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
Shock jump relations for a dusty gas atmosphere
本文给出了含尘气体中一维激波跳跃关系的一般形式。含尘气体被假定为理想气体和球形固体颗粒的混合物，其中固体颗粒连续分布。当混合物中固体颗粒的质量分数（浓度）为零时，理想气体中激波的广义跳跃关系退化为Rankine-Hugoniot条件。根据上游马赫数导出了激波前沿压力、密度、温度、粒子速度和熵变的跳跃关系。最后，分别得到了弱激波和强激波的激波跳跃关系式的有用形式。计算了固体颗粒的质量浓度和固体颗粒密度与气体初始密度的比值。表格和图表的数值结果进行了介绍和讨论。
2013-05-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Probing Dust and Water in Martian Atmosphere with Far-Infrared Frequency Spacecraft Occultation
本研究提出利用1-10太赫兹远红外频段的航天器掩星观测，实现对火星大气尘埃的全球、同步温度和尘埃不透明度测量，并指出小卫星星座可监测沙尘暴发展。
2023-09-04 astro-ph.EP
Secular Gravitational Instability of Drifting Dust in Protoplanetary Disks: Formation of Dusty Rings without Significant Gas Substructures
长期引力不稳定性（GI）是在原行星盘中产生环状子结构和星子的一种有希望的机制。我们进行数值模拟的长期GI在一个径向延伸的磁盘向内漂移的尘埃颗粒。结果表明，即使在尘埃扩散的情况下，尘埃环也是通过长期GI形成的，而尘埃颗粒是向内移动的，尘埃表面密度增加了十倍。一旦长期GI发展到非线性状态，所产生的环的总质量可以是尘埃盘质量的一个重要部分。通过这种方式，大量漂移的尘埃颗粒可以被收集在尘埃环中，并储存起来用于微行星的形成。在显着的尘埃子结构的出现相反，长期GI不创建显着的气体子结构。这一结果表明，在磁盘中平面附近的气体密度分布的观测，使我们能够区分在所观察到的磁盘中创建的环形子结构的机制。一旦它们进入稳定于长期GI的内部区域，所产生的环就开始衰变。由于环隙对比度平滑地减小，因此似乎即使在稳定区域中也可以观察到环。我们还讨论了可能的结果的非线性增长，并表明一个显着发展的长期GI区域可能出现的可能性，作为一个缺口样的子结构，在尘埃连续排放，因为尘埃生长成较大的固体和星子形成减少总发射率。
2020-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dusty Rossby Wave Instability (DRWI): Linear Analysis and Simulations of Turbulent Dust-Trapping Rings in Protoplanetary Discs
针对原行星盘湍流尘埃俘获环中流不稳定性难以作用的问题，提出两类尘埃罗斯贝波不稳定性（DRWI）并通过双流体模拟验证，为星子及不对称尘埃结构形成提供新路径。
2023-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Grain Growth in Escaping Atmospheres: Implications for the Radius Inflation of Super-Puffs
超级喷气式飞机-具有极低体积密度的低质量系外行星-是探索其大气层和形成过程的有吸引力的目标。最近的研究表明，超级喷流的大半径可能是由逃逸大气中夹带的大气尘埃引起的。在这项研究中，我们调查如何尘埃增长逃逸大气和影响过境半径使用晶粒生长的微物理模型。碰撞增长在许多情况下是有效的，导致通过增强的重力沉降阻碍尘埃的向上运输。我们发现，尘埃丰度在外流几乎没有超过马赫数的尘埃生产区。因此，在高层大气中形成的尘埃，比如说$P\lesssim{10}^{-5}$棒，需要发射具有高尘埃丰度的尘埃外流。在足够高的粉尘产生高度和速率下，粉尘流出可将可观测半径提高$\sim$ 2倍或更大。我们认为，光化学烟雾是一个很有前途的候选人高海拔灰尘，可以夹带在外流。我们还计算了合成的透射光谱的超级喷流大气，并表明，尘埃流出产生一个广泛的光谱斜率和模糊的分子特征，与最近报道的无特征光谱。最后，使用内部结构模型，我们认为，大气尘埃可以大大提高可观测的半径，只有在一个狭窄的质量范围内的行星$\sim2$- $5M_{\rm \oplus}$，其中蒸发往往会导致总的大气损失。这也许可以解释为什么尽管光化学烟雾普遍存在，但超级烟雾并不常见。
2021-09-15 astro-ph.EP
The Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP) VI: Dust trapping in thin-ringed protoplanetary disks
ALMA观测到的大部分原行星盘在连续体中显示出多个定义明确且近乎完美的圆环，在许多情况下具有显著的峰谷对比度。DSHARP活动表明，这些环中有几个在径向范围内非常狭窄。在本文中，我们测试的假设，这些尘埃环是由尘埃捕获在径向压力颠簸，如果得到证实，把约束的物理尘埃捕获机制。我们在1D模型分析这个过程，假设轴对称。通过与观测数据的比较，我们发现所有的星环都与尘埃捕获相一致。基于一个合理的尘埃温度模型，我们发现几个环比压力标度的高度更窄，为尘埃捕获提供了强有力的证据。环具有在0.2和0.5之间的范围内的峰值吸收光学深度。储存在每个环中的尘埃质量大约是地球质量的几十倍，尽管由于尘埃不透明度的不确定性，仍然存在许多模糊性。尘埃环的密度足以潜在地触发流动的不稳定性，但我们的分析无法证明这种机制实际上在起作用。然而，我们的结果表明，本文所< 5e-4 and very large grains a_grain >研究的所有环的数据都可以排除非常低的α_turb < > 0.1 cm的组合。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ultracool Dwarfs Observed with the Spitzer Infrared Spectrograph -- III. Dust Grains in Young L Dwarf Atmospheres Are Heavier
本文分析了斯皮策望远镜观测的极冷矮星光谱，发现年轻低重力L型矮星的硅酸盐吸收特征由较大且重的非晶含铁镁辉石颗粒引起，首次提供了极冷大气中尘埃存在重力依赖性沉降的直接光谱证据。
