Substructure evolution from protoplanetary to debris disks driven by mutually gravitating planetesimals and implications on Kepler resonances and free-floating planets
California Institute of Technology(加州理工学院);University of Hawai’i(夏威夷大学)
该研究提出相互引力星子的径向扩散演化图景,重现原行星盘环分布,揭示碎屑盘演化对开普勒共振链破坏及类地行星大小自由漂浮天体形成的启示。
2026-08-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Matryoshka Disk: Keck/NIRC2 Discovery of a Solar System-Scale, Radially Segregated Residual Protoplanetary Disk Around HD 141569A
利用Keck/NIRC 2 $L^\prime$(3.78 $μm$)数据,我们报道了在年轻的A型恒星HD 141569 A周围直接成像发现的散射光分辨的太阳系尺度残留原行星盘,它位于两个环状结构的内部并与之同心,间距较宽。该盘被分解为$\sim$ 0 \farcs{} 25,并表现为带有钩状特征的弧形边缘。它位于温暖的CO气体的空间分辨中红外光谱和扩散尘埃排放最近发现的\textit{Hubble Space Telescope}之间的角间距中间。内盘的半径为$\sim$ 39天文单位,位置角与北朝上一致,倾角为$i$ $\sim$ 56 $^{o}$,中心偏离恒星。盘的正演模拟有利于厚环面状发射,在超过环面的光心的分离处急剧截断,在较小的分离处严重耗尽。特别是,尘埃的最佳拟合密度幂律表明,内盘尘埃和气体(如CO探测)是径向分离的,这一特征与从“典型”过渡盘的观测中推断出的尘埃捕获机制一致。然而,内盘的组成部分,而不是解释为辐射压力引起的迁移在光学薄的条件下,相比之下,两个恒星伴星/行星影响的环状结构在更广泛的分离。HD 141569 A的拱星环境--有三个嵌套的,有间隙的同心尘埃群--是了解行星形成与尘埃颗粒和磁盘结构演化之间关系的绝佳实验室。
2016-02-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The interpretation of protoplanetary disc wind diagnostic lines from X-ray photoevaporation and analytical MHD models
典型风诊断的高分辨率光谱([OI] 6300和其他禁止发射线)通常可以分解为多个分量:蓝移高达100 km/s的高速分量通常归因于快速喷流,而窄(NLVC)和宽(BLVC)低速分量被认为是较慢的圆盘风。在假设谱线展宽主要由开普勒旋转主导的情况下,一些研究发现,BLVC应该跟踪0.05和0.5 AU之间发射的气体,并且BLVC和NLVC属性之间的相关性已被解释为排放跟踪扩展MHD风而不是光蒸发风的证据。我们计算了合成线轮廓从详细的光电离计算的X射线光蒸发模型和一个简单的MHD风模型,并分析了不同的诊断线的发射区域和由此产生的光谱轮廓。光蒸发模型再现了大多数观察到的NLVC,但不是BLVC或HVC。MHD模型能够再现所有分量,但在平均倾角处产生很少观察到的开普勒双峰。磁流体和光蒸发风的结合可以解决这个问题。我们的研究结果表明,高斯分解不允许从不同的风区的通量的一个明确的区别,线加宽往往是由流出的速度梯度,而不是由开普勒旋转为主。我们发现,所观察到的BLVC和NLVC之间的相关性并不一定意味着一个共同的起源在一个扩展的MHD风。
2020-05-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A new method for direct measurement of isotopologue ratios in protoplanetary disks: a case study of the $^{12}$CO/$^{13}$CO ratio in the TW Hya disk
行星系统被认为诞生于原行星盘中。同位素比值是研究从分子云经原行星盘到行星系统的物质起源和演化的有力工具。然而,测量同位素(同位素体)比是具有挑战性的,特别是在原行星盘中,因为主要物种的发射线是饱和的。我们开发了一种新的方法来克服这些挑战,通过使用热加宽引起的光学细线翼。作为该方法的第一个应用,我们分析了两个一氧化碳同位素线,$^{12}$ CO $3-2$和$^{13}$ CO $3-2$,从档案观测TW Hya周围的原行星盘与阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列。在盘半径为${ 70-110}$ au时,$^{12}$ CO/$^{13}$ CO的比值估计为${ 20\pm5}$,明显小于在本星际介质$\sim69$中观测到的值。这意味着在低温环境中与$\rm C/O>1$发生同位素交换反应。相反,它建议$^{12}$ CO/$^{13}$ CO是高于$\sim{ 84}$在外盘($r > { 130}$ au),这可以解释的尘埃颗粒和CO气体耗尽过程中的同位素的结合能的差异。我们的研究结果意味着,气相$^{12}$ CO/$^{13}$ CO可以变化的${ > 4}$的一个因素,即使在原行星盘,因此,可以用来跟踪磁盘中的材料演化。
2022-05-10 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
An unusual reservoir of water emission in the VV CrA A protoplanetary disk
