On the planetary interpretation of multiple gaps and rings in protoplanetary disks seen by ALMA
最近有人提出，ALMA在许多原行星盘中发现的多个同心环和间隙可能是由一颗行星产生的，这是它在盘中激发的多个螺旋密度波复杂传播和消散的结果。验证这一想法的数值计算工作主要利用了所谓的局部等温近似与规定的磁盘温度分布。然而，在原行星盘中，这种近似不能提供几十个金尺度上的密度波动动力学的精确描述。此外，我们表明，局部等温模拟往往高估了环和间隙功能的对比度，以及歪曲他们的位置，相比，在模拟中的能量方程是明确的演变。这一结果是由局部等温圆盘中线性扰动的角动量通量不守恒引起的。我们证明了这种效果使用模拟的局部等温和绝热磁盘（基本上相同的温度分布），并显示如何尘埃分布，探测毫米波长观测，这两种情况下不同。因此，局部等温模拟可能低估了ALMA观察到的数十个Au尺度上的多个间隙和环形成的行星质量。我们建议，在使用局部等温模拟探索行星盘相互作用，以及在天体物理磁盘中的波动现象的其他研究中，应谨慎。
2019-05-20 astro-ph.EP
ALMA Observations of a Gap and a Ring in the Protoplanetary Disk around TW Hya
我们报告的第一次检测的间隙和环336 GHz的尘埃连续辐射从原行星盘TW Hya周围，使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）。环和环分别位于距离中心恒星约25和41 au的位置，并与CO雪线在~30 au处相关联。间隙的径向宽度小于15金，质量亏损超过23%，考虑到观测仅限于15金的角分辨率。此外，13 CO和C18 O J = 3 - 2谱线显示整个圆盘的CO谱线发射减少，降至~10 au，表明气相CO冻结到颗粒表面上，并可能随后发生表面反应形成更大的分子。观测到的间隙可能是由盘状气体和质量小于超海王星（2 M_{Neptune}）的行星之间的引力相互作用引起的，也可能是由于CO冰的烧结导致的大尘埃聚集体的破坏。
2016-02-26 astro-ph.EP
Thermal Tomography of the Inner Regions of Protoplanetary Disks with the ngVLA and ALMA
本文提出结合 ngVLA 毫米图像与 ALMA 亚毫米图像，对 140 pc 处原行星盘内数 au 区域进行热层析，以重建其三维结构并约束中平面吸积加热效率。
2023-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
An unbiased ALMA spectral survey of the LkCa 15 and MWC 480 protoplanetary disks
原行星盘的挥发性物质既为行星化学的研究提供了可能性，也为确定盘系统的特征（如恒星质量、气体质量、电离和温度结构）提供了有价值的探针。然而，目前的磁盘分子库存是支离破碎的，给出了一个不完整的画面：需要无偏的谱线调查，以评估挥发物含量。在这里，我们提出了这样的调查的原行星盘周围的赫比格Ae星MWC 480和金牛座T星LkCa 15 ALMA波段7，跨越$\sim$ 36 GHz的275- 317 GHz的灵敏度比以前的单碟调查的数量级增加。我们在原行星盘中发现了14种分子种类（包括同位素体），其中5种（C $^{34}$ S、$^{13}$ CS、H $_{2}$ CS、DNC和C $_2$ D）为首次发现。在MWC~480和LkCa~15的分子清单中观察到显着差异，我们讨论了如何根据这两个磁盘系统的不同物理条件来解释这些结果。
2020-06-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring Dust Masses of Protoplanetary Disks in Serpens and L1641/L1647 with ALMA
Boston University（波士顿大学）；University of Cambridge（剑桥大学）
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
ALMA observations of a misaligned binary protoplanetary disk system in Orion
我们提出了ALMA观测猎户座的宽双星系统，预计分离440 AU，其中我们检测到每个恒星周围的原行星盘的亚毫米辐射。这两个圆盘看起来质量适中，并且在CO 3-2，HCO+ 4-3和HCN 3-2中具有强的线发射。此外，在一个磁盘中检测到CS 7-6。对于每条谱线中的两个圆盘，谱线与连续谱的比值是相似的。从每个磁盘上的速度梯度，我们限制了中心恒星的质量，并显示出与光学红外光谱的一致性，两者都表明了高质量比~9。系统速度之间的微小差异表明双星的轨道平面接近于面对面，投影盘旋转轴之间的角度非常大，约为72度，表明系统不是由单个大质量盘或刚性旋转的云核形成的。这一发现，增加了相关的证据，从磁盘几何形状在其他系统中，原恒星外流，恒星旋转，和类似的最近ALMA的结果，表明湍流或动力学相互作用的小尺度远低于分子核心在恒星形成的早期阶段。
2014-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining Protoplanetary Disk Accretion and Young Planets Using ALMA Kinematic Observations
最近的ALMA分子线观测揭示了原行星盘中的三维气体速度结构，揭示了盘吸积和结构形成的机制。1)通过进行粘性模拟，我们确认，磁盘的速度结构显着不同的垂直应力分布从不同的吸积机制。因此，运动学观测跟踪流在不同的磁盘高度可以潜在地区分不同的吸积机制。另一方面，盘面密度的演化主要取决于垂直积分应力。由最近的运动学观测约束的尖锐的盘外缘可能是由盘中径向变化的$α$引起的。2)我们还研究了一个年轻的行星进行3-D行星盘模拟的运动学签名。行星质量和“扭结”速度之间的关系推导出，显示出一个线性关系，几乎没有依赖于磁盘的粘度，但一些依赖于磁盘的高度时，行星是大质量的，例如$10 M_J$。我们预测了DSHARP盘中潜在行星的“扭结”速度。在气隙边缘，不同高度的方位平均速度与开普勒速度的偏离幅度相似，其与行星质量的关系与二维模拟结果一致.移除行星后，在粘性时间尺度内，方位平均速度几乎没有变化，因此间隙边缘处的方位平均速度结构是由于间隙本身而不是直接由行星引起的。结合轴对称运动学观测和剩余的“扭结”速度是探测原行星盘中年轻行星所必需的。
2021-02-14 astro-ph.EP
Chemical complexity in protoplanetary disks in the era of ALMA and Rosetta
彗星提供了对原始太阳星云中物质的分子组成和复杂性的独特见解。Rosetta任务的最新结果，目前正在原位监测彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko，以及ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列），已经证明了一个诱人的联系之间的化学复杂性，现在证实在磁盘（通过检测气相CH 3CN; Oberg et al. 2015），并在67 P表面得到证实（Goesmann et al. 2015），提出了关于这些物种的化学起源（云或遗传与盘合成）的问题。从天体化学模型的一个原行星盘的结果，其中包括复杂的化学，并假设简单的冰只继承了从父分子云。模型结果与Philae/COSAC在67 P表面观察到的几种COM的丰度非常一致。由原行星盘继承的主要是简单冰的宇宙射线和X射线诱导的光处理足以产生类似于在彗星中观察到的化学复杂性。这表明在67 P表面探测到的冰状COMs可能有一个盘状起源。结果还表明，内部暖盘大气中含有丰富的气相CH 3CN，其中热气相化学占主导地位，并可能消除冰的化学特征。因此，CH 3CN可能不是一个明确的示踪剂的复杂的有机冰水库。然而，需要更好地了解CH 3CN的热气相化学才能证实这一初步结论。
2016-05-26 astro-ph.EP
The temporal requirements of directly observing self-gravitating spiral waves in protoplanetary discs with ALMA
我们调查如何检测签名的自引力在原行星盘取决于其时间的演变。我们运行一个长期的时间尺度的一维模型，以遵循作为时间的函数的光盘质量。然后，我们将其与三维全球流体动力学模拟，采用混合辐射转移方法来近似现实的加热和冷却。我们模拟了这些系统的ALMA连续观测，发现当$q=M_\mathrm{disc}/M_*\gtrsim 0.25$和$R_\mathrm{outer}\lesssim 100$ au.在这样一个巨大的圆盘中，由重力湍流产生的高吸积率在$\sim10^4$年内，或大约1%的典型圆盘寿命内，将其质量消耗到检测阈值以下。因此，在ALMA尘埃观测中检测到的具有旋臂的圆盘，如果是由自重产生的，则必须要么仍在接收下落以保持高的$q$值，要么刚刚从其出生信封中出现。在具有较低$q$的系统中检测子结构是可能的，但需要专家在几天内与最扩展的配置集成。这不利于在相对较短的积分时间内检测到具有$q<0.25$的系统中GI引起的螺旋结构的可能性，例如DSHARP ALMA调查中发现的那些（Andrews等人，2018; Huang等人，2018）。我们没有发现动态时间尺度上的可探测性的时间依赖性
2019-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Synthetic ALMA Multiband Analysis of the Dust Properties of the TW Hya Protoplanetary Disk
分析尘埃连续辐射的多波段观测数据是约束尘埃性质的有用工具之一，有助于我们理解尘埃盘的物理性质。我们进行合成ALMA多波段分析，以找到最好的ALMA波段集约束TW Hya原行星盘的尘埃属性。我们发现Band [10，6，3]集合是ALMA Band [3，4，5，6，7，8，9，10]的可能组合中的最佳集合。我们还发现了两个条件，好的ALMA带集提供狭窄的约束范围的尘埃性质：（1）带9或10被包括在频带集合和（2）足够的频带之间的频率间隔。这些都与条件，给良好的约束粉尘性能：光学厚和薄带的组合是必需的，和大β（β是粉尘不透明度的幂律指数），和低粉尘温度是优选的。为了检验我们的综合分析结果，我们应用多波段分析ALMA档案数据的TW Hya磁盘在波段4，6，7和9。Band [9，6，4] set提供了接近模型轮廓的灰尘属性，而Band [7，6，4] set提供了在所有半径处偏离模型的灰尘属性，其约束范围太宽，无法指定灰尘温度、光学深度和\b{eta}的准确值。由于这些功能是预期的合成多波段分析，我们确认，合成多波段分析是很好地与来自真实数据的结果一致。
2019-02-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Super-resolution Imaging of the Protoplanetary Disk HD 142527 Using Sparse Modeling
近年来，随着对超分辨率成像精度的不断提高，新的成像技术得到了广泛的发展，这将大大改善对原行星盘的干涉观测。在这项研究中，稀疏建模（SpM）首次应用于观测数据集所采取的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）。本研究中使用的两个数据集是在波段7（330 GHz）使用不同的阵列配置独立采集的，目标是HD 142527周围的原行星盘;一个是较短基线阵列配置（~ 430 m），另一个是较长基线阵列配置（~ 1570 m）。从两个数据集重建的图像分辨率相差约3倍。我们确认，以前已知的磁盘结构出现在由SpM和CLEAN在标准光束尺寸产生的图像上。使用SpM从较短基线数据重建的图像与使用CLEAN从较长基线数据获得的图像相匹配，从而实现超分辨率图像，从该超分辨率图像可以再现比光束尺寸更精细的结构。我们的研究结果表明，在SpM成像技术的持续密集的发展是有益的ALMA成像。
2020-04-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Solving grain size inconsistency between ALMA polarization and VLA continuum in the Ophiuchus IRS 48 protoplanetary disk
蛇夫座IRS 48周围的原行星盘在（亚）毫米观测中显示出方位角不对称的尘埃分布，这被解释为一个漩涡，毫米/厘米大小的粒子被困在连续峰的位置。在本文中，我们提出了860 $μ$米ALMA观测偏振尘埃排放的磁盘。偏振发射被检测到朝向盘的一部分。极化矢量平行于圆盘短轴，并且极化分数被推导为$1-2$ \%。这些特征与亚毫米波发射的自散射模型一致，该模型表明最大晶粒尺寸为$\sim100$ $μ$ m。然而，这与先前对毫米/厘米尘埃颗粒被漩涡捕获的解释不一致。为了解释这两个，ALMA偏振和以前的ALMA和VLA观测，我们建议，在860 $μ$米波长的热发射是光学厚（$τ_{\rm abs}\sim7.3$）在尘埃陷阱的最大可观察到的颗粒尺寸为$\sim100$ $μ$米，而不是光学薄的情况下，$\sim$厘米尘埃颗粒。我们注意到，如果860 $μ$ m的热辐射是光学厚度，我们不能排除较大的尘埃颗粒在中平面附近积累。
2020-07-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring the Dust Masses of Protoplanetary Disks in Lupus with ALMA: Evidence that Disks can be Optically Thick at 3 mm
精确的盘质量测量对于限制盘的演化和行星形成的时间尺度是必要的，但是这样的测量很难进行，并且非常依赖于假设。在这里，我们看看假设，磁盘是光学薄的无线电波长和影响，这一假设的测量磁盘尘埃质量。我们模拟了位于年轻（~1-3百万年）狼疮恒星形成区的41个原行星盘的光学到射电光谱能量分布（SED），包括0.89 mm，1.33 mm和3 mm的通量密度（可用时）。我们测量的磁盘尘埃质量比使用通常采用的磁盘尘埃质量方程时高约1.5-6倍，假设光学薄发射（亚）毫米。这种差异的原因是大多数圆盘在毫米波长下的光学厚度，甚至高达3毫米，这表明需要在更长波长下进行观测才能追踪圆盘的完全光学薄发射。
2022-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tracing the large-scale magnetic field morphology in protoplanetary disks using molecular line polarization
磁场是原行星盘吸积动力学的基础，它们可能影响行星形成。研究磁场形态的典型方法是观察尘埃的偏振或谱线。然而，它最近变得很清楚，尘埃偏振在ALMA的光谱制度并不总是忠实地跟踪磁场结构的原行星盘，这使得谱线偏振作为一个有前途的方法映射的磁场形态的来源。我们的目标是模拟出射偏振的不同分子线在ALMA波长制度，激发在原行星盘。我们探讨了各种磁盘模型和分子，以确定这些属性，有利于出现的极化谱线，因此可能是可行的用于磁场测量的原行星盘。我们将PORTAL与LIME结合使用。它们一起使我们能够处理复杂的三维物理和磁场结构的极化线辐射转移。我们提出了模拟的出现谱线偏振的不同分子和分子跃迁的ALMA波长制度。我们发现在高密度下热化的分子，如HCN，也最容易受到极化的影响。我们发现，这样的分子预计将显着极化的原行星盘，而分子，热化在低密度，如CO，只有显着极化的外盘区域。我们提出了模拟极化地图的范围内的倾角和磁场形态，我们评论的观测可行性ALMA线极化观测的原行星盘。
2021-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Architecture of planetary systems predicted from protoplanetary disks observed with ALMA I: mass of the possible planets embedded in the dust gap
最近的ALMA观测已经在原行星盘中发现了各种各样的尘埃间隙，这些尘埃间隙通常被解释为是由未观测到的行星产生的。预测这种嵌入式行星的质量对于将这些磁盘结构与观察到的系外行星多样性进行比较至关重要。然而，这种预测依赖于这样的假设，即相同的间隙结构是单独存在于粉尘组分中还是也存在于气体组分中。我们假设一颗行星只有在其质量超过卵石隔离质量时才能在气体成分中打开一个缺口，考虑核心吸积的情况。然后，我们提出了两个标准来区分，如果一个间隙是单独在尘埃盘或气体间隙，以及当气体剖面的观测数据不可用。我们应用的标准，35磁盘系统，共55个缺口编制从以前的研究，并将每个缺口分为四个不同的组。对观测到的间隙进行分类，使我们能够以与卵石隔离质量一致的方式预测嵌入式行星的质量。我们发现，外部的差距主要是灰尘单独，而内部的差距更有可能是与气体的差距以及。这种嵌入式行星的分布与观测到的行星系的结构非常不同，这表明在它们的演化过程中需要显著的向内迁移。
2021-10-31 astro-ph.EP
Gaps, Rings, and Non-Axisymmetric Structures in Protoplanetary Disks - From Simulations to ALMA Observations
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）最近对年轻恒星周围的圆盘进行的观测揭示了尘埃连续辐射的明显不对称性。在这项工作中，我们要研究轴对称和非轴对称结构，诱发的磁旋转不稳定性的外部区域的原行星盘。我们结合国家的最先进的数值模拟的结果与后处理辐射转移（RT）生成合成地图和预测ALMA。我们进行了非理想的全球三维MHD分层模拟的死区外缘使用FARGO MHD代码PLUTO。恒星和磁盘的参数是从一个参数化的磁盘模型适用于拟合高角分辨率多波长观测的拱星磁盘。从给定的表面密度分布和Monte-Carlo辐射转移一致地计算2D温度和密度分布。使用粉尘化学模型计算2D欧姆电阻率分布。磁场是垂直净通量场。由此产生的尘埃再发射提供了ALMA观测模拟的基础。基准模型开发了一个大的差距，然后在位于死区外边缘的表面密度的跳跃。密度和压力的跳跃足以阻止粒子的径向漂移。此外，我们观察到的Rossby波不稳定性（RWI）的跳跃位置接近60 AU的涡的产生。涡旋以40个局部轨道的周期稳定地产生和破坏。RT结果和模拟ALMA观测预测了在没有行星的情况下观测出现在磁化盘中的这种大尺度结构的可行性。
2014-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Estimate on dust scale height from ALMA dust continuum image of the HD 163296 protoplanetary disk
我们的目标是从毫米连续观测中估计原行星盘的尘埃尺度高度。首先，我们给出了原行星盘中环强度的一般表达式，并证明了我们可以用环的方位角强度变化来约束尘埃尺度的高度。然后，我们将所提出的方法应用于两个不同的环在68 AU和100 AU的原行星盘周围HD 163296。通过比较DSHARP高分辨率毫米级尘埃连续图像与RADMC-3D的辐射转移模拟，我们约束了尘埃尺度高度。在3 σ不确定度下，发现在内环h_d/h_g > 0.84，在外环h_d/h_g < 0.11，其中h_d为尘埃尺度高度，h_g为气体尺度高度。这表明灰尘在内环处张开并在外环处沉降。我们进一步从导出的尘埃尺度高度限制湍流参数α与气体-尘埃耦合参数St的比值; α/St在内环> 2.4，α/St在外环< 1.1*10^{-2}。这一结果表明，湍流更强或灰尘更小的内环比外环。
2021-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the masses of planets in protoplanetary discs from the presence or absence of vortices -- Comparison with ALMA observations
原行星盘中的大质量行星会在盘的材料中打开一个缺口。陡峭的间隙边缘可能是流体动力学不稳定的，这导致形成漩涡，可以在观测结果中作为行星存在的示踪剂。然而，在粘性盘中，这些涡旋的潜在形成取决于大质量行星吸积质量的时间尺度，并且在足够长的时间尺度下，可能没有涡旋形成。因此，涡旋的存在与行星的生长时间尺度之间存在联系，因此可以排除对观测结构的行星解释不存在涡旋。我们已经调查了行星的质量和粘度的范围内的行星的涡旋形成的行星生长的时间尺度的效果，并发现了行星的质量，粘度和行星的生长时间尺度之间的近似关系，其中涡旋不形成在磁盘。然后，我们解释这些结果在最近的观察。我们还发现，如果这些圆盘具有低粘度，行星不需要接近木星质量才能在圆盘中形成漩涡，因为这些可能是由小到几个海王星质量的行星引起的。
2019-12-06 astro-ph.EP
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT). IV. Thioformaldehyde (H$_2$CS) in protoplanetary disks: spatial distributions and binding energies
目的：追踪原行星盘中含硫化学关键组分H2 CS的径向和垂直空间分布。根据H_2CS结合能分析所观察到的分布，以讨论热脱附在富集气盘组分中的作用。研究方法：在ALMA对金牛座恒星形成区（ALMA-DOT）中的O-H2 CS（7_1，6 - 6_1，5）源进行化学调查的背景下，我们观察到了5个I类或早期II类源，具有40 au尺度的o-H2 CS（7_1，6 - 6_1，5）线。我们估计的结合能（BE）的H2 CS使用量子力学计算，第一次，为一个扩展的，周期性的，结晶冰。结果：我们在HL Tau和IRAS 04302 +2247盘中的两个旋转分子环中成像了H2 CS。外半径约为140 au（HL Tau）和115 au（IRAS 04302+2247）。IRAS 04302+2247的边缘几何结构显示，H2 CS发射峰位于60-115 au的半径处，距离赤道面z = +- 50 au。柱密度约为10^14 cm^-2。对于HL Tau，我们首次导出了原行星盘中的[H2 CS]/[H]丰度（约为10^-14）。扩展结晶冰和无定形冰的H2 CS的BE值分别为4258 K和3000-4600 K，表明尘埃温度大于50-80 K时存在热蒸发。结论：H2 CS跟踪所谓的温暖分子层，以前使用CS和H2 CO采样的区域。硫代甲醛峰比H2 CO和CS更接近原恒星，这可能是由于观察到的7_1，6 - 6…
2020-11-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Survey of Lupus Protoplanetary Disks II: Gas Disk Radii
我们目前ALMA波段6观测的一个完整的样本原行星盘在年轻的（1-3百万年）狼疮恒星形成的地区，涵盖了1.33毫米的连续和12 CO，13 CO，和C18 O J=2-1线。空间分辨率为0.25角秒，中等3 σ连续灵敏度为0.30 mJy，对应于M_dust ~ 0.2 M_earth。我们应用“开普勒掩蔽”，以提高我们的12 CO零矩图的信噪比，使测量的气体盘半径为22狼疮磁盘，我们发现，气体盘普遍大于毫米尘埃盘的平均两个因素，可能是由于组合的光学厚气体排放以及增长和向内漂移的尘埃。使用的气体盘半径，我们计算的无量纲粘度参数，alpha_visc，发现一个广泛的分布，并没有与其他磁盘或恒星参数的相关性，这表明粘性过程尚未建立在狼疮盘准稳态。通过将我们的1.33毫米连续通量与我们先前的890微米连续观测相结合，我们还计算了70个狼疮盘的毫米光谱指数α_mm;对于低质量盘，我们发现α_mm和mm通量之间存在反相关（M_dust < 5），然后随着盘接近α_mm = 2而变平，这可能表明在更高质量的盘中晶粒生长更快，但是也可以反射它们较大的光学厚度的部件。总之，这项工作表明，新的见解，可以从公正的ALMA磁盘调查收集到磁盘演化和行星形成的连续流。
2018-05-03 astro-ph.EP
Constraining protoplanetary disc mass using the GI wiggle
系外行星形成于原行星吸积盘中。原行星盘的总质量是最基本的参数，因为它决定了行星形成的质量预算。虽然阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测大大增加了我们对这些盘的了解，但原行星盘的总质量仍然难以测量。如果一个盘有足够的质量（$\gtrsim$ 10\%的主恒星质量），它可以激发引力不稳定性（GI）。最近，人们发现GI会留下其存在的运动学印记，称为“GI摆动”。“在这项工作中，我们使用数值模拟来经验性地确定摆动幅度与宿主盘星质量比之间的近似线性关系，并表明利用ALMA的空间和光谱能力可以测量幅度。因此，这些测量可以用来限制盘星质量比。
2021-11-30 astro-ph.EP
Architecture of planetary systems predicted from protoplanetary disks observed with ALMA II: evolution outcomes and dynamical stability
最近ALMA对盘亚结构的观测表明，在大量的盘中存在嵌入式原行星。这些行星系的原始配置可以推断出从磁盘子结构的形态，并作为初始条件的数值研究其未来的演变。从12个由ALMA盘导出的多行星系的初始构型出发，采用两阶段N体模拟方法研究了行星系在盘阶段的演化以及盘消散后的长期轨道稳定性。在盘阶段，我们的模拟包括轨道迁移和卵石/气体吸积效应。我们发现产生了各种各样的行星系，可以分为遥远的巨行星、类海王星行星、类海王星行星和遥远的小行星。我们发现，盘阶段的演变以及最终的配置是敏感的初始质量分配和粘度。在圆盘阶段之后，我们只实现恒星和行星之间的相互引力，并引入随机扰动力。所有系统都集成了高达10 Gyr，以测试其轨道稳定性。大多数行星系至少在10 Gyr内是稳定的，其摄动力在合理的范围内。我们的结果意味着，一个强扰动源，如恒星飞掠需要驱动的行星系不稳定。我们讨论了我们的研究结果对盘和行星观测的影响，这可能会被下一代望远镜，如JWST和ngVLA证实。
2022-04-19 astro-ph.EP
Two Different Grain Size Distributions within the Protoplanetary Disk around HD 142527 Revealed by ALMA Polarization Observation
来自原行星盘的偏振辐射的起源是不确定的。对于这种极化发射，已经提出了三种机制：磁场的晶粒排列、辐射梯度的晶粒排列和热尘埃发射的自散射。为了从观测上识别偏振机制，我们提出了ALMA偏振观测的0.87毫米的尘埃连续排放对拱盘周围HD 142527具有高空间分辨率。我们确认，在北部地区的偏振矢量是一致的自散射。此外，我们表明，在南部地区的极化矢量是一致的晶粒排列的磁场，虽然不能排除自散射。为了了解极化机制之间的差异，我们提出了一个简单的粒度偏析模型：小尘埃颗粒（$\lesssim$ 100微米）占主导地位，并与磁场在南部地区，和中等大小（$\sim100$微米）的晶粒在上层发射自散射极化发射在北部地区。北部区域中的中间平面附近的晶粒尺寸无法测量，因为0.87 mm处的发射是光学厚的。然而，可以推测，较大的尘埃颗粒（$\gtrsim$ cm）可能会聚集在这个平面附近。这些结果与先前对星盘的分析结果一致，在该分析中，发现了来自北部地区的大颗粒积累和光学厚发射。该模型也与较小的尘埃颗粒与磁场对齐的理论一致。磁场是环形的，至少在南部地区是这样。
2018-07-27 astro-ph.EP
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
ALMA Observations of the Inner Cavity in the Protoplanetary Disk around Sz 84
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）对金牛座T星Sz~84周围的一个原行星盘进行了观测，分析了尘埃盘中心区域的内腔结构。Sz~84的光谱能量分布（SED）在$λ\lesssim$ 10~ $μ$ m处具有可忽略不计的红外过量，这是由于盘的腔结构造成的。对1.3mm尘埃连续谱的观测结果和SED的分析表明，大尘埃（毫米级）盘中的空洞半径为8au，小尘埃（亚微米级）盘中的空洞半径为60 au。此外，根据SED分析，我们估计$r<$ 60~au小尘埃颗粒的质量上限小于$\sim$ 10 $^{-3}$ ~ $M_{\rm earth}$，即$\lesssim$占$r<$ 60~au总（小~ $+$ ~大）尘埃质量的0.01~\%.这些结果表明，大的尘埃颗粒占主导地位，在$r<$ 60~au，这意味着尘埃颗粒有效地增长与低效率的碎裂在这一地区，可能是由于弱湍流和/或粘性尘埃颗粒。颗粒生长和尘埃破碎的平衡是决定原行星盘中大尘埃颗粒大小的重要因素，因此Sz~84可以作为研究此类盘中颗粒生长的良好试验平台。
2020-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA High-resolution Multiband Analysis for the Protoplanetary Disk around TW Hya
我们提出了一个高分辨率（2.5 AU）的多波段分析TW Hya周围的原行星盘使用ALMA长基线数据在波段3，4，6和7。我们的目标是重建一个高灵敏度的毫米波连续图像，并重新访问的光谱指数分布。通过将波段4和6的新ALMA数据与可用的存档数据相结合来进行成像。采用两种方法来重建图像;多频合成（MFS）和面向基准图像的方法，其中每个频带单独成像，并且逐个像素拟合频率依赖性。我们发现，MFS成像与泰勒展开的二阶可以再现频带3和7之间的连续发射的频率依赖性与以前的研究一致的方式，是一个合理的方法来重建的光谱指数图。面向图像的方法提供了与MFS成像一致的光谱指数图，但分辨率低两倍。模拟观察的强度模型进行验证的图像从两种方法。我们发现，MFS成像提供了一个高分辨率的光谱指数分布与$<10$ ~\%的不确定性。利用从MFS图像中再现的亚毫米光谱，我们直接计算了光学深度、尘埃不透明度系数的幂律指数（$β$）和尘埃温度。导出的参数与以前的工作是一致的，并增强$β$内的强度差距也得到证实，支持赤字的毫米级晶粒内的差距。
2022-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining giant planet formation with synthetic ALMA images of the Solar System's natal protoplanetary disk
ALMA对原行星盘的新观测使我们能够探测其他系统中的行星形成，为我们提供了行星形成过程的新限制。与此同时，对我们自己的太阳系的研究依赖于以完全不同的方式导出的约束。然而，目前还不清楚太阳系的圆盘在其气相期间可能产生了什么特征。通过运行二维等温流体模拟和尘埃演化模型，我们得到合成图像在1.3毫米波长使用辐射转移代码RADMC 3D。我们发现，嵌入的多个巨行星强烈扰动了圆盘的径向气体速度，在尘埃中造成交通堵塞。它们产生的超密度不同于压力阱产生的超密度，并且远离行星在盘中的位置。通过从这些尘埃分布中获得1.3毫米的图像，我们发现，可以用高分辨率观察到的交通堵塞进一步模糊了圆盘中的间隙和环的数量与嵌入行星的数量之间的联系。我们还表明，一个系统的3紧凑的巨行星不会自动产生明亮的外环在大半径的磁盘。这意味着需要对不同大小的盘进行高分辨率观测，以区分在盘阶段不同的巨型行星形成情景，其中巨型行星形成于盘的外部区域或内部区域。最后，我们发现，即使当尘埃温度是自洽确定的，观测得出的尘埃质量可能会关闭高达10倍，相比我们的模拟中包含的尘埃，由于光学厚区域的创建。我们的研究清楚地表明，除了来自系外行星和太阳系的限制外，ALMA在最初的几百万年里已经有能力限制行星形成的不同阶段。
2022-01-20 astro-ph.EP
An ALMA survey of DCN/H$^{13}$CN and DCO$^+$/H$^{13}$CO$^+$ in protoplanetary disks
分子的氘富集对其形成环境敏感。因此，限制原行星盘中氘化学的模式对于探索物质在恒星和行星形成的各个阶段是如何继承或再加工的是有用的。我们提出ALMA观测在$\sim0.6"$分辨率的DCO $^+$，H $^{13}$ CO $^+$，DCN，和H $^{13}$ CN在完整的磁盘围绕金牛座T星AS 209和IM Lup，过渡磁盘围绕金牛座T星V4046 Sgr和LkCa 15，和完整的磁盘围绕赫比格Ae星MWC 480和HD 163296。我们还提出了ALMA观测HCN在IM Lup磁盘。在所有磁盘中检测到DCN、DCO $^+$和H $^{13}$ CO $^+$，在除IM Lup磁盘外的所有磁盘中检测到H $^{13}$ CN。我们发现有效的氘分馏的样品，估计磁盘平均DCO $^+$ /HCO $^+$和DCN/HCN丰度比范围从$\sim0.02-0.06$和$\sim0.005-0.08$，分别，这是与其他ISM环境中报告的值。DCN和DCO $^+$的相对分布在磁盘之间变化，这表明可能需要多个形成途径来解释不同的发射形态。此外，在H $^{13}$ CO $^+$和DCO $^+$发射中观察到的间隙和环提供了新的证据，表明DCO $^+$与中平面CO雪线的位置具有复杂的关系。
2017-02-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA observations of Elias 2-24: a protoplanetary disk with multiple gaps in the Ophiuchus Molecular Cloud
我们目前ALMA 1.3毫米连续观测在0.2”（25 au）的分辨率Elias 2-24，蛇夫座分子云中最大和最明亮的原行星盘之一，并报告存在三个部分解决同心间隙位于~20，52，和87 au的恒星。我们进行辐射转移建模的磁盘，以限制其表面密度和温度的径向分布和磁盘结构的背景下，能够形成狭窄的差距，如冷凝前和动态清除积极形成行星的机制。特别是，我们估计的磁盘温度在位置的差距为23，15和12 K（分别在20，52和87 AU），非常接近预期的雪线CO（23-28 K）和N2（12-15 K）。类似地，通过假设间隙的宽度对应于形成行星的希尔半径的4-8倍（如数值模拟所建议的那样），我们估计内部、中间和外部间隙的行星质量分别在0.2-1.5 M_Jup、1.0-8.0 M_Jup和0.02-0.15 M_Jup的范围内。考虑到盘的表面密度分布，在这些间隙中的每一个位置（在4到20 M_Jup之间）的“缺失质量”的量足以解释这样的行星的形成。
2017-11-18 astro-ph.EP
An ALMA Disk Mass for the Candidate Protoplanetary Companion to FW Tau
我们目前ALMA观测FW Tau系统，一个密切的二元对M5恒星与宽轨道（300 AU投影分离）的亚恒星同伴。这颗伴星在光学和近红外波段非常微弱，呈红色，但拥有微弱的远红外过量和光学/近红外发射谱线，表明它是一个由气体和尘埃组成的原始吸积盘。成分分辨的1.3毫米连续辐射被发现只与伴星有关，其通量（1.78 +/- 0.03 mJy）表明尘埃质量为1-2 M_Earth。虽然这个质量库不足以形成一颗巨大的行星，但它足以产生一个类似于开普勒-42系外行星系统或伽利略卫星的系统。带着圆盘的FW Tau伴星的质量和几何形状仍然不清楚。近红外光谱显示深水带，表明比M5晚的光谱型，但大量的遮蔽阻止了有效温度（因此质量）的更准确测定。无论是在直射光下看到的一个带有“行星质量”的伴星，还是在边缘上的圆盘或封套散射的光下看到的一个棕矮星，都仍然是可能的。
2014-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA Observations of Asymmetric Molecular Gas Emission from a Protoplanetary Disk in the Orion Nebula
我们介绍了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的分子线发射的d216-0939，在猎户座星云团（ONC）的最大和最大质量的原行星盘之一的观测。我们模拟了在0 \farcs 5分辨率下观察到的光谱分辨HCO $^+$（4- 3）、CO（3- 2）和HCN（4- 3）谱线，以拟合盘的温度和密度结构。我们还弱检测和光谱解析CS（7- 6）线，但不模拟它。我们得到的CO和HCO的丰度$^+$一般与预期值一致的化学模拟的原行星盘，而HCN的丰度高于预期。我们动态测量的中心恒星的质量是$2.17\pm0.07\,M_\odot$这是不符合先前确定的光谱型的K5。我们还报告检测到一个空间上无法分辨的高速蓝移过量发射功能与可测量的位置偏移从中央恒星，符合开普勒轨道在$60\pm20\,\mathrm{au}$。使用HCO $^+$（4- 3）中特征的积分通量，我们估计该特征的总H $_2$气体质量至少为$1.8-8\,M_\mathrm{Jupiter}$，这取决于假定的温度。这一特征是由于局部温度和/或密度的增强，这与流体动力学涡旋或盘内形成的原行星的包络的预期特征一致。
2017-04-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Survey of Lupus Protoplanetary Disks I: Dust and Gas Masses
我们提出了第一个高分辨率的亚毫米调查的尘埃和气体的大量人口的原行星盘。在统计水平上描述原行星盘的基本特性对于理解盘如何演变成多样化的系外行星群至关重要。我们用ALMA观测了年轻（1- 300万年）、邻近（150- 200秒差距）的狼疮复合体中含有$M_{\ast}>0.1~M_{\odot}$的恒星周围的89个原行星盘。我们的观测涵盖了890~ $μ$ m连续谱和$^{13}$ CO和C $^{18}$ O 3- 2谱线。我们用亚毫米连续谱把$M_{\rm dust}$限制在几个火星质量（0.2- 0.4 ~ $M_{\oplus}$），用CO同位素谱线把$M_{\rm gas}$限制在大约木星质量（假设$\rm {[CO]/[H_2]}$丰度类似ISM）。在89个源中，我们检测到62个连续体，36个$^{13}$ CO，11个C $^{18}$ O在$>3σ$显著性。堆积单个未被探测到的源将它们的平均尘埃质量限制在$\lesssim6$月球质量（0.03~ $M_{\oplus}$），这表明一旦磁盘清理开始，就会迅速演变。我们发现了$M_{\rm dust}$和$M_{\ast}$之间的正相关性，并首次提出了$M_{\rm gas}$和$M_{\ast}$之间正相关性的证据，这可能解释了巨行星频率对宿主恒星质量的依赖性。在狼疮的平均尘埃质量是3 $\times$高于上斯科，而尘埃…
2017-05-24 astro-ph.EP
High Resolution ALMA Observations of Richly Structured Protoplanetary Disks in $σ$ Orionis
本研究通过ALMA对受O9.5型恒星辐照的猎户座σ星云中8个原行星盘开展高分辨率1.3毫米连续谱观测，发现中等紫外环境下几十au内子结构可稳定存在，同时该区域盘多偏小、50au外间隙罕见。
2024-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): Constraints on disk turbulence, fragmentation velocity, and inner pebble fluxes
University College London（伦敦大学学院）；Universidad de Chile（智利大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；Max-Planck-Institut fur Astronomie (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣玛丽亚技术大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）
研究通过ALMA数据揭示原行星盘中径向亚结构对尘埃演化的影响，发现低湍流和低碎裂速度模型能最佳解释部分盘，强调时间依赖的尘埃运输对内盘组成的重要性。
2026-04-15 astro-ph.EP
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
Gas density perturbations induced by forming planet(s) in the AS 209 protoplanetary disk as seen with ALMA
行星的形成发生在年轻恒星周围的原行星盘中，导致气体和尘埃表面密度的扰动。在这里，我们报告的空间分辨气体表面密度（$Σ_{g}$）扰动的AS~209原行星盘的光学薄的C $^{18}$ O（$J=2-1$）的排放的第一个证据。用ALMA在1.3 mm处进行观测，空间分辨率约为0.3 $\arcsec$ $\times$ 0.2 $\arcsec$（相当于$\sim$ 38 $\times$ 25 au）。C $^{18}$ O的发射显示出一个紧凑的（$\le$ 60 au），中心峰值发射和一个峰值在140 au的外环，与连续发射中观察到的一致，其方位平均径向强度分布呈现出一个赤字，与以前报道的尘埃图在空间上一致。这种赤字只能再现与我们的物理热化学磁盘模型降低$Σ_{gas}$的尘埃间隙中的近一个数量级。另一个显著的结果是，与C $^{18}$ O相反，DCO $^{+}$（$J=3-2$）的发射峰值位于两个尘埃间隙之间。我们推断，解释我们的观测结果（C $^{18}$ O赤字和DCO $^{+}$增强）的最佳方案是由于形成行星的气体扰动，这与以前的连续观测源以及流体动力学模拟相当。我们的研究结果证实，以前观察到的尘埃间隙很可能是由于气体表面密度的扰动，这是由至少0.2 M $\rm_{Jupiter}$的行星形成。最后，我们的观测还显示了使用CO同位素来探测土星质量行星存在的潜力。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
The Structure and Evolution of Protoplanetary Disks: an infrared and submillimeter view
星周盘是行星形成的场所，太阳系外行星的高发生率意味着它们中的大多数实际上形成了行星系。因此，研究原行星盘的结构和演化可以对与行星形成过程相关的条件、时间尺度和机制提出重要的限制。在这篇综述中，我们讨论了红外和亚毫米波研究的观测结果。我们回顾磁盘的寿命，过渡对象，磁盘人口统计，并强调了一些显着的结果从ALMA早期科学观测。最后，我们简要讨论了ALMA在不久的将来改变该领域的潜力。
2015-10-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT) III: The interplay between gas and dust in the protoplanetary disk of DG Tau
行星在原行星盘中形成，并继承了它们的化学成分。因此，了解磁盘的分子内容至关重要。我们的目标是表征DG Tau盘中分子的分布和丰度。在ALMA金牛座外流源的化学调查（ALMA-DOT）的背景下，我们分析了ALMA在H2 CO 3（1，2）-2（1，1），CS 5-4和CN 2-1中的DG Tau盘的观测，在~0.15”，即~18 au在121 pc。H2 CO和CS起源于1.3mm尘埃连续体边缘的盘环，CS探测相对于H2 CO的外盘区域（分别在~70和~60 Au处达到峰值）。CN起源于最外层的磁盘/信封区峰值在~80 Au。H2 CO主要由磁盘发射，而CS探针也可能吸积到磁盘上的两个流的材料与发射的峰值流连接到磁盘。环和盘高平均柱密度为~2.4-8.6e13 cm-2（H2 CO）、~1.7-2.5e13 cm-2（CS）和~1.9-4.7e13 cm-2（CN）。非锐化掩模揭示了一个环的增强尘埃排放在~40 AU，即外面的CO雪线（~30 AU）。CS和H2 CO排放是共空间的，表明它们是化学联系的。在1.3mm连续谱边缘观察到的分子发射环可能是由于尘埃不透明度效应和/或内盘中的continunum过减;以及在mm尘埃边缘增加的UV渗透和/或温度反演，这将导致这些分子的气相形成和解吸。此外，H_2CO和CS的来源于尘埃辐射增强环之外，这也与0.87mm处的线偏振变化相吻合。这表明…
2020-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP): V. Interpreting ALMA maps of protoplanetary disks in terms of a dust model
高角分辨率磁盘子结构项目（DSHARP）是迄今为止ALMA最大的均匀高分辨率（$\sim 0.035$ arcsec，或$\sim$ 5 au）磁盘连续成像调查。在未来的几年里，更多的磁盘将以类似的分辨率与ALMA映射。然而，解释结果的性质和数量的排放粉尘材料是一个非常不平凡的任务。这部分是由于尘埃不透明度的不确定性，这种不确定性不太可能很快得到解决。这也部分是由于这样一个事实，即正如DSHARP调查所显示的那样，这些盘通常包含中等到高光学深度的区域，即使在毫米波长和相对较大的半径。这使得解释具有挑战性，特别是如果颗粒很大并且具有很大的振幅。另一方面，在DSHARP调查中看到的高度结构化的特征，其中强烈的迹象已经在早期的观测中看到，提供了一个独特的机会来研究尘埃的增长和动力学。为了提供DSHARP项目的连续性，其后续项目，以及其他对这些数据感兴趣的团队的项目，我们在这里介绍了DSHARP协作中使用的方法和不透明度选择，以将测得的强度$I_ν$与灰尘表面密度$Σ_d$联系起来。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). XV. Tracing protoplanetary disk structure within 20 au
约束气体和尘埃在原行星盘内20 au的分布是困难的。同时，这个区域被认为是大多数行星形成的原因，特别是在3-10 au的水冰线周围。在Keplerian盘的假设下，我们利用分子的灵敏度和ALMA在行星形成尺度（MAPS）的ALMA大型程序，利用CO同位素J=2-1谱线的线速度剖面，构造了有效分辨率为3au的径向表面亮度剖面。IM Lup揭示了13 CO和C18 O的中心低压，这归因于内部20 au中约500 $M_\oplus$的尘埃堆积，导致气尘比约<10。这种堆积与颗粒的有效漂移（$\gtrsim$ 100 $M_\oplus$ Myr $^{-1}$）和表明流动不稳定性可能活跃的局部气尘比一致。GM Aur盘中的CO同位素发射与~40 Au尘埃腔中的小（~15 Au）、强烈贫化的气体腔一致。AS 209和HD 163296盘的径向表面亮度剖面分别在已知尘环（~14 au）和间隙（~10 au）的位置显示了C18 O发射的局部最小值和最大值。这表明防尘环具有低的气尘比（$>$ 10），并且防尘间隙富含气体，足以具有光学厚度的C18 O。
2021-09-16 astro-ph.EP
Unveiling the Chemical Complexity and C/O Ratio of the HD 163296 Protoplanetary Disk: Constraints from Multi-line ALMA Observations of Organics, Nitriles, Sulfur-bearing, and Deuterated Molecules
National Institute of Science Education and Research（印度科学教育研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；University of Michigan（密歇根大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory（喷气推进实验室）；Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics（中央研究院天文及天文物理研究所）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天体物理学研究所）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）
本研究利用多波段ALMA观测及DRive、PEGASIS代码，约束HD 163296原行星盘分子分布与C/O比（最佳值1.1），揭示DCO+三环亚结构，给出NH2CHO和HNCO柱密度上限，为行星形成化学提供关键数据。
2025-11-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Planet gaps in the dust layer of 3D protoplanetary disks. II. Observability with ALMA
目的：我们提供的ALMA观测的行星间隙，占特定的空间分布的灰尘，结果从一致的气体+尘埃动力学的预测。研究方法：在以前的工作中，我们运行了完整的3D，双流体光滑粒子流体动力学（SPH）模拟嵌入在气体+尘埃T金牛座磁盘的行星，不同的行星质量和粒度。在这项工作中，由此产生的尘埃分布被传递到蒙特卡罗辐射转移代码MCFOST构建合成图像的ALMA波段。然后，我们使用ALMA模拟器产生的图像，包括热和相位噪声的范围内的角分辨率，波长和积分时间，以及不同的倾角，赤纬和距离。我们还制作了假设气体和尘埃混合良好的图像，气体与尘埃的比例为100，与以前的ALMA预测相比，所有这些都是在这个假设下做出的。结果：我们的研究结果清楚地表明了正确纳入粉尘动力学的重要性。我们发现，一个1 M_J的行星在40 AU的轨道上雕刻的差距是可见的，与一个更高的对比度比良好的混合假设将预测。在5M_J行星的情况下，我们清楚地看到内盘的尘埃排放不足，并指出如果在不利的条件下观察，将所得图像解释为具有内孔的过渡盘的风险。行星的特征在更遥远的圆盘中更微弱，但对视线的倾斜或倾斜对ALMA解决间隙的能力几乎没有影响。结论：ALMA有可能在附近恒星形成区域的盘中发现行星的路标。在40 AU轨道上有1颗和5颗M_J行星的情况下，我们给出了探测它们的最佳观测参数。
2012-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
An ALMA Survey of Protoplanetary Disks in the $σ$ Orionis Cluster
猎户座$σ$星团对于研究原行星盘的演化非常重要，因为它的中间年龄（$\sim$ 3- 500万年）与盘的平均寿命相当。我们使用ALMA进行了高灵敏度的尘埃和气体的调查，在92个原行星盘周围的$σ$猎户座成员与$M_{\ast}\gtrsim0.1 M_{\odot}$。我们的观测覆盖了1.33 mm连续谱和几条CO $J=2-1$谱线：在92个源中，我们在mm连续谱中检测到37条，在$^{12}$ CO中检测到6条，在$^{13}$ CO中检测到3条，在C $^{18}$ O中没有检测到。使用连续排放来估计尘埃质量，我们发现只有11个磁盘与$M_{\rm dust}\gtrsim10 M_{\oplus}$，这表明，经过短短几万年的演变，大多数磁盘缺乏足够的尘埃形成巨大的行星核心。堆积单独未检测到的连续源限制其平均尘埃质量为5 $\times$低于最微弱的检测磁盘，支持理论模型，表明快速消散一旦磁盘清除开始。将猎户座$σ$中的原行星盘人口与其他恒星形成区域的原行星盘人口进行比较，支持平均尘埃质量的稳步下降以及$M_{\rm dust}$ - $M_{\ast}$与年龄的关系的陡峭化;研究这些演化趋势可以告知行星形成关键时期不同盘过程的相对重要性。外部光蒸发从中央O 9星影响整个地区的磁盘演变：尘埃质量明显下降，减少分离的光电离源，和少数的CO检测存在于预计的分离$>1.5$ PC。…
2017-05-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA observation of the protoplanetary disk around WW Cha: faint double-peaked ring and asymmetric structure
我们提出了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）带6观测的尘埃连续辐射盘周围WW查。尘埃连续体图像显示了一个平滑的盘结构，有一个微弱的（低对比度）尘埃环，从$\sim 40$ au延伸到$\sim 70$ au，没有任何间隙。我们用MCMC方法建立了一个简单的模型来拟合观测数据的可见性，发现凸点（我们称没有间隙的环为凸点）在$40$ au和$70$ au处有两个峰。模型和观测结果之间的残差图表明，在圆盘的中心和外部区域存在不对称结构。这些非对称结构也证实了模型独立的分析的虚部的可见性。在外部区域的不对称结构是一致的，由SPHERE观察到的螺旋。为了限制圆盘的物理量（尘埃密度和温度），我们进行了辐射传输模拟。我们发现外峰附近的中平面温度接近于CO在水冰上的冻结温度（$\sim 30$ K）。内峰附近的温度约为$50$ K，这接近于H $_2$ S的冻结温度，也接近于几种物质的烧结温度。我们还讨论了尘埃颗粒的粒度分布使用的光谱指数图内得到的波段6的数据。
2021-03-17 astro-ph.EP
CO gas inside the protoplanetary disk cavity in HD 142527: disk structure from ALMA
星周盘的内部空腔和环形间隙可能是巨型行星形成的标志。年轻的恒星HD 142527拥有一个巨大的原行星盘，它有一个从中央恒星延伸到140 au的大空腔，如红外和毫米波长的连续图像所示。需要对盘腔中气体的存活率进行估计，以区分不同的清除方案。我们提出了一个空间和光谱分辨的一氧化碳同位素观测的气体丰富的磁盘HD 142527，在J=2-1线的12 CO，13 CO和C18 O，获得与阿塔卡马大毫米阵列（ALMA）。我们检测到来自所有三种同位素的尘埃耗尽腔体内部的发射。根据我们对尘埃腔中气体的分析，12 CO发射是光学厚的，而13 CO和C18 O发射都是光学薄的。洞内残余气体的总质量约为1.5-2个木星质量。我们用轴对称圆盘模型来模拟气体。我们的最佳拟合模型表明，在CO中的腔半径比在毫米连续谱和散射光观测中的小得多，气体腔不超过105 Au（3 σ）。其外缘的间隙壁在气体分布中是弥散的、光滑的，而在尘埃连续体中则明显尖锐。根据高速通道图估计，倾斜角为28+/-0.5度，比以前的估计要高，假设一个固定的中心恒星质量为2.2太阳质量。
2014-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
High Spatial Resolution Observations of Molecular Lines towards the Protoplanetary Disk around TW Hya with ALMA
利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波天线阵，在高空间分辨率~9 au（角分辨率为0.15“）下，对TW Hya周围的原行星盘进行了13 CO和C 18 O J=3- 2，CN N = 3 - 2和CS J=7-6的分子谱线观测。一个可能的气体间隙被发现在约58 AU的磁盘半径，稍微超出的Au尺度的尘埃团在约52 AU，这类似于从流体动力学模拟的行星盘相互作用的预测的位置周围的集成C18 O线的径向强度轮廓。此外，我们构建模型的物理和化学结构的TW Hya磁盘，考虑到从高空间分辨率的尘埃连续观测得到的尘埃表面密度分布。其结果是，所观察到的CN线强度的平坦的径向轮廓再现由于高的灰尘-气体表面密度比内~20 Au。同时，CO同位素谱线强度跟踪高温气体，并在~30 Au的盘半径内迅速增加。一氧化碳气体耗尽或耗尽的气相氧元素丰度的模型是必需的，以重现相对较弱的CO同位素线强度观察到的外盘，与以前的原子和分子线观测对TW Hya盘一致。进一步观察具有高空间分辨率的含碳物质（例如原子碳和HCN）的线发射将有助于更好地约束盘气体中元素碳丰度的分布。
2021-05-03 astro-ph.EP
Direct imaging of the water snow line at the time of planet formation using two ALMA continuum bands
原行星盘中的分子雪线由于其在形成行星结构和组成方面的重要性，已经在理论上研究了几十年。水雪线位于行星形成区域，位置小于10天文单位，到目前为止，它的位置只能通过空间分辨光谱间接估计。本文提出了一种概念验证的方法，通过水雪线在当地尘埃性质中的物理和化学印记，直接对原行星盘中的水雪线进行成像。我们采用了一个物理磁盘模型，其中包括灰尘凝聚，破碎，漂移，和一个因素10之间的干燥硅酸盐和冰粒的破碎速度的变化，发现实验室工作。我们发现水雪线的存在导致尘埃辐射光谱指数α_mm的径向轮廓的急剧不连续性，这是由于通过破碎补充小颗粒。我们使用ALMA模拟器证明，这种效果可以观察到在原行星盘使用空间分辨ALMA图像在两个连续带。我们探讨了模型依赖于磁盘的粘度，并发现光谱指数揭示了水雪线在很宽的范围内的条件下，与相反的趋势时，发射是光学薄，而不是厚。如果盘的粘度较低（α_visc < 10^-3），雪线会产生一个环状结构，在光学厚度区域的α_mm ~ 2处有一个最小值，这可能与ALMA在HL Tau盘最里面区域测量到的结果相似。
2015-11-20 astro-ph.EP
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): II. Dust and Gas Disk Properties in the Ophiuchus Star-forming Region
本文通过ALMA 6波段观测蛇夫座10个嵌入源，推导其尘埃与气体盘质量，发现C18O/C17O径向延伸比尘埃盘大1.5-2.5倍，为原行星盘演化研究提供早期样本数据。
2025-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dual-Wavelength ALMA Observations of Dust Rings in Protoplanetary Disks
我们介绍了新的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测金牛座的三个原行星盘在2.9\，mm和比较与以前的1.3\，mm的数据都在角分辨率为$\sim0.''1$（15\，au的金牛座的距离）。在单环盘DS Tau，双环盘GO Tau和多环盘DL Tau中，在两个波长处检测到相同的环，径向位置从50到120 μ m。为了量化的粉尘排放形态，所观察到的vibrium建模与径向强度分布的参数处方。圆盘外半径取为模型强度分布中包围的总通量的95%，在三个圆盘的两个波长处是一致的。尘埃演化模型表明，尘埃捕获在当地的压力最大值在外盘可以解释所观察到的模式。尘埃环大部分尚未解决。在DS Tau中边缘解析的环在较长波长处显示出一个暂时较窄的环，这是有效的尘埃捕获所预期的观测特征。光谱指数（$α_{\rm mm}$）向外增加，并表现出局部最小值，对应于尘埃环的峰值，表明在整个磁盘的颗粒特性的变化。尘埃环中较低的光学厚度（$τ\sim$在2.9mm处为0.1- 0.2，在1.3mm处为0.2- 0.4）表明，尘埃环中的颗粒可能已经生长到毫米大小。原行星盘中无处不在的尘埃环改变了尘埃颗粒的整体动力学和演化，可能为新一代行星形成铺平了道路。
2020-06-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust continuum emission and the upper limit fluxes of sub-millimeter water lines of the protoplanetary disk around HD 163296 observed by ALMA
本文利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），分析了Herbig Ae星HD 163296周围原行星盘的亚毫米波正H $_{2}$ $^{16}$ O 321 GHz、paraH $_{2}$ $^{18}$ O 322 GHz和HDO 335 GHz谱线的上限通量。这些水线被认为是最好的候选亚毫米线定位的H $_{2}$ O雪线的位置，在我们以前的模式计算的基础上。我们比较了上限通量与我们的模式计算的值与尘埃排放，我们约束的线发射区域和尘埃不透明度的观测。我们的结论是，如果高水蒸气丰度区的外缘和水雪线的位置也超过8 au，则毫米尘埃不透明度值将大于2.0 cm $^{2}$ g $^{-1}$。此外，如果mm尘埃不透明度为2.0 cm $^{2}$ g $^{-1}$，则水雪线的位置将在20 au以内。未来的观测尘埃连续辐射在更高的角分辨率和亚毫米水线与更长的观测时间需要澄清的详细结构和位置的H $_{2}$ O雪线在磁盘中面。
2019-02-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales. XX. The Massive Disk Around GM Aurigae
气体质量仍然是原行星盘最难约束的性质之一。由于原行星盘的大部分温度过低，主要气体成分H2无法释放，因此使用了其他示踪剂，如尘埃、CO或H2同位素HD。然而，依赖于任何单一示踪剂的磁盘质量测量需要假设示踪剂相对于\hh \和磁盘温度结构的丰度。利用新的阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测数据和ALMA观测档案，我们建立了原行星盘GM Aur的盘物理/化学模型。我们的模型是在良好的协议与空间分辨CO同位素发射从11个旋转跃迁的空间分辨率范围从0.15“到0.46”（24-73 au在159 pc）和空间未分辨HD J=1-0检测从Herschel。我们的最佳拟合模型有利于一个冷的原行星盘的总气体质量约为0.2太阳质量，一氧化碳气体减少约100 AU内的10个因素，100 AU外的100个因素。尽管它的大质量，磁盘似乎是在整个重力稳定的基础上导出的托姆雷Q参数。然而，70到100 au之间的区域，对应于一个毫米尘埃环，根据计算的Toomre Q <1.7，接近不稳定。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA observations require slower Core Accretion runaway growth
由于最近的高分辨率ALMA观测，在年轻的原行星盘中观察到的环形结构中存在质量从$\sim 0.01$木星质量到几个木星质量的巨行星，分离高达$ 100$ ~AU。我们指出，这些意见设置独特的“活”的气体吸积到亚类木行星的过程中，以前没有提供的限制。因此，我们以一种新的方式使用人口合成方法：我们建立时间分辨模型，并将合成行星的性质与ALMA数据在同一年龄进行比较。应用广泛使用的气体吸积公式导致的赤字亚类木行星和过剩的几个木星质量的行星相比，观测。我们发现，气体吸积到行星上的速度需要抑制约一个数量级，以匹配观测到的行星质量函数。这种缓慢的气体巨星生长预测行星质量应该与原行星盘的年龄呈正相关，尽管有很大的分散。这种效应在ALMA数据中并不明显，但可能在不久的将来通过更多的观测得到证实。
2019-05-30 astro-ph.EP
Unveiling the outer dust disc of TW Hya with deep ALMA observations
原行星盘中毫米级尘埃的径向范围通常远小于其气体的径向范围，这主要是由于尘埃生长和径向漂移等过程。然而，有人建议，目前毫米连续观测光盘不跟踪其全部范围，由于有限的灵敏度。在这封信中，我们提出了深（19 $μ$ Jy束$^{-1}$）中等分辨率（0.37”）ALMA观测在1毫米的最近的原行星盘，TW海亚。使用可见度分析工具“弗兰克”，我们揭示了一个结构化的毫米强度分布到100 AU，远远超出以前的估计60-70 AU。我们的分析表明，存在一个新的毫米连续带隙在82金，符合光学/近红外散射光和毫米分子线观测中看到的类似功能。对拟合残差的检查证实了先前报道的在52 au（P.A.）处存在au尺度连续过量。= 242.5度）。我们的研究结果表明，实用程序相结合的深，中等分辨率的观测与超分辨率分析技术，探测最暗的地区的原行星盘。
2022-05-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
