The distribution of accretion rates as a diagnostic of protoplanetary disc evolution
本文提出用吸积率分布区分原行星盘粘性吸积与磁化盘风驱动吸积，指出约300个均匀样本即可高置信度判别，并强调均匀巡天对解决盘吸积机制问题的关键作用。
2023-06-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust dissipation timescales in the intermediate and outer regions of protoplanetary disks
原行星盘中的尘埃和气体随着中心恒星的演化而消散。为了估计原行星盘中尘埃消散的时间尺度，我们将WISE 12、22和AKARI 90 $μ$ m测量的已知金牛座T星的图像叠加，并推导出平均通量，远低于90 $μ$ m波段的测量通量极限。我们将4，783颗金牛座T星分为三个年龄组，即年轻（$<$ 200万年），中年（2- 600万年）和老年（$>$ 600万年）组，并将WISE 12和22以及AKARI 90 $μ$ m图像堆叠在每个组中。堆叠图像的光度测定显示，在12、22和90 $μ$ m波段中，通量衰减时标分别为1.4 $\pm$ 0.2、1.38 $\pm$ 0.05和1.4 $^{+0.6}_{-0.5}$ Myr。在光学薄盘与一个太阳光度的中心星，12和22 $μ$ m的流量归因于从中间（$\sim$ 1 au）区域的排放和90 $μ$ m的流量对应于从外部（$\sim$ 10 au）区域在磁盘中。因此，我们得出结论，尘埃消散的时间尺度是$τ_{\rm med,dust}\sim$ 1.4百万年的中间磁盘和$τ_{\rm outer, dust}=$ 1.4百万年的外部磁盘$^{+0.6}_{-0.5}$。外圆盘和中间圆盘之间的尘埃消散时间差为$Δτ_{\rm dust} = τ_{\rm outer,dust} -τ_{\rm med,dust}=0.0^{+0.6}_{…
2021-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gas and multi-species dust dynamics in viscous protoplanetary discs: the importance of the dust back-reaction
我们研究了一个粘性原行星盘的动力学承载人口的尘埃颗粒的大小范围。我们计算稳态的解决方案，并表明，径向运动的气体和尘埃可以偏离大幅度从一个单一尺寸的尘埃人口。虽然尘埃对气体的气动阻力比所有颗粒都与气体最佳耦合的情况下要弱，但尘埃颗粒的累积“反反应”仍然可以显著改变气体动力学。在典型的原行星盘中，与无尘（粘性）情况相比，尘埃反反应的净效应减少了气体吸积流，即使尘埃与气体的比例为$1\%$。在外部圆盘中，灰尘颗粒通常不太强烈地耦合到气体并朝向中平面沉降，灰尘反反应甚至可以驱动向外的气体流动。此外，大颗粒的径向向内漂移在内部圆盘区域中的气体运动以下被减少，而小的尘埃颗粒在整个圆盘范围内遵循气体动力学。由此产生的尘埃和气体动力学可以产生可观察的结构，如气体和尘埃腔。我们的研究结果表明，尘埃反反应可以发挥重要作用的动力学和观测外观的原行星盘，不能忽视的模型中的原行星盘的演化。
2018-11-21 astro-ph.EP
On the survival of zombie vortices in protoplanetary discs
最近有人提出，僵尸涡不稳定性（ZVI）可能会在原行星盘的未磁化区域（也称为“死区”）中引发流体动力学活动和角动量传输。在这封信中，我们仔细检查，高分辨率的三维光谱模拟，在粘性和热物理的存在下，这种不稳定性的发病和生存。首先，我们发现零速度指数强烈依赖于粘性算子的性质。虽然零速度指数很容易用超扩散得到，但在雷诺数高达10^7时，很难用物理（二阶）扩散算子来维持。这种敏感性可能是由于零速度指数依赖于临界层，其特征长度、结构和动力学由粘性扩散控制。第二，我们观察到零速度指数对辐射过程很敏感，而且只有当佩克莱数大于临界值~ 10 ^4，或者冷却时间大于~10 Ω ^{-1}时，零速度指数才起作用。因此，ZVI在标准的0.01 M_sun T Tauri圆盘模型中很难出现在R>0.3 AU，尽管更年轻更大的圆盘提供了更友好的环境。这些结果一起质疑ZVI在原行星盘中的普遍性。
2016-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary Disks as (Possibly) Viscous Disks
原行星盘被认为在百万年时间尺度上以扩散（粘性）的方式演化，这是由内部应力驱动的角动量传输的结果。在这里，我们使用一个样本的26个原行星盘解决ALMA测量（尘埃）的质量和恒星吸积率，以获得无量纲的$α$ -粘度值为个别对象，约束角动量传输机制的目标。我们发现，$α$的推断值并不聚集在一个单一的值，而是有一个广泛的分布，从$10^{-4}$到$0.04$。此外，它们既不与全球磁盘参数（质量，大小，表面密度），也不与恒星的特性（质量，光度，半径）。然而，我们发现$α$和中心质量吸积率$\dot M$之间有很强的线性相关性。这种相关性不太可能是由于$\dot M$在全球范围内对圆盘粘度的直接物理效应。相反，我们认为，它是由恒星$\dot M$从全球磁盘特征的去耦在以下方式之一。(1)$α$的行为（和范围）由尚未识别的参数（例如电离分数、磁场强度或几何形状）控制，最终驱动$\dot M$的变化。(2)中心的$\dot M$是从全球的粘性质量吸积率解耦的不稳定性或质量积累（或损失）的结果，在内部磁盘。(3)也许最有趣的可能性是，原行星盘中的角动量是通过非粘性方式传输的，例如通过磁流体风或螺旋密度波。
2017-01-20 astro-ph.EP
Inferring the physics of protoplanetary disc evolution from the irradiated Cygnus OB2 region -- A comparison of viscous and MHD wind-driven scenarios
University of Bern（伯尔尼大学）；Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居性中心）；Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；Queen Mary University of London（伦敦大学玛丽女王学院）
本研究通过一维垂直积分模型比较原行星盘的粘滞与MHD风驱动演化，提出利用恒星吸积率与外部风质量损失率的关系来打破两种场景简并性，发现不同辐照环境需不同角动量传输参数。
2025-11-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
How efficient is the streaming instability in viscous protoplanetary disks?