我们提出了一个不寻常的模式的水蒸气排放的$\sim$ 2万年老的低质量的二元系统VV CrA,观察到的红外光谱与VLT-CRIRES,VLT-VISIR,和斯皮策-IRS的分析。双星的每个组成部分都在L($\sim3\,μ$ m)和N($\sim 12\,μ$ m)波段显示出来自水蒸气的辐射。N-波段和斯皮策光谱与以前从具有盘的年轻恒星观察到的光谱相似,并且与扩展的原行星盘的发射一致。相反,VV CrA A的CRIRES L波段数据显示出不寻常的光谱,这需要存在具有高温($T\gtrsim1500$ K)、柱密度($N_\mathrm{H2O}\sim 3\times10^{20}\ \mathrm{cm}^{-2}$)和湍流增宽($v\sim 10$ km s $^{-1}$)的水库,但发射面积非常小($A\lesssim0.005$ AU $^2$)。与先前观察到的V1331 Cyg(Doppmann等人,2011年)和SVS 13(Carr等人,2004年)的水排放相似,表明这种水库的存在可能与进化状态有关,可能与高吸积率或风的存在有关。虽然内盘可能藏有这样的水库,简单的开普勒模型不匹配以及发射线的形状,必须考虑替代的速度场。我们还提出了一个新的想法,不寻常的发射可能出现在一个环行星盘,嵌入在更大的VV CrA A原行星盘。可能需要更多的数据来确定这种不寻常的光谱模式的真正物…
2022-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Dwarf Protoplanetary Disk around XZ Tau B
我们报告发现了一个矮原行星盘周围的恒星XZ头B,显示了所有的功能,一个经典的过渡盘,但在一个小得多的规模。该盘已被阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)成像,揭示了它的尘埃排放具有相当小的半径~ 3.4 au,并提出了一个半径~ 1.3 au的中心空腔,我们归因于轨道(原)行星的紧凑系统。考虑到所涉及的非常小的半径,预计在这个圆盘中的演化(几个月内可观察到的变化)比经典圆盘(可观察到的变化需要几十年)快得多,并且在不久的将来易于通过观测进行监测。根据我们的模型,我们估计盘的质量足够大,可以形成一个紧凑的行星系统。
2016-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
UV Fluorescence Traces Gas and LyA Evolution in Protoplanetary Disks
原行星盘的紫外线光谱在岩石行星形成的半径上追踪温暖气体的分布。我们结合HST-COS观测的H2和CO发射从12个经典的金牛座T星更广泛地映射内盘表面层,气体温度分布允许径向分层荧光从两个物种。我们计算经验的发射半径为每个物种的假设下,线宽是完全由开普勒加宽,表明CO荧光起源于恒星(r ~ 20 AU)比H2(r ~ 0.8 AU)。这是支持2-D辐射转移模型,这表明CO通量分布的峰值和外半径一般延伸到外盘比H2。这些结果还表明,LyA光子的其他来源仍然无法解释,需要更复杂的模型来完全再现分子气体排放。作为第一步,我们确认的UV-CO波段和LyA辐射场的形态显着相关,并发现,都跟踪尘埃盘演化的程度。紫外线示踪剂似乎遵循相同的序列的磁盘演变为禁止线发射从喷气机和风,作为观察到的LyA公司之间的过渡占主导地位的红色机翼和占主导地位的蓝色机翼形状时,高速光发射消失。我们的研究结果表明,紫外线辐射场,磁盘风和喷气机,和分子气体在其整个生命周期与尘埃盘和谐发展的情况。
2021-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The nucleosynthetic fingerprint of the outermost protoplanetary disk and early Solar System dynamics
研究通过原始陨石中的外盘物质核合成与同位素证据,揭示彗星形成区成分普遍存在于外太阳系,并归因于分子云晚期吸积流的加入。
2024-06-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal Structure and Millimeter Emission of Protoplanetary Disk with embedded protoplanets from radiative transfer modeling
本研究通过流体动力学模拟结合辐射转移后处理,探究含内嵌原行星的原行星盘热结构与毫米辐射特征,发现行星星周盘的辐射可局域升温盘物质,且其毫米辐射特征可用于约束原行星生长时标。
2024-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
exoALMA XX: Tomographic Detection of Embedded Planets in Protoplanetary Disks
University of Florida(佛罗里达大学);Leiden University(莱顿大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);Max-Planck Institut für Extraterrestrische Physik (MPE)(马克斯·普朗克地外物理学研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)(马克斯·普朗克天文学研究所);Université Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台);European Southern Observatory(欧洲南方天文台)
