力学和蒙特卡罗辐射转移计算，我们研究了螺旋密度波的形态引力不稳定性（GI）诱导的原行星盘，因为它们会出现在近红外（NIR）波长的直接图像。我们发现，系统与磁盘的恒星质量比q=M_disk/M_star是~0.25或更大的可能会产生突出的旋臂在近红外成像，非常相似的功能中观察到的MWC 758和SAO 206462系统。GI诱导臂在NIR波长处的对比度可以达到约3倍，并且它们的俯仰角约为10-15度。在2<1/q<8的范围内，GI诱导旋臂的主方位波数大致服从m~1/q。特别是，一个q~0.5的大质量圆盘可以表现出m=2的大设计螺旋。GI诱导的手臂与当地的磁盘近似共转，因此可能会通过压力阻力捕获尘埃颗粒。虽然GI可以产生具有与最近观察中报道的那些相似的形态、对比度和螺距角的NIR螺旋臂，但它也提出了在任何给定系统中可能满足或可能不满足的其他要求。GI起源要求螺旋相对紧凑，尺度<~100 AU;盘质量大，q>~0.25;吸积率Mdot高，每年约为1 e-6太阳质量。
2015-10-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
An M Dwarf Companion and Its Induced Spiral Arms in the HD 100453 Protoplanetary Disk
最近的VLT/SPHERE近红外成像观测显示，在大约1.7太阳质量的赫比格恒星HD 100453周围的原行星盘中有两个旋转对称性接近m=2的螺旋臂。一颗质量约为0.3太阳质量M的矮星伴星HD 100453 B也被发现，距离主星约120天文单位。在这封信中，我们进行流体动力学和辐射转移模拟检查的HD 100453磁盘的散射光形态的同伴扰动的圆形和共面轨道。我们发现，同伴截断磁盘在~45 AU的散射光图像，并激发两个螺旋臂在剩余的（circumprimary）磁盘与近m=2旋转对称。无论是截断盘的大小和螺旋的形态都与SPHERE在Y，J，H和K1波段的观测结果非常一致，这表明M矮伴星确实是观测到的双螺旋臂图案的原因。我们的模型表明，磁盘是接近面对（倾角~5度），整个磁盘的同伴系统在天空中逆时针旋转。HD 100453的观测以及我们的建模工作表明，近红外散射光图像中的双螺旋臂图案可以由同伴产生，并支持未来的观测，以确定负责MWC 758和SAO 206462系统中观察到的手臂的同伴。
2015-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Ring Structure in the MWC 480 Disk Revealed by ALMA
原行星盘中的类间隙结构可能与行星形成过程有关。在本文中，我们提出和分析高分辨率（0.17*0.11角秒）1.3毫米ALMA连续观测的原行星盘周围的赫比格Ae星MWC 480。我们首次观测到一个中心在~ 74 au、宽度为~ 23 au的能隙，它被一个中心在~ 98 au的亮环所包围。详细的辐射转移建模的ALMA图像和宽带光谱能量分布被用来约束的表面密度分布和结构参数的磁盘。如果间隙的宽度相当于单个形成中行星希尔半径的4~8倍，则该行星的质量约为0.4~3 MJup。我们测试这一预测进行全球三维平滑粒子流体动力学气体/尘埃模拟磁盘托管迁移和吸积行星。我们发现，尘埃排放整个磁盘是一致的嵌入式行星的质量约2.3 M_Jup的轨道半径约78 au的存在。给定最佳拟合的辐射转移模型的表面密度，在间隙中耗尽的质量的量高于假定的行星的质量，这满足形成这样的行星的基本条件。
2018-11-07 astro-ph.EP
Grand Design Spiral Arms in the Compact, Embedded Protoplanetary Disk of Haro 6-13
本文利用ALMA高分辨率观测在Haro 6-13小尺度原行星盘中探测到一对低对比度旋臂，提出毫米波辐射光学厚可能隐藏足够质量使盘引力不稳定，且包层内落可能促进旋臂形成。
2025-07-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spiral Arms in the Asymmetrically Illuminated Disk of MWC 758 and Constraints on Giant Planets
我们提出了第一个近红外散射光检测的过渡盘与赫比格Ae星MWC 758使用的数据作为战略探索的一部分，系外行星和斯巴鲁，和1.1微米的HST/NICMOS数据。虽然亚毫米研究表明有一个r=0.35的尘埃耗尽空腔，但我们发现散射光距离恒星0.1（20-28 AU），在H，K '或Ks处没有可见的空腔。我们发现两个小规模的螺旋结构，不对称的阴影外盘。我们使用螺旋密度波理论对其中一个螺旋进行了建模，并得出了一个H ~ 0.18的磁盘纵横比，表明动态温暖的磁盘。如果螺旋图案是由扰动激发的，我们估计它的质量为5+3，-4兆焦耳，在行星过滤模型预测吸积继续到恒星的范围内。使用L'处的非冗余孔径掩蔽数据和K'和Ks处的局部优化图像组合的角微分成像的组合，我们排除了Herbig Ae恒星300质量范围内的恒星或大质量棕矮星同伴，以及除了行星质量之外的所有0.5质量的同伴。使用COND模型，我们达到了5 σ对比度，将伴星限制在行星质量，1.0时为3-4 MJ，1.55时为2 MJ。总的来说，这些数据加强了MWC 758已经是一个年轻行星系统的情况。