流动不稳定性是通过聚集尘埃颗粒触发引力坍缩形成星子的一个流行候选者。然而，它对原行星盘中预期的物理条件的鲁棒性尚不清楚。特别地，由湍流引起的颗粒搅拌可阻碍不稳定性。为了量化这种影响，我们开发的线性理论的流不稳定性与外部湍流模拟气体粘度和颗粒扩散。我们发现流的不稳定性是敏感的湍流，增长率变得可以忽略不计的α粘度参数$α\gtrsim \mathrm{St} ^{1.5}$，其中$\mathrm{St}$是粒子的斯托克斯数。我们探讨了非线性阻力定律的影响，这可能适用于多孔尘埃颗粒，并发现增长率适度降低。我们还发现，气体的可压缩性增加增长率，通过减少扩散的影响。然后，我们应用线性理论的粘性原行星盘的全球模型。对于最小质量太阳星云盘模型，我们发现流动不稳定性只增长在磁盘寿命超过$\sim 10$的AU，即使是厘米大小的粒子和弱湍流（$α\sim 10^{-4}$）。我们的结果表明，在非层流原行星盘中，特别是对于小粒子，很难触发流动不稳定性。
2020-02-17 astro-ph.EP
Dust Drift Timescales in Protoplanetary Disks at the Cusp of Gravitational Instability
本研究通过对比ALMA毫米波段观测的原行星盘半径，发现处于引力不稳定性临界点的盘尘埃漂移时标与恒星寿命相当，同时解决了尘埃寿命和系外行星质量预算两大难题。
2024-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Using EUV driven external photoevaporation to test viscous evolution of protoplanetary discs
Imperial College London（帝国理工学院）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本研究通过分析EUV驱动的外部光蒸发对原行星盘的影响，提出了一种区分粘性与MHD风驱动盘演化的观测方法。
2026-02-18 astro-ph.EP
An analytic solution to measure the gas size in protoplanetary discs in the viscous self-similar scenario
为了了解哪种机制是负责吸积在原行星盘，一个强大的知识所观察到的光盘半径使用气体示踪剂，如$^{12}$ CO和其他CO同位素是关键。事实上，提出的两个主要理论，粘性吸积和风驱动吸积，预测不同的时间演化的光盘半径。在这封信中，我们提出了一个解析解的光盘半径的演变在粘性演化的原行星盘使用$^{12}$ CO作为示踪剂，假设$^{12}$ CO半径是半径的表面密度的光盘是等于CO光解离的阈值。我们讨论的解决方案的属性和其适用性的限制，作为一个简单的数值处方，以评估所观察到的光盘半径的人口光盘。我们的研究结果表明，除了光解离，冻结也起着重要的作用，在设置光盘的大小。我们发现一个有效的减少约两个数量级的CO丰度在CO光解离的位置，但不应被解释为大量的CO丰度的光盘。使用我们的分析解决方案将允许计算大量的模型，而不使用昂贵的计算资源，如辐射转移计算光盘的大小。
2022-11-10 astro-ph.EP
Evolution of a Viscous Protoplanetary Disk with Convectively Unstable Regions
研究了对流在年轻恒星周围的气尘吸积盘中的作用。开普勒圆盘的演化是用Pringle方程模拟的，该方程描述了湍流粘性作用下表面密度的时间变化。在流体静力学稳定的近似下，同时计算了密度和温度在极向的分布。在计算盘的垂直结构时考虑了恒星辐射、星际辐射和粘性加热。在这个模型中，控制盘演化的主要因素是粘性系数对盘半径的依赖性。该系数的计算考虑了提供气体连续吸积的背景粘度和对流粘度，对流粘度取决于给定半径处的对流参数。给出了用这种方法得到的盘的全局演化和形态的计算结果。结果表明，在所采用的模型中，吸积具有类似爆发的特征：在盘的内部（R < 3 AU）充满物质后，这些物质相对较快地释放到恒星上，然后重复该过程。我们的结果可能有助于解释年轻FU Ori和EX Lup天体的活动。结果表明，对流可能是造成原恒星盘非稳态吸积的机制之一。
2019-12-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Analytic Model for an Evolving Protoplanetary Disk with a Disk Wind
我们描述了一个由粘性和盘风驱动的演化原行星盘的分析模型。圆盘被恒星辐射和粘性产生的能量加热。演化由3个参数控制：（i）在参考距离和温度下朝向中心恒星的流入速度，（ii）由盘风引起的流入比例，以及（iii）相对于盘内通量的风质量损失率。该模型给出了磁盘中平面温度和表面密度作为时间和距离恒星的函数。它的目的是提供一种有效的方法来计算条件的原行星盘中使用的模拟行星形成。在这个模型中，由粘性主导的圆盘径向扩散，同时将质量损失到恒星上。径向扩展是降低内盘表面密度的主要因素。盘质量在后期仍然很大。由于强烈的粘性加热，内部区域的温度在早期很高。由风主导的对流层经历更少的径向扩散和更弱的粘性加热。这些盘在后期比纯粘性盘具有低得多的质量。当风引起的质量损失很大时，内圆盘的表面密度梯度变浅，在极端情况下斜率可以变为正值。
2020-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling protoplanetary disk SEDs with artificial neural networks: Revisiting the viscous disk model and updated disk masses
European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Boston University（波士顿大学）；Joint ALMA Observatory（阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列联合天文台）；UNED（西班牙国家远程教育大学）
我们使用详细的盘模型和贝叶斯方法模拟了金牛座-御夫座恒星形成区的23个原行星盘的光谱能量分布（SED）。这是通过将这些模型与人工神经网络相结合来实现的，以大大加快其性能。这样的设置使我们能够面对$α$ -磁盘模型的观测，同时考虑到一些不确定性和退化。我们的结果产生高粘度和吸积率的许多来源，这是不一致的，最近的测量低湍流水平的磁盘。这种不一致性可能意味着粘性不是圆盘中角动量传输的主要机制，而其他的机制，如圆盘风，在这个过程中起着重要的作用。我们还发现，我们的SED派生磁盘质量系统高于那些只从（分）毫米通量，这表明部分磁盘发射仍然可以在（分）毫米波长的光学厚度。这一效应与星盘种群研究特别相关，并证实了以前观测到的原行星盘和系外行星系统质量之间的紧张关系。
2020-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR cs.LG
Viscous Instability Triggered by Layered Accretion in Protoplanetary Disks