本文通过体视图研究分子线,揭示了原行星盘中行星形成的动态环境,展示了如何通过合成观测识别行星驱动的亚结构。
2026-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Water in protoplanetary disks with JWST-MIRI: spectral excitation atlas and radial distribution from temperature diagnostic diagrams and Doppler mapping
本研究基于 JWST-MIRI 的 JDISC 25条光谱,建立水谱线激发图册、线比温度诊断和 Doppler 增宽方法,揭示内盘水的径向分布、雪线储库及富水内盘风。
2024-12-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Model of Neptune's protoplanetary disk forming in-situ its surviving regular satellites after Triton's capture and comparison of the protoplanetary disks of the four gaseous giants
我们适合海王星的原行星盘的等温振荡密度模型,以幸存的定期卫星和它的最内环,我们确定的径向尺度长度的磁盘,状态方程和原始气体的中心密度,和旋转状态的海王星星云。海王星的规则卫星受到海卫一逆行捕获的影响,破坏了系统。一些卫星可能已经被抛出,而另一些卫星可能在其潜在的最小值内幸存下来。由于这个原因,海王星星云看起来不像我们以前模拟的任何星云。特别是,在星云核心的深处一定有两个密度最大的地方,那里现在没有卫星或环。即使有了这个强有力的假设,最近发现的小卫星NXIV也使建模工作进一步复杂化。通过一些额外的假设,海王星星云仍然与天王星星云有许多相似之处,这是从两个系统的相对接近和相似的物理条件中预期的。对于海王星的原始磁盘,我们发现一个陡峭的幂律指数($k=-3.0$),需要容纳的外卫星拉里萨,N XIV和变形。衡量离心力对自身重力的支持的旋转参数非常小($β_0=0.00808$),其径向尺度长度也非常小(13.6 km)。盘的范围($R_{\rm max}=0.12$ Gm)比天王星的范围($R_{\rm max}=0.60$ Gm)小得多,海卫一似乎是盘被截断的原因。致密的海王星核心的中心密度和它的角速度都比天王星的核心高,但与之相当。最后,我们比较了四颗气态巨星的原行星盘模型。
2019-03-03 astro-ph.EP
Observability of the Vertical Shear Instability in protoplanetary disk CO kinematics
上下文原行星盘中气体的动力学和湍流运动对它们的演化至关重要,并影响行星形成。最近的观测表明,在圆盘的外部区域有微弱的湍流。然而,在这些外部区域的湍流的物理机制仍然不确定。垂直剪切不稳定性(VSI)是一种很有前途的产生湍流的机制。目标。我们的目的是研究气体速度结构的可观测性VSI通过CO运动学与ALMA。方法.我们进行全球三维流体动力学模拟的VSI不稳定盘。我们用辐射转移计算对模拟结果进行了后处理,并对CO转动发射谱线进行了综合预测。接下来,我们计算视线速度图,以及它与子开普勒平衡解的偏差。我们探索的可检测性的VSI通过识别运动学签名,使用现实的模拟观测。结果我们对VSI的3D模拟非常详细地显示了气体的稳态动力学。从速度结构我们推断出湍流应力值为$α_{rϕ}=1.4 \times 10^{-4}$。在大尺度上,我们观察到的速度偏差为50米秒$^{-1}$轴对称环。我们找到了最佳条件在$i \lesssim 20^{\circ}$跟踪的VSI的运动学结构。我们发现,目前的诊断约束气体湍流的非热加宽的线发射不适用于各向异性VSI湍流。结论.利用ALMA可以检测VSI产生的运动学特征。观测包括一个扩展的天线配置与最高的光谱分辨率相结合,需要强大的检测。大规模的速度扰动的表征是必要的,以约束气体观测的VSI产生的湍流水平。
2021-06-02 astro-ph.EP
A Closer Look at the LkCa 15 Protoplanetary Disk
我们提出了870微米的尘埃连续排放的观测从LkCa 15原行星盘在高角分辨率(与0.25”= 35 AU的特征尺度),获得与IRAM高原德布雷干涉仪,并补充了略低分辨率的观测从亚毫米阵列。我们拟合这些数据与简单的形态模型来描述壮观的环状发射结构的磁盘。我们的分析表明,少量的870微米的尘埃排放(~5 mJy)起源于一个大的(40-50 AU半径)低光学深度腔。这一结果可以解释为毫米级尘埃颗粒的径向分布突然减少了约5倍,也可以解释为盘中存在间隙的间接证据,这与之前从未分辨的红外光谱和散射光图像中得出的推论一致。后一种可能性的初步模型表明存在一个低质量(行星)伴星,其性质与最近发现的LkCa 15 b相当。
2011-10-18 astro-ph.EP astro-ph.GA
Self-Induced Dust Traps Around Snow Lines in Protoplanetary Discs
尘埃颗粒需要有效地从微米大小增长到数千公里,以形成行星。由于毫米到米大小的增长受到一些障碍的阻碍,最近发现尘埃演变能够产生“自诱导”尘埃陷阱,这显示了希望。挥发性物质在某些位置的凝结和升华,称为雪线,也被认为是行星形成情景的重要组成部分。鉴于粉尘粘附特性在雪线上发生变化,这就提出了一个问题:雪线如何影响自诱导粉尘陷阱的形成机制?这个问题与原行星盘中一氧化碳(CO)雪线的多次观测特别相关,因为它对尘埃生长和动力学的影响尚待了解。在本文中,我们提出了雪线一般的自诱导尘埃陷阱的形成在参数研究的影响,然后集中在CO雪线。我们发现,对于一系列的参数,灰尘陷阱的形式在雪线的灰尘积累和缓慢增长,在以前的工作中发现的水雪线。我们还发现,根据CO雪线两侧的颗粒粘附特性,它可能是粉尘生长和漂移的起点或制动点。这可以为理解原行星盘观测中尘埃分布和雪线之间的联系提供线索。
2019-12-05 astro-ph.EP
A Tail Structure Associated with Protoplanetary Disk around SU Aurigae
本文介绍了阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)对金牛座T星御夫座SU(以下简称SU Aur)周围原行星盘CO($J$ =2- 1)谱线发射的观测结果。先前在光学和近红外波长的观测发现了SU Aur的独特结构。观测结果的亮点之一是,一个扩展的尾巴状结构与磁盘,表明质量转移或进入磁盘。在这里,我们报告的发现对应的尾状结构的CO气体延伸超过1000 AU长。基于几何学和运动学的观点,盘状结构部件和尾状结构部件两者彼此物理连接。一些理论研究通过以下可能的情况预测了观测到的尾状结构:1)来自分子云残骸的气体流,2)与来自环境云的(亚)恒星入侵者或气体团碰撞,3)由于多体引力相互作用的引力不稳定性,行星或褐矮星质量物体的喷射。由于与SU Aur盘相关的尾状结构是继御夫座RW之后的新例子,因此某些盘可能会经历内部或外部相互作用,并在盘演化过程中急剧损失质量。
2019-02-27 astro-ph.EP
Winding Motion of Spirals in a Gravitationally Unstable Protoplanetary Disk
本研究通过ALMA七年观测发现IM Lup盘中的螺旋臂遵循开普勒旋转,为引力不稳定性在宽轨道行星形成区域中的作用提供了直接观测证据。
2025-09-24 astro-ph.EP astro-ph.GA
Probing Inner-Edge of Dead Zones in Protoplanetary Disks with ALMA and Next Generation Very Large Array
ALMA对原行星盘亚结构的发现,为我们研究行星的形成提供了重要线索。然而,对岩石行星形成的观测限制仍然很少,特别是因为有限的空间分辨率。所谓的死区的内缘是岩石行星形成的优先场所之一。我们调查的能力ALMA和ngVLA观测尘埃浓度预计在内部边缘的死区周围的赫比格星。赫比格Ae/Be星是探索原行星盘中岩石颗粒演化的有用实验室,因为它们的高光度将死区内边缘向外推。我们发现,由于其前所未有的角分辨率和灵敏度,ngVLA可以检测到在死区内边缘的粉尘浓度,在$λ=3,7$ mm和1 cm处具有10小时的合理积分时间。预计尘埃浓度在ALMA波长处是光学厚度的,并且由于其有限的分辨率而无法在空间上分辨。另一方面,从内部磁盘区域($\sim$ 3- 4 au)与当前的VLA观察到的通量密度是较高的磁盘与灰尘环,因此将是一个有用的指标,帮助我们选择潜在的候选人的磁盘具有灰尘浓度在最内部的区域。通过这些观测,我们可以描述尘埃集中在最里面的盘区域的过程,岩石行星可以形成。
2022-02-18 astro-ph.EP
Protoplanetary disk rings and gaps across ages and luminosities
自从发现HL Tau盘的多环结构以来,ALMA数据表明,许多(如果不是全部的话)原行星盘的尘埃连续辐射由环和间隙组成,无论它们的光谱型或年龄如何。迄今为止,这些差距的根源仍不清楚。我们提出了一个样本研究的16个磁盘与多个环状结构的连续,使用已公布的ALMA档案数据,比较它们的形态和间隙的位置在一个系统的方式。这16个目标的范围从早期到晚期类型的恒星,从<0.5 Myr to >10百万年,从~0.2到40 L_Sun,包括完整的和过渡的磁盘清除内部尘埃腔。恒星年龄是用新的盖亚距离修正的。间隙位置使用对强度分布的简单径向拟合来导出。利用辐射转移模型,计算了温度分布。间隙半径通常不对应于最常见分子的雪线的轨道半径。雪线模型作为多环系统的共同起源可能被丢弃。此外,在可能与行星共振有关的间隙位置中没有系统的趋势。最后,样品中最古老的盘的外半径减小,这表明如果多环盘以类似的方式演化,外部尘埃环要么随着气体消散,要么成长为星子带。
2019-01-30 astro-ph.EP
DECaPS and SMA discovery of a highly-inclined class I YSO with an outflow: IRAS 08235-4316
本研究利用DECaPS和SMA观测数据,发现IRAS 08235-4316是一颗带有外流的高倾角I类年轻恒星体,宿主半径约440 au、尘埃质量大于11 M⊕的内嵌原行星盘。
2024-11-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Studying Protoplanets and Protoplanetary Disks with the Habitable Worlds Observatory
本文提议利用HWO的高对比度成像和积分场光谱技术直接成像并表征原行星盘内的原行星,预计将探测超200颗原行星,以检验行星形成与盘相互作用理论。
2025-06-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Modelling circumbinary protoplanetary disks: I. Fluid simulations of the Kepler-16 and 34 systems
