Frequencies of warm debris disks based on point source catalogs of Spitzer, WISE, and Gaia
本研究结合 Gaia、WISE 与 Spitzer 数据开展最大规模中红外超搜索,量化暖碎屑盘频率随恒星光谱型和温度的变化,并以星子碰撞的早期演化情景解释其年龄特征。
2024-04-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Does warm debris dust stem from asteroid belts?
许多碎片盘揭示了一种双组分结构,具有冷的外部和热的内部组分。虽然前者可能是柯伊伯带的巨大类似物,但后者的起源仍然是一个争论的问题。在这项工作中,我们调查是否温暖的尘埃可能是小行星带类似物的签名。在这里测试的情况下,目前的两带结构源于最初扩展的原行星盘,其中行星打开了一个将其分隔为外部和内部盘的间隙,在气体扩散后,经历了稳态碰撞衰变。这一想法是探索与分析碰撞演化模型的样品225碎片盘从斯皮策/IRS目录,可能拥有一个双组分结构。我们发现,绝大多数系统(225个系统中的220个,或98%)都与这种情况兼容。对于它们的祖先,原始的原行星盘,我们发现$-0.93\pm0.06$的平均表面密度斜率和$\left(3.3^{+0.4}_{-0.3}\right)\times 10^{-3}$太阳质量的平均初始质量,这两者都与从亚毫米测量推断的值一致。然而,短周期彗星产生的尘埃以及(更罕见的情况下)从外带向内输送的尘埃可能是可行的,而不是相互排斥的,可以替代小行星带的设想。其余五个圆盘(占样品的2%:HIP 11486、HIP 23497、HIP 57971、HIP 85790、HIP 89770)含有内部成分,这些成分似乎与"小行星带"中的尘埃产生不一致。"这些系统中的温暖尘埃必须从彗星来源补充,或者代表最近罕见事件的后果,如重大碰撞或行星系不稳定。
2017-02-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing the Terrestrial Regions of Planetary Systems: Warm Debris Disks with Emission Features
对碎片盘的观测可以用来研究行星系,即使是在尚未发现行星的地方。然而,碎片盘的特点往往只是未解决的红外线过剩,类似于无特征的黑体,和发射尘埃的位置是不确定的,由于与尘埃颗粒属性的简并性。在这里,我们的特点斯皮策IRS光谱的22碎片磁盘表现出10微米的硅酸盐发射功能。这些特征来自小的暖尘埃颗粒,它们的存在可大大限制发射碎片的轨道位置。我们发现,这些功能可以解释的存在下,额外的尘埃成分在陆地区的行星系,即外黄道带。除了拥有外黄尘,这些碎片盘并不是特别独特;它们的最小粒度与其系统的井喷大小一致,它们的亮度与无特征的温暖碎片盘相当。这些盘存在于不同年龄的系统中,尽管具有特征的较老系统只在A型恒星周围发现。年轻系统中的特征可能是类地行星形成的标志。分析具有发射特征的未分辨碎片盘的光谱可能是研究行星系陆地区域的最简单和最容易的方法之一。
2014-07-28 astro-ph.EP
What Sets the Radial Locations of Warm Debris Disks?
碎片盘的结构编码了这些系统中行星形成的历史。通过碎片盘的光谱能量分布(SED)对碎片盘进行的研究发现,红外线过量来自冷尘埃、暖尘埃或两者的组合。许多系统的冷外围带已经被成像,这有助于对它们进行非常详细的研究。关于温暖的成分,包括尘埃的起源,我们知道的要少得多。圆盘温度的规律性表明可能与水雪线有关的潜在结构。如果这些尘埃是由一个系外小行星带中的碰撞产生的,那么这些尘埃将很可能追踪到原始原行星盘中的水雪线的位置,在那里星子的生长得到了加强。相反,如果温暖的尘埃来自系统中更远的冰物质库的向内输送,那么尘埃的位置预计将由当前的雪线确定。我们分析了一个大样本的碎片盘温暖的组件的SED。我们发现,在单组分系统(那些没有检测到的冷组分)的温暖的组件遵循原始雪线,而不是目前的雪线,所以他们可能来自外小行星带。虽然双组分系统中许多温暖组分的位置也与原始雪线一致,但这些系统之间存在更多的多样性,这表明其他效应也发挥了作用。
2017-08-23 astro-ph.EP
Enstatite-rich Warm Debris Dust around HD165014
本文给出了AKARI全天巡天发现的一颗暖(>~ 200 K)碎片盘候选星主序星HD 165014的斯皮策/红外光谱。这颗恒星在波长超过5 \mum时拥有极大的过量辐射。在10和20 \mum探测到的通量密度分别比预测的光球辐射大10倍和30倍。过量的辐射是由于星周温暖尘埃的存在。尘埃的温度估计为300-750 K,相当于距离中心恒星0.7-4.4 AU。在光谱中可以看到显著的精细结构特征,并且峰位置与结晶顽火辉石的峰位置非常一致。结晶镁橄榄石的特征不明显。HD 165014是第一个以顽火辉石而不是镁橄榄石为主要结晶硅酸盐形式的碎片盘样品。根据太阳系的类比,提出顽火辉石尘埃可能是由分化的母体形成的。在目前的研究中发现的顽火辉石丰富的碎片盘表明,存在大型机构和各种硅酸盐尘埃处理温暖的碎片盘。
2010-04-05 astro-ph.EP
Warm Debris Disks Produced by Giant Impacts During Terrestrial Planet Formation
在我们的太阳系中,在类地行星形成的最后阶段,火星大小的原行星经常相互碰撞,这一阶段被称为巨型撞击阶段。巨大的撞击将大量物质从碰撞的原行星喷射到类地行星区域,这可能形成碎片盘,并有可观察到的红外线过剩。事实上,已经观察到数十个温暖的碎片盘围绕着年轻的太阳型恒星。在这里,我们定量地估计在巨大的影响阶段喷出的物质的总质量。我们发现,在整个大撞击阶段,总喷射出地球质量的$\sim$ 0.4倍。喷射出的材料被碰撞级联研磨,直到微米级的颗粒被辐射压力吹出。这些喷射物质的耗尽时间尺度主要取决于其中最大物体的质量。我们对巨大撞击进行了高分辨率模拟,以准确获得最大喷射体的质量。然后,我们计算了一系列的巨大的碰撞产生的碎片盘的演化和碰撞级联耗尽,以获得的碎片盘的红外过量演化。我们发现,在整个大撞击阶段($\sim$ 1亿年),红外过量几乎总是高于恒星红外通量,有时在大撞击后立即高出$\sim$ 10倍。因此,巨大的撞击阶段可以解释大多数观测到的温暖碎片盘的红外过量。观察到的具有温暖碎片盘的恒星比例表明,类似太阳系的类地行星的形成概率约为10%。
2015-08-05 astro-ph.EP
A Recurrent Infrared Modulation in the Warm Post-impact Debris Disk NGC 2547 ID8
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Beijing Normal University(北京师范大学);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Beihang University(北京航空航天大学)
本研究通过19年中红外观测,发现NGC 2547 ID8碎片盘存在956.8天周期的红外调制,由偏心轨道物质与温暖岩石储库相互作用驱动,支持其处于早期撞击后阶段。
2026-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm Debris Disk Candidates around Nearby FGK Stars from LAMOST DR12