2012-12-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS XVIII): Kinematic Substructures in the Disks of HD 163296 and MWC 480
我们探索的动力学结构的原行星盘周围的HD 163296和MWC 480的分子与ALMA在行星形成尺度（MAPS）大型计划的一部分。使用$J = 2-1$转换的$^{12}$ CO，$^{13}$ CO和C $^{18}$ O的空间分辨率为$\sim 0.^{\prime \prime}15$和$200$ ${\rm m\,s^{-1}}$的通道间距成像，我们发现扰动从开普勒旋转的投影速度场的两个磁盘（$\lesssim\!5\%$的本地开普勒速度），暗示大规模（10秒的au大小），相干流。通过考虑速度场投影的方位依赖性，将速度场分解为方位平均正交分量$v_ϕ$、$v_r$和$v_z$。使用光学厚的$^{12}$ CO排放作为探针的气体温度，局部变化的$\approx\! 3$ K（$\approx\! 5 \%$相对变化）进行了观察，发现与运动学亚结构。MWC 480磁盘托管一套紧密缠绕的螺旋臂。螺旋臂，结合气体速度结构中的高度局部扰动（行星运动学特征），表明这是一颗巨大的行星，$\sim\! 1$ $M_{\rm Jup}$，半径为$\approx 245$ au。在HD 163296的盘中，运动学子结构与Pinte等人（2018 a）和Teague等人（2018 a）先前的研究一致，主张盘中嵌入多颗$\sim\! 1$ $M_{\rm Jup}$行星。这些结果表明，表征盘的动力…
2021-09-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Tight Relation between Spiral Arm Pitch Angle and Protoplanetary Disk Mass
我们使用二维傅立叶变换来测量俯仰角利用AB Aur、SAO 206462、MWC 758、V1247 Ori、HD 142527、DZ Cha、LkH $φ$ 330和HD 100453的近红外散射光图像，以及Elias 2-27、IM Lup、AS 205和HT Lup的ALMA毫米连续谱图像。我们发现，测得的俯仰角强烈相关的磁盘质量（$M_{D}$），这样更大质量的原行星盘有较小的俯仰角，以下$|φ| = -(7.8\pm1.7)\log(M_{D}/M_{\odot})+(2.7\pm2.6)$。有趣的是，有四个已知伴星（HD 142527，HD 100453，AS 205和HT Lup）的磁盘具有相同的趋势。旋臂螺距角对盘质量的这种强烈依赖表明，盘质量，独立的形成机制，起着决定所观察到的螺旋结构的臂紧度的基本作用。$φ-M_D$关系的物理起源仍然不清楚。原行星盘中旋臂的螺距角对盘的质量提供了一个独立的约束。
2019-04-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planet-driven spiral arms in protoplanetary disks: I. Formation mechanism
原行星盘的模拟显示，一颗行星可以激发一个以上的旋臂，这可能解释了最近在某些系统中观察到的多个旋臂。本文解释了行星激发原行星盘中多旋臂的机制。与先前的推测相反，当行星质量足够小时，主旋臂和附加旋臂的形成可以被理解为一个线性过程。行星与圆盘中的周转振荡共振相互作用，在林德布拉德共振周围发射螺旋波模式。当一组波模同相时，它们可以彼此相长干涉并产生旋臂。可以形成多于一个的旋臂，因为对于不同的波模式组可以发生这种相长干涉，其中螺旋臂的确切数量和发射位置取决于行星质量以及盘温度分布。随着行星质量的增加，非线性效应变得越来越重要，导致螺旋臂具有更强的冲击力，从而具有更大的俯仰角。这在主臂和附加臂中是共同的。当一颗行星有足够大的质量时（对于$(h/r)_p=0.1$来说，$\gtrsim$的热质量是3），只有两个旋臂在它的轨道内部形成。对于质量较小的行星来说，形成第三旋臂的波模与主旋臂合并。我们对旋臂形成的理解的提高可以为观察到的原行星盘中旋臂的起源提供重要的见解。
2017-12-27 astro-ph.EP
Observational Signatures of Planets in Protoplanetary Disks: Temperature structures in spiral arms
