The Doppler-flip in HD100546 as a disk eruption: the elephant in the room of kinematic protoplanet searches
根据行星盘相互作用的流体动力学模拟对分子线数据的解释为间接探测原行星带来了新的希望。在模型独立的方法中,嵌入的原行星应该在速度质心图中突然多普勒翻转的根部找到。然而,在HD 100546的盘中,已知的最大的未弯曲盘的速度扰动导致了明显的多普勒翻转,与厚尘环相一致,与>~1Mjup天体的解释相矛盾。在这里,我们提出了新的ALMA观测的12 CO(2 - 1)运动学在HD\,100546,具有两个更精细的角分辨率的因素。我们发现盘的旋转曲线与中心质量2.1 <M */Msun <2.3是一致的,多普勒翻转的蓝移侧是由于垂直运动,让人想起以前提出的盘风蓝移SO线。我们尝试性地提出了一个定性的解释,在表面扰动开普勒流,即磁盘喷发,由一个嵌入流出发射的~10M地球的身体。另一种解释涉及到在包络吸积流会聚处的盘质量加载热点。
2022-06-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematic detection of a planet carving a gap in a protoplanetary disc
我们仍然不明白行星是如何形成的,或者为什么太阳系外的行星系统与我们的太阳系如此不同。但是最近几年已经戏剧性地改变了我们对年轻恒星周围气体和尘埃盘的看法。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和极端自适应光学系统的观测表明,大多数--如果不是全部--光盘包含子结构,包括环和间隙,螺旋,方位尘埃浓度,以及未对准的内部光盘投射的阴影。这些特征被解释为新生原行星的特征,但确切的起源尚不清楚。在这里,我们报告的运动学检测的几个小行星质量的行星位于气体和尘埃的差距在130 AU的光盘周围的年轻恒星HD 97048。嵌入式行星可以解释在CO线中检测到的扰动开普勒气体流,以及在相同半径的尘埃盘中检测到的间隙。虽然差距似乎是一个共同的特点,在原行星盘,我们提出了一个行星和尘埃间隙之间的直接对应关系,表明至少有一些差距是行星盘相互作用的结果。
2019-07-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kinematic detections of protoplanets: a Doppler-flip in the disk of HD100546
原行星和环行星盘的热红外辐射相当难以捉摸。然而,它们是在气体和尘埃密度场中观察到的原行星盘结构的最流行解释的基石,尽管存在其他理论。气体速度场也应该带有行星-盘相互作用的印记,在分子线通道图中具有非开普勒精细结构。这种扭结或摆动的光学深度结构和合成成像的限制的影响,但它们的细节可以在原则上连接到扰动相比,流体动力学模拟。这些预测似乎已经在HD 163296和HD 97048中观察到,其中最明显的摆动被解释为嵌入行星。速度质心地图可以允许对嵌入式行星进行更鲁棒的间接检测。沿着行星尾流的非开普勒速度在原行星上经历了突然的符号反转。在减去圆盘旋转曲线之后,扰动的位置应该被识别为速度质心图中的多普勒翻转。在这里,我们改进我们的旋转曲线在扩展到磁盘与中间倾角,我们适用于深和细角分辨率CO同位素数据集。HD 163296和HD 97048中的试验未检出。然而,在HD 100546中,我们发现了一个明显的多普勒翻转,其中一个重要部分可能是由于径向流。它与连续环内一个穿过环形槽的细脊的巧合表明了一个复杂的动力学场景,其中假定的原行星可能最近经历了卵石吸积。
2019-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Evolution and Survival of Protoplanets Embedded in a Protoplanetary Disk
我们模拟的磁盘不稳定性机制在不同的径向距离占磁盘的存在下形成的一个小行星质量的原行星的演变。利用三种不同的盘模型,发现一颗新形成的半径为$\lesssim$ 5-10 AU的质量约为100亿光年的原行星,不可能经历动力学坍缩而进一步演化为引力束缚行星。因此,我们得出结论:{ \it巨行星,如果形成的引力不稳定机制,必须形成和保持在大的径向距离在第一个$\sim$ $^5-10^6$ 10年的演变}。使用$\dot{M}=10^{-6} M_{Sun}/yr$和$α=10^{-2}$的圆盘模型,发现1土星质量、3和5木星质量的原行星的最小径向距离分别为12、9和7 AU。本文还研究了气体吸积对一颗质量为10000的原行星演化的影响。结果表明,气体吸积可以大大缩短塌缩前的时间尺度。我们的研究表明,坍缩前阶段的时间尺度不仅取决于行星的质量,但在很大程度上受到盘的存在和有效的气体吸积。
2012-06-26 astro-ph.EP
Investigating Protoplanetary Disk Cooling through Kinematics: Analytical GI Wiggle
年轻的原恒星盘很可能会经历一个自引力阶段。这样的系统的特点是存在一个螺旋图案,可以在准稳态或非线性不稳定的条件。这种螺旋波影响气体动力学和运动学,导致偏离开普勒旋转。近年来,人们对行星形成环境的运动学研究投入了大量的精力,由于对原恒星盘的高空间和光谱分辨率观测,我们现在能够测量甚至很小的速度场扰动(开普勒速度的$\lesssim 1 \%$)。在这项工作中,我们调查的引力不稳定性的运动学特征:我们进行了分析研究的线性响应的自引力盘的螺旋状扰动,我们的注意力集中在速度场扰动。我们发现,不稳定的磁盘有明确的运动学印记到整个磁盘范围内的气体成分,由于GI螺旋波扰动,导致开普勒旋转的偏差。这些特征的形状取决于几个参数,但它们受到冷却因素的显著影响:通过检测这些特征,我们可以限制原行星盘的冷却。
2022-01-11 astro-ph.EP
On the dynamics of planetesimals embedded in turbulent protoplanetary discs