开普勒任务发现了一些环绕双星的行星,它们的轨道接近双星(a_p < 1.1 au),这就提出了一个问题,即这些行星是如何在双星对圆盘产生强烈引力扰动的情况下形成的。环双星原行星盘的气体成分的扰动方式类似于固体,星子为主的对应物,虽然机制,盘偏心起源不同。这是第一个工作的一系列,旨在调查的条件,行星形成的环联原行星盘。我们提出了一些流体动力学模拟,探讨两个观测到的二元系统:开普勒-16和开普勒-34周围的气体盘的响应。我们探讨了盘的粘度,长宽比,内边界条件,初始表面密度梯度,和自引力的动力学演化的磁盘,以及它的准稳态轮廓的重要性。我们发现双星类型对盘的平均偏心率e_d有很大的影响,Kepler-16的e_d = 0.02 - 0.08,Kepler-34的e_d = 0.10 - 0.15。α-粘度的值对磁盘的影响不大,但我们发现一个强大的平均磁盘偏心率增加纵横比由于波传播效应。内边界条件的选择对圆盘的面密度和偏心率影响不大。我们的主要发现是,包括磁盘的自引力对磁盘的质量小于12.5倍的最小质量的太阳星云的演化或最终状态的影响很小。这一发现与自引力相关的结果,在环主磁盘,它的列入被认为是一个重要的因素,在描述磁盘的演变。
2015-07-24 astro-ph.EP
XUE. Molecular inventory in the inner region of an extremely irradiated Protoplanetary Disk
本研究基于JWST的XUE项目,首次揭示了大质量恒星形成区NGC 6357中高度辐照原行星盘XUE 1内部几au处含有丰富水、CO、CO2等分子及硅酸盐尘埃,发现其物理化学条件与孤立小质量恒星形成区内部盘惊人相似,拓宽了岩石行星形成的极端环境范围。
2023-10-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Broadening the Canonical Picture of EUV-Driven Photoevaporation of Accretion Disks
本文构建考虑光加热和光电离有限时标的解析模型,揭示EUV驱动光致蒸发风比经典图像更广泛的流体力学和热化学状态,并阐明能量效率随EUV强度和谱硬度的变化规律。
2024-06-26 astro-ph.EP
Discovery of a Transiting Planet Near the Snow-Line
在大多数关于行星形成的理论中,雪线代表了内部岩石行星和外部冰巨星之间的边界。雪线的广泛分离使得过境世界的发现具有挑战性,但过境将允许详细的后续表征。开普勒-421b是一颗天王星大小的系外行星,每704.2天在近圆形轨道上经过一颗G9/K 0矮星。利用公开的开普勒测光,我们证明了这两个观测到的凌日可以唯一地归因于704.2天的周期。使用BLENDER进行的详细光变曲线分析验证了Kepler-421 b的行星性质,置信度>4 sigmas。开普勒-421 b接收到的太阳辐射量与太阳系中约2天文单位的天体相同,而对于天王星来说,它的有效温度约为180 K。利用一个与时间相关的原行星盘模型,我们估计开普勒-421 b现在的半长轴在300万年后超过了雪线,这表明开普勒-421 b可能已经在其观测位置形成。
2014-07-17 astro-ph.EP
Structure, stability and evolution of 3D Rossby vortices in protoplanetary disks
大尺度的持续性涡是已知的,很容易形成在二维磁盘通过Rossby波或斜压不稳定。然而,在3D中,它们的形成和稳定性是一个复杂的问题,仍然是一个有争议的问题。本文研究了分层无粘圆盘中Rossby波不稳定性引起的涡旋的形成,描述了涡旋的三维结构、稳定性和长期演化。采用基于二阶有限体积法的完全可压缩流体动力学程序进行数值模拟。我们假设理想气体定律和非等熵绝热流动,发现Rossby波不稳定性在三维中以与二维中相似的方式进行。由不稳定产生的涡看起来像在整个磁盘厚度的涡列;小的垂直运动与弱倾斜的涡轴出现在发展的RWI。展弦比大于6的涡不受椭圆不稳定性的影响。它们松弛成一个准稳定的柱状结构,在数百次旋转中幸存下来,同时缓慢地向内朝着恒星迁移,速度随着涡旋纵横比的降低而降低。相比之下,具有较小纵横比的涡受椭圆不稳定性的影响。短展弦比涡在几个轨道周期内完全被破坏。在远离中平面且圆盘分层足够大的区域,具有中等长宽比的涡旋被椭圆不稳定性部分破坏。拉长的Rossby涡在原行星盘中可以以涡量柱的形式存在大量的轨道周期。它们可能在气体的演化和固体颗粒的聚集中发挥重要作用,形成星子或行星核心,最近在Oph IRS 48盘中发现粒子陷阱的可能性重新引起了人们的兴趣。
2013-09-23 astro-ph.EP
Discovery of Radio Recombination Lines from Proplyds in the Orion Nebula Cluster
利用ALMA首次在猎户座星云星团的原行星盘中探测到氢和氦射电复合线,揭示了外部光蒸发气体的电离前沿物理特性,为测量星团环境中盘性质提供了新方法。
2025-03-04 astro-ph.EP astro-ph.GA 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
Gas dynamics around a Jupiter-mass planet I. Influence of protoplanetary disk properties
本研究使用fargOCA代码进行3D模拟,探究原行星盘性质对木星质量行星周围气体动力学的影响,发现低粘度盘有利于旋转支撑星周盘的形成,且仅在低粘度盘中观测到导致行星系统倍增时间超过10^5年的气体吸积。
2024-08-22 astro-ph.EP
High turbulence in the IM Lup protoplanetary disk: Direct observational constraints from CN and C$_2$H emission