College of Physics, Guizhou University(贵州大学物理学院)
利用LAMOST DR12数据结合Gaia和NEOWISE观测,发现12个近邻FGK恒星的温暖尘埃盘候选体,其中10个为新发现,揭示了尘埃盘的特征和恒星年龄信息。
2026-02-26 astro-ph.EP
Takeout and Delivery: Erasing the Dusty Signature of Late-stage Terrestrial Planet Formation
像地球这样的行星的形成预计将以一系列后期巨型撞击结束,这些撞击产生温暖的尘埃碎片,这是最令人期待的类地行星形成过程中的可见路标。虽然现在有证据表明,地球大小的类地行星围绕着相当一部分太阳型恒星运行,但很少检测到它们形成时的预期尘埃碎片特征。在这里,我们讨论几种方式,我们目前的想法类地行星的形成意味着运输机制能够消除预期的碎片签名。可以通过“取出”(即,巨大撞击中行星大气的释放)或“传递”(即,被小行星和彗星抛入类地行星区域)的水平足以清除温暖的碎片。来自年轻恒星的强大恒星风也可以发挥作用,其传递的风动量产生拖曳力,带走温暖的碎片。如果这样的过程是有效的,类地行星可能会不引人注目地聚集在一起,几乎没有伴随它们诞生的宣传和喧闹。或者,罕见的过度温暖可能意味着类地行星通常形成得很早,从星云阶段完全形成,而没有经历后期的巨大撞击。无论哪种情况,观测到的类地行星形成的路标似乎比以前假设的更具挑战性。我们讨论这些想法的观察测试。
2023-02-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
A near-infrared interferometric survey of debris-disk stars. VII. The hot/warm dust connection
(略)上下文。热的外黄道尘埃的起源及其与外部尘埃库的联系仍然不清楚。目标。我们的目标是探索热的外黄道尘埃和温暖的尘埃水库(> 100 K)在小行星带之间的可能联系。方法.我们使用VLTI/PIONIER的精密近红外干涉测量技术,在选定的邻近恒星样本周围搜索H波段的分辨辐射。结果我们的观测揭示了52颗恒星中的17颗恒星存在分辨的近红外发射,其中4颗被证明是由于以前未知的恒星伴星。其他13个H波段的超辐射被认为是来自热尘埃颗粒的热辐射。考虑到早期的PIONIER观测,并通过光谱能量分布模型重新评估所有PIONIER目标的暖尘埃含量后,我们发现探测率为17.1(+8.1)(-4.6)%的H-带过剩围绕着温暖尘埃带的主序星,这与在没有温暖尘埃迹象的恒星周围发现的14.6(+4.3)(-2.8)%的发生率在统计上是一致的。在修正了由于部分未分辨的热盘而导致的灵敏度损失之后,假设它们围绕其升华半径排列在一个薄环中,然而,我们在3σ水平上发现了初步证据,即具有外部尘埃库(温暖或寒冷)的恒星周围的H带过剩可能在统计上大于没有可检测到的外部尘埃的恒星周围的H带过剩。结论.我们的观测结果并不表明,在所考虑的仪器的灵敏度水平上,温暖和炎热的尘埃种群之间存在直接联系,尽管它们揭示了H波段过度水平与一般外部尘埃库存在之间可能的相关性。
2021-04-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST/MIRI Imaging of the Warm Dust Component of the Epsilon Eridani Debris Disk
本研究利用JWST/MIRI多波段成像和辐射转移建模,揭示了Epsilon Eridani碎片盘的平滑尘埃分布及内盘结构,确认了行星Epsilon Eri b与尘埃的相互作用,并指出尘埃主要来自外行星带向内迁移。
2025-10-27 astro-ph.EP
Do Two Temperature Debris Disks Have Multiple Belts?
我们提出了一个研究的碎片磁盘的光谱是很好的模拟尘埃排放在两个不同的温度。这些圆盘通常被认为是多带的标志,只有在少数情况下通过高分辨率观测得到证实。我们首先编译一个样本的两个温度磁盘来推导出它们的属性,总结的比例的温暖和寒冷的组件的温度和分数光度。冷暖温度之比在2-4的范围内是恒定的,并且冷暖组分的温度都随着恒星质量的增加而增加。然后,我们探讨这种排放是否可以产生于尘埃在一个单一的狭窄的带,温度范围所产生的颗粒温度的大小变化。这个模型可以产生类太阳恒星的双温度光谱,但在可以通过观测到的圆盘大小和远红外/毫米光谱斜率进行测试的地方不支持。因此,虽然一些双温盘来自单个带,但大多数可能具有多个空间分量。这些圆盘与外太阳系的小行星和埃奇-柯伊伯带的结构相似,被巨大的行星分开。或者,内部成分可能是由于来自外部带的物质向内散射而产生的,这也是由于行星的介入。在这两种情况下,我们认为,温暖/冷却组件的温度比是指示外行星系的规模,通常跨度约为半径的10倍。
2014-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial Velocity Survey for Planets around Young stars (RVSPY) A transiting warm super-Jovian planet around HD 114082, a young star with a debris disk
为了通过径向速度方法检测具有碎片盘的年轻恒星的行星伴星,我们在2018年4月至2022年8月期间观察了HD114082,作为我们RVSPY计划(年轻恒星周围行星径向速度调查)的目标之一。我们使用的FEROS摄谱仪,安装在MPG/ESO 2.2米望远镜在智利,获得高信噪比的光谱和时间序列的精确径向速度(RV)。此外,我们分析了档案HARPS光谱和TESS光度数据。我们使用CERES、CERES ++和SERVAL管道来导出RV和活性指标,并使用ExoStriker对RV和TESS光度进行独立和组合分析。我们报告发现一个温暖的超木星的伴侣HD 114082的基础上,109.8 $\pm$ 0.4天的信号在合并RV数据从FEROS和HARPS,并在一个过境事件在TESS测光。最佳拟合模型表明,8.0 $\pm$ 1.0 Mjup的伴星半径为1.00 $\pm$ 0.03 Rjup,轨道半长轴为0.51 $\pm$ 0.01 au,离心率为0.4 $\pm$ 0.04。伴星的轨道与已知的位于28天文单位的近边缘碎片盘一致。HD 114082 b可能是最年轻的(15 $\pm$ 6百万年),也是仅有的三颗小于1亿年的巨行星伴星之一,它们的质量和半径都是通过观测确定的。它可能是第一个正确的模型约束巨行星,允许区分热启动和冷启动模型。它与冷启动模式更加兼容。
2022-11-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
First ALMA observations of the HD 105211 debris disc: A warm dust component close to a gigayear-old star
本研究利用ALMA 1.3毫米观测和SED建模分析HD 105211碎屑盘,发现其冷尘埃为窄低偏心率环,并揭示恒星附近存在毫米级暖尘埃成分。
2024-04-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm Debris Disks Candidates in Transiting Planets Systems