当磁旋转不稳定性（MRI）激发圆盘湍流时，层吸积是原行星盘中不可避免的成分之一。在吸积，磁盘表面的磁共振成像充分运作有一个高的磁盘吸积率（$\dot{M}$）的值，而磁盘中平面的磁共振成像一般淬火结束了一个低的值$\dot{M}$。最近，一些专门的MHD模拟在理解MRI方面取得了重大进展，这需要改进一维磁盘模型中$α$的经典处理。为此，我们得到了一个新的表达式$α$通过利用一个经验公式，这是来自最近的MHD模拟分层盘欧姆扩散。有趣的是，这个新的公式可以被看作是经典的$α$的一般扩展。利用新的$α$方法，我们对经历分层吸积的原行星盘进行了线性稳定性分析，发现在死区的外缘附近会发生粘性不稳定性。在使用经典的$α$时，温度变得稳定。我们确定的差异产生于$Σ-$依赖的$\dot{M}$，而$Σ$是唯一确定的一个给定值的$\dot{M}$在经典的方法，新的方法导致$\dot{M}$，这是一个多值函数的$Σ$。我们确认我们的发现，通过探索参数空间，以及通过执行1D，粘性演化的磁盘。最后，我们讨论其他非理想的MHD效应，不包括在我们的分析，但可能会影响我们的结果。
2015-11-09 astro-ph.EP
Chemistry Along Accretion Streams in a Viscously-Evolving Protoplanetary Disk
原行星盘的组成是由星际遗传和盘内气体和颗粒表面化学反应的组合决定的。遗传分子的生存，以及盘在原位化学取决于当地的温度，密度和辐射环境，这可能会随着时间的推移，由于恒星和磁盘的演变，以及在磁盘中的传输而改变。我们解决一个方面的物理和化学演化之间的耦合在磁盘以下吸积流线的气体和小颗粒在磁盘中平面，同时考虑到不断发展的恒星。这种方法计算效率高，使我们能够在不减少化学网络的情况下考虑不断变化的物理条件。我们发现，在动力学模型中，由于宇宙射线驱动的化学产物的向内传输，许多物种在内盘中平面被增强，导致，例如，数量级的碳氢化合物增强在1 AU，相比静态磁盘。对于其他几个化学家族，静态和动态模型之间没有差异，这表明存在强大的化学重置，而另一些则显示出静态和动态模型之间的差异，这些差异取决于向内轨道期间物理和化学之间的复杂相互作用。因此，在模拟原行星盘的化学演化时，耦合动力学和化学的重要性取决于感兴趣的化学。
2020-02-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The evolution of the flux-size relationship in protoplanetary discs by viscous evolution and radial pebble drift
本文通过包含气体粘性演化与尘埃径向漂移的模型，研究原行星盘通量-尺寸关系演化，发现匹配观测需特定角动量预算及低效粘性加热，且毫米波光学薄支持尘埃质量估计。
2025-01-08 astro-ph.EP
Probing disk dynamics and dust evolution through shadows in protoplanetary disks: A case study of the HD 142527 disk
Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Kogakuin University（工学馆大学）
研究通过构建三维模型估计原行星盘冷却时间尺度，进而推断尘埃表面密度和粒径，以HD 142527盘为例，发现其北部阴影区域冷却时间尺度及最大粒径，还满足垂直剪切不稳定性条件，为约束尘埃粒径提供有效工具，可用于其他过渡盘。
2026-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dispersal of protoplanetary disks by the combination of magnetically driven and photoevaporative winds
研究了磁驱动盘风（MDW）和热驱动光蒸发风（PEW）在原行星盘长期演化中的作用。我们开始模拟从早期阶段，其中磁盘质量是$0.118\,{\mathrm{M}_{\odot}}$周围的$1\,{\mathrm{M}_{\odot}}$明星和跟踪的演变，直到磁盘是完全分散。我们将质量损失PEW和质量损失和磁制动（风力矩）MDW，除了粘性吸积，粘性加热，和恒星辐射。我们发现，MDW和PEW分别有不同的角色：磁驱动风蒸发材料从内部磁盘在早期阶段，而光蒸发具有主导作用，在后期阶段的外部（$\gtrsim1\,$ au）磁盘。盘的寿命，这取决于MDW，PEW，和粘性吸积的组合，显示了一个大的变化的$\sim1$ - $20\,$ MYR的气体主要是分散的MDW和PEW的情况下，具有低粘度和寿命是敏感的质量损失率和扭矩的MDW，而寿命是不敏感的，当粘度高时，这些参数。即使在非常弱的湍流盘，MDW和PEW的合作，使磁盘分散在几个百万年。
2021-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemical evolution of protoplanetary disks - the effects of viscous accretion, turbulent mixing and disk winds
我们计算了考虑径向粘性吸积、垂直湍流混合和垂直盘风的原行星盘的化学演化。我们研究了采用不同的尘埃颗粒分子氢形成模型对尘埃盘化学结构的影响。我们的气相化学是从UMIST天体化学数据库（Rate06）中提取的，我们已经添加了详细的气体-颗粒相互作用。我们使用我们的化学模型的结果来生成合成的近红外和中红外LTE线发射光谱，并比较这些与最近的斯皮策观测。我们的研究结果表明，如果考虑到H2形成的温暖的晶粒，在磁盘表面的H2O和OH的丰度显着增加。我们发现，径向吸积流强烈影响的分子丰度，与那些在冷的中平面层特别受到影响。另一方面，我们表明扩散性湍流混合会影响温暖分子层中的圆盘化学，影响圆盘的线发射，从而提高与观测的一致性。我们发现，NH 3，CH 3 OH，C2 H 2和含硫物种大大增强了湍流混合的列入。我们表明，磁盘风可能会影响磁盘化学和由此产生的分子线发射以类似的方式时，发现混合包括在内。
2011-02-19 astro-ph.EP
Low mass planets in protoplanetary disks with net vertical magnetic fields: the Planetary Wake and Gap Opening
采用非分层局部剪切盒近似的三维数值模拟方法，研究了在净垂直磁场作用下，低质量行星在气态原行星盘中的尾迹和间隙打开，该磁场通过磁旋转不稳定性（MRI）驱动磁流体动力学（MHD）湍流.尾流，这是激发的行星，是由类似于在无粘性流体动力（HD）磁盘尾流阻尼冲击阻尼。冲击阻尼的角动量沉积打开了MHD湍流磁盘和无粘HD磁盘的差距，即使是低质量的行星，在矛盾的“热标准”的差距开放。为了测试“粘性标准”，我们比较了MRI湍流磁盘中的间隙特性，在粘性HD磁盘具有相同的应力，并发现，相同的质量的行星打开一个显着更深，更宽的净垂直通量磁流体磁盘的间隙比粘性HD磁盘。这种差异是由于磁场有效传输到MRI磁盘中的间隙区域，导致间隙内的有效α更大。因此，在间隙上，麦克斯韦应力分布比间隙密度分布更平滑，并且需要更深的间隙以使麦克斯韦应力梯度平衡行星扭矩密度。我们还证实了MHD磁盘中靠近行星的大的多余扭矩，并发现MRI产生的长寿命密度特征（称为带状流）可以影响行星迁移。与以往的净环向磁通/零磁通MHD模拟结果的比较表明，磁场的几何形状在间隙打开过程中起着重要的作用。总体而言，我们的研究结果表明，在现实的原行星盘中，低质量行星通常会产生间隙，并警告使用恒定的α粘度来模拟原行星盘中的间隙。
2013-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical properties of dusty protoplanetary disks in Lupus: evidence for viscous evolution?
行星的形成强烈地依赖于原行星盘中固体的总量以及空间分布。由于ALMA提供的分辨率和灵敏度的改进，现在可以在大型圆盘样品上测量毫米级颗粒的表面密度。这样的测量提供了统计约束，可以用来告知我们对行星形成的初始条件的理解。我们分析了空间分辨观测的36个原行星盘在狼疮恒星形成复杂的ALMA调查在890微米，旨在确定的物理性质，如尘埃表面密度，磁盘的质量和大小，并提供一个约束的温度分布。我们使用双层圆盘模型直接在uv平面中拟合观测结果，该模型通过求解每个圆盘半径处的能量平衡来计算890微米的发射。对于36个原行星盘中的22个，我们得到了它们的物理性质的可靠估计。样本覆盖的恒星质量在~0.1和~2太阳质量之间，我们没有发现平均盘温度和恒星参数之间的趋势。相反，我们发现，积分亚毫米通量（代理磁盘质量）和指数截止半径（代理磁盘大小）的狼疮磁盘之间的相关性。将这些结果与文献中发现的金牛座-御夫座/蛇夫座圆盘的相似角分辨率下的观察结果进行比较，并将它们缩放到相同的距离，我们观察到狼疮圆盘通常更暗，更大，具有高度的统计学显著性。考虑到这些区域之间1- 200万年的年龄差异，有可能尝试性地解释盘质量/盘大小关系与粘性扩散的偏移，但是根据目前的测量结果，不能排除其他机制。
2017-07-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Meridional circulation in turbulent protoplanetary disks
基于粘性盘理论，近年来的一些研究表明，原行星盘中存在大尺度的纬向环流。这样的流动可以解释结晶硅酸盐的存在，包括富含钙和铝的包裹体（CAI），在距离太阳很远的地方。本文旨在考察湍流的原行星盘中是否存在如此大规模的流动。采用高分辨率的全球流体动力学和磁流体动力学（MHD）数值模拟方法，研究了湍流原行星盘中的流动特性。通过使用显式粘度进行流体动力学模拟，我们证明了我们的数值设置不会受到任何数值伪影。在粘性盘和层流盘中，上述的涡卷循环很容易恢复，并很快建立起来。在MHD模拟中，磁旋转不稳定性驱动了盘中的湍流。在长时间尺度上平均湍流波动，结果未能显示任何大规模的纬向环流。模拟的详细分析表明，这种缺乏纬向环流是由于湍流应力张量具有不同于粘性应力张量的垂直剖面。提供了一个简单的模型，成功地占在磁盘的大部分流量的结构。除了这些结果之外，模拟还表明了可能偏离标准垂直平均α盘模型的情况，这应该是今后工作的重点。完全电离和湍流的原行星盘的全球MHD数值模拟与大尺度对流的存在是不一致的。因此，在中央恒星的大距离结晶硅酸盐的存在不能解释的过程所建议的最新模型的基础上粘滞盘理论。
2011-08-24 astro-ph.EP
Secular evolution of viscous and self-gravitating protoplanetary discs with magnetic winds
Research Institute of Physics, Southern Federal University（南联邦大学物理研究所）；Faculty of Physics, Southern Federal University（南联邦大学物理学院）；Institut für Astro- und Teilchenphysik, Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学天体与粒子物理研究所）；Mullard Space Science Laboratory, University College London（伦敦大学学院穆拉德太空科学实验室）
本研究通过全球数值模拟，综合评估黏性、磁风和自引力三种机制在原行星盘演化中的作用，发现不同阶段各机制主导，并强调长期模拟需综合考量。
2026-09-16 astro-ph.EP
Dust-driven viscous ring-instability in protoplanetary disks
原行星盘在尘埃连续谱发射图和散射光图像中经常表现为多个同心环。这些特征通常与这些盘中可能的年轻行星有关。许多非行星的解释也被提出，包括雪线，死区和尘埃中的长期引力不稳定性。在本文中，我们提出了另一个潜在的起源。大量尘埃的存在往往会强烈降低气体的导电性，从而抑制磁旋转不稳定性，从而减少盘中的湍流。根据粘性盘理论，已知盘倾向于在粘度（即湍流）低的区域中增加其表面密度。气体压力的局部最大值倾向于通过径向漂移吸引灰尘，从而进一步增加灰尘含量。我们从数学上研究，如果这可能会导致一个反馈回路中，在尘埃表面密度的扰动可能会扰动气体表面密度，导致增加尘埃漂移，从而放大尘埃扰动，因此，气体扰动。我们发现，这确实是可能的，即使是适度小的尘埃颗粒尺寸，漂移效率较低，但更有可能影响气体电离度。我们推测，这种不稳定性可能是由最初的小尘埃种群触发的，当局部压力最大值足够强时，较大的尘埃颗粒被捕获并导致熟悉的环状形状。我们还讨论了这个模型的许多不确定性和局限性。
2017-11-27 astro-ph.EP
Viscous circumbinary protoplanetary discs -- I. Structure of the inner cavity
该研究通过140余组长期二维数值模拟探究不同粘度下环双星原行星盘的内空腔结构，绘制相关参数空间，可用于约束双星参数与盘粘度，同时发现现有模拟仍无法解释HD 142527的大空腔尺度。
2024-07-09 astro-ph.EP
On the fragmentation criteria of self-gravitating protoplanetary discs
研究了大质量自引力盘的碎裂判据。我们提出了新的分析，我们进行全球三维数值模拟测试的破碎条件。虽然以前的工作重点放在以轨道时间尺度β为单位的冷却时间尺度上，但我们发现，在给定的半径下，表面质量密度（即盘质量和轮廓）和恒星质量在确定盘是否碎片以及盘碎片形成的位置方面也起着至关重要的作用。我们发现，对于浅的表面质量密度分布（p<2，其中P <\propto R^{-p}），碎片形成在盘的外部区域。然而，对于陡峭的表面质量密度分布（p \gtrsim 2），碎片形成于椎间盘的内部区域。此外，我们还发现，在以前的模拟中发现的轨道时标单位的冷却时标的临界值仅适用于某些光盘表面质量密度分布和特定的光盘半径，并不是一个普遍的规则，所有光盘。我们发现了一个经验的碎裂标准之间的冷却时间尺度的轨道时间尺度，β，表面质量密度，恒星质量和半径的单位。
2010-08-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Formation of pebbles in (gravito-)viscous protoplanetary disks with various turbulent strengths