2023-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Quadrantids 2008 and 2009: Detection of Dust in the Atmosphere by Polarization Twilight Sky Measurements
该文件包含的结果，偏振测量暮光天空背景在冬季，包括时代的象限仪活动在2008年1月和2009年在克里米亚（乌克兰）。对黄昏天空偏振行为的分析表明，在象限仪极大值之后90公里以上的散射高度上几乎检测不到去偏振效应。这种效应可能与地球高层大气中的流星尘有关。
2009-01-29 astro-ph.EP
Is the ring inside or outside the planet?: The effect of planet migration on dust rings
行星在原行星盘中的迁移在行星系的长期演化中起着重要作用，但我们目前还没有直接的观测测试来确定行星是否在其气体盘中迁移。我们探索尘埃环的形成和演化-现在通常在ALMA的原行星盘中观察到-在相对低质量（12-60地球质量）的迁移行星的存在下。通过使用气体和尘埃的二维流体动力学模拟，我们发现，扰动的重要性的压力分布内部和外部的行星不同的颗粒尺寸。对于小尺寸的尘埃增强发生在行星内部，而对于大颗粒则发生在行星外部。当尘埃的漂移速度与行星的迁移速度相当时，这两种行为之间就会发生转变。我们预测，一个迁移的行星的观测签名包括一个显着的向外移动所观察到的中面尘埃环的波长增加。
2018-10-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long lived dust rings around HD169142
最近ALMA对HD~169142原行星盘的观测揭示了一个由同心尘埃环组成的特殊结构：主环位于$\sim$ 20 au，三重环位于$\sim 55-75$ au，辐射为毫米连续谱，由$^{12}$ CO，$^{13}$ CO和C $^{18}$ O $(J=2-1)$表面亮度剖面得到扰动气体表面密度。在这封信中，我们进行了三维数值模拟和辐射转移建模探索的可能性，两个巨大的行星与光盘和轨道相互作用的共振锁定可以负责所观察到的尘埃内环结构的起源。我们发现，在这种配置中，尘埃结构实际上是长寿的，而盘的气体质量被吸积到恒星和巨行星上，清空了内部区域。此外，我们还发现，最里面的行星位于尘埃环的内缘，可以从盘中吸积质量，在尘埃环形状中产生可以在毫米ALMA观测中观察到的签名。
2019-11-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust cloud evolution in sub-stellar atmospheres via plasma deposition and plasma sputtering
在当代的亚恒星模型大气中，尘埃的生长是通过中性气相表面化学发生的。最近，有越来越多的理论和观测证据表明，电离过程也可能发生。结果，大气中充满了由等离子体、气体和尘埃组成的区域，等离子体过程对尘埃演化的影响也随之增强。本文介绍了一种新的尘埃在亚恒星大气中通过等离子体沉积和等离子体溅射生长和破坏的模型。使用示例亚恒星大气从漂移凤凰，我们已经比较了等离子体沉积和溅射的时间尺度从中性气相表面化学，以确定其制度的影响。我们计算了等离子体溅射产率，并讨论了等离子体溅射占主导地位的沉积的情况下。在最高的尘埃密度云区域，等离子体沉积和溅射占主导地位的中性气相表面化学，如果电离的程度是$\gtrsim10^{-4}$。具有$0.1-1$ eV量级表面结合能的松散结合的晶粒对于通过等离子体溅射的可行的电离程度和电子温度容易被破坏;而具有$10$ eV量级结合能的强结晶晶粒对溅射具有抗性。概述的数学框架设置的基础，包括等离子体沉积和等离子体溅射在全球尘埃云形成模型的亚恒星大气。
2017-12-21 astro-ph.EP
Self-consistent ring model in protoplanetary disks: temperature dips and substructure formation
环和隙在原行星盘中普遍存在。较大的尘埃颗粒将集中在气环更紧密，由于更强的气动阻力。然而，尘埃浓度对环的热结构的影响还没有被探索。使用MCRT模拟，我们自洽地构建环模型，通过迭代环的热结构，流体静力平衡，尘埃浓度。我们建立了两个尘埃种群的环，由于它们的大小不同，它们具有不同的沉降和径向浓度。我们发现两种机制，可以导致周围的环温度骤降。当盘是光学厚，温度下降的环外，这是在以前的作品中发现的阴影效应，采用单尘埃人口的磁盘。当圆盘在光学上很薄时，由于大颗粒的过度冷却，发现了第二种机制。大颗粒冷却得更有效，这导致了大尘埃所在的环内的适度温度下降。这个凹陷接近环的中心。环内的这种温度下降可能导致颗粒堆积在环外并反馈到灰尘分布和热结构。我们耦合的MCRT计算与一维尘埃演化模型，并表明环演变成不同的形状，甚至可能分离成几个环。总的来说，环内尘埃浓度对盘的热结构影响不大，自洽模型不仅对原行星盘的观测，而且对星子和行星形成的研究都是至关重要的。
2021-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraints on the dust size distributions in the HD 163296 disk from the difference of the apparent dust ring widths between two ALMA Bands
本研究利用 ALMA 两个波段图像中 HD 163296 盘内外环宽度差异，通过模型拟合约束尘埃粒径分布，发现外环最大粒径更大，表明尘埃生长存在空间依赖性，并讨论了湍流强度。
2023-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ring formation by coagulation of dust aggregates in early phase of disk evolution around a protostar
从0类和I类的早期阶段到II类年轻恒星（YSO）的晚期阶段，在各种拱星盘中观测到了（亚）毫米尘埃连续辐射的环结构。在本文中，我们研究了这种环形成的早期阶段的可能方案之一，这是凝聚的灰尘聚集。尘埃颗粒以由内而外的方式生长，因为生长时间尺度大致与轨道周期成正比。尘埃演化的边界可视为生长锋，其生长时间与盘年龄相当。通过基于尘埃凝聚模型的辐射转移计算，我们发现由于尘埃表面密度在该位置急剧变化，因此可以观察到生长锋为环状结构。此外，我们确认，所观察到的环的位置与年龄为$\lesssim1$百万年的YSO是一致的增长前沿。生长前沿可能是重要的，以创建环结构，特别是早期阶段的磁盘演变，如0和I类源。