本文提出一种无需辐射转移模型直接测量原行星盘湍流的新方法,通过分析 IM Lup 的 CN 和 C$_2$H 发射,发现其上层盘存在马赫数 0.4-0.6 的高湍流,支持 MRI 预测的垂直湍流梯度。
2024-02-06 astro-ph.EP
Discovery of a directly imaged disk in scattered light around the Sco-Cen member Wray 15-788
作为我们正在进行的调查的一部分,我们已经进行了高对比度成像与VLT/SPHERE/IRDIS获得偏振和总强度图像的年轻($11^{+16}_{-7}$百万岁)K3 IV星Wray 15-788在下半人马座Crux子群的天蝎座-Cen。对于总强度图像,我们采用基于参考星差分成像和主成分分析相结合的方法去除恒星晕。总强度和偏振数据都解决了Wray 15-788周围的圆盘。恒星光谱能量分布的模型表明,这是一个处于过渡阶段的原行星盘。我们在$\sim$ 370 mas($\approx$ 56 au)的投影距离处探测到一个明亮的外环,在$\sim$ 170 mas($\approx$ 28 au)处探测到内部子结构的暗示,以及两者之间的间隙。只有在$60^\circ<φ<240^\circ$的位置角范围内,我们才有信心在5 $σ$水平上检测到来自盘的外环的实际散射光通量;其余部分与背景噪声无法区分。对于外环的检测部分,我们确定$i$ =21 $^\circ\pm$ 6 $^\circ$的盘倾角和$φ$ =76 $^\circ\pm$ 16 $^\circ$的位置角。此外,我们发现Wray 15-788是与A2 V星HD 98363在$\sim$ 50“”($\approx$ 6900 au)距离处的双星系统的一部分。仅检测到外环的一半可能是由于未对准的内盘的阴影。一个潜在的亚恒星伴星可能会…
2019-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of carbon monoxide emission from five debris disks around young A-type stars
本研究利用ALMA对12个年轻中等质量恒星的富尘岩屑盘进行观测,发现5个含CO气体的盘,并揭示了CO探测率与恒星光度相关,同时探讨了碰撞在低CO盘产气中的作用及富CO盘的形成机制。
2025-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST MIRI/MRS Observations of T Cha: Discovery of a Spatially Resolved Disk Wind
研究通过 JWST MIRI/MRS 对 T Cha 的光谱成像,首次发现空间分辨的 [Ne II] 盘风,并结合多条稀有气体禁线支持高能光子驱动的外部热风。
2024-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
WASP-80b: a gas giant transiting a cool dwarf
我们报告发现了一颗行星过境恒星WASP-80(1 SWASP J201240.26-020838.2; 2 MASS J20124017-0208391; TYC 5165-481-1; BPM 80815; V=11.9,K=8.4)。我们的分析表明,这是一个0.55 +/- 0.04 Mjup,0.95 +/- 0.03 Rjup的气体巨星,围绕一颗恒星的圆形轨道为3.07天,其光谱型在K7 V和M0 V之间。该系统产生了迄今为止报道的最大的过境深度之一,使其成为透射光谱学的一个有价值的目标。我们发现一个很大的差异之间的v辛我推断恒星线加宽和观察到的振幅的Rossiter-McLaughlin效应。这可以通过一个几乎垂直于恒星自旋的轨道平面来理解,或者通过一个额外的、无法解释的加宽源来理解。
2013-03-01 astro-ph.EP
Planet-disk interaction and evolution
本文综述了行星形成过程中行星体与原始行星盘相互作用导致轨道演化的物理机制,强调行星多样性源于组装过程与盘环境条件的耦合。
2024-10-01 astro-ph.EP
A Radially Resolved Magnetic Field Threading the Disk of TW Hya
本研究通过CN分子发射的差分展宽,利用ALMA观测在TW Hya盘中径向分辨出约10 mG的磁场,并揭示其从极向到盘面内的形态转变,为原行星盘磁场研究提供新方法。
2025-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Discovery of a Jupiter Analog Misaligned to the Inner Planetary System in HD 73344
本研究利用27年视向速度、TESS及Hipparcos-Gaia数据发现HD 73344 d,并证明其与内行星系统显著错位,揭示了行星散射或原行星盘扭曲的演化线索。
2025-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
OGLE-2017-BLG-1522: A giant planet around a brown dwarf located in the Galactic bulge