目标。尘埃在原行星盘的演化中起着至关重要的作用。我们研究了具有不同湍流粘性强度的年轻自引力原行星盘中初始亚$μm$尘埃粒子的动力学和生长。我们的目标是了解的物理条件，确定卵石的形成和空间分布时，磁盘自重和湍流粘度可以同时在工作中。方法.我们执行薄盘流体动力学模拟的自引力原行星盘在初始时间为0.5万年使用FEOSAD代码。湍流粘度参数化的空间和时间恒定的$α$参数，而重力不稳定性对尘埃生长的影响占通过计算有效参数$α_{\rm GI}$。我们考虑了尘埃组分的演化，包括与气体的动量交换、尘埃的自重以及尘埃生长的简化模型。结果我们发现，湍流粘性的水平强烈影响的空间分布和总质量的卵石在磁盘。$α=10^{-2}$模型是粘度占主导地位的，卵石是完全不存在的，和灰尘与气体的质量比偏离参考值1：100不超过30%的整个磁盘范围。相反，$α=10^{-3}$模型，特别是$α=10^{-4}$模型，是由重力不稳定性。有效参数$α+α_{\rm GI}$现在是径向距离的强变化函数。因此，瓶颈效应在最里面的磁盘区域，这使得气体和灰尘聚集在一个环状结构的发展。节录。
2022-12-02 astro-ph.EP
Time evolution of a viscous protoplanetary disk with a free geometry: toward a more self-consistent picture
对原行星盘的观测表明，有些特征似乎是重复出现的，即使在距离遥远的恒星形成区也是如此，例如表面质量密度分布变化为$r^{-1}$，或长宽比约为0.03至0.23。对于已经进化的盘，在$10^{-8} - 10^{-6}~\mathrm{M_{\odot}~yr^{-1}}$周围也经常发现吸积速率（Isella等人，2009年，Andrews等人，2009年，2010年）。为了恢复这些特性，已经开发了几种模型。然而，他们中的大多数通常简化磁盘的几何形状，如果不是它的中面温度。这对模拟数百万年来的磁盘演化以及随后的行星迁移具有重要影响。在本文中，我们开发了一个粘性演化流体动力学的数值代码，同时确定磁盘光球的几何形状和中面温度。然后，我们比较了我们的长期模拟结果与类似的模拟磁盘的约束几何形状沿蒋和Goldreich（1997年）的处方（dlnH/dlnr = 9/7）。我们发现，约束几何模型提供了一个很好的近似的磁盘表面密度的演变。然而，它们在温度时间演变方面存在显着差异。此外，我们发现阴影区自然出现在粘性为主的区域和辐射为主的区域之间的过渡，落在该地区的行星形成。我们发现，$χ$（光球高度与压力标度高度之比）不能被认为是一个常数，与Watanabe等人（2008）一致。与观测结果的比较表明，所有的磁盘自然演变成一个浅的表面密度盘（$Σ\propto r^{-1}$）。穿过圆盘的质量通量通…
2014-03-25 astro-ph.EP
The time evolution of $M_{\mathrm{d}}/\dot M$ in protoplanetary discs as a way to disentangle between viscosity and MHD winds
本研究提出通过盘群在盘质量-吸积率平面上分布范围随时间演化的差异来区分原行星盘的粘滞与 MHD 风模型，发现 MHD 主导下分布范围减小更慢，且该差异可被现有观测设施验证。
2023-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Numerical study of self-gravitating protoplanetary discs
本文研究了自引力对原行星盘的影响。角动量输运和能量耗散的机制被假定为吸积盘中湍流引起的粘性。能量方程考虑了粘性耗散释放的能量与冷却过程平衡的情况。利用耗散函数和冷却函数的等价性得到粘性，并将其用于角动量方程。通过公式$d u/d t=-u/τ_{cool}$计算流的冷却速率，其中$u$和$τ_{cool}$分别是内能和冷却时标。局部冷却与动力学时间尺度之比$Ωτ_{cool}$被假定为常数，并且也是局部温度的函数。原行星盘的解表明，在$Ωτ_{cool} = constant$情形下，对于典型的质量吸积率$\dot{M} = 10^{-6} M_{\odot} yr^{-1}$，盘在小半径范围内不表现出任何引力不稳定性;而选择$Ωτ_{cool}$作为温度的函数，对于这个质量吸积率甚至更小的质量吸积率，盘在小半径范围内都可能出现引力不稳定性。通过对粘性参数$α$的研究，我们发现自引力原行星盘内部的湍流强度很低。这些结果与原行星盘的直接数值模拟定性一致。
2011-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The collapse of protoplanetary clumps formed through disc instability: 3D simulations of the pre-dissociation phase
我们提出了三维光滑粒子流体动力学模拟的崩溃形成的团块，通过重力不稳定的外部分的原行星盘。初始条件直接从全球光盘模拟，和一个现实的状态方程被用来跟踪团块，因为它们在几个数量级的密度收缩，接近分子氢解离阶段。团旋转，不对称性和辐射冷却的影响进行了研究。旋转提供了对快速坍缩的支持，但非轴对称模式的发展和有效地向外传输角动量，形成一个环行星盘。这种运输有助于团块达到动力学坍缩阶段，这是由分子氢解离引起的，在千年的时间尺度上，这比一些以前的球形一维坍缩模型预测的时间尺度要小。外推到失控氢解离的阈值表明，坍缩的时间尺度可以短于向内迁移的时间尺度，这表明团块可以在潮汐破坏中幸存下来，并将原始气体巨星传递到距离中心恒星甚至几个AU的距离。
2012-09-10 astro-ph.EP
Protoplanetary disc evolution affected by star-disc interactions in young stellar clusters
大多数恒星形成于一个集群环境中。因此，重要的是评估这种环境如何影响年轻恒星周围原行星盘的演化。反过来，这会影响它们产生行星并最终产生生命的能力。我们在这里首次提出了3D SPH/N体模拟，包括其出生恒星周围的光盘的流体动力学演化，以及恒星本身的动力学。这些圆盘是粘性演化的，将质量吸积到中心恒星上并扩散。我们发现穿透性的遭遇对椎间盘的破坏性很大，就像以前的研究一样，尽管这种遭遇的频率很低。然而，我们也发现，遇到的影响更强烈的光盘半径比其他光盘的属性，如光盘质量。圆盘的大小是由粘性扩散和碰撞的破坏性影响之间的竞争决定的。随着光盘的传播，相遇变得越来越重要。在迅速蔓延的政权遇到简单地截断光盘，剥离外部部分。在相反的制度，我们发现，许多遥远的遭遇的影响是能够限制盘的大小。最后，我们预测，从我们的模拟，光盘的大小是有限的，遇到恒星密度超过$\sim 2-3 \times 10^3 \ \mathrm{pc}^{-2}$。
2014-04-07 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
Gravitational instability in protoplanetary disk with cooling: 2D global analysis
本文通过二维全局线性扰动分析研究冷却原行星盘的引力不稳定性，识别局部、过渡和全局三类模式，并指出β≈1时过渡模式主导，可解释外盘子结构及行星或褐矮星形成。
2025-03-18 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Magnetic disk winds in protoplanetary disks: Description of the model and impact on global disk evolution
提出基于剪切盒模拟的磁风驱动吸积全局模型，自洽纳入FEOSAD代码，含自引力和自适应alpha，合成观测与ALMA数据相符，推动盘演化完整描述。
2025-02-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global Non-ideal Magnetohydrodynamic Simulations of Protoplanetary Disks with Outer Truncation
最近已经确定，原行星盘的演化主要是由磁化的盘风驱动的，需要大规模的磁通量穿过盘。与传统的粘滞膨胀相反，这种圆盘的大小预计会随着时间的推移而缩小。我们提出了第一个全球性的二维非理想磁流体动力学（MHD）模拟的原行星盘，在外径截断，旨在了解磁盘与星际环境的相互作用，以及全球的磁盘和磁通量的演变。我们发现，作为系统的放松，极向磁场线程磁盘以外的截断半径崩溃的中平面，导致快速重联。这个过程从系统中去除了大量的磁通量，并形成了以准稳态环绕外盘的闭合极向磁通量环。这些磁通量环可以驱动超出截断半径的膨胀，对应于通过磁化盘流出超出截断半径的大量质量损失，类似于粘性扩散和外部光蒸发的组合。随着时间的推移，磁通量环逐渐收缩，其速率取决于磁盘磁化水平和外部环境，最终决定了磁盘的长期演化。
2021-09-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary migration in non-isothermal discs with turbulence driven by stochastic forcing
嵌入等温原行星盘中的低质量物体被认为会遭受快速向内的I型迁移。在非等温圆盘中，最近的研究表明，圆盘熵的径向分布的减小可以导致强的正共转扭矩，这可以显着减缓或逆转层流粘性圆盘模型中的I型迁移。然而，在湍流圆盘模型中，这一图像如何变化还不清楚。本研究的目的是研究湍流对嵌入非等温原行星盘中的低质量行星所经历的扭矩的影响。我们特别关注的作用，湍流的振幅取决于在地球的马蹄形区域的扩散过程的效率的共转扭矩。我们进行了二维数值模拟，使用基于网格的流体动力学代码，其中湍流建模为随机强迫。为了提供的粘性和热扩散系数作为湍流的振幅的函数的估计，我们首先建立了非等温盘模型的湍流强迫的振幅的不同值。然后，我们包括一个低质量的行星，并确定其运行时间平均扭矩的演变。我们表明，在非等温光盘，熵相关的共转扭矩确实可以保持不饱和湍流的存在。对于湍流振幅，不强烈影响磁盘的温度分布，我们发现，运行的时间平均扭矩所经历的嵌入式原行星是在相当好的协议与层流光盘模型具有适当的值的热和粘性扩散系数。因此，在随机强迫驱动的湍流盘中，共转扭矩的行为与层流粘性盘中的行为相似，并且可以显著减缓或逆转I型迁移。
2012-08-29 astro-ph.EP
Cometary ices in forming protoplanetary disc midplanes
低质量的原恒星是太阳系外类似于出生时的太阳系。复杂的物理化学模型被用来模拟形成两个原行星盘从最初的星前阶段，一个占主导地位的粘性扩散和其他纯下落。结果表明，挥发性星前指纹在进入光盘的过程中被化学修饰。这与初始丰度和化学参数相对无关：物理条件更重要。CO2的量通过OH与CO的颗粒表面反应而增加，这通过H2O冰的光解而增强。复杂的有机分子在运输过程中产生通过信封在CH 3OH冰的代价。它们的丰度可以与大圆盘半径（R > 30 AU）的甲醇冰（水冰的几%）相媲美。目前的II类椎间盘模型可能低估了复杂的有机物含量。行星人口合成模型可能低估了CO2的数量，高估了CH 3OH冰在星子忽略云和盘阶段之间的化学处理。总的C/O和C/N比在气相和固相之间不同。这两个冰的比例显示出很小的变化超出了内部10 AU，两者都是近太阳的情况下，纯粹的下降，但都是太阳下的粘性传播占主导地位。在前往原行星盘的途中，原恒星包层中的化学物质决定了冰质小行星和彗星体最初的挥发性和生命前的重要内容。因此，彗星可能反映了太阳星云中冰的起源。
2016-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rayleigh Adjustment of Narrow Barriers in Protoplanetary Discs
在原行星盘中的尖锐密度特征，例如在磁死区的边缘，最近被提出作为有效的障碍，以减缓甚至阻止行星核心向其中心恒星的快速迁移。然而，在接近圆盘垂直尺度高度的径向尺度上的密度特征可能不存在，因为它们可能是瑞利（或更一般的Solberg-Hoiland）不稳定的。在一维粘性吸积盘模型中必须明确地检查稳定性，因为这些不稳定性在减少全套轴对称方程的过程中被人为地消除。盘热力学，通过熵分层，其垂直结构也影响稳定性时，尖锐的密度功能。我们提出了粘性盘模型的瑞利调整的概念：任何密度特征，违反瑞利稳定性（或其推广）应径向扩散的流体动力学湍流的动态时间尺度上，接近边缘稳定性在一个准连续的方式。
2009-11-16 astro-ph.EP
Long live the disk: lifetimes of protoplanetary disks in hierarchical triple star systems and a possible explanation for HD 98800 B
原行星盘的气体耗散是影响行星形成的关键过程之一，人们普遍认为，单颗恒星周围的原行星盘的气体耗散发生在几百万年的时间尺度上。在过去的几年里，在多个恒星系统中发现了几个原行星盘，尽管它们所处的环境很复杂，但其中一些似乎相当古老，这种情况可能有利于行星形成。一个明显的例子是HD 98800 B周围的盘，HD 98800 B是一个等级四恒星系统中的双星，在$\sim$ 1000万年的年龄，它似乎仍然拥有大量的气体。在这里，我们提出了一个1D+1D模型来计算的垂直结构和气体演化的分层三星系统的周围的磁盘考虑不同的恒星和磁盘参数。我们发现，由于内部的二进制连同截断的磁盘由于外部同伴的潮汐扭矩强烈减少粘性吸积和膨胀的磁盘。即使允许潮汐流的粘性吸积，这些环境中的盘也可以存活超过1000万年，这取决于它们的性质，光蒸发是主要的气体耗散机制。我们特别适用于我们的模型，以circumbinary磁盘周围的HD 98800 B，并确认其寿命，以及目前不存在的磁盘周围的伴星HD 98800 A，可以解释与我们的模型，并通过这种机制。
2021-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dispersal timescale of protoplanetary disks in the low-metallicity young cluster Dolidze 25