2020-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Nonlinear Outcome of Coagulation Instability in Protoplanetary Disks II: Dust Ring Formation Mediated by Backreaction and Fragmentation
在我们以前的工作（论文I）中，我们证明了凝聚不稳定性的结果，粉尘浓度对耗尽由于径向漂移和加速粉尘增长的本地。在这项工作中（文件II），我们进行数值模拟的凝聚不稳定性考虑到气体和碰撞破碎的尘埃颗粒的反反应的影响。我们发现，由于逆反应的粉尘漂移的减速调节粉尘浓度的非线性增长阶段的凝聚不稳定性。粉尘与气体的表面密度比从$10^{-3}$增加到$\sim10^{-2}$。在我们的磁盘模型中，每个产生的尘埃环往往具有$\simeq0.5M_{\oplus}-1.5M_{\oplus}$的质量。与论文I相比，尘埃表面密度分布在每个尘埃环处显示出局部平台结构。尽管在非线性增长的规则，有效粉尘浓度降低了它们的碰撞速度。结果，尘埃颗粒可以生长到碎裂势垒之外，并且无量纲停止时间达到了文献I中的1。尘埃有效增长的必要条件是（1）$α<1\times10^{-3}$的弱湍流和（2）大的尘埃破碎临界速度（$> 1$ m/s）。外层区域的有效尘埃聚集将减少向内的卵石通量，并有望通过卵石吸积来减缓行星形成。我们还发现，由此产生的环可以是不稳定的长期引力不稳定性（GI）。随后的长期GI促进了星子的形成。因此，我们预计，这些不稳定性的组合是一个有前途的尘埃环和星子形成的机制。
2022-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Primordial Dusty Rings and Episodic Outbursts in Protoplanetary Discs
我们调查的形成和演变的“原始”尘埃环发生在原行星盘的内部区域，长期的帮助下，耦合尘埃气体，磁流体动力学模拟。模拟是全球性的，从母云核的崩溃阶段开始，而死区是通过考虑到当地电离平衡的自适应$α$配方计算。尘埃组分的演化包括其生长和与气体的反反应。以前，使用模拟只有气体成分，我们表明，动态环形成在死区的内边缘。我们发现，当尘埃演化以及磁场演化的磁通冻结极限，形成的尘埃环是更多的，并跨越一个更大的径向范围内的内部磁盘，而死区是更强大的，并持续了更长的时间。我们发现，这些动力环集中足够的尘埃质量成为流不稳定，这将导致快速的星子形成，即使在嵌入式系统的阶段。磁旋转不稳定性引起的幕式爆发对环的演化有重要影响。爆发排出了内盘中的尘埃，但是爆发之间的时间足够长，通过流动不稳定性使微行星生长。环中包含的尘埃质量足够大，最终产生具有核心吸积情景的行星系。低质量系统很少经历爆发，因此，这些恒星周围的条件特别有利于行星形成。
2022-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Intermittent planet migration and the formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary disks
原行星盘和行星形成模型的一个关键挑战是能够在盘发射中观察到的结构（如亮环和暗环或不对称性）与触发这些结构的行星的假设存在之间建立可靠的联系。观测到的N个暗环通常被解释为N个行星存在的证据，这些行星清除了轨道周围的尘埃间隙，并在盘中形成了尘埃捕获压力最大值。绝大多数研究行星对原行星盘中尘埃和气体动力学影响的模型都假设行星处于固定轨道上。在这里，我们走了一条不同的路线，并研究了一颗行星的大规模向内迁移是如何构成一个巨大圆盘的尘埃含量的。在许多情况下，质量与土星相当的部分间隙开放行星的迁移被发现间歇性地逃跑。通过二维气体和尘埃流体动力学模拟，我们表明，间歇性的失控迁移可以形成多个尘埃环和整个磁盘的差距。每次迁移速度减慢时，在行星间隙之外形成一个压力最大值，以捕获大型尘埃。我们的模拟结果与三维尘埃辐射转移计算后处理证实，间歇性失控迁移可以导致形成多套明亮和黑暗的连续发射环（亚）毫米以外的行星位置。
2020-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long-lasting dust rings in gas-rich disks: sculpting by single and multiple planets
我们提出了一种机制，通过这种机制，原行星盘中的尘埃环可以形成，并且与气体环相比是持久的。这涉及到最大压力的存在，它将尘埃捕获在两个有间隙的行星之间或单个或多个行星系统的最外间隙边缘，再加上大尘埃颗粒与气体的分离。我们进行二维气体流体动力学模拟磁盘与一个和两个巨大的行星，可能会打开深或部分的差距。在两颗行星之间形成了一个气体环，使得表面质量密度高于它的任何一侧。这个环是一个压力最大的区域，我们预计大颗粒会聚集在这里，这些颗粒与气体的边缘耦合，否则会受到径向漂移的影响。这样的压力最大值也会发生在有一个或多个行星的圆盘的最外间隙边缘。我们推断这些地区的尘埃演化为气体盘的演变，以了解所产生的尘埃环的长期行为。随着时间的推移，环中的气体表面密度降低，这可能导致较大的捕获颗粒分离。因此，预计这些颗粒在环状结构中停留的时间比气体长。对于最小质量的太阳星云模型，我们预计O（10）Au外层的毫米和厘米大小的颗粒很可能经历这种捕获和去耦过程。
2014-11-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Grain alignment and rotational disruption by radiative torques in exoplanet atmospheres
尘埃云在热彗星的大气中无处不在，并影响它们的可观测特性。尘埃颗粒在云中的排列和由此产生的尘埃极化是研究系外行星磁场的一种很有前途的方法。此外，大气中的颗粒尺寸分布在大气中的物理和化学过程中起着重要的作用，这是相当不确定的。本文首先利用辐射力矩（RATs）研究了热尘埃大气中尘埃粒子的排列。我们发现，硅酸盐颗粒可以对齐的RAT与磁场（B-RAT）由于强磁场的热超导体，但碳颗粒的抗磁性材料往往是与辐射方向（k-RAT）。在低海拔$r<2R_{\rm p}$（$R_{\rm p}$是行星半径），只有大颗粒可以排列，但$a\sim 0.01μ$ m的微小颗粒可以在高海拔$r>3R_{\rm p}$排列。然后，我们研究了尘埃颗粒的旋转破裂的辐射扭矩破坏（RATD）机制。我们发现，大颗粒可以被RATD破坏成较小的尺寸。高抗拉强度的晶粒在$r>3R_{\rm p}$的高度被破坏，但弱晶粒在较低的高度被破坏。我们认为，大颗粒分裂成较小的颗粒可以促进尘埃云由于较低的重力逃逸到高海拔地区，并可以解释热木星中高海拔云的存在以及超级喷气式大气。