原行星盘中的角动量输运和吸积通常被认为是由MHD湍流通过磁旋转不稳定性(MRI)驱动的。嵌入这些圆盘中的固体(尘埃颗粒、巨石、微行星和行星)的动力学可能受到湍流的强烈影响,因此行星系的形成路径部分取决于湍流的强度和空间分布。我们使用三维MHD模拟研究了嵌入湍流原行星盘中的半径在1米至10公里之间的微行星的动力学。微行星受到气体阻力和随机引力的作用,这是由于湍流盘造成的。在这项研究中,我们使用并比较了局部剪切箱模拟和全球模型的结果。这项工作的主要目的是检查:的增长,和可能的饱和度,嵌入式微行星的速度色散作为其大小和光盘参数的函数;微行星的径向迁移和扩散的速率;剪切盒和全球模拟结果一致的条件下。当使用尺寸为4 H x 16 H x 2 H的剪切盒(H为局部尺度高度)时,我们发现局部和全局模拟之间存在良好的一致性。由于螺旋密度波的激发和传播,所获得的密度波动的幅度对盒子的尺寸敏感。这影响了微行星所经历的随机强迫。[...]我们的模型表明,充分发展的MHD湍流在原行星盘将嵌入星子的破坏性影响。相对较低的湍流水平需要的星子吸积的传统模型的运作,这是一致的存在一个死区的原行星盘。
2010-07-07 astro-ph.EP
Dynamics of small, constant size particles in a protoplanetary disk with an embedded protoplanet
本文在FARGO3D代码中放宽了恒定Stokes数假设,改用半解析曳力方程实现恒定颗粒尺寸,发现该处理对盘形态及跨越间隙的颗粒通量有显著影响,提升了模拟准确性。
2025-01-28 astro-ph.EP
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
Images of Embedded Jovian Planet Formation At A Wide Separation Around AB Aurigae
嵌入在婴儿恒星周围的圆盘中的原行星的直接图像提供了理解木星等气体巨行星形成的关键。使用斯巴鲁望远镜和哈勃太空望远镜,我们发现了一个木星的原行星围绕AB御夫座轨道在一个广泛的投影分离(93 au)的证据,可能负责多个行星诱导功能的磁盘。它的辐射是可再生的,是来自嵌入的原行星的再处理辐射。我们还确定了位于430-580 au的两个结构,它们是行星形成的候选地点。这些数据揭示了嵌入阶段的行星形成和一个原行星的发现,在宽,> 50 au的分离特征的大多数成像系外行星。至少有一个团块状的原行星和多个螺旋臂,AB Aur系统也可能提供证据,证明木星形成的经典模型的长期替代方案:盘(引力)不稳定性。
2022-04-01 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Nine localised deviations from Keplerian rotation in the DSHARP circumstellar disks: Kinematic evidence for protoplanets carving the gaps
我们提出了局部偏离开普勒旋转的证据,即,在DSHARP计划观测到的18个拱星盘中,有8个存在速度“扭结”:DoAr 25,Elias 2-27,GW Lup,HD 143006,HD 163296,IM Lup,Sz 129和WaOph 6。大多数扭结都是在径向范围和速度的小范围内检测到的,这表明它们是行星起源的,但对于其中一些,前景污染使我们无法测量它们的空间和速度范围。由于DSHARP有限的光谱分辨率和12 CO J=2-1线的信噪比,以及云污染,扭结通常只能在一个光谱通道中检测到,需要确认。在没有更高光谱分辨率数据和额外示踪剂的情况下,原行星最有力的间接证据是,在解投影时,我们发现所有候选行星都位于尘埃连续体发射中检测到的间隙和/或螺旋末端。这表明ALMA在圆盘中观察到的尘埃间隙和螺旋的很大一部分是由嵌入的原行星引起的。
2020-01-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Kinematic signatures of a low-mass planet with a moderately inclined orbit in a protoplanetary disk
本研究通过三维流体模拟发现,中等倾角的低质量行星可产生与大质量共面行星相当的运动学特征,且该特征对CO同位素的依赖性可区分轨道倾角,还解释了HD 163296盘的两处观测扭结。
2023-08-23 astro-ph.EP
Accretion Rates of Planetesimals by Protoplanets Embedded in Nebular Gas
当通过吸积微行星而成长的原行星有大气层时,接近原行星的小微行星会因大气层的气体阻力而失去能量,这导致它们被原行星的希尔球捕获。因此,原行星的生长速度加快。为了研究大气层对行星生长速率的影响,我们对各种轨道要素的微行星轨道进行了数值积分,并获得了微行星对有大气层行星的有效吸积速率。数值结果是作为一个函数的星子的偏心率,倾角,行星的半径,和无量纲的气体阻力参数,可以表示为几个物理量,如星子的半径和原行星的质量。假设近表面气体密度的径向分布可以近似为幂律分布,对微行星由于气体阻力而损失的动能进行了解析计算,并与数值计算结果进行了比较。我们证实,上述近似的幂律密度分布是合理的吸积率的原行星与1至10个地球的质量,除非星子的尺寸太小。我们还计算了在偏心率和倾角的Rayleigh分布上平均的星子吸积率,并导出了吸积率的半解析公式,它很好地再现了数值结果。利用得到的吸积率表达式,我们研究了星云气体中原行星的生长。我们发现,大气气体阻力的影响可以提高的增长率显着,这取决于微行星的大小。
2009-08-12 astro-ph.EP
Evolution of eccentricity and inclination of hot protoplanets embedded in radiative discs