原行星盘的分散设定了行星聚集的时间尺度，因此它是行星形成理论的基本参数之一。星盘的分散由中心恒星、星盘本身和周围环境的几个特性决定。特别是，盘的金属丰度可能会影响它们的演化，即使到目前为止存在争议的结果：在低金属丰度的星团中，盘似乎迅速分散，而在麦哲伦云中，一些证据支持存在几十万年的吸积盘。在本文中，我们研究了Dolidze~25，在太阳附近的最低金属丰度的年轻的集群盘的分散时间尺度，目的是了解磁盘的演化是否是由集群的低金属丰度的影响。我们分析了钱德拉/ACIS-I观测的集群，并结合现有的光学和红外目录的区域的源目录。我们选择了Dolidze 25的有磁盘群体和无磁盘群体。我们从拟合到色星等图的等时线推导出恒星参数。我们得出的磁盘分数约为34%，中位年龄为1.2百万年。通过将这一估计与现有的年龄小于1000万年的星团的磁盘部分估计进行比较，我们的研究表明Dolidze 25的磁盘部分低于仅从其年龄所预期的。即使我们的结果是不确定的内在不确定性恒星年龄估计等时线拟合色星等图，我们认为，磁盘的Dolidze 25可能会受到环境的影响。考虑到星团中O型星的数量和恒星密度都很低，盘的扩散时间尺度更可能是由星团的低金属丰度决定的，而不是外部光蒸发或动力学相遇。
2021-04-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Effects of photoevaporation on protoplanetary disc `isochrones'
原行星盘是恒星和行星形成的场所，它们的演化和随之而来的分散深深地影响着行星系的形成。在标准情况下，由于角动量的粘性输运，它们在~百万年的时间尺度上演化。分析自相似的解决方案，其演变预测也特定的光盘等时线的吸积率光盘质量平面。然而，由中心恒星发出的辐射所产生的光蒸发很可能主导了最内部区域的气盘扩散，为这个过程引入了另一个（更短的）时间尺度。在本文中，我们包括内部（X射线和EUV）光蒸发的光盘的演变的影响，找到一个人口的原行星盘的数值解。我们的模型自然地再现了预期的快速扩散的光盘的内部区域时，他们的吸积率相匹配的光蒸发质量损失率，与以前的研究。我们发现，光蒸发优先去除样品中最轻的光盘。最后的结果是，与直觉相反，光蒸发通过分散最轻的圆盘而增加了样品中的平均圆盘质量。与此同时，光蒸发还通过切断从外盘到内盘的物质供应来降低质量吸积率。在一个纯粹的粘性框架中，这将被解释为一个更长的粘性演化的结果，导致高估了盘的年龄。因此，我们的研究结果表明，光蒸发是一个必要的成分，包括在解释观测的大型光盘样品测量质量吸积率和光盘质量。光蒸发在等时线的形状上留下了特征性的印记。因此，在低盘质量区域的吸积率-盘质量平面中的精确数据提供了关于典型光蒸发率的线索。
2019-12-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Viscous circumbinary protoplanetary discs -- II. Disc effects on the binary orbit
本研究使用2D流体动力学长期模拟，分析了环双星盘与双星间的相互作用，发现盘的进动与双星偏心率存在显著周期性影响，且双星轨道演化对双星组件间的质量吸积比率高度敏感。
2025-01-28 astro-ph.EP
Testing large-scale vortex formation against viscous layers in three-dimensional discs
在行星形成理论中，原行星盘中通过Rossby波不稳定性（RWI）形成的涡旋被认为是一个重要的原因，并被认为可以解释在几个过渡盘中观测到的大尘埃不对称现象。然而，无论是涡的形成操作在分层吸积盘，即模型的原行星盘包括死区附近的磁盘中平面-区域是磁不活跃和有效粘度大大降低-尚未得到验证。作为第一步，对测试的鲁棒性分层光盘中的涡流形成，我们提出了非线性流体动力学模拟的全球3D原行星盘施加的运动粘度，增加远离光盘中平面。进行了两组数值实验：（i）粘性圆盘中人工径向密度凸起的非轴对称不稳定性;（ii）分层圆盘中行星间隙边缘的涡形成。实验（i）表明，线性不稳定性在很大程度上不受粘度的影响，并保持动态。圆盘行星模拟还显示了间隙边缘处的旋涡的初始发展，但在分层圆盘中，旋涡是瞬态结构，其消失在非线性状态中。我们认为，长期生存的柱状涡，如通过RWI形成的，需要低有效粘度在整个垂直范围的光盘，所以这样的涡不坚持分层光盘。
2013-10-04 astro-ph.EP
Evidence for a correlation between mass accretion rates onto young stars and the mass of their protoplanetary disks
在中心年轻恒星的质量吸积率和周围原行星盘的质量之间的关系一直被理论预测和观测寻求。对于第一次，我们已经准确地和均匀地确定了光球参数，质量吸积率，和磁盘质量的一个基本上完整的样本的年轻恒星与磁盘的狼疮云。我们的工作结合了VLT/X-Shooter和ALMA进行的调查结果。有了这个数据集，我们能够测试粘性吸积理论的基本预测，存在的质量吸积率到中央恒星和总磁盘质量之间的线性关系。我们发现的质量吸积率和磁盘尘埃质量之间的相关性，与预期的粘性时标时，假设一个星际介质（ISM）的气体-尘埃比的比率大致一致。这证实了质量吸积速率与外盘的性质有关。我们发现没有相关的质量吸积率和磁盘质量测量的CO同位素发射线，可能是由于少量的测量磁盘气体质量。这表明，毫米大小的尘埃质量更好地跟踪总磁盘质量和质量来自CO可能被低估，至少在某些情况下。
2016-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
How initial and boundary conditions affect protoplanetary migration in a turbulent sub-Keplerian accretion disc: 2D non viscous SPH simulations
目前关于行星形成的理论认为，巨行星的形成应该与它们快速向中央恒星迁移有关，这是由于原行星与盘的相互作用，对于近10个地球质量的天体来说，时间尺度为$10^5$年。这样的时间尺度应该比原行星通过与其他小天体碰撞而分层成长期间气体吸积到原行星上的时间尺度小一个数量级。这些参数最近被分析使用N体和/或流体动力学代码或它们的混合。在这项工作中，无粘性的2D模拟进行，使用SPH方法，研究一个原行星的迁移，评估吸积盘的有效性的原行星拖向中央恒星，作为一个函数的行星本身的质量，盘切向运动。为此，SPH方案被认为是适合研究湍流，运动学和边界条件的作用，由于其固有的平流湍流，特别是在2D和3D代码。模拟都在光盘子开普勒和开普勒运动学条件下进行的参数研究的原行星迁移，如果发生中度和一致的偏离开普勒动力学。我们的研究结果表明，在亚开普勒条件下，类地行星的几个轨道周期的迁移时间，而对于类地行星的估计给出了大约$10^4$轨道周期需要一半的轨道大小。行星迁移的时间尺度在很大程度上取决于行星相对于盘流的离心屏障附近的激波区域的相对位置。
2009-09-24 astro-ph.EP
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