我们已经bandmerged候选凌行星系(从开普勒卫星)和确认凌行星系(从文献)与最近的广域红外巡天探测器(WISE)初步发布目录。我们已经发现了13颗恒星在12和/或22微米处显示出红外过度。如果没有更长波长的观测,就不可能最终确定过度的性质,尽管我们认为它们可能是由于恒星周围的碎片盘造成的。如果得到证实,我们的样本将使目前已知的老主序星周围的温暖多余圆盘的数量增加一倍。测量到的通量和恒星光球之间的比率通常大于Gyr-old恒星的预期,例如这些行星宿主。假设温度限制的尘埃和排放大尘埃粒子,我们得到的磁盘半径的估计。这些值与行星的半长轴相当,表明行星可能正在搅动系统中的星子。
2012-02-29 astro-ph.EP
Asteroid Belts in Debris Disk Twins: VEGA and FOMALHAUT
织女星和北落师门在质量、年龄和全球碎片盘特性方面相似;因此,它们通常被称为“碎片盘双胞胎”。我们目前斯皮策10-35微米的光谱数据集中在两颗恒星,并确定温暖的,未解决的过剩排放在织女星附近的第一次。织女星的热过剩的属性进一步特征与辅助测光在中红外和解决的图像在远红外和亚毫米波长。织女星的热过剩与北落师门周围发现的热过剩有许多相似的性质。这两个暖分量的~30 μ m发射短波长被很好地描述为~170 K的黑体发射。有趣的是,另外两个系统eps Eri和HR 8799也使用相同的方法显示了这样一个未解决的温暖尘埃。这些温暖的成分可能类似于太阳系的黄道尘云,但要大得多。尘埃温度和亚毫米的初步探测表明,温暖的过量来自与位于水霜线附近的星子环有关的尘埃,并可能由其他碎片系统中类似位置发生的过程产生。我们还审查了2微米的热过剩的织女星和北落师门周围的属性,表明负责的热过剩的灰尘是没有空间关联的灰尘,我们在温暖的地带检测到。我们认为它可能源于被困在恒星磁场中的热纳米颗粒。最后,暖带和冷带之间的间隔相当大,在所有四个系统中轨道比>~10。鉴于目前行星物体质量的上限和巨大的差距,我们讨论了其潜在的行星结构的可能影响,并建议多个低质量行星可能位于织女星和北落师门的两个带之间。
2013-01-07 astro-ph.EP
Towards a dynamics-based estimate of the extent of HR 8799's unresolved warm debris belt
在许多方面,HR 8799系统比迄今为止发现的任何其他系统都更接近我们的太阳系-尽管规模更大,更年轻,更引人注目-具有四颗巨行星和两个碎片带。第一个带位于外行星的轨道之外,并反映了我们太阳系的埃奇奥尔-柯伊伯带。第二个带位于内行星HR 8799 e的轨道内部,类似于我们的小行星带。有了这样一个类似的架构,该系统是一个有价值的实验室,用于研究系外行星动力学,以及碎片盘和行星之间的相互作用。近年来,HR 8799的外盘已经被相对较好地表征,主要是使用赫歇尔空间天文台。相比之下,内盘太靠近HR 8799,无法被赫歇尔空间分辨,仍然知之甚少。这留下了关于产生观测到的尘埃的星子的位置以及这些颗粒的物理性质的重大问题。我们已经进行了广泛的模拟HR 8799的内部,未解决的碎片带,使用新南威尔士大学澳大利亚的超级计算设施,卡塔纳。在这里,我们提出的结果集成的演变带的动态热碎片内部的HR 8799 e的轨道,为60万年的时间,使用500,000无质量的测试粒子的初始人口。这些模拟使内带的范围和结构的特征,揭示其外缘必须位于内部的3:1平均运动共振与HR 8799,在约7.5 au,并强调存在类似于太阳系的柯克伍德间隙的精细结构。在未来,我们的结果将使我们能够计算出对任何可能潜伏在内部系统中未被发现的潜在类地行星的小天体撞击率和水输送前景的初步估计。
2015-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spitzer IRS Spectroscopy of the 10 Myr-old EF Cha Debris Disk: Evidence for Phyllosilicate-Rich Dust in the Terrestrial Zone
我们描述斯皮策IRS光谱观测的10万年的老恒星,EF车。从5 μm到35 μm的光谱的成分建模证实,它被LD/L \star ~ 10-3的发光碎片盘包围,包含温度在225 K和430 K之间的地球区特征的尘埃。EF Cha的光谱显示了许多固态特征的证据,与大多数冷的低光度碎片盘不同,但像其他一些10-20百万年前的发光的温暖碎片盘(例如HD 113766 A)。EF Cha碎片盘异常丰富的物种或物种的组合,其发射率类似于细粉,实验室测量的层状硅酸盐物种(滑石,皂石,蒙脱石),这可能是由原始无水岩石材料的水蚀变产生的。尘埃和由此推断的碎片母体也含有丰富的无定形硅酸盐和金属硫化物,可能还有水冰。尘埃中橄榄石与辉石的总比例约为2,这也提供了水蚀变的证据。大质量体积的颗粒大小相当于或低于辐射吹出极限意味着微行星可能会以足够高的速度碰撞,以产生发射尘埃,但不会高到通过撞击处理使微行星脱挥发分。由于层状硅酸盐是由无水岩石和温暖的活性水之间的相互作用产生的,EF Cha的圆盘可能是将水输送到年轻行星系统的陆地区域的路标。
2011-04-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm dusty discs: Exploring the A star 24um debris population
对碎片盘的研究表明,大多数系统都类似于EKB。在这项研究中,我们的目标是确定有多少IRAS 25 um对A星的过度是真实的,并调查尘埃的位置。我们用TIMMI 2、VISIR、Michelle和TReCS观测了一个A型和B型主序星的样本,这些恒星被报道为具有中红外过剩。我们通过对发射光谱进行综合建模,并采用旨在限制中红外成像辐射范围的建模技术,来限制碎片的位置。我们独立地确认了3个候选者周围的暖尘埃的存在:HD 3003,HD 80950和eta Tel。对于双星HD 3003的稳定性分析表明,尘埃要么是拱星的,位于约4天文单位,而双星的轨道大于14天文单位,要么尘埃位于不稳定的位置;有一些证据表明,它的过量发射在约20年的时间尺度上发生了时间演化。对于7个目标,我们提出了恒星周围尘埃位置的定量限制。我们证明了HD 71155周围的光盘必须有空间上不同的组件在2和60 AU。我们模拟目前的仪器的限制,并表明,大多数已知的A星碎片光盘,可以很容易地解决在18微米的8米仪器已经解决。来自未分辨成像的限制可以帮助区分椎间盘发射的竞争模型,但是分辨成像是确定椎间盘位置的关键。为扩展排放的探测极限建立模型,可有助于确定未来观测活动的目标。JWST上的MIRI将能够解决大多数已知的A星碎片盘人口。E-ELT上的METIS将提供机会,通过探测扩展发射来更彻底地探索热盘种群,其中校准精度限制了通过…
2010-04-05 astro-ph.EP
An interferometric study of the Fomalhaut inner debris disk. III. Detailed models of the exozodiacal disk and its origin
碎片盘是太阳系外类似于太阳系的小行星带。北落师门星在140天文单位处有一个冷的碎片带,也有温暖尘埃成分的证据,这被怀疑是太阳系黄道尘埃的明亮类似物。干涉观测获得的VLTI和KIN已经确定了近红外和中红外过度归因于热和温暖的exozodiacal尘埃在内部几个AU的恒星。我们进行了参数化建模的exozodiacal磁盘使用GRaTeR辐射转移代码再现干涉数据,补充中到远红外测量。对升华温度进行了详细的处理,以探索升华边缘的热粒子数。然后,我们使用了一种分析方法,连续测试几个源机制。一个很好的拟合数据被发现由两个不同的尘埃种群:(1)非常小,因此未绑定,热尘埃颗粒局限在一个狭窄的区域在升华边缘的碳质材料;(2)绑定颗粒在2 AU的保护升华,并有一个较高的质量,尽管他们微弱的通量水平。我们认为,热尘埃是由小碳颗粒的释放后,起源于温暖的组件的聚集体的破坏。需要一种机制,如气体制动,以进一步限制小颗粒足够长的时间。由于恒星的年龄,很难确保在原地产生尘埃,因此观测到的尘埃量必须由强烈的动力学活动触发。北落师门可能是目前正在全球范围内调查的exozodis的代表。我们提出了一个框架,调和热exozodi现象与理论约束:北落师门的热分量可能是冰山一角,因为它可能来自一个温暖的对应物居住在冰线附近。
2013-06-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Stable Mineral Fingerprint in the Fading Warm Debris Disk around HD 15407A
CAS Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台光学天文重点实验室);School of Astronomy and Space Science, University of the Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学天文与空间科学学院);School of Space and Earth Sciences, Beihang University(北京航空航天大学空天科学学院);Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University(北京师范大学天文与空间科学学院前沿交叉研究中心);School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院)
研究HD 15407A周围温暖碎片盘,通过比较相隔14.95年的斯皮策和JWST光谱,发现矿物指纹稳定,温暖矿物发射通量渐弱,用碰撞级联模型得到碰撞时间tc,表明该盘是撞击后演化且近期小颗粒供应有限的储库。
2026-07-27 astro-ph.EP
The debris disk around gamma Doradus resolved with Herschel
我们目前的意见γ剑鱼座,F1 V星,从赫歇尔关键计划碎片(光盘发射通过无偏侦察红外/亚毫米)周围的碎片盘。该盘在70、100和160微米处分辨良好,在250微米处沿其主轴分辨,在350微米处检测到但未分辨,并且在500微米处与背景源混淆。这是我们最好的解决目标之一,我们发现它有一个径向广泛的灰尘分布。解析图像的模型无法区分两种配置:一种是在几个天文单位(最佳拟合4天文单位)处的温暖内环和一个从~55到400天文单位延伸的冷外带,或者是在~70天文单位和~190天文单位处的两个冷窄环。这表明这两者之间的任何配置也是可能的。这两个模型的总光度分数都是~10^{-5},并且与圆盘与恒星赤道一致。这两种可能的配置的内缘都表明,在这个系统中最有可能找到行星的区域是在恒星的55天文单位之内。不需要一个瞬变事件来解释暖尘的分光度。
2012-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Signpost of Multiple Planets in Debris Disks
我们回顾了斯皮策和赫歇尔多波长图像揭示的附近碎片盘结构,并补充了详细的光谱能量分布模型。与恒星周围宜居带的定义类似,碎片盘结构的确定和特征应根据尘埃温度而不是物理距离,以便考虑到不同光谱型恒星的加热功率,并可直接讨论和比较盘中的共同特征。共同的特点,如温暖(~150 K)的尘埃带附近的水冰线和冷(~50 K)柯伊伯带的类似物,引起了我们的新兴的理解,在碎片盘结构的秩序水平,并阐明了各种过程的形成和演化的系外行星系统。鉴于碎片盘双胞胎(织女星和北落师门)中的盘结构,以及目前对行星物体质量的限制,我们认为温暖和寒冷尘埃带之间的巨大差距是水冰线之外多个(低质量)行星的最佳路标。
2013-07-05 astro-ph.EP
An unresolved extreme warm infrared excess toward a nearby low-mass star
Ankara Atatürk High School(安卡拉阿塔图尔克高中)
该研究报道了一颗邻近低质量恒星的极端暖红外超量,通过空间关联和场景拟合确认其真实性,并推测可能源于星周暖尘埃,但起源未解明,需亚角秒观测进一步验证。
2026-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST/NIRSpec Detects Warm CO Emission in the Terrestrial-Planet Zone of HD 131488
JWST/NIRSpec 发现 HD 131488 地球行星带中温暖 CO 气体,通过 UV 荧光检测稀薄气体,揭示了尘埃盘中新的气体存在。
2025-12-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Debris Disk Around HR 8799
我们已经获得了一整套斯皮策观测数据,以表征HR 8799周围的碎片盘,并探索其性质与最近发现的三颗大质量行星的关系。我们将碎片系统分为三个组成部分:(1)在最内层行星内轨道运行的温暖尘埃(T ~150 K);(2)具有尖锐内缘的宽冷尘埃区(T ~45 K),就在最外层行星外轨道运行,并可能由其雕刻而成;(3)由冷尘埃组成的小颗粒组成的引人注目的光环。这个光环所暗示的高水平的动力学活动可能是由于大质量行星增强的引力搅拌而产生的。HR 8799相对年轻的年龄使其处于重要的早期发展阶段,可能有助于理解行星和行星碎片的相互作用,这是我们自己的太阳系演化的重要过程。
2009-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Variable warm dust around the Herbig Ae star HD~169142: Birth of a ring?
赫比格Ae星HD 169142是一颗有着巨大内孔的气体盘,在亚天文单位区域内也有光度可变的内部尘埃成分。在此基础上,我们进一步研究了HD 169142内部尘埃的时间演化,这可能为后期原行星盘向碎片盘演化提供信息。我们使用VLTI/PIONIER获得的近红外干涉观测,以限制在跨越六年的三个时期的尘埃分布。我们还研究了光度变化的HD 169142使用我们的光学红外观测和档案数据。我们的研究结果表明,在2013年至2018年之间的某个时间形成了一个约0.3 au的尘埃环,然后在2019年褪色(但没有完全消失)。短期的变化类似于在极端碎片盘中观察到的变化,可能与第二来源的短暂尘埃有关,但来自内环的可变阴影可能是另一种解释。如果得到证实,这是第一次直接探测到原行星盘内部的二次尘埃产生。
2019-12-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bright Debris Disk Candidates Observed with AKARI/Far-Infrared Surveyor (FIS)
通过对\hip \主序星表和\fis \星表的交叉关联,识别出至少在一个波段上有远红外探测的136颗恒星(可信度为$>90$ %)。在剔除了51颗被归类为年轻天体、Be星、具有已知尘埃盘或潜在污染的其他类型恒星和2颗没有红外过量辐射的恒星后,我们得到了83颗具有碎片盘的候选星样本。我们的样本中的恒星涵盖了从B型到K型的光谱型,其中大部分是早期类型。这是一个独特的发光碎片盘样本,它是从所有天空调查中统一得出的,空间分辨率比\iras以前的调查高两倍。此外,通过收集来自其他公共档案的红外光度数据,其中85%在一个以上的波段有红外过剩,允许估计尘埃温度。我们拟合黑体模型的宽带光谱能量分布,这些恒星的磁盘参数的统计分布。7星需要一个额外的温暖的温度约200 K的组成部分。虽然我们的样本中有相当大一部分(58颗恒星)有微弱的12 \micron \过剩,这表明在这些明亮的碎片盘系统中可能存在温暖的尘埃成分。
2020-07-24 astro-ph.EP
Using warm dust to constrain unseen planets
寒冷的外层碎片带环绕着相当一部分恒星,其中许多是行星宿主。来自恒星的辐射力导致尘埃颗粒离开外带,并在坡印廷-罗伯逊阻力下螺旋向内。我们提出了一个经验模型,适合N体模拟,使这些尘埃粒子的命运,当他们遇到一个行星被迅速计算。大质量行星喷射出大部分粒子,而尘埃相对不受干扰地经过小质量行星。近距离的大质量行星(热木星)最擅长吸积尘埃。该模型预测了尘埃在碎片带内部的行星上的吸积速率,当还考虑到碰撞演化时,预测外部碎片带内部的热彗星的质量吸积速率高达每秒数百公斤。该模型可用于推断在具有外带的系统中尚未发现的行星的存在和可能的质量。大双目望远镜干涉仪(LBTI)没有探测到织女星周围的温暖尘埃,这可以解释为存在一颗土星质量的行星,或者一系列质量较低的行星。类似地,在这样的系统中检测到温暖的尘埃意味着没有行星超过可量化的水平,这可能低于直接成像的类似限制。LBTI探测到的狮子座β星周围的尘埃水平可以用来排除质量超过土星质量的行星的存在。
2018-07-30 astro-ph.EP
Debris Distribution in HD 95086 - A Young Analog of HR 8799
HD 95086是一颗年轻的早型恒星,它拥有(1)一颗5 MJ的行星,在56 AU的投影距离处,通过直接成像显示;(2)一个突出的碎片盘。在这里,我们报告的检测69微米结晶橄榄石功能从磁盘使用斯皮策/MIPS-SED数据覆盖55-95微米。由于MIPS-SED模式的分辨率较低,因此该特征在光谱上无法分辨,但与占总尘埃质量5%的结晶镁橄榄石的发射一致。我们还提出了详细的分析磁盘SED和重新分析的解决赫歇尔获得的图像。我们的研究结果表明,围绕HD 95086的碎片结构包括一个温暖的(175 K)带,冷(55 K)盘,和扩展盘晕(高达800 AU),是非常相似的HR 8799。我们比较了这三种碎片组分的性质,并认为HD 95086是HR 8799的年轻类似物。我们进一步调查和约束单行星,双行星,三行星和四行星的架构,可以占所观察到的碎片结构,并与动力学稳定性约束兼容。我们发现,几何间隔轨道的等质量四行星配置,每个行星的质量为5兆焦耳,可以保持温暖和寒冷的碎片带之间的差距,也只是勉强稳定的时间尺度可比的系统的年龄。
2014-11-29 astro-ph.EP
IRS Characterization of a Debris Disk around an M-type star in NGC2547
我们目前的5至15微米斯皮策红外光谱仪(IRS)的低分辨率光谱数据的候选人碎片盘周围的M4.5星确定为一个可能的成员~40万年的老星团NGC2547。IRS光谱显示硅酸盐发射特征,表明盘中存在温暖,小,(亚)微米大小的尘埃颗粒。在15个先前已知的M型恒星周围的候选碎片盘中,我们在本文中讨论的是第一个观测到中红外光谱的,也是第一个测量到硅酸盐发射的。我们将IRS数据与辅助数据(光学,JHK和Spitzer Red Array Camera和24微米数据)相结合,以构建源的光谱能量分布(SED)。蒙特卡洛辐射传输模拟的SED特征是尘埃盘非常平坦(h100 = 2天文单位),并向内延伸,距离中心恒星至少0.13天文单位。我们的分析表明,磁盘是碰撞为主,很可能是一个碎片盘。
2009-05-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel Observations of Dusty Debris Disks
我们目前的结果从两个赫歇尔观测计划使用的光电探测器阵列相机和光谱仪。在三次独立的活动中,我们获得了70,100和160微米的24颗恒星的赫歇尔数据。我们选择了已知或怀疑有星周尘埃的恒星,这些恒星是基于先前用IRAS或斯皮策测量的过量红外发射,并使用赫歇尔来检查尘埃的长波长特性。发现有15颗恒星没有受到背景辐射源的污染,并且拥有红外辐射,这很可能是由于星周碎片盘。我们分析了这些碎片盘的性质,以更好地了解负责灰尘产生和清除的物理机制。7个目标在赫歇尔图像中被空间分辨。根据对它们的光谱能量分布的拟合,九个圆盘似乎有两个温度分量。在这九种情况中,有三种情况下,较温暖的尘埃成分可能是瞬态过程的结果,而不是稳态碰撞级联的结果。四颗恒星上的尘埃带可能是由一颗看不见的行星搅动的,值得进一步研究。
2016-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
IRS Spectra of Debris Disks in the Scorpius-Centaurus OB Association
我们分析斯皮策IRS光谱的110 B-,A-,F-和G-型恒星的光学薄红外过剩的天蝎座半人马座(ScoCen)OB协会。这些恒星的年龄范围从11-17百万年。根据米氏理论,我们将斯皮策IRS和斯皮策MIPS在这些源中观察到的红外过量拟合到简单的尘埃模型。我们发现,几乎所有的对象在我们的研究可以通过一个或两个尘埃带。低质量恒星周围的尘埃似乎比高质量恒星更接近,特别是对于两带系统中的温暖尘埃成分,这表明年轻恒星周围的碎片盘的质量依赖性演化。对于那些有伴星的天体,所有的尘埃距离都与伴星对碎片盘的截断相一致。几个两带系统之间的间隙可能会限制可能位于带之间的行星,可能会限制可能在这些恒星周围形成的行星的质量和位置。
2015-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Inner 25 AU Debris Distribution in the epsilon Eri System
碎片盘的形态是波长依赖于广泛的颗粒大小和大小依赖动力学的各种力量的影响。附近碎片盘的解析图像显示了复杂的盘结构,很难从其光谱能量分布中区分出来。因此,附近碎片系统的多波长分辨图像为了解支配碎片盘结构的碰撞力、引力和辐射力之间错综复杂的相互作用提供了重要基础。我们目前的SOFIA 35微米分辨率磁盘图像的EkuEri,最接近的碎片磁盘周围的恒星类似于早期的太阳。结合24 μ m和15-38 μ m的Spitzer分辨图像,我们研究了Escheri内部碎片的两种可能来源:(1)原地的星子带(s)和(2)从寒冷的外带拖进的颗粒。我们发现,在25金区域内,原地产尘行星带的存在是最可能的过量发射源。虽然少量的冷带拖进的颗粒可能有助于在内部区域的过量排放,SOFIA数据的分辨率是足够高的,以排除整个内部温暖的过量结果拖进的颗粒的可能性,但不足以区分一个广泛的内部磁盘从两个狭窄的带。
2017-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Silica-Rich Bright Debris Disk around HD 15407A
本文报道了F3 V恒星HD 15407 A附近的一个有趣的碎片盘,其中探测到了大量的温暖的细尘(~ 10^(-7)M_Earth)。尘埃温度为~ 500-600 K,碎片尘埃的位置估计为0.6-1.0 AU,从中央恒星,一个类地行星区域。碎片盘的分光度为~ 0.005,这比微行星碰撞产生的碎片盘的稳态模型预测的要大得多。斯皮策获得的中红外光谱表明存在大量微米级的硅尘,这表明这些尘埃来自差异化的大型岩石体的表面层,可能被困在恒星周围。
2012-03-13 astro-ph.EP
How Sublimation Delays the Onset of Dusty Debris Disk Formation Around White Dwarf Stars
虽然许多白矮星的主机尘埃碎片盘,这些恒星的温度分布显着不同的白矮星人口作为一个整体。尘埃碎片盘只存在于温度低于27,000 K的白矮星周围。考虑到尘埃碎片盘的形成过程应该有利于更年轻、更热的白矮星,而白矮星可能拥有更不稳定的行星系,这就更加神秘了。在这里,我们应用一个复杂的材料升华模型,白矮星系统,以表明这些统计数据实际上是一个自然的结果的相互作用的热和潮汐力,并显示他们如何定义的拱星区域的尘埃碎片盘可以形成。我们证明,这些过程往往会阻止岩石材料的升华破坏和再吸积成星子的稳定性,直到白矮星冷却到25,000 - 32,000 K以下,与观测到的27,000 K的极限一致。对于纯水冰,这个临界温度低于2,700 K(需要比宇宙更早的冷却年龄);这排除了通过公认的两步机制形成的富含纯水冰的碎片盘。临界温度与大小有关;更大质量的白矮星可能在更温暖的温度下拥有尘埃碎片盘。我们的模型表明,在PG 0010+280,GD 56,GD 362,和PG 1541+651系统的磁盘的位置是一致的镁橄榄石为主的橄榄石组成。我们还发现,非常冷的白矮星可能同时拥有多个独立形成的尘埃碎片盘,这与LSPM J 0207 +3331系统的观测结果一致。
2021-04-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disk Detective: Discovery of New Circumstellar Disk Candidates through Citizen Science
磁盘侦探公民科学项目旨在利用美国宇航局WISE任务的数据,从星周尘埃中发现22微米过量发射的新恒星。AllWISE星表的初始削减提供了277,686个源的输入星表。然后志愿者们在线观看10个不同波段的每一个来源的图像,以识别假阳性(星系、背景恒星、星际介质、图像伪影等)。在这次在线审查中幸存下来的来源将在FLWO Tillinghast望远镜上进行光谱学跟踪。这种方法应该允许我们释放WISE的全部潜力,以寻找新的碎片盘和原行星盘。我们宣布了该项目发现的37个新磁盘候选者的第一份名单,我们描述了我们的审查和后续过程。其中一个系统似乎包含第一个在具有白矮星伴星的恒星周围发现的碎片盘:HD 74389。我们还报告了四个新发现的经典Be星(HD 6612,HD 7406,HD 164137和HD 218546)和一个新的检测到的22微米的过剩周围以前已知的碎片盘主星,HD 22128。
2016-07-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Variations on Debris Disks III. Collisional Cascades and Giant Impacts in the Terrestrial Zones of Solar-type Stars
我们分析了两套新的凝聚计算的固体粒子轨道内的地球区域的太阳型恒星。在碰撞级联模型中,数值模拟表明,总质量,质量在1毫米和更小的颗粒,和尘埃光度随时间的下降比预测的分析模型,$\propto t^{-n}$与$n \approx$ 1.1-1.2,而不是1更快。从数值计算得出的尺寸分布遵循分析预测在半径小于0.1公里,但比预测的更大的尺寸更浅。在行星形成的模拟中,尘埃光度的下降比纯粹的碰撞级联要慢,$n \approx$为0.5-0.8,而不是1.1-1.2。在这一衰减过程中,巨大的撞击产生了巨大的、可观测到的尘埃亮度峰值,持续时间大约为0.01-0.1百万年,每隔1-10百万年重复一次。如果大多数太阳型恒星都有地球质量的行星,其$a \lesssim$为$a \lesssim$ 1-2 AU,那么对1- 1亿年恒星周围的碎片的观测就可以对理论进行有趣的测试。目前的数据排除了类地行星是由1000公里或更大的微行星形成的理论。虽然观测到的$\gtrsim$ 3000万年老恒星中碎片盘的频率与我们的计算结果一致,但观测到的500 - 2000万年老恒星中温暖碎片的频率比预测的要小。
2015-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris Disks in Kepler Exoplanet Systems
开普勒任务最近确定了997个太阳系外行星候选系统,其中许多是超级地球。意识到这些行星系是太阳系外小行星带的候选者,我们使用宽视场红外巡天探测器(WISE)的中红外数据来搜索这些系统中的尘埃发射。我们在八颗恒星周围发现了过剩,表明存在温暖到热的尘埃(~100-500 K),对应于这些太阳型恒星的轨道距离为0.1-10 AU。最强的探测,KOI 1099,需要在其系外行星候选者的轨道内部约500 K的尘埃。其中一颗恒星KOI 904可能拥有非常热的尘埃(~1200 K,相当于0.02 AU)。虽然这些具有可检测到的温暖过度(~3%)的系外行星轴承恒星的比例与斯皮策对太阳型场星的调查发现的相似,但WISE数据中可检测到的过度具有比大多数已知碎片盘高得多的分数光度(Ldust/L*),这意味着具有可比光度的碎片盘的比例实际上可能显着更高。很难解释尘埃的存在如此接近主星,通常对应于半径小于0.3天文单位的尘埃环;在这些距离上,从系统中清除尘埃的碰撞和坡印廷-罗伯逊拖曳时间尺度都是数百年或更短。假设这些系统处于稳定状态,意味着在这些短的去除时间尺度下的大质量消耗率,这意味着这些系统中的粉尘产生机制几乎肯定是偶发性的。
2012-05-02 astro-ph.EP
Imaging of the Vega Debris System using JWST/MIRI
本研究利用JWST/MIRI获取织女星碎片盘多波段中红外图像,揭示其结构特征,约束了不同轨道区域的行星质量上限,并验证了尘埃分布与坡印廷-罗伯逊效应的一致性。
2024-10-31 astro-ph.EP
Three new late-type stellar companions to very dusty WISE debris disks identified with VLT/SPHERE imaging
碎片盘星是高对比度成像搜索行星系的好目标,因为碎片盘已被证明与巨行星有初步的相关性。我们选择了20颗被WSIE任务确定为碎片盘宿主的恒星,这些恒星具有特别高的温暖尘埃。我们使用VLT/SPHERE高对比度成像仪器观察这些,目的是寻找行星并在散射光中对圆盘进行成像。我们的调查达到了一个中位数5 $σ$ ~的灵敏度为10.4兆焦耳在25 AU和5.9兆焦耳在100 AU。我们发现了三颗新的伴星(HD 18378 B、HD 19257 B和HD 133778 B):其中两颗是中M型星,一颗是晚K型或早M型星。在盖亚星表中,另外三颗恒星的伴星(都在$>$ 2000天文单位)距离很远。这三颗被天球确认为伴星的恒星都比较老($\gtrsim$ 700百万年),其中一颗最近离开了主序星,另一颗是巨星。我们推断,在这些恒星周围观察到的大量尘埃可能是由系统中行星和星子带之间最近的碰撞造成的,尽管对于最进化的恒星来说,质量损失也可能是红外过量的原因。未来的中红外光谱或偏振成像可能会限制这些尘埃带的位置和空间范围,从而为这些旧系统周围尘埃水平升高的真正原因提供证据。在这次调查中,没有一个圆盘是在散射光下分辨的。
2021-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of Resolved Debris Disk Around HD 131835
我们报告了在HD 131835周围发现的解析盘,并对其热发射进行了分析和建模。HD 131835是天蝎座-半人马座OB星协中的一颗A2恒星,距离122.7 +16.2-12.8秒差距。在Gemini South卫星上用T-ReCS探测到的11.7 μ m和18.3 μ m处的扩展盘约为1.5 "(200 AU)。圆盘倾斜角度约为75 °,位置角约为61 °。HD 131835系统在11.7 μ m和18.3 μ m处的通量分别为49.3 ± 7.6mJy和84 ± 45mJy。具有三个颗粒群的模型同时对光谱能量分布和图像给出了令人满意的拟合。这个最佳拟合模型由一个热的连续幂律盘和两个环组成。我们的特点是粮食温度分布,并发现在所有三个人口的粮食发射温度高于黑体。特别是,连续盘中的晶粒异常温暖;即使考虑小石墨颗粒作为成分。
2015-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dynamical structure of HR 8799's inner debris disk
HR 8799系统拥有四颗巨行星和两个碎片带,其结构与我们的太阳系非常相似,在太阳系中,内部温暖的小行星带和外部凉爽的埃奇-柯伊伯带包围着巨行星。因此,它是研究系外行星动力学和碎片盘-系外行星相互作用的宝贵实验室。虽然HR 8799的外部碎片带已经通过以前的观测得到了很好的解决,但内部圆盘的空间范围仍然未知。这就给产生可见尘埃的星子的位置和这些尘埃的物理性质留下了一个很大的问号。我们已经进行了最广泛的模拟到目前为止的内部,未解决的碎片带HR 8799,使用新南威尔士大学澳大利亚的Katana超级计算设施,以遵循一个模型的动态演化的内盘包括300,298粒子为60万年。这些模拟使我们能够详细描述内盘的范围和结构,并将在今后使我们能够对小天体撞击率和可能的(尚未发现的)内系统类地行星的水输送前景作出初步估计。
2015-02-09 astro-ph.EP
No significant correlation between radial velocity planet presence and debris disc properties
我们调查是否可以确认在高的意义行星和碎片盘,这是以前已经确定的暂定之间的相关性。我们收集了201颗已知行星和现有远红外观测的恒星样本。样本比以前研究的要大,因为我们包括了来自未发表的赫歇尔行星宿主调查的目标。我们使用光谱能量分布模型来模拟样本中的柯伊伯带碎片盘,然后将这些碎片盘的属性与294颗没有已知行星的恒星的对照样本进行比较。生存分析表明,有一个显着的差异($p\sim 0.002$)之间的光盘分数光度分布的两个样本。然而,这在很大程度上是因为控制样本中包含了更高比例的近距离双星和较晚类型的恒星;这两个因素都被认为会降低圆盘的检测率。在每个样本中只考虑没有近距离双星伴星的类太阳恒星,大大降低了差异的显著性($p\sim 0.3$)。我们也没有发现任何证据表明,在光盘光度的恒星托管行星或多或少比土星($p\sim 0.9$)的差异。最后,我们发现行星宿主比控制恒星有更冷的盘,但这可能是一个检测偏差,因为控制样本中最温暖的盘也是最暗的,因此在更遥远的行星宿主周围无法检测到。考虑到每个样本中可能在一个典型的行星宿主周围检测到的圆盘,我们找到了温度的$p\sim 0.07$。
2020-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris disc candidates in systems with transiting planets
碎片盘已知存在于许多行星宿主恒星周围,但到目前为止,在有凌日行星的系统中还没有发现碎片尘埃。使用公开的目录,我们搜索在这样的系统中的红外过量。在最近出版的广角红外巡天探测器(WISE)目录中,我们发现了52颗有凌日行星的恒星。有两个系统,每个都有一个过境的"热木星",TrES-2和XO-5,在12和22微米处都表现出> 3西格玛水平的小过量。如果这两个探测中的一个或两个都是真实的,那么在2 - 4%的凌日行星系统中,过度温暖的频率与斯皮策的MIPS和IRS仪器在类似波长下探测的太阳型恒星周围的频率相当。模型表明,观测到的过量可能来自半径为几个天文单位的尘埃环。推断出的尘埃量接近理论上从小行星带类似物的碰撞级联中预期的最大值。如果得到证实,在有凌日行星的系统中碎片盘的存在可能会对热彗星的形成和迁移情况产生重要的限制。
2011-08-16 astro-ph.EP
Resolved Imaging of the HR 8799 Debris Disk with Herschel
我们提出了Herschel远红外和亚毫米波地图的碎片盘与HR 8799行星系统。我们解决了外磁盘发射在70,100,160和250微米,并检测磁盘在350和500微米。一个光滑的模型很好地解释了所观察到的盘发射。我们没有观察到明显的团块或不对称性与捕获的星子,这是一个潜在的后果,行星迁移的系统。我们估计圆盘偏心率必须<0.1。与Su et al.(2009)之前的工作一样,我们发现了一个有三个组成部分的盘:一个温暖的内部组成部分和两个外部组成部分,一个从100 - 310 AU延伸的微行星带,在内部边缘有一定的灵活性(+/- 10 AU),以及延伸到~2000 AU的外部晕。我们测量的磁盘倾角是26 +/- 3度,从正面在64度E的N的位置角,建立磁盘是共面的恒星和行星。盘的SED是很好的拟合黑体颗粒的半长轴位于星子带内,这表明没有小颗粒。然而,光谱从黑体(47 +/- 30 μ m)开始变陡的波长与其他A星碎片盘相比很短,这表明有可能存在于晕中的微小颗粒。PACS较长波长的数据产生较低的磁盘色温比MIPS数据(24和70微米),这意味着两个不同的晕尘埃颗粒人口。
2013-11-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transient events in bright debris discs: Collisional avalanches revisited
碰撞雪崩是由一个大的微行星的分裂引发的,释放出小的未结合的颗粒,进入距离恒星更远的碎片盘,触发那里的碰撞链式反应,可能会产生可检测的瞬态结构。我们探索这一机制,首次使用耦合动力学和碰撞演化的代码,并调查雪崩是否可以解释在一些非常明亮的光盘中观察到的短期光度变化。我们考虑两种设置:冷盘盒,其具有10AU的灰尘释放和从50至120 AU延伸的外盘,以及暖盘盒,其具有1AU的释放和5- 12 AU的外盘。我们发现,雪崩可以留下可检测的结构上解决的图像,冷和温暖的光盘的情况下,光盘的光学深度$τ$的几个$10^{-3}$,提供大的尘埃团($\gtrsim$ 10 $^{20}$-5 $\times$ 10 $^{22}$ g)最初释放。由于雪崩而导致的积分光度过剩是有限的,对于这些释放的尘埃团来说小于10%,在中红外达到峰值,并且在$\sim$ 40-50 $μ$ m之后变得微不足道。与早期的研究相反,当将$τ$增加到更高的值时,我们没有获得更强的雪崩。同样,我们没有观察到一个显着的亮度赤字相比,雪崩前的水平,雪崩后的通道。这两个结果一致使雪崩不太可能解释在一些非常明亮的碎片盘中观察到的亮度急剧下降。观测雪崩的理想结构是两带结构,内部带的光度分数大于10 $^{-4}$,大质量的微行星在此发生分裂,而外部带的质量更大,$τ$只有几个$10^{-3}$,雪崩链式反应在此发展和传播。
2017-11-17 astro-ph.EP
Cold Debris Disks as Strategic Targets for the 2020s
冷碎片盘(T $<$ 200 K)类似于太阳系柯伊伯带中的尘埃-尘埃是由行星、太阳和当地星际介质扰动的小天体蒸发和碰撞产生的。来自碎片盘的散射光既是看不见的行星的路标,也是直接成像类地行星的污染源,但这些盘的许多细节知之甚少。我们为附近碎片盘的研究制定了一个关键的观测路径,重点是定义散射光和磁盘热发射之间的经验关系,探测碎片盘的动力学和特性,并直接确定行星对磁盘的影响。我们赞同国家科学院关于系外行星科学战略和天体生物学战略的报告中发表的研究结果和建议,以寻找宇宙中的生命。这份白皮书扩展和补充了其中的材料,重点关注附近恒星周围的碎片盘。正在提交关于碎片盘内部温暖区域的单独补充文件(Mennesson等人),碎片盘演变模型(Gaspar等人),粉尘性质的研究(Chen等人),和来自盘的热发射(Su等人)。
2019-06-05 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Detection of H$_2$ in the TWA 7 System: A Probable Circumstellar Origin
利用HST-COS FUV谱,我们在TWA 7系统中发现了热分子氢。TWA 7是一颗$\sim$ 900万年前的M2.5恒星,有一个冷的碎片盘,以前没有吸积的迹象。预计在碎片盘中,氢分子是极其罕见的。虽然分子氢可以在恒星黑子或冷恒星(如TWA 7)的低色球层中产生,但Ly $α$的翅膀所泵送的进展通量表明,这种分子氢可能是拱星的,因此TWA 7的吸积水平非常低,可能在近拱星环境中保留了气体库。
2021-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modelling the Inner Debris Disc of HR 8799
HR 8799行星系在许多方面与我们的行星系非常相似。它有四颗巨行星和两个碎片带,类似于小行星带和埃奇韦尔-柯伊伯带。本文介绍了HR 8799内部碎片带的动力学模拟结果,以研究其结构和碰撞环境。我们的研究结果表明,HR 8799的内部带是高度结构化的,在动力稳定区域之间存在间隙。该带可能被限制在尖锐的内部和外部边缘之间,分别位于~6和~8 au。它的内边缘与HR 8799 e的4:1平均运动共振所清除的宽隙重合。在小行星带内,微行星正在经历一个类似于在小行星带中观察到的碰撞磨损过程。然而,虽然小行星带的平均碰撞速度超过5 km/s,但HR 8799内部带的大多数碰撞速度都在1.2 km/s或更低的量级。尽管如此,它们仍然具有足够的能量来破坏-为系统中检测到的温暖尘埃提供了来源。在内部带的内部,测试粒子保持动态不搅拌,除了与HR 8799 e的远距离高阶共振激发的窄带。这种缺乏搅动的现象与早期HR 8799红外线过剩的热模型相一致,该模型预测6 au内几乎没有尘埃。内部系统足够稳定和不受扰动,形成地球行星是可行的,尽管这样的行星无疑会受到惩罚性的撞击制度,因为内部带需要强烈的碰撞研磨来产生观测到的红外过量。
2016-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-spatial-resolution imaging of thermal emission from debris disks
我们已经获得了100 pc内的碎片盘样品的亚弧秒中红外图像。对于我们的19个A型碎片盘候选者的样本,我们已经解决了,第一次,五个源加上以前解决的磁盘周围HD 141569。自样品选择时起,我们样品中的另外两个来源已被排除为碎片盘。六个已解析的源中有三个的半径推断为1-4 AU(HD 38678、HD 71155和HD 181869),一个源的半径推断为10-30 AU(HD 141569)。在探测到过量红外辐射的分辨源中,HD 71155的大小(r~2 AU)似乎与太阳系的小行星带相当,因此加入了Zeta Lep(HD 38678,以前报道过),构成了该类别中仅有的两个分辨源。另外两个源(HD 95418和HD 139006)显示的空间范围,意味着磁盘半径约1-3 AU,虽然多余的红外通量没有正式检测到优于2西格玛的意义。对于未分辨的源,中红外盘发射的最大半径的上限在~1-20 AU的范围内,其中四个的半径与小行星带相当。我们已经比较了全球的尘埃色温,预计在辐射平衡的尘埃在相应的距离观察到的大小或限制的大小。在大多数情况下,通过这两种方法估计的温度是相当的,因此,我们看到了推断的形态和全球中红外发射的大致一致的图片。最后,虽然我们的样本量在统计学上并不显著,但我们注意到,较老的源(> 2亿年)比较年轻的源(10亿年)拥有更温暖的尘埃(T > 400 K)。
2010-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Narrow belt of debris around the Sco-Cen star HD 141011
我们开始了对天蝎座-半人马座A-F恒星的深度成像调查,预测了温暖的内部和寒冷的外部碎片带,让人想起HR 8799等标志性系统的架构。我们在2015年,2016年和2019年的调查中观察到了F5型恒星HD 141011周围的狭窄碎片环的解析SPHERE图像。在2016年和2019年获得的IRDIS和IFS数据中,该环从恒星延伸到~1.1”(~141 au)。在2015年的数据中未检测到该磁盘,其质量较差。圆盘的最佳复制模型是以恒星为中心的非偏心环,倾角为$69.1\pm0.9^{\circ}$,位置角为$-24.6 \pm 1.7^{\circ}$,半长轴为$127.5\pm3.8$ au。结合径向速度和成像数据排除了棕矮星(M>13.6 MJup)的同伴,从0.1到0.9 au和从20 au到500 au(90%的概率)与盘共面。HD 141011增加了在Sco-Cen中解决的碎片磁盘的不断增长的列表。它是从地面分辨出的最暗的圆盘之一,其径向范围和分数宽度($\sim$ 12.5%)让人想起北落师门。它的中等倾角和大的半长轴使它成为詹姆斯·韦伯太空望远镜的一个很好的目标,应该可以更深入地寻找塑造尘埃分布的假定同伴。
2021-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Subtle and Spectacular: Diverse White Dwarf Debris Disks Revealed by JWST
利用JWST MIRI对受污染白矮星周围尘埃盘的12项新光谱探测,揭示了跨越两个数量级红外亮度的多样化盘特征,包括微弱红外超、强硅酸盐发射及可能的石英玻璃信号,为研究白矮星碎屑盘的矿物组成和高温过程提供了重要线索。
2025-01-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary Collisions outside the Solar System: Time Domain Characterization of Extreme Debris Disks
最近发现,在类太阳恒星周围的类地行星区域,温暖尘埃的发光碎片盘变化不定,这表明岩石天体正在发生大规模碰撞。我们使用2012年和2013年斯皮策3.6和4.5 μm时间序列观测数据(有一次延长到2014年),以监测另外5个具有异常高的分光度的碎片盘(“极端碎片盘”),包括疏散星团M47中的P1121(8000万年),AB Dor移动群中的HD 15407 A(8000万年),昴星团中的HD 23514(12000万年),HD 145263位于上斯科星协(1000万年),以及场星BD+20 307(>1 Gyr)。与NGC 2547(3500万年)中发表的ID8结果一起,这是对太阳系外行星撞击的第一次系统的时域调查。在我们监测到的六个极端碎片盘中,有五个在一年以内的时间尺度上发现了重大变化。然而,不同的系统在时域中表现出不同的特征,包括长期的衰减或增长,磁盘温度变化和可能的周期性。
2015-03-18 astro-ph.EP