通过三维流体动力学计算,在扩散极限下考虑辐射转移,研究了原行星盘中原行星胚胎和低质量原行星(从地球质量的几分之一到几个地球质量)的偏心率和倾角的演化。当原行星在周围的圆盘中辐射由固体吸积释放的能量时,它们的离心率和倾角经历了一个增长,其值取决于行星的光度与质量比,这与圆盘的长宽比相当,并且在几千年的时间尺度上达到。这种增长是由行星附近出现一个炎热的低密度区域引发的。偏心率的增长率通常是倾角增长率的三倍。在长期计算中,我们发现偏心激励和倾斜激励不是独立的。在一个行星最初的偏心率和倾角都很小的特殊情况下,偏心率会大大超过倾角。当偏心率达到其渐近值时,倾角的增长被抑制,产生具有非常低倾角的偏心轨道。作为一个侧面的结果,我们发现,非发光行星的偏心率和倾角阻尼更有力的辐射盘比等温盘。
2017-06-30 astro-ph.EP
Directly Detecting the Envelopes of Low-mass Planets Embedded In Protoplanetary Discs and The Case For TW Hydrae
尽管有许多方法可以在原行星盘中找到年轻的大质量行星,但直接探测嵌入盘中的低质量行星仍然具有挑战性。另一方面,核心吸积理论表明,在开尔文-亥姆霍兹(KH)收缩阶段可能存在大量嵌入的低质量年轻行星。我们采用一维模型和三维模拟计算了低质量核(几个到几十个$M_{\oplus}$)周围不同光度的包层,并推导了它们在无线电波段的热通量。我们发现,当背景盘在无线电波长下光学薄时,无线电观测可以穿透盘并探测行星希尔球内的密度更大的包络。当以达到一个盘尺度高度的分辨率观察光学薄盘时,来自10 M $_{\oplus}$核心周围行星包层的射电热通量比来自背景盘的通量高10%以上。发射区域可以被延伸和拉长。最后,我们的模型表明,在TW长蛇座盘ALMA揭示的52 au的au标度块是一致的包层嵌入的10-20 $M_{\oplus}$行星,这可以解释检测到的流量,光谱指数下降,和试探性的螺旋。观测结果也与行星正在经历卵石吸积相一致。未来的ALMA和ngVLA观测可能会直接揭示更多这样的低质量行星,使我们能够研究核心生长,甚至利用嵌入的“原行星”种群重建行星形成历史。
2022-09-16 astro-ph.EP
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
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
Kinematical signs of dust trapping and feedback in a local pressure bump in the protoplanetary disk around HD 142527 revealed with ALMA
我们分析了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列获得的HD 142527周围原行星盘中3至0.4 mm六个波长的连续辐射和13 CO和C18 O(1-0,2-1和3-2)线的档案数据。利用灰体平板模型对6个波段的光谱能量分布进行拟合,估算了尘埃表面密度和尘埃吸收系数β的光谱指数分布。我们还通过拟合C18 O光谱估计了气柱密度的分布,并通过将开普勒圆盘模型拟合到C18 O数据来测量圆盘旋转。我们在HD 142527星盘西北部的尘埃环内部和外部发现了超开普勒和次开普勒旋转,这表明存在局部压力隆起。与我们估计的尘埃和气体分布相比,压力凸起的位置与尘埃密度比盘中平均值高三倍、气尘质量比低三倍的区域一致,表明尘埃被困在压力凸起中。然而,我们推导的β分布和压力冲击的位置之间没有相关性。此外,我们发现防尘环的宽度与压力凸起的宽度相当或大于压力凸起的宽度,这可能表明灰尘反馈在压力凸起中是显著的。
2020-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Planets in Protoplanetary Disks: Planet-Induced Line Broadening in Gaps
原行星可以通过引力盘与行星的相互作用在原行星盘中产生结构。一旦被发现,这些结构就成为行星形成的路标。在这里,我们调查的多木星质量($M_{\rm J}$)行星使用三维流体力学和辐射转移模拟产生的磁盘的运动学签名。这样的行星打开了一个很深的缝隙,并在内部驱动跨音速垂直运动。这样的运动包括整个半盘柱的整体运动,以及尺度与尺度高度相当或小于尺度高度的湍流。他们显着扩大分子线的差距,在某些位置产生双峰线轮廓,和运动学速度色散可比热方位角平均后。同一颗行星在间隙之外并不驱动快速的垂直运动,除了在内旋臂和盘表面。寻找由多个$M_{\rm J}$行星在间隙内引起的谱线展宽需要与间隙宽度相当的角分辨率、对间隙气体温度的评估在2倍以内、以及检测来自间隙的谱线发射所需的高灵敏度。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observable scattered light features from inclined and non-inclined planets embedded in protoplanetary discs
在过去的几年里,VLT/SPHERE和斯巴鲁/HiCIAO等仪器已经能够拍摄原行星盘的详细散射光图像。在这些圆盘中观察到的许多特征通常被怀疑是由嵌入的行星引起的,而理解这些特征的原因需要详细的理论模型。在这项工作中,我们调查盘行星的相互作用,使用PLUTO代码运行2D和3D流体动力学模拟的原行星盘嵌入30 M $_{\oplus}$和300 M $_{\oplus}$行星上的倾斜($i = 2.86^{\circ}$)和非倾斜轨道,使用$α$ -粘度$4 \times 10^{-3}$。我们产生合成的散射光图像,这些光盘在\emph{H-band}波长使用辐射转移代码RADMC 3D。我们发现,虽然倾斜和非倾斜行星的2D和3D模拟的表面密度演化仍然相当相似,但它们的观测外观却显着不同。在合成\emph{H-band}图像中看到的大多数特征与中平面上下约3.3比例高度处的椎间盘密度变化有关,这强调了对3D模拟的需要。持续轨道倾斜的行星扰乱了圆盘的高层大气,产生了完全不同的可观测特征和强度分布,包括阴影效应和周围背景10-20倍的强度变化。对于\emph{H-band}波长,垂直于圆盘中平面的光学深度是由高质量行星产生的圆盘间隙中的$τ\approx 20$。我们的结论是,直接成像的行星嵌入盘仍然很难观察,即使是大规模的行星在差距。