On vertical variations of gas flow in protoplanetary disks and their impact on the transport of solids
吸积盘理论中的一个主要不确定性是气体湍流的性质和性质，它驱动着原行星盘中的输运。麦克斯韦-雷诺应力张量的常用粘性公式产生了一个纬向环流，其中流动在中平面附近向外，在远离中平面的地方向内。这种纬向环流被提出来解释彗星中存在高温矿物（被认为是来自太阳系内部）。然而，它还没有被观察到的磁流体动力学（MHD）湍流模拟到目前为止。在这项研究中，我们评估在何种程度上的净输送的固体可以诊断存在的纬向环流。为此，我们提出并激发了一个处方的MHD湍流具有相同的自由参数的粘性之一。我们比较了这两个处方的小固体颗粒的径向运输的影响，发现他们的净，垂直整合的径向通量实际上是相当不敏感的湍流参数$α$，我们解释的一个给定的垂直平均的流动结构。鉴于目前对圆盘湍流的不确定性，一维模型因此最适合于研究固体的径向输运。一个推论是，彗星中高温物质的存在不能被认为是日冕环流的明确诊断。事实上，我们认为，在粘性盘模型向外运输更恰当地归因于湍流扩散，而不是平均流量的气体。
2013-01-24 astro-ph.EP
The Effect of Luminosity Outbursts on the Abundance of Pebbles and Their Ice Mantles in Protoplanetary Disks
本研究利用FEOSAD二维流体动力学模拟，揭示原行星盘光度爆发如何改变各挥发分雪线，并因水冰流失使卵石丰度减半且恢复需数千年。
2025-05-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The structure of protoplanetary discs around evolving young stars
具有气体包层的行星的形成发生在原行星吸积盘中，时间尺度为数百万年。小的尘埃颗粒相互粘附形成卵石，卵石在湍流中集中形成星子和行星胚胎并成长为行星，行星经历了大量的径向迁移。所有这些过程都受到原行星盘的基本结构的影响，特别是温度，气体尺度高度和密度的分布。最小质量太阳星云（MMSN）通常使用的圆盘结构是所有这些量的简单幂律。然而，原行星盘模型与粘性和恒星加热显示几个颠簸和下降的温度，规模的高度和密度所造成的过渡不透明度，这是失踪的MMSN模型。这些在行星的形成中起着重要的作用，因为它们可以通过流动不稳定性作为星子形成的甜蜜点，并影响I型迁移的方向和幅度。我们提出了二维模拟的吸积盘，具有辐射冷却，粘性和恒星加热，并与原行星盘和它们的宿主恒星的观察到的演化阶段。这些模型使我们能够确定首选的星子和行星形成地区的原行星盘的金属丰度，吸积率和寿命的函数。我们推导出简单的拟合公式，具有所有的结构特征的原行星盘在几个百万年的演变。这些适合是直接适用于任何生长阶段的行星，其中需要详细的知识，基本盘结构的建模。
2014-12-25 astro-ph.EP
Effect of MHD wind-driven disk evolution on the observed sizes of protoplanetary disks
原行星盘是行星形成理论中的一个关键组成部分，它的演化是由粘性湍流还是磁盘风驱动的，目前还不清楚。由于粘性演化的盘随时间向外扩展，盘大小的演化是研究盘演化的判别检验。然而，目前还不清楚如果磁盘演化是由磁盘风驱动的，那么观测到的磁盘大小如何随时间变化。结合热化学程序DALI和Tabone等人（2021 a）提出的解析风驱动盘演化模型，我们研究了由CO转动辐射（$R_{\rm CO, 90\%}$）测量的观测气体外半径随时间的演化。$R_{\rm CO, 90\%}$的演化是由盘质量的演化驱动的，因为物理半径随时间保持不变。对于一个常数$α_{\rm DW}$，一个扩展的$α-$ Shakura-Sunyaev参数风驱动的吸积，$R_{\rm CO, 90\%}$随时间线性下降。它的初始大小由盘质量和特征半径$R_c$决定，但只有$R_c$影响$R_{\rm CO, 90\%}$的演化，较大的$R_c$导致$R_{\rm CO, 90\%}$的急剧减小。对于时间依赖的$α_{\rm DW}$，$R_{\rm CO, 90\%}$在盘的大部分寿命期间保持近似恒定，直到$R_{\rm CO, 90\%}$随着盘消散而快速收缩。恒定的$α_{\rm DW}$ -模型能够再现在$\sim1-3$狼疮和$\sim5-11$ Myr老上天座恒星形成区观测到的气体盘大小。然而，他们可能高估了较年轻的$…
2021-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of Thermodynamics on the Concurrent Accretion and Migration of Gas Giants in Protoplanetary Disks
本文使用 Athena++ 进行 2D 流体动力学模拟，通过 $β$ 冷却方案研究热力学对原行星盘中气态巨行星并发吸积与迁移的影响，发现冷却时标增加会降低吸积率并导致行星从向外迁移转为向内迁移。
2025-01-27 astro-ph.EP
Protoplanetary disc evolution and dispersal: the implications of X-ray photoevaportion
我们探讨了X射线光蒸发在粘性演化的T-Tauri盘的演化和扩散中的作用。我们发现，X射线光蒸发风率与X射线光度成线性比例关系，因此，在太阳型金牛座T星（10 e 28 - 10 e 31 erg \s）观测到的X射线光度范围内，产生了速率为10 e-10- 10 e-7 M_sun/yr的强盘风。我们使用风的解决方案，从辐射流体动力学模型，耦合到粘性演化模型，以构建一个人口合成模型，使我们可以研究不断变化的光盘和所谓的“过渡盘”的物理特性。目前的观测光盘的寿命和吸积率可以匹配我们的模型假设粘度参数α = 2.5e-3。我们的模型证实，X射线在原行星盘的演化和扩散中起着主导作用，从而产生了所观察到的不同人口的内孔“过渡”源，其中包括那些与大规模的外盘，那些与气体在其内孔和那些可检测的吸积签名。为了帮助理解所观察到的过渡盘的性质，我们提出了一个诊断图的基础上吸积率与内孔的大小，表明，与最近的索赔，许多所观察到的吸积和非吸积过渡盘可以很容易地解释X射线光蒸发。最后，我们证实了Drake等人（2009）的猜想，即吸积被X射线通过“光蒸发饥饿吸积”抑制，并预测这种效应可以引起X射线光度和吸积率之间的负相关，如猎户座数据所报告的那样。
2017-09-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dependence of the structure of planet-opened gaps in protoplanetary disks on radiative cooling
本文使用 Athena++ 模拟原行星盘-行星相互作用，定量研究了稳态间隙深度和宽度对行星质量、粘度、盘标高及热弛豫时标的依赖关系，并推导了 AS 209 等系统中开隙行星的可能质量。
2023-10-19 astro-ph.EP