原行星盘的高分辨率成像揭示了螺旋结构的丰富多样性，其中一些可能是由盘-行星相互作用产生的。使用三维流体力学与$β$冷却到垂直分层的背景，以及辐射传输建模，我们调查的温度上升行星驱动的螺旋。在快速冷却的盘中，温度上升主要是由恒星辐射的贡献，在行星半径内为0.3-3%，但在行星半径外总是<0.5%。然而，当冷却时间等于或超过动力学时间时，这会被流体动力学PdV工作所淹没，它会在行星轨道半径的2倍范围内引入10-20%的扰动。我们设计了一个螺旋振幅$Δ(T)$的经验拟合，以考虑这两种效应。在冷却缓慢的地方，我们还发现，浮力螺旋的温度扰动-一个严格的3D，非等温现象-变得几乎一样强大的林德布拉德螺旋，这是服从2D和等温研究。我们的研究结果可能有助于解释在TW Hydrae和CQ Tauri等磁盘中观察到的热特征，并强调3D效应对磁盘结构具有定性的重要影响。
2021-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Orbit of the Companion to HD 100453A: Binary-Driven Spiral Arms in a Protoplanetary Disk
HD 100453 AB是一颗10+/-200万年前的双星，其原行星盘最近被发现拥有一个全球性的双臂螺旋结构。考虑到双星的距离相对较小（1.05”，或~108 au），双星的引力扰动似乎是形成螺旋臂背后的驱动力。然而，人们对这些恒星的轨道仍然知之甚少，这阻碍了正确处理伴星对盘面的动力学影响。我们在2015年至2017年期间利用甚大望远镜和麦哲伦粘土望远镜上的极端自适应光学系统观测了HD 100453 AB。我们将这些观测的天体测量与已发表的数据相结合，将双星的轨道参数限制为a=1.06”+/-0.09”，e=0.17+/-0.07，i=32.5+/-6.5度。我们利用公开可用的ALMA CO数据将盘的倾角限制在i~28度，这与伴星的轨道相对共面，并且与之前从散射光图像中估计的一致。最后，我们将这些约束输入流体动力学和辐射转移模拟来模拟盘的结构演化。我们发现HD 100453的螺旋结构和环主星盘的截断与伴星驱动的起源是一致的。此外，我们发现主星的自转、外盘和伴星的角动量方向大致相同，因此该系统可能由相同的母体物质形成。
2018-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Improving Planet Detection with Disk Modeling: Keck/NIRC2 Imaging of the HD 34282 Single-armed Protoplanetary Disk
巨行星形成于年轻恒星周围的原行星盘中，通过行星盘的相互作用，可以在其出生盘上留下螺旋和间隙等观测特征。虽然这些特征可以表明巨行星的存在，但原行星盘的信号可以压倒行星的固有光度。因此，为了对嵌入盘中的行星进行成像，有必要去除盘中的污染物，以揭示可能隐藏在其出生环境中的行星。我们观察和直接模拟检测磁盘在凯克/NIRC 2涡日冕$L'$ -带观测的单臂原行星盘周围HD 34282。尽管没有探测到HD 34282的伴星，但这种直接的磁盘建模提高了行星探测的灵敏度，在通量比和${\sim}10 M_{\rm Jupiter}$质量上提高了2倍。这表明，执行磁盘建模可以提高直接成像的行星检测极限在系统中的可见光散射光磁盘，并可以帮助更好地约束这些系统中的自发光行星的发生率。
2021-11-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Color measurements of the polarized light scattered by the dust in protoplanetary disks
本研究测量了11个原行星盘的偏振反射率颜色，发现Herbig星盘呈红色而T Tauri星盘呈灰色，为尘埃特性提供了约束。
2023-12-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exciting spiral arms in protoplanetary discs from flybys
在许多原行星盘中观察到螺旋臂。这些旋臂可以被束缚或非束缚轨道上的伴星激发。我们模拟的情况下，一个未绑定的扰动，即飞越，激发旋臂在近星点通道。我们运行三维流体动力学模拟的抛物线飞越遇到气体原行星盘。扰动质量范围从$10\, \rm M_J$到$1\, \rm M_{\odot}$。扰动激发了一个双臂螺旋结构，具有更突出的螺旋功能，更高的质量扰动。两个手臂随着时间的推移而演变，最终缠绕起来，与以前的作品一致。重点分析了在整个加工过程中螺旋线的速度和螺距角。在近星点，两个旋臂的初始速度接近于扰动器的角速度，然后随着时间的推移逐渐减小。螺旋角也随着时间的推移而减小。螺旋消失后，几个当地的轨道时间。一个倾斜的椭圆轨道飞掠诱导出与共面飞掠相似的圆盘子结构。太阳质量飞越事件导致原行星盘的偏心率增加，导致偏心盘结构随着时间的推移而衰减。螺旋的形态和圆盘的偏心率可以用来搜索可能存在飞越的圆盘周围的潜在未结合恒星或行星。未来的高分辨率圆盘观测和专门的调查将有助于限制在附近恒星形成区域发生此类恒星相遇的频率。
2023-03-10 astro-ph.EP
Multiple Spiral Arms in Protoplanetary Disks: Linear Theory