2021-05-24 astro-ph.EP
Pebble drift and planetesimal formation in protoplanetary discs with embedded planets
在原行星盘中通常可以观察到近轴对称的间隙和环。关于这些图案的起源的主要理论是,它们是由于嵌入行星的引力扭矩引起的气体间隙边缘的尘埃捕获。如果间隙边缘的固体浓度变得足够高,则可能通过流动不稳定性导致星子形成。我们测试这一假设进行全球1-D模拟尘埃演化和星子形成的原行星盘,是由多个行星扰动。我们探索了不同的颗粒大小,盘参数和行星质量的组合,并发现在所有这些情况下,星子的形式。我们还比较了我们的模拟与原行星盘观测卵石的空间分布。大于一个卵石隔离质量的行星在其气体间隙的边缘有效地捕获漂流的卵石,并且取决于间隙边缘的星子形成的效率,原行星盘在几十万年内转变为具有没有灰尘的大内孔的过渡盘或具有狭窄明亮环的盘。对于行星质量低于卵石隔离质量的模拟,结果是一个具有一系列弱环图案的圆盘,但环之间没有强烈的耗尽。将卵石的大小人为地降低到100微米大小的“淤泥”,我们发现行星之间的区域在长达50万年的时间尺度上耗尽了它们的卵石质量。这些模拟产生的星子也比标称模型中的毫米级粒子少,并且在100万年后仍然可以看到至少两个卵石环。
2020-01-29 astro-ph.EP
Suppression of atmospheric recycling of planets embedded in a protoplanetary disc by buoyancy barrier
超级地球的普遍存在给行星形成理论提出了一个问题,即如何解释它们如何避免成为气体巨星。嵌入原行星盘中的行星的包层气体的快速再循环已经被提出来延迟盘气体的冷却和随后的吸积。我们比较了等温和非等温的三维流体动力学模拟的气体流过去的行星,调查回收机制的可行性的影响。辐射冷却是通过使用β冷却模型实现的。我们发现,在这两种情况下,气体进入邦迪球在高纬度地区,并通过中平面区域,反之亦然,当磁盘气体旋转子开普勒。然而,在等温的情况下,再循环流到达的信封的较深的部分,流入被禁止到达深信封在非等温的情况下。一旦大气开始冷却,浮力就能阻止高熵圆盘气体侵入低熵大气。我们认为,浮力屏障隔离较低的信封从再循环,并允许进一步冷却,这可能会导致失控的气体吸积到核心。
2018-06-05 astro-ph.EP
Sulphur monoxide emission tracing an embedded planet in the HD 100546 protoplanetary disk
分子线观测是恒星、盘和行星形成不同演化阶段的物理和化学条件的有力示踪剂。利用阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)的高角分辨率和前所未有的灵敏度,现在有一种动力来探测原行星盘中的小尺度气体结构,这些结构可以直接归因于行星的形成。我们报告的高角分辨率ALMA波段7观测一氧化硫(SO)在附近的行星托管磁盘周围赫比格星HD 100546。SO在演化的原行星盘中很少被探测到,但在其他环境中,它最常被用作激波的示踪物。来自HD 100546盘的SO排放主要来自大约1000000毫米的气体。20 AU毫米尘埃腔,并显示出一个明确的方位角亮度不对称的一个因素为2。此外,当将这些新的循环7数据与相同SO跃迁的循环0数据进行比较时,我们看到谱线轮廓形状的显著差异。我们讨论了不同的物理/化学机制,可能是负责这种不对称性和时间的变化,包括磁盘风,磁盘扭曲,和一个(形成)行星引发的冲击。我们认为,由于巨行星的存在,SO在空腔中得到增强。SO的不对称性补充了通过CO振转辐射追踪的巨行星HD 100546 c周围的热环行物质的证据。这项工作为进一步的观测和建模工作奠定了基础,以探测和理解形成中的行星在其母盘上的化学印记。
2022-10-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The two-dimensional pressure structure of the HD 163296 protoplanetary disk as probed by multi-molecule kinematics
本研究利用七种分子谱线的旋转曲线,通过热分层模型对HD 163296原行星盘进行二维压力结构表征,获得了恒星质量、盘质量等动力学参数,证明多分子方法可有效约束原行星盘的径向-垂直压力结构。
2025-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Grand Design Spiral Arms in the Compact, Embedded Protoplanetary Disk of Haro 6-13
本文利用ALMA高分辨率观测在Haro 6-13小尺度原行星盘中探测到一对低对比度旋臂,提出毫米波辐射光学厚可能隐藏足够质量使盘引力不稳定,且包层内落可能促进旋臂形成。
2025-07-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spectral Energy Distributions of Disc-Embedded Accreting Protoplanets
本研究计算盘内嵌吸积原行星的宽带光谱能量分布,分析不同波段探测可行性,指出近红外波段最具探测前景,还整理出高吸积光度候选体以助力原行星直接成像搜索。
2024-12-12 astro-ph.EP
Characteristics of small protoplanetary disc warps in kinematic observations