2021-08-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planetesimal formation by the gravitational instability of dust ring structures
我们研究了尘埃环结构的引力不稳定性（GI）和微行星通过其引力坍缩的形成。自引力环结构的归一化色散关系包括与其宽度和线质量（单位长度的质量）有关的两个参数。我们测量了这些参数，并计算了增长率和波数。此外，我们还研究了由原行星盘的长期GI的生长所形成的环GI的生长所形成的星子形成。我们采用了一个巨大的，尘埃丰富的磁盘作为磁盘模型。我们发现的范围内的破碎环GI作为一个功能的环的宽度。对于较小的环宽度，环GI的最内半径较小。我们还确定的范围内的初始星子质量产生的环GI的碎片。我们的结果表明，在碎裂之后，星子的质量在其诞生时可以达到10^28 g。如果环的宽度是环半径的0.1%，则它可以低至约10^25 g，并且下限随着环的宽度而增加。此外，我们还得到了小行星质量上下限的近似公式。我们预测，环GI所形成的星子，由于科里奥利力作用在收缩的尘埃上，因此具有旋转。这与许多海王星外双星都呈现出旋光的事实是一致的。
2022-11-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asymmetric Heating of the HR 4796A Dust Ring Due to Pericenter Glow
我们用8米双子座望远镜获得了经过充分研究的HR 4796A尘埃环在18和25微米处的新分辨率图像。这些图像证实了先前在中红外、近红外和光源光学图像中观察到的空间范围。我们检测到的亮度和温度的不对称性，使东北侧的灰尘是明亮和温暖的比灰尘在SW。我们表明，所谓的近心辉光模型占这些不对称性，从而确认和扩展我们以前的分析。在这种情况下，尘埃环的中心偏离恒星，这是由于具有偏心轨道的天体的引力摄动导致尘埃粒子轨道上的强制偏心。2微米硅酸盐尘埃颗粒和强迫偏心率为0.06的模型同时适合在两个波长的观测。我们还表明，用于表征盘的热发射特性的参数也可以占在较短波长的散射光图像中观察到的盘的不对称性。
2010-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ultracool Dwarfs Observed with the Spitzer Infrared Spectrograph: Equatorial Latitudes in L Dwarf Atmospheres are Cloudier
本研究利用斯皮策太空望远镜中红外光谱发现极冷矮星尘埃云不透明度存在纬度依赖性，赤道纬度比极地云层更多，证实观测几何与红外颜色异常正相关，为褐矮星及亚恒星和行星大气光谱多样性提供了见解。
2023-08-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ionisation in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets II Dust-induced collisional ionization
观测结果表明，在光谱类别M之后的单一低质量物体中，连续的无线电发射以及零星的H-α和X射线发射都很突出。这些活动的签名被解释为是由电离的大气耦合到恒星磁场。然而，仍然令人困惑的是，这样一个凉爽的大气层能够产生必要水平的电离的机制。在如此低的温度下，热气体过程不足，但云的形成开始。云粒子可以作为电子雪崩的种子在流光电离周围的气体，并可能导致闪电和间接的磁场耦合，一个组合的过程也预计原行星盘。然而，前提是云粒子是带电的。我们使用的结果从漂移凤凰模型大气研究碰撞过程。我们表明，电离的诱导尘埃尘埃碰撞是最有效的动力学过程。尘埃与尘埃的碰撞本身并不足以改善云层内部大气的磁耦合，但是颗粒上或气相中作为分离电子提供的电荷可以触发二次非线性过程。宇宙射线可能会增加全球的电离水平，但如果像棕矮星那样存在强大的大规模磁场，它们的影响就会减弱。我们认为，虽然热气体电离下降的对象在整个完全对流边界，碰撞过程中的尘埃充电可以发挥重要作用，在最低质量的对象。因此，大气尘埃的出现可能与大气中的异常X射线和无线电发射有关，这些大气是冷的，但由于纯热电离而比预期的要多。
2011-05-23 astro-ph.EP astro-ph.HE 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
Revised description of dust diffusion and a new instability creating multiple rings in protoplanetary disks
各种不稳定性已被提出作为一个有前途的机制，积累灰尘。此外，其中一些可能导致原行星盘中多环结构和星子的形成。在湍流气盘中，尘埃颗粒的湍流扩散抑制了不稳定性的增长和尘埃的积聚。在尘埃密度的连续性方程中，扩散过程通常用扩散项来模拟。然而，尘埃扩散模型并不能保证圆盘中的角动量守恒。在这项研究中，我们首先制定方程描述的尘埃扩散，也保存了磁盘的总角动量。其次，我们利用这些方程对长期引力不稳定性（GI）进行了线性摄动分析。结果表明，长期GI是一个单调增长的模式，与以往的分析结果，发现它的过稳定。我们发现超稳定性是由角动量的不守恒引起的。第三，我们发现了一种新的轴对称不稳定性，由于尘埃-气体摩擦和湍流气体粘性的组合，我们称之为两个组件的粘性引力不稳定性（TVGI）。TVGI的最不稳定波长与气体标度高度相当或小于气体标度高度。TVGI有效地积累尘埃颗粒，这表明TVGI是一种有希望的形成多环结构和星子的机制。最后，我们通过HL Tau盘中的长期GI和TVGI研究了环形成的有效性，发现这两种不稳定性可以在轨道半径大于50 au时产生多个宽度约为10 au的环。
2019-05-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of Dust Rings and Gaps in Non-ideal MHD Disks Through Meridional Gas Flows
环和间隙通常在年轻恒星盘的尘埃连续发射中观察到。以前的研究表明，在磁化的非理想磁流体磁盘的弱电离气体的子结构自然发展。气环有望通过压力梯度诱导的径向尘埃气体漂移捕获大的mm/cm尺寸的颗粒。使用2D（轴对称）MHD模拟，包括双极扩散和尘埃颗粒的三个代表性的大小（1毫米，3.3毫米，和1厘米），我们表明，颗粒确实倾向于径向漂移相对于气体的中心的气体环，在速度远高于一个光滑的磁盘，因为陡峭的压力梯度。然而，它们的空间分布主要是由纬向气体运动控制的，这通常比尘气漂移快得多。特别是，已经在中平面附近沉降的颗粒被快速吸积流快速向内携带到气体环的内边缘，在那里它们被强极向磁场从中平面转移的气流抬起。在我们的模拟中的流动模式提供了一个有吸引力的解释，最近推断在HD 163296和其他磁盘，包括两个“崩溃”的区域，在磁盘表面附近的气体收敛到中平面和磁盘风的湍流。我们的研究强调了与非理想MHD磁盘中的气体子结构形成及其在尘埃中产生环和间隙的关键作用相关的潜在可观察到的非对称流的普遍性。
2022-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Infrared Spectroscopy of HR 4796A's Bright Outer Cometary Ring + Tenuous Inner Hot Dust Cloud
我们获得了HR 4796 A碎片环系统的新的NASA IRTF SpeX光谱。我们发现了一个独特的红色过剩通量，延伸到9微米的斯皮策IRS光谱，从冷，100 K尘埃从系统的环在75 AU接管热辐射。匹配成像环测光，我们发现多余的部分包括来自环的近红外反射，它和老的、处理过的彗星核一样红，加上来自近距离的、T ~ 850 K的星周物质的微弱热发射分量，显示出7 - 13 μ m的有机物和硅酸盐发射特征复合物。在0.96 - 1.07 μ m处发现了由原子Si、S、Ca和Sr引起的不寻常的发射状特征，可能是由在850 K组分中蒸发的岩石尘埃引起的。经验的彗星尘埃相函数可以再现光学深度Tau > 0.10的环在8AU宽、垂直高度4AU、M尘埃> 0.1-0.7 M_火星的散射光过剩和散射与热能的1：5平衡。我们的研究结果是一致的HR 4796 A组成的一个狭窄的sheparded环脱挥发分彗星物质与多个岩石小行星子核心，和一个小的稳定的尘埃流从这个带流入到岩石升华区在大约1 AU的主要。这些次核心是由彗星构成的，这些彗星在100 K时活跃地散发出大于0.4百万年的红色尘埃，100 K是我们太阳系中彗星活动开始的温度。
2017-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Grain Growth in the Dust Ring with Crescent around Very Low Mass Star ZZ Tau IRS with JVLA
原行星盘中尘埃环的方位不对称性，例如年轻恒星周围的新月，通常被解释为尘埃陷阱，因此是星子和行星形成的理想位置。这种尘埃陷阱是否有效地促进极低质量恒星（VLM;质量为$\lesssim$ 0.2~ $M_\odot$）周围星盘中的星子形成是有争议的，因为此类系统中的动力学和颗粒生长时间尺度很长。为了研究这类系统中的颗粒生长，我们利用Karl G. Jansky甚大阵列（JVLA）在厘米波长。在ZZ~Tau~IRS周围检测到显著信号。为了估计最大晶粒尺寸（$a_{\rm max}$）在新月形，我们比较了所观察到的光谱能量分布（SED）与辐射传输计算预测的各种$a_{\rm max}$值的SED。尽管我们的建模工作依赖于不确定的尘埃属性，但我们分别在新月形和环中发现了$a_{\rm max} \gtrsim$ ~1~mm和$\lesssim$ ~60~ $μ$ m。我们的结果表明，相对于亚微米尺度的星际介质，ZZ~Tau~IRS盘中发生了晶粒生长。行星形成的新月形毫米大小的卵石可能会进行更有效地比在其他地区的亚毫米大小的卵石通过卵石吸积的情况。
2022-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sintering-induced Dust Ring Formation in Protoplanetary Disks: Application to the HL Tau Disk
ALMA对HL Tau的最新观测揭示了其周星盘中壮观的同心尘埃环。我们试图解释的多环结构的聚集烧结的结果。已知烧结会降低粉尘聚集体的粘附效率，并且发生在略低于其组成材料的升华点的温度下。在这里，我们提出了一个尘埃生长模型，结合烧结和使用它来模拟全球尘埃演化，由于烧结，凝聚，破碎，径向向内漂移在一个模型化的HL Tau磁盘。我们发现，聚集体组成的多个物种的挥发性冰经历烧结，碰撞破坏，并堆积在多个位置稍外的雪线的挥发物。在波长为0.87- 1.3毫米时，这些烧结区表现为光谱斜率为$\approx 2$的明亮的光学厚环，而非烧结区表现为光谱斜率为$\approx$ 2.3- 2.5的较暗的光学薄环。烧结区和非烧结区的观测特征分别与HL Tau盘中发现的主要亮环和暗环的观测特征相一致。径向堆积和垂直沉降同时发生，如果磁盘湍流是弱的，如果单体构成的聚集体是$\sim 1~{\rm μm}$的半径。对于$T = 310(r/1~{\rm AU})^{-0.57}~{\rm K}$的径向气体温度分布，我们的模型完美地再现了光学厚亮环的亮度温度，并再现其轨道距离的精度为$\lesssim$ 30%。
2016-02-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Centimeter-sized Grains in the Compact Dust Ring around Very Low Mass Star CIDA 1
本研究利用JVLA观测极低质量恒星CIDA 1周围的尘埃环，确认厘米波辐射来自尘埃，估算出环内最大尘埃颗粒约2.5厘米，表明环内存在颗粒生长，可能促进砾石吸积模式的行星形成。
2023-08-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Martian Dust Storms and Gravity Waves: Disentangling Water Transport to the Upper Atmosphere
模拟与马普研究所火星大气环流模型的火星年28日和34揭示了水“泵”机制的细节和重力波（GW）强迫的作用。水主要通过赤道环流的向上分支平流到高层大气：在春分点的低纬度地区和至点的南极上空。分子扩散对中层大气和中层顶的水分输送影响不大。全球变暖调节全球沙尘暴期间的环流和温度，从而改变输送的时间和强度。在春分点，它们促进了中层大气中极地变暖区域的水积累，随后是赤道上空更强的上升流。随着二分点风暴的衰减，全球变暖倾向于加速热层中水的减少。全球变暖推迟了冬至风暴期间的输送开始，并使高层大气中的全球平均水量改变了10- 25%。
2022-01-13 astro-ph.EP physics.ao-ph
A Dust-Trapping Ring in the Planet-Hosting Disk of Elias 2-24
通过高分辨率 ALMA 观测，研究证实 Elias 2-24 原行星盘亮环存在尘埃捕获，并约束了湍流、气尘比、尘埃盘质量及间隙深度。