最近对原行星盘的观测，以及对行星盘相互作用的模拟，都表明一颗行星可能会激发盘中的多个旋臂，这与之前基于线性理论（预测单臂密度波）的预期相反。我们重新评估的起源多臂的线性理论的框架内，通过解决全球二维响应的非正压磁盘轨道行星。我们表明，形成的第二个手臂的内盘，在大约一半的轨道半径的行星，是一个强大的预测线性理论。这个旋臂在行星轨道半径的十分之几处变得比主旋臂更强。几个额外的，较弱的螺旋臂也可能形成在内盘。相反，次级旋臂不太可能在外盘中形成。我们的线性计算，充分占的相位和振幅的扰动的全局行为，一般支持最近提出的WKB相位参数的二次臂的起源（所造成的复杂性的建设性干扰的方位角谐波的扰动在不同的半径）。我们提供的分析参数表明，一个单一的螺旋唤醒分裂成多个武器的过程是一个通用的线性结果，在差分旋转磁盘的波传播。它不是唯一的行星驱动波，也发生在螺旋尾流的线性计算自由传播，没有外部扭矩。这些结果对于理解原行星盘中多环和多隙的形成具有重要意义。
2019-03-18 astro-ph.EP
Dynamical detection of a companion driving a spiral arm in a protoplanetary disk
本文通过SPHERE对HD 100453的多历元观测，首次直接证实原行星盘旋臂由偏心伴星轨道运动驱动，并提出利用旋臂图样运动搜寻高对比度成像仪无法探测的隐藏行星。
2023-06-17 astro-ph.EP
Molecular Mapping of DR Tau's Protoplanetary Disk, Envelope, Outflow, and Large-Scale Spiral Arm
金牛座DR以其与其他金牛座T星相比异常高的可变性而闻名。虽然它是研究最广泛的前主序星之一，但迄今为止，毫米干涉测量的观测相对有限。我们以$\sim0.5''$（$\sim100$ au）的分辨率呈现了$^{12}$ CO、$^{13}$ CO、C $^{18}$ O、SO、DCO $^+$和H $_2$ CO对DR Tau的NOEMA图像。除了原行星盘外，CO辐射还显示出一个包层、一个微弱的不对称外流和一个带团块的旋臂。CO臂的$\sim1200$ au范围远远超过先前在散射光中检测到的螺旋臂，这强调了敏感分子成像用于背景化磁盘环境的必要性。C $^{18}$ O、SO、DCO $^+$和H $_2$ CO的运动学和致密发射分布表明它们主要起源于开普勒环周盘。然而，SO发射也表现出不对称性，这可能是由于与下落物质或未解决的子结构的相互作用。DR Tau的复杂环境让人联想到爆发的FUor源和一些EXor源，这表明DR Tau的极端恒星活动同样可能与大规模陨石坑促进的盘不稳定性有关。
2023-01-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
exoALMA XX: Tomographic Detection of Embedded Planets in Protoplanetary Disks
University of Florida（佛罗里达大学）；Leiden University（莱顿大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Max-Planck Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)（马克斯·普朗克地外物理学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
本文通过体视图研究分子线，揭示了原行星盘中行星形成的动态环境，展示了如何通过合成观测识别行星驱动的亚结构。
2026-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Observability Of Vortex-Driven Spiral Arms In Protoplanetary Disk: Basic Spiral Properties
在红外散射光或（亚）毫米尘埃连续谱中，观测到一些星周盘显示出突出的螺旋臂。螺旋可能是由自引力、阴影或行星盘相互作用形成的。最近，有人假设大质量的涡旋可以驱动原行星盘中的旋臂，其方式类似于行星。本文利用二维流体力学中的Rossby波不稳定性研究了涡驱动螺旋线的基本性质。我们研究了表面密度对比度、涡驱动螺旋的数量和形状如何取决于涡的性质。我们还比较了涡旋驱动的螺旋与行星引起的螺旋。在我们的模拟中，涡旋驱动螺旋的表面密度对比度与亚热质量行星驱动的表面密度对比度相当，亚热质量行星通常只有几到几十个地球质量。另外，与后者不同的是，前者对涡的质量不敏感。涡驱动的旋臂在目前的散射光观测中是无法探测到的，而在一些原行星盘（如SAO 206462（HD 135344 B）、MWC 758和LkHa 330）中的散射光中观测到的突出的旋臂不太可能是由其中的候选涡引起的。
2019-09-02 astro-ph.EP
A single-armed spiral in the protoplanetary disk around HD34282 ?