许多拱星盘似乎有错位的中心区域,引起在散射光观测中看到的阴影。小的翘曲($<20^\circ$未对准)可能更常见,但也比以前研究的大的未对准更难检测。我们提出的CO排放的特点,可用于确定一个小的光盘翘曲,发现从合成$^{13}$ CO地图的模型错位circumbinary光盘。光谱是不对称的,因此拟合开普勒模型是不合适的,并且可以隐藏扭曲或导致虚假特征,例如残差中出现的螺旋。我们量化所观察到的翘曲结构,通过拟合正弦曲线同心环的光盘。由此,我们可以追踪峰值速度和峰值速度的方位角的径向变化,即,扭曲在接近正面倾斜时,这些径向轮廓揭示了翘曲结构。在没有径向流的情况下,在中等倾角(${i_{\rm outer~disc}\lesssim 35^{\circ}}$)下仍可检测到扭转,但测量的倾角必须精确到$\lesssim 5^{\circ}$,以允许检测径向变化。观察到的扭曲不提供一个直接的措施,因为它依赖于光学深度的翘曲结构。这种扭曲导致了通道地图的广泛不对称,这些地图跨越了几个通道,与嵌入行星和引力不稳定造成的局部特征不同。我们怀疑,翘曲的运动学证据可能已经错过了,我们提出了一些例子,数据可能会被重新访问。
2022-03-23 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
ISPY-NACO Imaging Survey for Planets around Young stars. The demographics of forming planets embedded in protoplanetary disks
我们对45颗被原行星盘(PPD)包围的年轻恒星进行了统计分析。这是迄今为止最大的专门针对PPD的成像调查。我们的目标是寻找年轻的形成同伴嵌入在磁盘的材料,并限制其发生率的形成机制。我们使用基于主成分分析的点扩散函数减法技术,以揭示年轻的同伴形成的磁盘。我们计算了我们的数据集的探测极限,并采用黑体模型来推导潜在形成行星的温度上限。然后,我们使用蒙特卡罗模拟来限制人口的形成气体巨星的同伴和比较我们的结果,不同类型的形成方案。我们的数据揭示了一个新的双星系统(HD 38120)和一个最近发现的三重系统,其中一个褐矮星伴星围绕一个双星系统(HD 101412)运行,此外还有12个已知的伴星。此外,我们还检测了17个磁盘的信号,其中两个(HD 72106和TCrA)是首次成像。我们达到了中位数检测限L =15.4 mag在2.0 arcsec,这是用来调查潜在的嵌入式形成同伴的温度。我们可以限制半长轴a在[20 - 500] au和Teff在[600 - 3000] K的形成行星的发生,与从其他直接成像调查中获得的更进化系统的统计结果一致。NaCo-ISPY的数据证实,大质量明亮行星以高速率吸积是罕见的。可能需要在近红外到中红外范围内具有更高灵敏度的更强大的仪器来揭示形成行星的财富,这些行星雕刻着所观察到的圆盘子结构。
2022-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
JWST/MIRI Imaging Search for Kinematically Detected Protoplanetary Candidates
University of Zürich(苏黎世大学);Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)(马克斯·普朗克天文学研究所);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎第七大学,巴黎索邦城);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);ETH Zürich, Institute for Particle Physics and Astrophysics(苏黎世联邦理工学院,粒子物理与天体物理研究所)
本研究利用JWST/MIRI日冕仪观测五个原行星盘,未探测到嵌入原行星点源,但通过定制方法给出了质量上限,凸显了观测挑战,并为未来极大望远镜研究提供参考。
2026-09-14 astro-ph.EP
Kinematic signatures of planet-disk interactions in VSI-turbulent protoplanetary disks
本文通过全球三维流体动力学模拟和ALMA观测模拟,研究VSI湍流原行星盘中嵌入大质量行星对气体运动学的影响,发现行星会抑制VSI大尺度流动并限制其在CO观测中的可探测性。
2023-10-27 astro-ph.EP
On the importance of wave planet interactions for the migration of two super-Earths embedded in a protoplanetary disk
研究了在原行星盘中迁移的两颗小质量行星之间的排斥机制,使得相对迁移从会聚转变为发散。这个机制调用了一颗行星发射的密度波,将角动量传递到另一颗行星的共轨区域,然后通过马蹄形阻力直接传递到另一颗行星。我们制定简单的分析估计,这表明当排斥机制是有效的。行星被排斥的一个条件是它在盘中形成一个部分的间隙,另一个是这应该包含足够的材料,以支持与它的角动量交换.使用二维流体动力学模拟,我们得到了两个超级地球嵌入在一个原行星盘,因为它们之间的排斥发散迁移,并验证这些条件.为了研究共振相互作用的重要性,我们研究了一阶近似下行星对的迁移。似乎接近共振是重要的,但不是必要的。在这种情况下,我们发现排斥仍然发生时,行星之间的引力相互作用被删除,这表明角动量转移的重要性,通过波激发另一个行星。这可能通过共轨物质(马蹄形阻力)或附近轨道物质的散射而发生。我们的研究结果表明,如果条件有利于上述两颗行星之间的排斥,我们希望观察到行星对的周期比大于,往往只是略大于共振值或可能罕见的可互换性。
2021-08-02 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
Thermal Structure Determines Kinematics: Vertical Shear Instability in Stellar Irradiated Protoplanetary Disks
本研究通过Athena++辐射模块模拟恒星照射下的原行星盘VSI,发现热结构与冷却时标显著影响盘运动学与湍流分布,低计算量的轨道冷却模拟可复现辐射流体结果,相关预测可通过ALMA观测检验。