2024-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust and Gas in the disc of HL Tauri: Surface density, dust settling, and dust-to-gas ratio
最近ALMA对HL Tau周围圆盘的观测揭示了一个非常复杂的尘埃空间分布。我们提出了一个辐射转移模型占观察到的差距和明亮的环，以及辐射率指数的径向变化。我们发现，与周围的环相比，主要间隙中的尘埃密度至少减少了10倍。环质量范围从10-100 M $_{\oplus}$的灰尘，并且，我们发现，每个最深的差距是一致的，高达40 M $_{\oplus}$的灰尘去除。如果这些物质积累成岩石体，这些将接近失控的气体吸积点。我们的模型表明，最外层的环是耗尽毫米颗粒相比，中央环。这表明在中心区域中的更快的晶粒生长和/或较大晶粒的径向迁移。ALMA观测到的间隙形态--在所有方位角上与明亮的环分离良好，并显示出高度的对比度--表明毫米级尘埃盘在几何上是薄的（刻度高度$\approx$ 1 au，100 au），并且已经发生了大量的大颗粒沉降。假设一个标准的尘埃沉降模型，我们发现，观察是一致的湍流粘性系数的几个$10^{-4}$。我们估计，在这个薄层的气体/尘埃比为5的顺序，如果初始比例为100。HCO $^+$和CO的排放是一致的气体开普勒运动周围的1.7 $M_\odot$恒星半径从$\leq 10 - 120\,$ au。
2016-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Efficient Dust Ring Formation in Misaligned Circumbinary Discs
双星系统会对偏离轨道的圆盘施加重力力矩，造成差异性的岁差，而差异性的岁差可能会造成圆盘的扭曲和撕裂。虽然这是很好地理解的气体只有光盘，错位cirumbinary光盘的气体和尘埃尚未彻底调查。我们进行SPH模拟的未对准的气体和尘埃盘周围的二进制调查这两个组件的不同演变。我们选择了两种不同的圆盘长宽比：一种是薄的情况，气体圆盘总是破裂，另一种是厚的情况，整个圆盘出现光滑的翘曲。对于每一种情况下，我们运行模拟的五种不同的尘埃与气体成分的耦合程度不同，斯托克斯数从0.002（强耦合尘埃）到1000（有效去耦尘埃）。我们报告了两个新现象：首先，由于气体和尘埃成分之间的进动差异，厚圆盘中的大尘埃颗粒在翘曲位置堆积，形成狭窄的尘埃环。这些堆积不会在气体压力最大时形成，因此与传统的灰尘收集器不同。这种效应对于St ~ 10 - 100最为明显。其次，薄圆盘仅在气体中撕裂和破裂，而St > 10的尘埃颗粒由于气体中破裂引起的陡峭压力梯度而形成密集的尘埃陷阱。我们发现，灰尘与St < 0.02密切关注的气体颗粒，薄和厚的光盘，与径向漂移变得明显，只有在这个范围内的最大颗粒。
2020-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- I. Dust ring formation
通过三维气体-尘埃 SPH 模拟，本文证明高度倾斜环双星盘在极向对齐过程中因气尘进动差异形成长寿命尘埃环，并分析其漂移与尘气比效应。
2024-06-11 astro-ph.EP
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
Characterization of the dust content in the ring around Sz 91: indications for planetesimal formation?
在行星形成领域中最重要的问题之一是毫米-厘米大小的尘埃颗粒如何克服径向漂移和碎裂障碍形成更大尺寸的星子。ALMA观测原行星盘，特别是过渡盘或具有明显子结构迹象的盘，可以为晶粒生长和星子形成理论提供新的约束，因此代表了在这个问题上取得进展的一种可能性。我们在这里提出的ALMA波段4（2.1毫米）的过渡盘系统Sz 91的观察，并结合他们与以前获得的波段6（1.3毫米）和7（0.9毫米）的观察。Sz 91有着清晰的毫米环，更大的气体盘，以及靠近恒星的更小的尘埃颗粒的证据，这是尘埃过滤和在气体压力隆起中积累毫米大小颗粒的明显例子。我们计算的光谱指数（几乎恒定在$\sim$ 3.34），光学深度（边缘光学厚），和最大晶粒尺寸（$\sim\,0.61$ mm）的尘埃环的多波长ALMA观测和比较的结果与最近发表的模拟磁盘子结构中的晶粒生长。我们的观测结果是在非常好的协议与模型的预测，包括碎片和星子形成通过流动的不稳定性尘埃环中的颗粒生长。
2021-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Establishing Dust Rings and Forming Planets Within Them
原行星盘的无线电图像表明，尘埃颗粒倾向于组织成环。这些环可能是尘埃被困在气体压力最大值内的结果，其中局部的高尘埃与气体的比例预计会触发微行星的形成，并最终形成行星。我们重新审视的行为附近的气体压力扰动的行星在二维剪切箱模拟。虽然尘埃颗粒收集到一般长寿的环，小斯托克斯参数$τ_s < 0.1$的粒子往往平流的环在几个漂移的时间尺度。根据ALMA盘的性质，我们发现由较大颗粒（$τ_s \geq 0.1$）组成的环可以使一个大到足以触发卵石吸积的尘埃团成核，从而在$\sim$ 100万年内吞噬整个尘埃环。为了确保尘埃环的生存，我们倾向于非行星起源和典型的颗粒大小$τ_s \lesssim 0.05$ -0.1。行星驱动的环可能仍然是可能的，但如果是这样，我们预计尘埃环的轨道距离对于较老的系统来说会更大。
2022-08-24 astro-ph.EP
Probing dust and grain growth in the optically thick circumbinary ring of V892 Tau
Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IPAG（天体物理学与行星学研究所）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文研究所）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；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 Exploration (CIRAS)（天体物理与空间探索跨学科研究中心）
本研究通过多波长分析探测V892 Tau双星环中的尘埃特性，确定尘埃表面积密度和温度剖面，并揭示尘埃颗粒破碎速度和潮汐扰动对颗粒生长的限制。
2025-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gap-opening Planets Make Dust Rings Wider
作为最常观测到的星盘亚结构之一，高分辨率星盘调查中的尘埃环似乎具有不同的径向宽度。最近对PDS 70和AB Aur的观测不仅揭示了圆盘中的行星，而且还揭示了伴随的宽尘埃环。我们使用三维尘埃和气体盘模拟研究是否间隙开放的行星是负责大环宽度盘观测。我们发现，间隙开放的行星可以扩大环的尘埃被困在压力颠簸通过行星摄动，即使与中平面尘埃气体比接近统一的顺序和尘埃反反应占。我们表明，行星相关的扩大效应的尘埃环可以量化使用扩散平流理论，并提供了一个通用的标准，在三维磁盘模型的平衡尘埃环宽度。我们还建议，环的宽度可以估计使用气体湍流粘度$α_{\rm turb}$，但与施密特数大于一阶的警告。
2022-10-20 astro-ph.EP
The efficiency of dust trapping in ringed proto-planetary discs
当以高分辨率成像时，许多原行星盘在其尘埃亚毫米连续发射轮廓中显示出间隙和环。这些结构被广泛认为源于气体压力分布中的局部最大值。然而，底层气体结构的性质是未知的。本文提出了一种测量粉尘-气体耦合$α/St$和影响粉尘分布的气体压力凸起宽度的方法，应用高精度技术从发射谱线数据立方体中提取气体旋转曲线。作为概念验证，我们然后将该方法应用于两个具有突出子结构的光盘，HD 163296和AS 209。我们发现，在所有情况下，气体结构都比尘埃中的大，证实了环是压力陷阱。虽然颗粒是充分解耦的气体径向集中，我们发现，耦合的尘埃的程度是相对较好的（$α/St \sim 0.1$）。因此，我们可以拒绝光盘湍流非常低和尘埃已经显着增长的情况。如果我们进一步假设尘埃颗粒的大小是由湍流破碎，我们发现高值的$α$湍流参数（$α\sim 10^{-2}$）。或者，如果另一个过程限制晶粒生长，具有较小湍流的解决方案仍然与我们的分析兼容。对于HD 163296，最近对盘质量的测量表明，如果晶粒尺寸为1 mm，则会出现这种情况。未来对尘埃光谱指数的限制将有助于区分这两种选择。
2020-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photophoresis boosts giant planet formation
在巨型行星形成的核心吸积模型中，一个固体的原行星核心在其质量达到大约5个地球质量时开始直接从星云中吸积气体。这颗原行星最多有几百万年的时间来达到失控的气体吸积，因为年轻的恒星最迟在1000万年后失去它们的气体盘。然而，气体的吸积也会将气体中夹带的小尘埃颗粒带入行星大气。尘埃的积累创造了一个光学厚的原行星大气层，不能有效地辐射掉传入的微行星所沉积的动能。富含尘埃的大气严重减缓了大气的冷却、收缩和新气体的流入，这与观测到的行星形成的时间尺度相矛盾。在这里，我们表明，电泳是一个强大的机制，推动尘埃的行星大气，由于气体和尘埃颗粒之间的动量交换。来自被加热的内部大气和核心的热辐射足以使尘埃颗粒悬浮并将它们向外推。光泳可以显著加速巨行星的形成。
2013-06-19 astro-ph.EP
Ring Morphology with Dust Coagulation in Protoplanetary Disks
嵌入的行星和它们周围的原行星盘之间的潮汐相互作用通常被假设为产生所观察到的复杂的尘埃子结构，包括环，间隙和不对称性。在这封信中，我们探讨了尘埃凝结的尘埃动力学和环形态的后果。尘埃颗粒的凝聚导致尘埃尺寸的增长，在典型的磁盘条件下，产生更快的径向漂移，可能威胁到尘埃环的形成。利用二维流体动力学模拟的原行星盘，其中包括一个完整的治疗尘埃凝结，我们发现，如果行星不打开一个缺口不够快，形成一个内环阻碍由于尘埃凝结和随后的径向漂移。此外，我们还发现在尘埃盘外缘的尘埃排放中经常出现亚毫米级颗粒的“堆积”。
2019-12-24 astro-ph.EP
Space dust collisions as a planetary escape mechanism
据观察，持续轰击地球的超高速空间尘埃在大气层中产生巨大的动量流。一些快速的太空尘埃不可避免地会与大气系统相互作用，传递能量并移动粒子，从而产生各种可能的后果。本文研究了通过碰撞，空间尘埃的掠地成分可以促进大气颗粒的行星逃逸的可能性，无论它们是形成大气层的原子和分子还是更大尺寸的颗粒，并提供了支持性的估计。作为一个有趣的结果，漂浮在地球大气层中的是各种各样的粒子，它们包含着地球有机故事的蛛丝马迹，包括微生物生命和生命必需分子。本文将评估这种空间尘埃碰撞机制将其中一些生物成分推进空间的能力。
2017-11-06 astro-ph.EP
Eccentric dust ring formation in Kozai-Lidov gas disks
一个高度错位的气体盘围绕一个双星系统的一个组成部分，可以经历全球Kozai-Lidov（KL）振荡的磁盘倾角和偏心率交换。通过对气体和尘埃盘的流体动力学模拟，我们探讨了这些振荡对尘埃密度分布的影响。对于尘埃是边缘耦合到气体（${\rm St} \approx 1$），我们发现，尘埃经历类似的动力学行为的气体盘，但尘埃的径向分布可能是非常不同的气体。在偏心盘中，灰尘的向内径向漂移更快，导致外部灰尘盘半径更小。在高偏心盘阶段，尘埃破裂成多个狭窄的偏心环。偏心尘埃环的形成可能对行星在错位盘中的形成有重要意义。我们认为，多个尘埃环通常可能发生在气体盘，有足够强的偏心率在中间半径的峰值。
2022-01-09 astro-ph.EP
To Cool is to Accrete: Analytic Scalings for Nebular Accretion of Planetary Atmospheres
行星从其母星周盘获得大气层。我们推导出一个一般的分析表达式，大气质量如何随着时间$t$的增长，作为底层的核心质量$M_{\rm core}$和星云的条件，包括气体金属丰度$Z$的函数。行星吸积尽可能多的气体可以冷却：大气的倍增时间是由它的开尔文-亥姆霍兹时间。多尘大气的行为不同于通过颗粒生长和沉积而形成的无尘大气。尘埃大气的气核质量比（GCR）的尺度为GCR $\propto t^{0.4} M_{\rm core}^{1.7} Z^{-0.4} μ_{\rm rcb}^{3.4}$，其中$μ_{\rm rcb} \propto 1/(1-Z)$（对于$Z$不太接近1）是最内层辐射-对流边界的平均分子量。这个比例适用于尘埃大气的所有轨道距离和星云条件;它们的辐射-对流边界，调节冷却，不是由外部环境，而是由尘埃升华，H $_2$解离和H $^-$形成的内部微观物理决定的。相比之下，无尘大气层的辐射边界温度$T_{\rm rcb}$接近星云温度$T_{\rm out}$，并且在较大的轨道距离上增长得更快，那里的温度较低，并且延伸到较低的不透明度。在气体贫乏的星云GCR $\propto t^{0.4} T_{\rm rcb}^{-1.9} M_{\rm core}^{1.6} Z^{-0.4} μ_{\rm rcb}^{3.3}$中为0.1天文单位，而在气体丰富的星云GCR $\pro…
2015-08-20 astro-ph.EP
Impacts of dust feedback on a dust ring induced by a planet in a protoplanetary disk
当一颗行星在原行星盘中形成一个很深的缝隙时，尘埃颗粒就无法通过缝隙。因此，尘埃颗粒的密度可以增加到与外边缘处的气体密度相同的水平。在这样一个多尘的区域，来自漂移的尘埃颗粒对气体的反馈是不可忽略的。我们进行了二维两流体（气体和尘埃）的流体动力学模拟。我们发现，当尘埃颗粒的径向流动通过间隙停止时，由于尘埃反馈和尘埃颗粒的扩散，可以形成一个宽的尘埃颗粒环。在我们模拟的参数范围内，形成宽尘环的行星最小质量与卵石隔离质量一致。尘埃颗粒的宽环是形成原行星固体核的良好环境。如果环形成在类太阳恒星周围的圆盘中，位于$\sim 2\ \mbox{AU}$，环内可能会形成一个大质量的固体核心（$\sim 50M_{\oplus}$），这可能与持有大质量固体核心的热彗星（如HD 149026 b）的形成有关。在这颗矮星的盘面中，$\sim 0.5\ \mbox{AU}$周围的尘埃环内可以形成许多地球大小的行星，这可能解释了由多颗地球大小的行星组成的行星系统围绕着这颗矮星，如TRAPPIST-1。
2018-11-20 astro-ph.EP
Dust rings as a footprint of planet formation in a protoplanetary disk
在原行星盘中，行星诱导的间隙外缘聚集着相对较大的尘埃颗粒（简称卵石），可以形成高尘气比的环状结构。这样一个环被认为位于行星轨道之外。我们研究了由一个迁移的行星形成的尘埃环的演变，通过执行两种流体（气体和尘埃）的流体动力学模拟。我们发现，初始尘埃环不跟随迁移的行星，并保持在行星的初始位置的情况下，与低粘度的$α\sim 10^{-4}$。初始环在粘性扩散的作用下逐渐变形，在迁移行星附近形成一个新的环，它是从初始环泄漏的尘埃颗粒的陷阱发展而来的。在这个阶段，两个环共存于行星轨道之外。对于一颗从100天文单位迁移的行星来说，这个阶段可以持续到$\sim 1$ ~Myr。在最初的环消失后，只有后来的环保留下来。这种环形态的变化可以提供行星形成的时间和地点的线索，也是行星的足迹。我们还对一颗质量不断增长的行星进行了模拟。这些模拟显示了尘埃环中更复杂的非对称结构。在原行星盘中观察到的非对称结构可能与迁移和质量增长的行星有关。
2021-09-20 astro-ph.EP
Composition of Early Planetary Atmospheres II: Coupled Dust and Chemical Evolution in Protoplanetary Disks
我们提出了一系列论文中的下一步，致力于将形成行星的大气成分与它们出生时进化的原行星盘的化学成分联系起来。这里提出的模型计算耦合的化学和尘埃的磁盘的演变和形成的三个行星的磁盘模型。我们的三个典型的行星陷阱产生了一个接近1 AU的木星，一个热木星和一个超级地球。我们研究了最终的轨道半径，质量和大气化学的行星形成在磁盘模型与初始磁盘质量的变化0.02 $M_\odot$以上和以下我们的基准模型（$M_{disk,0} = 0.1 ~M_\odot$）的依赖性。我们计算了在我们的3个模型中形成的大气层的C/O和C/N，发现C/O $_{\rm planet}\sim$ C/O $_{\rm disk}$在我们的模型中形成的不同行星之间没有强烈的变化。大气中的氮含量在不同的圆盘模型中生长的行星中可能会有所不同。这些差异与行星的形成历史、行星吸积大气的时间和位置有关，并编码在NH $_3$的大量丰度中。这些结果表明，未来的观测大气NH $_3$和行星的C/O和C/N的估计可以告知特定的行星系的形成历史。
2017-05-05 astro-ph.EP
Toroidal vortices and the conglomeration of dust into rings in protoplanetary discs
我们确定了一个新的流体动力学的不稳定性原行星盘，可能会出现由于尘埃-气体比的变化，并可能导致尘埃颗粒在光盘内的浓度。不稳定性可能由于尘埃沉降而产生，这产生了垂直成分熵梯度。熵梯度驱动斜压不稳定性，能够产生环形气体涡旋，将尘埃聚集成环。这样的尘埃环可以通过尘埃的连续发射或散射光观察到。事实上，这种不稳定性可能为最近在年轻恒星HL Tau和TW Hya周围的圆盘中观察到的环提供了一种解释，这种环不依赖于原行星的清除。不稳定性也可能有更广泛的影响，可能有助于尘埃凝聚，改变更大的星子的径向迁移，并改变圆盘内的角动量传输。
2015-07-20 astro-ph.EP
Compositional Measurements of Saturn's Upper Atmosphere and Rings from Cassini INMS
卡西尼号航天器的最后一次轨道直接采样土星的热层，并揭示了一个比以前认为的更复杂的化学环境。卡西尼号上的离子和中性质谱仪（英语：Ion and Neutral Mass Spectrometer，INMS）提供了这一区域的成分测量结果，并发现大量物质从土星环流入土星上层大气。我们在这里提出了一个深入的分析CH $_4$，H $_2$ O，NH $_3$信号从INMS和提供进一步的证据，外部物质进入土星的大气层从环。我们使用一种新的质谱去卷积算法来确定光谱中观察到的每种物质的量，并使用这些值来确定这些物质的流入和质量沉积速率。
2020-05-13 astro-ph.EP
Multi-wavelength Constraints on Dust Dynamics and Size Evolution in Protoplanetary Disk Rings. I. Method
本文结合尘埃-气体动力学与尺寸演化进行数值模拟，发现尘埃环中不同物种径向分布几乎相同，据此开发了自洽解析理论，为解释多波长观测提供统一框架。
2025-07-13 astro-ph.EP
Ionisation in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets I The role of electron avalanche
褐矮星和太阳系外行星的大气层形成的云强烈影响当地的化学和物理。这些云是全球性的中性服从尘埃气体电荷平衡，这是在短时间尺度上，不符合观察随机电离事件的太阳系行星。我们认为，在褐矮星和太阳系外行星的云的显着体积是容易受到本地放电事件。这些是由带电尘埃颗粒引发的电子雪崩。这种云内放电发生的时间尺度比碰撞过程中和尘埃颗粒所需的时间要短。放电的集合体可能产生足够的自由电荷，表明大气与大尺度磁场的局部随机耦合。
2010-10-21 astro-ph.EP