在原行星盘演化为行星系的过程中，我们希望能探测到跟踪行星盘相互作用等机制的特征。原行星盘在最近发表的高空间分辨率图像中显示出各种各样的结构。然而，这些圆盘的三维形态通常很难从我们观察到的二维投影图像中推断出来。我们在空间上解决磁盘周围的HD 34282使用VLT/SPHERE偏振成像模式。我们检索散射表面的高度的轮廓，以创建高度校正的去投影，其模拟正面朝向。圆盘显示复杂的散射表面。一个延伸到r<0.28”（88 au）的内部空隙或空腔被一个位置角为119 °的明亮倾斜（i = 56 °）环包围。这个环的中心沿着短轴偏离恒星0.07”，这可以用中面上方26天文单位的圆盘高度来解释。在这个环之外，在它的东南角之外，我们在r ~ 0.4”处检测到方位不对称或斑点。在更大的分离，我们检测到一个外盘结构，可以与一个椭圆，兼容的圆环看到r = 0.62”（190 au）和高度77 au。在应用高度校正的反投影后，我们看到一个以88天文单位的恒星为中心的圆环，而似乎是一个单独的斑点和外环，现在两者都可能是单臂螺旋的一部分。根据目前的数据，不可能决定性地断定$H_{\rm scat} / r$是否保持恒定，或者表面是否最多张开$H_{\rm scat} \propto r^{1.35}$，尽管我们根据我们的解投影倾向于恒定的比率。高度校正的去投影允许对观察到的结构进行更详细的解释，之后我们辨别出单…
2020-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) XII: Inferring the C/O and S/H ratios in Protoplanetary Disks with Sulfur Molecules
含硫分子在生命前化学和行星可居住性中起着重要作用。它们也可作为化学年龄、元素碳氧比和谷物化学加工的探针。它们通常在包括太阳系在内的各种天体中被发现，但它们的分布和化学性质在行星形成盘中仍然是未知的。我们目前的CS（$2-1$）的意见，在$\sim0."3$的分辨率内进行ALMA-MAPS大型计划对五个磁盘周围IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296，和MWC 480。CS检测到在所有五个磁盘，显示各种径向强度分布和空间分布的样品，包括有趣的明显的方位角不对称性。对于MWC 480，我们在$\sim0."5$，CS，$^{13}$ CS，C $^{34}$ S，H $_2$ CS，OCS，和SO $_2$的补充ALMA观测。我们发现柱密度比N（H $_{2}$ CS）/N（CS）$\sim2/3$，表明盘中硫储层的相当大一部分是有机形式的（即，C $_x$ H $_y$ S $_z$）。使用调整到MWC 480的天体化学盘模拟，我们证明$N$（CS）/ $N$（SO）是一个有前途的探针元素C/O比。与观测结果的比较提供了一个超太阳C/O。我们还发现了一个枯竭的气相S/H比，这表明要么硫储层的一部分被锁定在固相或它仍然在一个身份不明的气相储层。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-17 astro-ph.EP astro-ph.GA
How Spirals and Gaps Driven by Companions in Protoplanetary Disks Appear in Scattered Light at Arbitrary Viewing Angles