2024-04-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamics of multiple protoplanets embedded in gas/pebble disks and its dependence on $Σ$ and $ν$ parameters
超级地球大小的原行星可能会被困在行星迁移的会聚区,并在那里形成气体巨星。这些不断生长的行星经历吸积加热,这会引发热迹效应,可以逆转迁移方向,增加偏心率并防止共振捕获(Chrenko等人,2017)。我们研究人口的胚胎吸积卵石使用法戈-索林二维水代码。我们发现,胚胎在一个磁盘具有高表面密度($Σ_0 = 990\,{\rm g}\,{\rm cm}^{-2}$)进行“不成功的”两体的遭遇,不会导致合并。只有当第三颗原行星到达会聚区时,三体相遇才会导致合并。对于低粘度盘($ν= 5\times10^{13}\,{\rm cm}^2\,{\rm s}^{-1}$),一个巨大的共轨是一个可能的结果,卵石隔离发展和共轨是稳定的。对于质量更大的原行星($5\,M_\oplus$),收敛半径位于更远的冰巨星区。在一系列的遭遇之后,有一个由蝌蚪区域的动力学扭矩驱动的演化,它系统地重复了几次,直到共轨配置被破坏,行星合并。这可能是一个途径,如何解决的问题,共轨经常形成的模拟,但他们没有观察到的性质。相比之下,120颗低质量原行星($0.1\,M_\oplus$)的联合演化揭示了完全不同的动力学。进化不再是平滑的,而是随机的。这是因为林德布拉德共振在气盘中形成的旋臂彼此重叠,不仅影响一颗原行星,而且影响周围的几颗原行星。我们的流体动力学模拟可能有重要的影响N体模拟行星迁移,使用简化的扭矩处方,从而无法…
2018-12-05 astro-ph.EP
On the secular behavior of dust particles in an eccentric protoplanetary disk with an embedded massive gas giant planet
本文研究了一颗质量约为5倍木星质量的嵌入行星长期引力扰动下偏心原行星盘中尘埃的速度和空间分布。我们首先采用FARGO代码获得的二维密度和速度分布的偏心气体盘外部的嵌入式行星在准稳态的间隙打开。然后,我们应用长期扰动理论,并将气体阻力估计尘埃的速度和密度的长期时间尺度上。未扰动盘的尘埃与气体之比被简单地假定为0.01。在我们的基准盘模型与行星在5 AU,我们发现,0.01厘米至1米大小的尘埃颗粒很好地耦合到气体。因此,粒子的行为类似于气体,并表现出不对称的动力学作为偏心轨道的结果。尘埃表面密度在远心附近增强。然而,对于低密度气体盘(在本工作中称为“过渡盘”)在100 AU处窝藏行星的情况下,各种大小的尘埃的方位角分布可能会显着偏离。总体而言,非对称结构表现出的气体速度场和粉尘密度分布之间的相位相关性。因此,我们的研究可能提供了一个现实检查,以确定在亚毫米和厘米波长下检测到的不对称盘间隙是否是一个巨大的气体巨行星的路标。
2012-10-05 astro-ph.EP
3D Gap Opening in Non-Ideal MHD Protoplanetary Disks: Asymmetric Accretion, Meridional Vortices, and Observational Signatures
本研究利用热化学代码自洽计算的非理想MHD系数,探究三维非理想MHD原行星盘中间隙形成动力学,发现间隙极向磁通量集中、快速吸积层、经向涡旋等特征,揭示其对行星生长及观测的影响。
2024-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-Dimensional Dust Stirring by a Giant Planet Embedded in a Protoplanetary Disk
本研究通过3D双流体模拟和动量守恒湍流扩散模型,探讨原行星盘中木星质量行星引力扰动与湍流脉动对三维尘埃形态及合成ALMA观测的影响,发现行星引发大尺度尘埃流动结构且湍流扩散效应在盘边缘可观测。
2023-05-08 astro-ph.EP
On the dynamics of planetesimals embedded in turbulent protoplanetary discs with dead zones
原行星盘中的吸积被认为是由[...]磁旋转不稳定性(MRI)。最近的工作表明,嵌入完全湍流盘中的星子群受到速度色散的强烈激发,导致半径R_p < 100 km的天体的碰撞破坏。星子半长轴的显著扩散也出现了,导致星子种群在原行星盘内部区域的大规模扩散,这显然与小行星在小行星带内的分布所提供的限制相矛盾。在本文中,我们研究的动力学的微行星嵌入在垂直分层的湍流盘,有无死区。我们的主要目的是检查的湍流激发的速度色散,和径向扩散,在这些光盘的星子。我们采用三维MHD模拟[.],一个化学平衡模型[…]我们发现,星子在充分湍流光盘开发大的随机速度,将导致碰撞破坏/侵蚀的大小低于100公里的机构,并经历径向扩散的规模\sim 2.5 AU超过5万年光盘的寿命。但在死区中的星子经历的随机速度的激发大大减少,并且对于尺寸R_p < 100 km的弱聚集体和强聚集体,平衡速度分散位于破裂阈值之间。我们还发现,径向扩散发生在一个大大减少的长度尺度\sim 0.25 AU在光盘的寿命时间,这是一致的太阳系的限制。我们的结论是,通过较小的机构之间的相互碰撞的星子增长不能发生在一个完全动荡的磁盘。相比之下,死亡区可能提供一个安全的避风港,在那里公里大小的星子可以避免通过碰撞相互毁灭。
2011-06-22 astro-ph.EP
Infall onto the Protoplanetary Disk during the Gravitational Collapse of a Molecular Cloud
Southern Federal University(南方联邦大学);University of Vienna(维也纳大学)
本文改进了分子云引力坍缩期间原行星盘物质下沉模型,以更准确地模拟年轻恒星对象演化嵌入阶段的持续时间。