我们在OGLE-2017-BLG-1522微透镜事件中发现了一颗巨大的行星。尽管事件的时间尺度相对较短,只有$t_{\rm E} \sim 7.5$天,但行星扰动还是被高节奏的巡天实验清楚地识别出来。爱因斯坦半径非常小,为$θ_{\rm E} = 0.065\,$ mas,这意味着透镜系统的质量非常低,或者比太阳更靠近微透镜源,或者两者兼而有之。贝叶斯分析得出了组成部分的质量$(M_{\rm host}, M_{\rm planet})=(46_{-25}^{+79}, 0.75_{-0.40}^{+1.26})~M_{\rm J}$和源透镜距离$D_{\rm LS} = 0.99_{-0.54}^{+0.91}~{\rm kpc}$,这意味着这是一个棕矮星/木星系统,可能位于银河系的隆起,一个位置,这也是符合相对较低的透镜源相对自行$μ= 3.2 \pm 0.5~{\rm mas}~{\rm yr^{-1}}$。预测的伴星-主星分离距离是$0.59_{-0.11}^{+0.12}~{\rm AU}$,表明行星位于主星雪线之外,即,$a_{sl} \sim 0.12~{\rm AU}$。行星形成的情景结合小伴星-宿主质量比$q \sim 0.016$和分离表明伴星可能是第一个发现在围绕棕矮星宿主的原行星盘中形成的巨行星。
2018-03-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
SO and SiS Emission Tracing an Embedded Planet and Compact $^{12}$CO and $^{13}$CO Counterparts in the HD 169142 Disk
本文利用ALMA高分辨率数据在HD 169142盘中发现与嵌入巨行星位置重合的SO、SiS及致密CO发射,揭示行星驱动激波和化学不对称性,为原行星盘中行星形成研究提供新模板。
2023-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transitional Disks as Signposts of Young, Multiplanet Systems
虽然目前还没有发现一颗仍在形成中的行星嵌在气态原行星盘中,但过渡盘上清理出来的内孔可能是年轻行星的路标。在这里,我们表明,吸积过渡盘与宽,光学薄内孔15 AU或以上的子集只能由多个行星轨道内每个孔雕刻。多行星系统为解释过渡盘的起源提供了两个关键因素。首先,多个行星可以清除宽的内孔,而单个行星只打开狭窄的间隙。其次,由多个行星产生的受限的非轴对称吸积流提供了一种方式,使任意数量的质量转移通过一个明显的光学薄孔发生,而不会过度产生红外多余通量。而不是假设孔中的气体和尘埃是均匀和轴对称分布的,我们可以通过用局部光学厚的潮汐尾覆盖孔表面的宏观部分来构建一个具有明显光学薄红外通量的内孔。我们还建立了其他清除机制,如光蒸发,不能解释我们的吸积过渡盘与宽孔的子集。因此,过渡盘是观测寻找年轻行星系的高价值目标。
2011-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tracing Slow Winds from T Tauri Stars via Low Velocity Forbidden Line Emission
利用Keck/HIRES光谱Δv ~ 7 km/s,分析了33颗金牛座T星的[O I] 6300 <$,[O I] 5577 <$和[S II] 6731 <$的禁带谱线,这些T星涵盖了一系列的盘演化阶段.在去除与微射流相关的高速分量(HVC)后,我们研究了低速分量(LVC)的特性。LVC可以归因于缓慢的磁盘风,可以是磁(MHD)或热(光蒸发)驱动。这两种风在原行星物质的演化和扩散中起着重要作用。在所有30颗检测到[O I]的恒星中都看到了LVC发射,但在检测到[S II]的八颗恒星中只有两颗看到了LVC发射,因此我们的分析很大程度上基于[O I] LVC的性质。LVC本身被分解为宽(BC)和窄(NC)运动分量。这两个分量都存在于很宽的吸积率范围内,它们的光度与吸积光度相关,但在过渡盘中,NC比BC强。BC和NC的FWHM与盘倾角相关,分别与半径为0.05至0.5 AU和0.5至5 AU的开普勒加宽一致。BC的速度质心表明形成在MHD盘风,最大的蓝移发现在源与更接近面对的方向。然而,NC的速度质心,显示不依赖于磁盘倾斜。这种成分的来源不太清楚,光蒸发的证据也不确定。
2016-08-25 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Discovery of concentric broken rings at sub-arcsec separations in the HD 141569A gas-rich, debris disk with VLT/SPHERE
过渡盘对应于年轻的原行星阶段和较老的碎片阶段之间的一个短暂阶段。沿着这个演化序列,气体成分消失了,留下了一个尘埃占主导地位的环境,在那里已经形成的行星标志着它们的引力扰动。我们努力研究非常内部区域的著名的和复杂的碎片,但仍然富含气体的磁盘,周围的HD 141569 A使用精致的高对比度能力的球体在VLT。最近的近红外(IR)图像表明一个相对耗尽的空腔内~200金,而前中红外数据表明存在的灰尘在分离短于~100金。我们获得了多波长图像在近红外在J,H2,H3和Ks波段的IRDIS相机和一个0.95-1.35微米的光谱数据立方体与IFS。在光瞳跟踪模式下采集数据,从而允许角度差分成像。我们在1”内部发现了几个新的结构,其中最突出的是一个具有尖锐边缘的明亮环(半长轴:0.4”),具有强烈的南北亮度不对称性。在0.4”到1”的范围内也检测到其他微弱的结构,其形式为同心小环和至少一个旋臂。最后,在8.6微米处的VISIR数据表明,在更近的地方存在着额外的尘埃。此外,我们没有发现质量超过木星1-3质量的伴星。SPHERE的性能使我们能够将以前在热和可见光波长下检测到的扩展尘埃成分分解为具有强烈不对称性的非常复杂的图案;这些不对称性的性质仍有待理解。涉及行星引导或尘埃-气体相互作用的情景必须根据这些观测结果进行测试。
2016-05-02 astro-ph.EP
Palomar discovery and initial characterization of naked-eye long period comet C/2022 E3 (ZTF)
本文报告了帕洛马望远镜发现双曲轨道长周期彗星 C/2022 E3 (ZTF),并通过多波段测光与光谱观测测定其颜色、尘埃参数和气体产生率,揭示其近核喷流状结构,为约束原行星盘环境提供观测依据。
2023-09-25 astro-ph.EP
Discovery of H$α$ Emission from a Protoplanet Candidate Around the Young Star 2MASS J16120668-3010270 with MagAO-X
该研究利用MagAO-X发现年轻恒星2MJ1612周围原行星候选体2MJ1612 b的Hα发射,其质量约4木星质量,可能是第三个通过吸积刻蚀盘间隙的原行星,需进一步研究确认。
2025-08-19 astro-ph.EP
Aluminum-26 Enrichment in the Surface of Protostellar Disks Due to Protostellar Cosmic Rays
铝-26($^{26}$ Al)的放射性衰变是行星形成早期的重要热源。自从它被发现以来,已经有几种机制被提出来将$^{26}$ Al引入原行星盘,主要是通过外部污染源。我们提出了一个本地机制,丰富的原恒星盘与$^{26}$铝通过照射的原恒星盘表面的宇宙射线加速的原恒星吸积冲击。我们计算了低质量恒星从M矮星到原太阳演化过程中,在AU内部原恒星盘表面的$^{26}$ Al富集量[ $^{26}$ Al/ $^{27}$ Al]。假设恒定的质量吸积率,$\dot{m}$,我们发现,由兆电子伏的宇宙射线的照射可以提供显着的富集盘表面上,如果宇宙射线不完全耦合到吸积流中的气体。重要的是,我们发现低吸积率,$\dot{m} < 10^{-7}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$,能够产生规范量的$^{26}$ Al,$[^{26}{\rm Al}/^{27}{\rm Al}] \approx 5\times10^{-5}$。这些吸积率经历了从I类到II类型原恒星的过渡,当它被假定为富含钙铝的夹杂物凝聚在内盘。我们的结论是,宇宙射线质子在原恒星表面的吸积冲击加速照射内盘表面可能是产生$^{26}$ Al的一个重要机制。我们的模型表明,原恒星宇宙射线可能是一个可行的模型来解释发现的$^{26}$ Al在太阳系中的富集。
2020-07-24 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
LkCa 15: A Young Exoplanet Caught at Formation?
年轻的和直接成像的系外行星提供了行星形成模型的关键测试,这些模型与成熟恒星的RV调查不匹配。迄今为止,这些目标非常难以捉摸,没有年龄在1000万至2000万年之间的系外行星,只有少数直接成像的系外行星在所有年龄段。我们报告了对年轻(~2 Myr)太阳类似物LkCa 15周围的一颗可能(原)行星的直接成像发现,该行星位于原行星盘(“过渡盘”)的已知间隙内。我们的观测使用了3个历元的非冗余孔径掩模干涉术,揭示了一个微弱且相对蓝色的点源($M_K '= 9.1+/-0.2,K'-L '= 0.98+/-0.22),两侧是近似共轨发射,是红色的,并分解成至少两个源(M_L '= 7.5+/-0.2,K'-L'= 2.7+/-0.3; M_L '= 7.4+/-0.2,K'-L'= 1.94+/-0.16)。我们认为,最有可能的几何形状是由一个新形成的(原)行星,被尘埃物质包围。根据1百万年热启动模型,标称估计质量约为6 M_{Jup}。然而,我们认为,基于它的光度,颜色和环行物质的存在,这颗行星可能是在它的组装时代被捕获的,因此这个质量是一个上限,因为它的极端年轻和吸积贡献的通量。预计离职人数(71.9 +/- 1.6 mas、100.7 +/- 1.9 mas和88.2 +/- 1.8 mas)和去投影轨道半径(16,21和19天文单位)对应于盘间隙的中心,但太靠近主恒星的圆形轨道,无法…
2011-10-17 astro-ph.EP
Young Solar System's Fifth Giant Planet?
最近对太阳系形成的研究表明,太阳系的巨行星在原行星盘中形成和迁移,与距离太阳15 AU以内的所有行星达到共振轨道。在气体盘分散之后,天王星和海王星可能被气态巨星分散,并接近它们目前的轨道,同时分散了由微行星组成的跨行星际盘,这些微行星的残骸在被称为柯伊伯带的区域中幸存下来。在这里,我们进行了N体积分的巨行星之间的散射阶段,试图确定哪些初始状态是合理的。我们发现,从四个巨行星的共振系统开始的动力学模拟在匹配巨行星的当前轨道方面具有较低的成功率,以及各种其他约束(例如,类地行星的生存)。如果木星和土星以3:2共振开始,动力学演化通常过于剧烈,并导致最终系统少于四颗行星。有几个初始状态很突出,因为它们在匹配约束时显示出相对较大的成功可能性。一些统计上最好的结果是在假设太阳系最初有五颗巨行星和一颗冰巨星时得到的,它的质量与天王星和海王星相当,被木星弹射到星际空间。这种可能性似乎是可以想象的,因为最近在星际空间发现了大量自由漂浮的行星,这表明行星弹射应该是常见的。
2011-09-13 astro-ph.EP
Solving for the 2D Water Snowline with Hydrodynamic Simulations. Emergence of gas outflow, water cycle and temperature plateau
本研究利用2D多流体流体动力学模拟,探讨了真实温度结构与2D流动对水雪线处卵石聚集的影响,揭示了蒸气驱动的外流、水循环及潜热效应,为星子形成和观测识别水雪线提供了新机制。
2025-02-13 astro-ph.EP