在近红外波段对原行星盘进行的直接成像观测揭示了潜在行星起源的结构。从行星引起的功能的观测签名的调查，到目前为止，集中在磁盘看face-on. Combining三维流体动力学和辐射转移模拟，我们研究了如何出现的螺旋臂和间隙产生的磁盘在近红外散射光的倾角和位置角的变化。我们比较了$3M_{\rm J}$和$0.1M_{\odot}$伴侣的情况，并做出了适合于Gemini/GPI、VLT/NACO/SPHERE和Subaru/HiCIAO/SCExAO测试的预测。我们发现，由外部扰动产生的两个拖曳臂在倾斜系统中可以具有各种形态-它们可能表现为一个拖曳臂;在磁盘的同一侧的两个拖曳臂;或两个臂在相反方向上缠绕。当在高倾角下观察时，行星间隙外部的盘环也可以模仿螺旋臂。我们提出了可能的解释HH 30，HD 141569 A，AK Sco，HD 100546和AB Aur中观察到的特征。我们强调，倾斜的意见，同伴引起的功能不能转换成面对的意见，使用简单和常用的图像去投影。
2016-05-06 astro-ph.EP
Planet-driven spiral arms in protoplanetary disks: II. Implications
我们研究行星驱动的旋臂的各种特性是否可以用来约束看不见的行星的质量和它们在磁盘中的位置。通过进行二维流体动力学模拟不同的行星质量和磁盘的气体温度，我们发现，一个更大的螺旋臂形成较小的行星质量和较低的磁盘温度。一颗行星在其轨道内部会激发出两个或多个旋臂，而旋臂的温度范围是由盘的长宽比$0.04\leq(h/r)_p\leq0.15$来表征的，而在行星轨道外部，多个旋臂只能在具有$(h/r)_p \lesssim 0.06$的冷盘中形成。用螺旋臂的螺旋角约束行星质量需要精确的磁盘温度测量，即使使用ALMA也可能具有挑战性。然而，行星驱动的螺旋臂的螺距角在远离行星的地方减小的特性可以是一个强大的诊断，以确定行星是位于所观察到的螺旋的内部还是外部。臂对臂的距离随着行星质量的增加而增加，这与以前的研究一致;然而，确切的斜率取决于磁盘温度以及测量臂对臂距离的径向位置。我们将这些诊断应用于MWC 758和Elias 2 - 27中看到的旋臂。如Bae等人（2017）所示，行星驱动的螺旋臂可以产生同心环和间隙，在某些情况下，这可以产生比螺旋臂更主要的可观测特征。我们讨论了行星驱动的螺旋臂与环和间隙的可观测性。
2018-04-19 astro-ph.EP
Spiral arms in scattered light images of protoplanetary discs: Are they the signposts of planets?
近年来，原行星盘研究的一个惊人发现是在偏振散射光中在几个过渡盘中看到的螺旋臂。对观测到的螺旋特征的一个有趣的解释是，它们是由盘中的一个或多个嵌入（原）行星发射的密度波。在本文中，我们调查行星是否可以负责所观察到的螺旋的激发机制。我们使用局部等温流体动力学模拟以及解析公式来模拟行星发射的螺旋波。然后利用三维连续辐射转移程序计算了H波段散射光图像，研究了表面密度和压力刻度高度扰动对螺旋探测能力的影响。我们发现，在典型的恒星形成区域（140秒差距）的距离，在近红外波段，用现有的望远镜探测到的螺旋线，其表面密度的相对变化约为3.5。该值比流体动力学模拟中看到的值高八倍。我们还发现，在相同的条件下，压力标度高度的相对变化仅为0.2就足以产生可检测的签名。因此，我们认为，迄今为止在原行星盘中观察到的螺旋臂是盘的垂直结构变化（例如压力标度高度扰动）的结果，而不是表面密度扰动。
2015-05-26 astro-ph.EP
Leading & Trailing Spiral Arms in a Nearly Broken Protoplanetary Disc
本研究通过三维模拟发现，近破裂倾斜环双星盘中内、外盘相对倾斜可激发前导旋臂，阴影可激发拖尾旋臂，二者可共存，且不依赖引力不稳定性。
2025-08-06 astro-ph.EP
Spiral arms in thermally stratified protoplanetary discs
在近红外散射光和最近的亚毫米连续光谱中，在近十几个原行星盘中观察到了螺旋臂。虽然最令人信服的解释之一是它们是由行星或恒星伴星驱动的，但在所有情况下，除了一个案例外，这些伴星尚未被发现，甚至对行星是否应该位于螺旋内部或外部也存在模糊性。在这里，我们使用3D流体动力学模拟来研究嵌入式行星发射的螺旋密度波的形态，同时考虑到垂直温度梯度，恒星辐射的自然后果。我们的模拟结果表明，螺旋在热分层光盘的螺距角是最低的光盘中平面和增加对光盘表面。我们结合流体动力学模拟与三维辐射转移计算预测，在近红外观测到的行星螺旋的俯仰角高于在亚毫米。我们还发现，在这两种情况下，螺旋收敛到行星。这提供了一种新的强大的观测方法来确定扰动行星是否在螺旋的内部或外部，以及绘制盘的热分层。
2017-11-09 astro-ph.EP
A multiwavelength analysis of the spiral arms in the protoplanetary disk around WaOph 6
[Full近年来，人们在散射光、毫米波连续谱和CO气体发射中发现了具有螺旋结构的原行星盘。造成这些结构的机制仍在辩论中。驱动旋臂的一个流行的场景是行星扰动圆盘中的物质。然而，如果盘是大质量的，引力不稳定性通常是最受欢迎的解释。多波长研究可能有助于区分这两种情况。到目前为止，在散射光和毫米连续谱中，只有少数几个具有螺旋臂的圆盘被观察到。我们的目标是对WaOph 6周围的原行星盘形态进行深入表征，分析在不同波长下获得的数据，并调查盘中螺旋特征的起源。我们提出了第一个近红外偏振观测WaOph 6与SPHERE在VLT，并将其与档案毫米连续ALMA观测。我们追踪了两个数据集中的螺旋特征，并估计了各自的螺距角。我们讨论了在WaOph 6中可能产生螺旋臂的不同情况。我们测试了行星扰动假说进行流体动力学和辐射转移模拟比较散射光和毫米连续观测。
2021-08-05 astro-ph.EP
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
Global Spiral Density Wave Modes in Protoplanetary Disks: Morphology of Spiral Arms
我们分析了在极薄的，非粘性的，自引力的原行星盘中由引力不稳定性产生的双臂全球螺旋密度波模式，以了解旋臂形态（螺距角$α$和振幅）对各种盘条件的依赖性。由此产生的螺旋密度波模式的形态非常相似的观测。它们的俯仰角和图案速度对所采用的边界条件不敏感。在相同的条件下，高斯圆盘比幂律圆盘呈现出更紧密的螺旋缠绕（更小的螺距角）。我们发现，在一个固定的盘星质量比（$M_d/M_*$），俯仰角的平均Toomre的稳定性参数（$\overline Q$）或平均磁盘的纵横比（$\overline h$）增加。对于给定的$\overline Q$，具有较高$M_d/M_*$的密度波模式具有较大的俯仰角，而对于给定的$\overline h$，行为相反。俯仰角和盘属性之间的相互依赖性可以粗略地近似为$α\propto c_s^2/M_d$，其中$c_s$是声速。我们的引力不稳定性激发的螺旋密度波可以与行星发射的螺旋相区别：（1）大质量冷盘的螺旋螺距角随半径下降，而小质量热盘的螺旋螺距角随半径上升;（2）螺旋振幅的轮廓呈现出几个凹陷和隆起。我们提出引力不稳定性激发的密度波可以作为一种替代方案来解释所观察到的自引力原行星盘中的螺旋臂。
2020-11-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
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
On Eccentric Protoplanetary Disks I -- How Eccentric are Planet-Perturbed Disks?
Clemson University（克莱姆森大学）
研究通过二维模拟揭示行星扰动下盘的偏心性形成机制，并提出偏心率与参数的关系式，为观测偏心盘提供理论基础。
2026-02-18 astro-ph.EP
How Bright are Planet-Induced Spiral Arms in Scattered Light?
近年来，SPHERE和GPI等高角分辨率成像仪器在原行星盘的近红外散射光图像中发现了许多螺旋臂状特征。理论和模拟表明，这些旋臂最有可能是由在盘中形成的行星激发的;然而，旋臂与盘的亮度对比度和行星质量之间的定量关系仍然缺失。使用三维流体力学和辐射传输模拟，我们研究的形态和对比度的行星诱导臂盘。我们发现一个幂律关系的面对手臂的对比度（$δ_{\rm max}$）作为行星质量（$M_{\rm p}$）和磁盘纵横比（$h/r$）的函数：$δ_{\rm max}\approx((M_{\rm p}/M_{\rm J})/(h/r)^{1.38})^{0.22}$。以目前的观测能力，在30天文单位的距离，驱动可检测的武器在磁盘周围的一个100万年$M_\odot$明星在140 pc在低倾角的最小行星质量是土星质量左右。对于质量大于海王星的行星，它们通常驱动多个臂。因此，在观测到的具有螺旋的圆盘中，不太可能每个螺旋臂都来自不同的行星。我们还发现，只有质量至少是木星质量的几倍的大质量扰动才能驱动像SAO 206462、MWC 758和LkH $α$ ~330中发现的具有$δ_{\rm max}\gtrsim2$的亮臂，并且这些亮臂不遵循线性波传播理论。此外，我们发现初级臂和次级臂的形态和对比度在很大程度上不受$α\lesssim0.01$的适度粘度水平的影响。最后，在SAO 206462盘的臂的对…
2017-07-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Directly tracing the vertical stratification of molecules in protoplanetary disks
我们的目标是直接追踪多个分子示踪剂在原行星盘中发射面的垂直位置。我们的磁盘样本包括Elias 2-27、WaOph 6以及MAPS ALMA大型计划所针对的源。所研究的分子组包括各种过渡中的CO同位素，HCN，CN，H2 CO，HCO+，C2 H和c-C3 H2。垂直发射区域直接从通道图确定，实现通道发射的精确掩蔽，以恢复发射表面的垂直位置，即使在距离恒星较大的径向距离和低SNR线。在每个盘中获得4-10条线的发射层的垂直位置。IM Lup，HD 163296和MWC 480 12 CO和13 CO显示垂直调制，这是一致的尘埃间隙和运动学扰动。我们还提出了估计的气体压力标度高度的磁盘从MAPS样本。物理化学模型相比，我们发现很好的协议与CO同位素的垂直位置。在HD 163296 CN和HCN跟踪类似的中间层，对于其他磁盘，UV通量示踪剂和HCN和C2 H的垂直分布低于理论模型中预测的。HCN和H2 CO显示出高度结构化的垂直剖面，可能指示不同的形成途径。可以追踪多种分子种类的垂直位置，这些分子种类追踪各种各样的物理和化学盘特性。CO同位素的分布在宽范围的垂直高度$z/r = $ 0.5-0.05。其他分子线主要在$z/r \leq $ 0.15处发现。分子的垂直分层在某些系统中与理论一致，但不是在所有系统中，因此需要专门的化学物理模型来进一步研究和理解发射表面。
2022-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Appearance of Vortices in Protoplanetary Disks in Near-Infrared Scattered Light
在许多原行星盘的毫米波连续辐射中发现了方位非对称结构。一种假设是它们是由罗斯贝波不稳定性产生的涡旋，例如在行星开放的间隙或死区的边缘。阐明这些结构的漩涡性质将对行星形成产生深远的影响。检验这一假设的一种方法是将在近红外散射光中观察到的涡旋候选物的形态与理论预期进行比较。为此，我们合成的H-波段偏振光的涡旋的外观相结合的流体动力学和辐射转移模拟的Rossby波不稳定性在死区边缘。在140秒差距的盘中，在其演化的高峰期，65天文单位的涡旋可能会出现一个径向狭窄的弧，比轴对称盘模型亮50% - 70%。对比度仅微弱地依赖于盘的倾角和涡的位置角。这样的对比度水平是很好地检测在成像观测明亮的磁盘使用仪器，如VLT/SPHERE，斯巴鲁/SCExAO，和双子座/GPI。一个涡旋也在外盘上投下阴影，这可能有助于识别它。最后，在适度到高的倾斜度（例如，60度）的涡流可能会模仿单臂螺旋。在HD 34282圆盘中，在散射光中发现了这样一个单臂螺旋，外侧有阴影区域。这一特点大致符合毫米连续发射的方位角不对称性，标志着存在的漩涡。
2022-03-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Structured Distributions of Gas and Solids in Protoplanetary Disks
最近对原行星盘的空间分辨观测揭示了大量的子结构，包括同心环和间隙、内腔、错位、螺旋臂和方位角不对称。这是自原恒星和行星VI以来原行星盘研究的重大突破，正在重塑行星形成的领域。然而，尽管对原行星盘中亚结构的成像能力一直在稳步提高，但许多亚结构的起源仍然存在很大争议。气体和固体在原行星盘中的结构化分布可能反映了物理过程的结果，包括行星的形成。然而，观察到的原行星盘人口之间的不同属性，例如，在尘埃分布的环和间隙的数量和径向位置，表明控制过程可能会有所不同磁盘和/或结果可能是敏感的恒星或磁盘的属性。本文综述了原行星盘子结构的观测结果，对解释观测到的原行星盘子结构的各种过程进行了全面的理论综述，比较了现有的理论预测和观测结果，并指出了未来的研究方向，以区分不同的起源。（4）讨论最新原行星盘观测对原行星盘和行星形成理论的启示。
2023-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