2026-02-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Weighing protoplanetary discs with kinematics: physical model, method and benchmark
针对原行星盘质量测量难题,本文基于盘自引力致开普勒旋转偏差的动态称量法,通过数值模拟与合成观测构建基准,验证了盘星质量比大于0.05时该方法可有效测盘质量,不确定度约25%。
2024-05-24 astro-ph.EP
Protoplanetary Disks in the Orion Nebula Cluster: Gas Disk Morphologies and Kinematics as seen with ALMA
我们介绍了阿塔卡马大毫米波阵CO(3 $-$ 2)和HCO $^+$(4 $-$ 3)对猎户座星云团(ONC)中央$1\rlap{.}'5$ $\times$ $1\rlap{.}'5$区域的观测结果。前所未有的灵敏度水平($\sim$ 0.1毫焦耳束$^{-1}$)和角分辨率($\sim$ $0\rlap{.}''09 \approx 35$ AU),这些线观测使我们能够搜索对已知位置的亚毫米探测尘埃盘在该地区的气盘探测。我们在气体中检测到23个圆盘:17个在CO中(3个$-$ 2),17个在HCO中(4个$-$ 3),11个在两条线中。根据光源在ONC中的位置,我们可以在发射中看到线检测,在温暖背景下的吸收中看到线检测,或者在发射和吸收中看到线检测。我们用$0.5$ km s $^{-1}$通道对气体进行了光谱解析,发现大部分源的运动学与开普勒旋转一致。我们测量了气盘大小的分布,发现典型的半径为$\sim$ 50-200 AU。因此,与低密度恒星形成区的气体盘相比,ONC中的气体盘是紧凑的。气体的大小普遍大于尘埃的大小。然而,气体和尘埃的大小并不强烈相关。我们发现气体大小和距离大质量恒星$θ^1$ Ori C之间存在正相关关系,表明ONC中的圆盘受到光电离的影响。最后,我们利用观测到的气体线的运动学来模拟开普勒旋转,并推断中央前主序星的质量。我们的动力学推导出的恒星质量与光谱推…
2020-03-27 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Structure Formation in a Young Protoplanetary Disk by a Magnetic Disk Wind
本文用一个包括盘的形成和演化的一维模型研究了年轻原行星盘的结构形成。ALMA最近的观测发现,年轻的原行星盘可能会形成环孔结构,即使盘嵌入包层中。我们提出了一个一维模型的形成一个原行星盘从分子云的核心和随后的长期演变在一个单一的框架。由于计算能力的限制,这种长期演变尚未通过数值模拟进行探索。在我们的模型中,我们计算了气体和尘埃表面密度随风质量损失和尘埃径向漂移的时间演化。我们发现,磁流体磁盘风是一个可行的机制,在年轻的磁盘环孔结构的形成。我们进行了参数研究,我们的模型和推导出的环孔结构的形成条件在$6\times10^5$年内开始崩溃的分子云的核心。盘的最终结果显示了五种类型的形态,这可以通过比较粘性扩散的时间尺度、MHD盘风的质量损失和尘埃的径向漂移来理解。我们讨论的WL 17系统,这被怀疑是一个嵌入式的,但过渡,磁盘模型的含义。
2018-08-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling the secular evolution of embedded protoplanetary discs
本研究使用GPU加速代码Idefix执行3D非理想MHD长期核坍缩模拟,探索了原行星盘从class 0嵌入相到class II相的长期演化,重点揭示了磁场演化及盘与包层间的相互作用,发现系统演化经历三个阶段且盘内磁通量随时间显著衰减。
2024-03-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detectability of embedded protoplanets from hydrodynamical simulations
我们预测了嵌入过渡盘中的年轻行星的星等,由于盘中的物质,这些行星仍然受到灭绝的影响。我们关注的是处于形成后期阶段的行星大小的行星,当行星在气体和尘埃分布中刻出一个很深的缺口时,圆盘开始对红外线(IR)中的行星通量透明。柱密度估计通过三维流体动力学模型,进行了几个行星质量。利用盘状物质的典型消光性质和巨行星的演化模型,得到了预期的星等。对于位于$5.2$ AU的模拟情况,在一个具有局部未扰动表面密度$127$ $\mathrm{g} \cdot \mathrm{cm}^{-2}$的圆盘中,$1$ $M_J$行星在J-,H-和K-波段高度分散,预测的绝对星等为$\ge 50$ ma。在L-和M-波段消光减小,行星星等在$25$和$35$ ma之间。在N-波段,由于尘埃不透明度上的硅酸盐特征,对于$40$行星,J-、H-和K-波段的星等高于$22$等,而对于L-、M-和N-波段,行星的星等介于$15$和$20$等之间。对于$5$ $M_J$行星,由于其打开深隙的能力,消光在任何红外波段都不起作用。对比度曲线是由CQ Tau,PDS 70,HL Tau,TW Hya和HD 163296的过渡盘导出的。行星质量的上限估计为已知的差距,在最后两个系统。
2020-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
On Kinematic Measurements of Self-Gravity in Protoplanetary Disks
本研究通过控制注入与恢复实验设计分析方案,评估原行星盘气体质量动力学测量质量,发现该方法对大质量盘表现良好,并利用ALMA观测验证其能有效约束气体质量与表面密度。
2024-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Outflow Driven by a Protoplanet Embedded in the TW Hya Disk
本研究通过ALMA观测在TW Hya盘中探测到SO发射,证实了嵌入原行星驱动的外流,并据此估计行星质量与吸积率,为气态巨行星形成提供直接证据。
2024-07-19 astro-ph.EP astro-ph.GA
Global hydromagnetic simulations of a planet embedded in a dead zone: gap opening, gas accretion and formation of a protoplanetary jet
我们提出了全球流体动力学和磁流体动力学(MHD)模拟与网格细化吸积行星嵌入在原行星盘(PPD)。磁化盘包括取决于上覆质量柱的欧姆电阻率,导致湍流表面层和中平面附近的死区。主要结果是:(1)Hill球中的吸积流在流体动力学和MHD模型中本质上是三维的。向地球的净流入主要是高纬度流动。环行星盘(CPD)形成。它的中平面以一种模式向外流动,该模式的细节在模型之间有所不同。(ii)间隙打开磁耦合和点燃的死区附近的行星,导致随机吸积,准湍流在希尔球和CPD的结构显示出高水平的变化。(iii)磁化气体在旋转CPD上的平流产生螺旋场,该螺旋场发射磁离心驱动的流出。在一个特定的时期,观察到一个高度准直的单侧喷流。(iv)CPD的表面密度为$\sim30{\rm\,g\,cm^{-2}}$,小到足以产生显著的电离和湍流。(v)在MHD模拟中,行星上的吸积速率达到一个稳定值$8 \times 10^{-3} {\rm M_\oplus yr^{-1}}$,在粘性流体动力学模拟中也是类似的。我们的研究结果表明,气体吸积到一个正在形成的巨行星内的磁化PPD死区允许快速增长从土星木星的质量。这些结果不仅与巨行星形成有关,而且对气体巨行星周围规则卫星的形成具有重要意义。
2013-10-17 astro-ph.EP
Material Transport in Protoplanetary Discs with Massive Embedded Planets
本研究使用FARGO3D进行3D流体动力学模拟,发现大质量嵌入行星通过压强和吸积过滤尘埃,且穿过间隙的物质会经过高温Hill球导致CO冰脱附。
2024-09-24 astro-ph.EP
Three-temperature radiation hydrodynamics with PLUTO: Thermal and kinematic signatures of accreting protoplanets
本研究通过三维辐射流体动力学模拟,比较四种热力学方案,发现三温度模型下吸积光度削弱中平面多普勒翻转、增强螺旋特征,且特征随行星质量增强。
2024-05-06 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Leaky Dust Traps in Planet-Embedded Protoplanetary Disks
本研究通过2D和3D双流体模拟发现,原行星盘中的尘埃陷阱在低质量行星和高湍流下更易泄漏,3D中陷阱内尘埃质量比例比2D最多减少一个数量级,表明卵石隔离并非真正隔离,对行星形成和JWST观测有重要启示。
2025-05-23 astro-ph.EP
Density waves in protoplanetary discs excited by eccentric planets: linear theory
在原行星盘中观察到的螺旋密度波经常被用来推断嵌入行星的存在。这个推论既依赖于模拟,也依赖于为圆形轨道上的行星开发的行星-盘相互作用的线性理论,以预测密度尾流的形态。在这项工作中,我们开发并实现了一个线性框架,用于计算由偏心行星驱动的气体盘中密度波的结构。我们的方法考虑到了问题的基本方位角和时间周期性,使我们能够处理任何周期性扰动的潜力(即不仅是偏心行星)。我们测试我们的框架,通过计算一个偏心的,低质量的行星嵌入在一个全球等温盘激发的密度波的形态,并比较我们的结果,最近直接数值模拟(和启发式小波分析)朱和张相同的问题。我们发现非常好的协议与数值模拟,捕捉所有复杂的偏心功能,包括螺旋分叉,波交叉和行星波determination,提高精度和细节相比,小波方法。这说明了我们的线性框架在再现复杂的随时间变化的密度唤醒形态的力量,提出它作为一个有价值的工具,为未来的偏心行星盘相互作用的研究。
2022-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemistry in Protoplanetary Disks
本文综述了原行星盘中气体、固体和分子冰的演化过程。与磁盘物理和化学,无论是观测和理论上的关键发现,突出显示。我们讨论了哪些分子探针用于推导气体温度,密度,电离状态,运动学,氘分馏,并研究有机物质在原行星盘。
2013-10-11 astro-ph.EP astro-ph.GA
Planetary gas gaps and kinematic signatures in the planet forming disk around WISPIT 2
Leiden University(莱顿大学);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);University of Florida(佛罗里达大学);Peking University(北京大学);University College Cork(科克大学);Trinity College Dublin, The University of Dublin(都柏林三一学院,都柏林大学);University of Galway(高威大学)
该研究借助ALMA在WISPIT 2原行星盘中探测到与巨原行星位置共空间的气体间隙及运动学特征,证实其形态符合行星-盘相互作用模型,为关联行星形成与盘环境提供了观测依据。
2026-09-07 astro-ph.EP
Volatile composition of the HD 169142 disk and its embedded planet
本研究结合热化学模型与存档数据,约束 HD 169142 原行星盘中 C、O、S 挥发分丰度,并据异常 SiS 发射探讨其内嵌行星的吸积气体与大气组成。
2024-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR