Axisymmetric Modeling of DSHARP Dusty Disks: Asymmetric Structures and Inner-Disk Dispersal
College of Science, Ibaraki University（茨城大学理学部）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）；RIKEN Cluster for Pioneering Research（理化学院先锋研究集群）；Division of Liberal Arts, Kogakuin University（工学院大学人文学部）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
本研究通过建模DSHARP尘埃盘揭示了不对称结构和内盘分散现象，探讨了行星形成时间尺度的约束。
2025-12-18 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
The formation of rings and gaps in wind-launching non-ideal MHD disks: three-dimensional simulations
以前的二维轴对称研究表明，环和间隙自然发展的非理想磁流体动力学（MHD）盘风系统，特别是在双极扩散（AD）的存在下。在这里，我们将这些二维模拟扩展到三维（3D），发现环和间隙仍然形成在一个中等强度的双极扩散的存在下。环和间隙形成于在2D模拟中识别的相同的基本机制，即，由于急剧收缩的极向磁场线的重新连接，极向磁通量相对于盘材料的重新分布。因此，与较不磁化（密集）的环相比，较不密集的间隙利用大的极向磁场被更强地磁化。在具有轴对称初始条件的3D模拟中，环和间隙开始时相当平滑。非轴对称的变化在以后自发地出现，但它们不会增长到破坏环和间隙的程度。这些磁盘子结构持续到模拟结束，在模拟磁盘的内边缘持续长达3000个轨道周期。扰动但仍然连贯的环的寿命使它们成为捕获大颗粒的有吸引力的场所，否则这些颗粒会由于气体阻力而失去快速的径向迁移。随着双极扩散率的降低，磁盘和风变得越来越湍流，由磁旋转不稳定性驱动，紧密缠绕的螺旋臂在磁盘中变得更加突出。
2018-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Gaseous Rings in Global Simulations of Protoplanetary Disk Formation
在薄盘极限下对原行星盘的形成和演化进行了全球数值模拟，模型包括磁分层盘结构、云核入地的自洽处理以及尽可能小的内计算边界。我们比较了一个分层的磁盘与一个完全磁活性磁盘的演变。我们还研究了如何演变取决于分层磁盘模型的参数-MRI触发温度和活动层厚度-以及星前云核的质量。利用参数的规范值，在磁性分层盘的内部$\approx$ 15 au区域内形成死区。死区不是一个均匀的结构和长期的，轴对称的，气体环普遍形成在这个区域内，由于粘性扭矩的作用。环在磁盘环境中表现出显着的对比度相比，一个完全的磁活性磁盘，其特征在于高表面密度和低有效粘度。在死区区域可以同时形成多个气体环，这些气体环是高度动态的，并且表现出复杂的、与时间相关的行为，例如向内迁移、涡旋、引力不稳定性和大尺度螺旋波。MRI触发温度的增加只有边际效应，而活动层厚度以及初始云核质量的变化对内盘的结构和演化有显着影响。具有大碎裂势垒的尘埃可能被捕获在环中，这可能在行星形成中起关键作用。
2019-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Global Simulations of the Inner Regions of Protoplanetary Disks with Comprehensive Disk Microphysics
弱电离原行星盘（PPD）的气体动力学在很大程度上受气体和磁场之间的耦合控制，并由三种非理想磁流体动力学（MHD）效应（欧姆、霍尔和双极）描述。以前的本地模拟结合这些过程显示，PPD的内部区域主要是层流伴随着风驱动的吸积。我们进行二维轴对称，完全全球MHD模拟这些地区（$\sim1-20$ AU），考虑到所有非理想的MHD效应，表列扩散系数和近似处理的外部电离和加热。随着净垂直场与磁盘旋转对齐，霍尔剪切不稳定性强烈放大水平磁场，使整体动力学依赖于初始场配置。磁盘形成后，磁盘可能会松弛到一个内部区域，其特征在于不对称的场配置跨越中平面，平滑过渡到一个更对称的外部区域。角动量输运是由MHD风和层流麦克斯韦应力驱动的，吸积和递减流都存在于不同的高度，并从两个磁盘两侧适度不对称风。当磁场极性不一致时，弱磁化圆盘会形成非对称的磁场结构，其中超声吸积流集中在圆盘表面的一侧，而圆盘两侧则存在高度非对称的风。在所有情况下，风的性质是磁热的，其特征是质量损失率超过吸积率。磁化强度越强的圆盘，磁场结构和流动结构越对称。更深的远紫外线渗透导致更强和更不稳定的流出。对观测和行星形成的影响也进行了讨论。
2017-07-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spirals, rings, and vortices shaped by shadows in protoplanetary disks: from radiative hydrodynamical simulations to observable signatures
通过辐射流体动力学模拟，发现阴影边缘激发螺旋并耗散形成环和涡旋，解释了原行星盘中的径向子结构，并预测了可观测特征。
2025-04-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
99 Herculis: Host to a Circumbinary Polar-ring Debris Disk
我们提出了解决赫歇尔图像的circumbinary碎片盘在99武仙座系统。主星是一颗晚期的F-型恒星。的二进制轨道的特点，我们得出结论，磁盘是错位的二进制平面。两种不同的模型可以解释观察到的结构。第一个模型是一个环的极轨道，在一个平面上垂直于二进制近心方向移动。我们赞成这种解释，因为它包括长期扰动的影响和磁盘可以生存的陀螺时间尺度。第二种模型是错位环。由于环的方向存在模糊性，这可能反映在天空平面上，因此该环要么具有类似于第一模型的近极轨道，要么具有30度的失准。的错位环，解释为最近的碰撞的结果，被证明是难以置信的碰撞和动力学演化的约束。由于盘+恒星系统的分离类似于99武仙座应该形成共面，可能的形成场景涉及近距离的恒星相遇或双星交换存在的拱星和/或拱双星盘。发现和描述像99武仙座这样的系统将有助于理解导致行星系围绕单个和多个恒星不对准的过程。
2012-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dual-Band Observations of the Asymmetric Ring around CIDA 9A: Dead or Alive?
本文通过ALMA双波段观测发现CIDA 9A周围尘埃环存在不对称性及方位角偏移，暗示涡旋尘埃陷阱，需进一步观测确定成因。
2023-10-17 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
Self-induced edge rings in protoplanetary disks
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文与空间科学观测站）
该研究提出原行星盘外边缘的辐射转移与尘埃演化耦合效应可自诱导形成边缘环，为第一代环的形成提供了无需行星参与的合理解释。
2026-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
From Pebbles and Planetesimals to Planets and Dust: the Protoplanetary Disk--Debris Disk Connection
在原行星盘中观察到的碎片盘和突出环的轨道距离和探测率相似，这表明这些结构之间存在潜在的联系。我们用新的计算方法探索这种联系，这些计算方法遵循鹅卵石和微行星环的演变，因为它们成长为行星并产生尘埃碎片。根据初始固体质量和微行星形成效率，计算结果预测了产生的行星质量和伴随的碎片特征的不同结果。当与碎片盘的发病率作为光度和时间的函数进行比较时，模型结果表明，已知的明亮冷碎片盘的人口可以用固体环来解释，这些固体环具有为原行星盘环推断的（高）初始质量和与当前的星子形成理论相一致的适度的星子形成效率。这些结果支持了大的原行星盘环演化为已知的冷碎片盘的可能性。推断出的强大的演化联系原行星盘与大环和成熟的恒星与冷碎片盘意味着剩余的大多数人口的低质量的恒星与紧凑的原行星盘留下的大半径的残留固体只有适度的质量，并主要发展成成熟的恒星没有超过30 au的可检测的碎片。这里概述的方法说明了如何将观测与详细的固体演化模型相结合，强烈地约束了盘固体的全球演化和基本的物理参数，如星子形成的效率和原行星盘中可能存在的看不见的固体水库。
2021-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asymmetric Line Profiles in Spectra of Gaseous Metal Disks Around Single White Dwarfs
在几颗DAZ和DBZ白矮星周围发现了富含金属的碎片盘，这可能是由于较小的岩石星子的分裂造成的。在一些情况下，该材料另外形成气体盘。对于SDSS J122859.93+104032.9，在约8500埃处的双峰红外Ca II三重态表现出强的红/紫不对称性。我们使用图宾根非LTE吸积盘代码AcDc计算了该盘的光谱和垂直结构，假设该盘物质的化学混合物类似于一颗类似陨石的小行星，这是我们自己的太阳系中最突出的类型。通过修改程序，模拟不同的非轴对称磁盘的几何形状，第一个初步的结果与观察到的非对称线的轮廓。
2011-02-03 astro-ph.EP
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
Dust Rings and Cavities in the Protoplanetary Disks around HD 163296 and DoAr 44
我们在DoAr 44和HD 163296周围的原行星盘中模拟子结构，以便更好地理解行星可能形成的条件。我们匹配档案毫米波长的热发射对模型的磁盘的结构，在辐射平衡与星光加热和垂直流体静力学平衡，然后比较档案偏振散射近红外图像的磁盘。毫米辐射产生于内部，而散射的近红外辐射探测磁盘的外层。我们最好的模型的HD 163296磁盘的尘埃质量$81\pm 13$ $M_\oplus$在内环在68 AU和$82^{+26}_{-16}$ $M_\oplus$在外环在102 AU，都属于从以前的研究估计的范围内。我们的DoAr 44模型具有总尘埃质量$84^{+7.0}_{-3.5}$ $M_\oplus$。与HD 163296不同，DoAr 44至今还没有发现行星。如果DoAr 44盘中的中心空腔是由行星引起的，则行星的质量必须至少为0.5 $M_J$，并且不可能大于1.6 $M_J$。我们证明，DoAr 44盘的结构（在较暗的裙部内具有明亮的环偏移）可以由漂移通过看似合理的气体分布的尘埃颗粒形成。
2022-12-01 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
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
Evolution of protoplanetary disks from their taxonomy in scattered light: spirals, rings, cavities, and shadows
在偏振光下观测到的原行星盘的多样性促使分类学研究来约束它们的演化，并建立这种类型观测的当前框架。我们将58个可用偏振观测的圆盘根据它们在散射光中的外观分为六个主要类别（环形，螺旋形，巨型，边缘，微弱和小型圆盘）。我们重新计算了恒星和磁盘的属性从新推出的GAIA DR2和相关的磁盘类别这些属性。超过一半的样本显示了磁盘的子结构。对于其余的源，没有检测到的功能是由于他们的模糊，他们的小尺寸，或磁盘的几何形状。暗盘通常在年轻恒星周围发现，通常没有空腔。有一个可能的二分法，在近红外过量的来源与螺旋盘（高）和环盘（低）。像螺旋一样，阴影与高近红外过量相关。如果我们考虑到不同质量恒星的主序前演化时间尺度，旋臂可能与古老的盘有关。我们还发现，随着时间的推移，磁盘尘埃质量的松散，浅下降的趋势。原行星盘可能在其演化的早期形成类似环的子结构，但它们在散射光中的可探测性仅限于相对较老的源（超过500万年），其中反复探测到的盘腔允许照亮外部盘。盘质量随时间的浅减少可能是由于选择效应，其中迄今为止在散射光中观察到的盘通常是大质量的，明亮的过渡盘，其寿命比大多数盘更长。我们的研究指出，螺旋和阴影是由木星质量分数到几分之一的行星产生的，它们在靠近恒星的内盘和外盘腔上留下了（观察到的）印记。
2018-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
Multiple rings in the transition disk and companion candidates around RXJ1615.3-3255. High contrast imaging with VLT/SPHERE
我们寻找正在进行的行星盘相互作用的迹象，并研究小颗粒在RXJ1615.3-3255（RX J1615）周围的过渡盘表面的分布。我们用VLT/SPHERE观测了RXJ 1615。我们第一次在散射光下对圆盘进行成像，并检测到两个弧，两个环，一个间隙和一个内部圆盘，边缘证据表明内部空腔。弧的形状表明它们可能是完整环的一部分。两个环和内盘的椭圆拟合得到盘倾角i = 47 \pm 2度，半长轴分别为1.50 \pm 0.01”（278 au）、1.06 \pm 0.01”（196 au）和0.30 \pm 0.01”（56 au）。我们确定散射表面的高度以上的中平面，根据投影环中心偏移。9个点源在2.1”和8.0”间隔之间被检测到，并被认为是伴随候选。利用NACO数据，我们恢复了九个点源中的四个，我们确定它们不是共同移动的，因此与系统无关。我们提出了第一次检测的过渡盘RXJ 1615在散射光。环的高度表示圆盘表面的有限张开，这使得圆盘中的部分自阴影成为可能。最外面的弧要么是盘的底部，要么是另一个半长轴> 2.35”（435 au）的环。我们探索这两种情况，推断出特征的完整形状，这将允许在未来的观察中区分两者。最有趣的情况是，圆弧沿着外环的底部，这需要在r ~ 360 au处截断圆盘。最接近的伴星候选者，如果确实在540天文单位的轨道上运行，那么最有可能是这种截断的原因。这个伴随的候选者，以及…
2016-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Estimate on dust scale height from ALMA dust continuum image of the HD 163296 protoplanetary disk
我们的目标是从毫米连续观测中估计原行星盘的尘埃尺度高度。首先，我们给出了原行星盘中环强度的一般表达式，并证明了我们可以用环的方位角强度变化来约束尘埃尺度的高度。然后，我们将所提出的方法应用于两个不同的环在68 AU和100 AU的原行星盘周围HD 163296。通过比较DSHARP高分辨率毫米级尘埃连续图像与RADMC-3D的辐射转移模拟，我们约束了尘埃尺度高度。在3 σ不确定度下，发现在内环h_d/h_g > 0.84，在外环h_d/h_g < 0.11，其中h_d为尘埃尺度高度，h_g为气体尺度高度。这表明灰尘在内环处张开并在外环处沉降。我们进一步从导出的尘埃尺度高度限制湍流参数α与气体-尘埃耦合参数St的比值; α/St在内环> 2.4，α/St在外环< 1.1*10^{-2}。这一结果表明，湍流更强或灰尘更小的内环比外环。
2021-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
A Deep Polarimetric Study of the Asymmetrical Debris Disk HD 106906
HD 106906是一个年轻的双星系统，位于下半人马座十字座（LCC）。这个系统在已发现的系统中是独一无二的，因为它包含一个不对称的碎片盘，以及一个11 M的$_{Jup}$行星伴星，距离$\sim$ 735 AU。只有少数其他系统已知包含一个磁盘和直接成像的行星，其中HD 106906是唯一一个行星明显分散的系统。碎片盘几乎是边缘上的，大约延伸到$>$ 500 AU，以前对HST的研究表明，外部区域具有高度的不对称性。为了更好地了解磁盘的结构和组成，我们已经进行了深入的偏振研究HD 106906的不对称碎片盘使用新获得的$H$ -，$J$ -，和$K1$ -波段偏振数据从双子座行星成像仪（GPI）。我们的数据的实证分析支持的磁盘，是不对称的表面亮度和结构，其中拟合一个倾斜的环模型的磁盘脊柱表明，磁盘可能是高度偏心（$e\gtrsim0.16$）。比较每个波段的圆盘通量和恒星通量，可以发现蓝色在圆盘上也没有明显的变化。我们讨论了这些结果的不对称性的可能来源，在那里我们发现，动力学与行星的同伴，HD 106906 b的相互作用，是一个可能的候选人。
2021-05-12 astro-ph.EP
Planetary rings and other astrophysical disks
本章探讨了行星环和宇宙中各种圆盘所共有的物理学。它从观测概述开始，范围从原行星盘到螺旋星系，然后将这些天体物理盘与太阳系的环进行比较和对比。重点放在基础物理学和动力学，以及如何研究两类对象连接。涵盖的主题包括磁盘的形成，吸积，碰撞过程，波，不稳定性和卫星磁盘的相互作用。
2017-01-16 astro-ph.EP
Spiral-Arm Sub-Structures in the Asymmetrical Dust Rings of the Circumstellar Disk MWC 758
盘中的不对称特征提供了嵌入物体（如行星）的间接证据。用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测，MWC 758中的星周盘用波长为0.9 mm的热尘埃连续辐射追踪，角分辨率高达0.1 "（15 au），显示出具有额外特征的不对称尘埃环。为了分析尘埃环的方位和径向结构，我们将尘埃环在方位上分成小的段。对于每个片段，我们拟合两个高斯函数的径向强度分布。得到的最佳拟合参数作为方位角的函数进行了分析。三个螺旋状的臂结构被确定。当使用WKB近似用螺旋密度波理论拟合0.9 mm特征时，发现两组盘纵横比：一个解给出相对较低的值（~0.03），而另一个解在自由参数的上限（~0.2）。上限结果所建议的行星位置与Benisty等人（2015）在NIR偏振强度图像中确定的位置相似。将报告的螺旋状结构与Dong等人（2018）中较高角度分辨率（0.04 "）的ALMA图像进行比较，由于所采用的分析方法和图像的相应分辨率的差异，我们在盘的西部识别出不同的结构。
2020-10-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Gaps and Rings in an ALMA Survey of Disks in the Taurus Star-forming Region
在ALMA对原行星盘的尘埃观测中，环是最常被发现的亚结构，但它们的起源仍有激烈的争论。在本文中，我们确定了12个磁盘中的尘埃子结构，并测量了它们的属性，以研究它们是如何形成的。这个圆盘的子样本是从金牛座恒星形成区域的32个圆盘的高分辨率（$\sim0.12''$）ALMA 1.33毫米调查中选择的，该调查旨在覆盖宽范围的亚毫米亮度，并对先前已知的子结构没有偏见。虽然轴对称环和间隙在我们的样品中很常见，但没有检测到螺旋图案和高对比度方位不对称。将星盘模型拟合到vibrium，可以估计出间隙和环的位置和形状、每个星盘组件中的通量以及星盘的大小。尘埃子结构发生在很大范围的恒星质量和磁盘亮度。有多个环的行星往往更大，更长。如果大多数间隙是由低质量行星（超级地球和海王星）在低盘湍流（$α=10^{-4}$）条件下打开的，那么间隙位置和宽度之间的相关性、环和间隙之间的强度对比以及环和间隙的分离都可以得到解释。间隙的位置与CO和N $_2$冰线的预期位置没有很好的相关性，因此凝结锋不太可能是产生间隙和环的通用机制，尽管它们在某些情况下可能发挥作用。
2018-10-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
The formation of rings and gaps in magnetically coupled disk-wind systems: ambipolar diffusion and reconnection
星周盘的径向亚结构现在是ALMA的常规观测。还有越来越多的证据表明，盘风驱动吸积在这样的磁盘。我们通过二维（轴对称）模拟表明，环和间隙自然发展的磁耦合盘风系统的规模上的几十个AU，双极扩散（AD）是占主导地位的非理想MHD效应。在磁场和物质适度耦合的模拟中，圆盘保持相对层流，径向电流通过AD变陡到中平面附近的薄层中。环形磁场在该层中急剧反转极性，产生驱动快速吸积的大的磁力矩，其将极向场拖曳成高度箍缩的径向配置。这种收缩场的重连产生了磁环，其中净极向磁通量（以及吸积率）减少，产生致密环。具有较强极向磁场的邻近区域吸积得更快，形成间隙。在更好的磁耦合模拟中，所谓的“雪崩吸积流”在盘表面附近不断发展，使盘风系统更加混乱。然而，突出的环和间隙仍然产生，至少部分地，通过重连，这再次使得极向场和盘材料的分离类似于更扩散的盘。然而，重新连接现在由MRI通道流的非线性增长驱动。在快速吸积的层流盘中形成的环和间隙对尘埃沉降和捕获、颗粒生长和行星形成有着有趣的意义。
2018-03-16 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Extended Transiting Disks and Rings Around Planets and Brown Dwarfs: Theoretical Constraints
新形成的行星（或棕矮星）可能拥有盘或环，占据行星希尔球的相当一部分，并延伸到拉普拉斯半径之外，在那里来自主恒星的潮汐扭矩超过来自扁圆行星的扭矩。这样的圆盘/环可以表现出独特的、可检测的凌日信号，只要圆盘/环与行星的轨道平面明显不对准。有初步证据表明，年轻的K5恒星1 SWASP J140747-354542周围有一个扩展的环系统。我们提出了一个一般的理论研究的倾斜（翘曲）的轮廓下，从中央恒星的潮汐扭矩，从扁圆行星的扭矩和磁盘的自引力的综合影响的环行磁盘。我们计算了稳定状态的翘曲轮廓（“广义拉普拉斯曲面”），并研究了磁盘的相干进动的条件。我们发现，要保持不可忽略的扩展外盘和行星的轨道平面之间的错位，并确保连贯的磁盘进动，磁盘的表面密度必须足够大，使自重力扭矩克服来自中央恒星的潮汐扭矩。我们的分析和定量结果可以用来限制过境环行星盘的参数，可能会被发现在未来。
2016-10-11 astro-ph.EP
A reaction-diffusion model for describing the ring/gap structure in disks surrounding individual young stars
Complutense University of Madrid（马德里康普顿斯大学）
本研究提出反应-扩散模型解释年轻恒星周围盘的环-空隙结构形成机制。
2026-03-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Asymmetric transition disks: Vorticity or eccentricity?
上下文过渡盘通常出现在解析毫米观测中，作为围绕年轻宿主恒星的巨大尘埃环。ALMA更精确的观测显示，其中几个环实际上是不对称的：它们有不平衡的形状。据推测，这些环充当尘埃陷阱，这将使它们成为研究行星形成的重要实验室。它已被证明，一个细长的巨涡产生在一个磁盘与一个强大的粘度跳跃惊人的类似所观察到的不对称环。目标。我们的目标是研究一个巨大行星嵌入其中的圆盘的类似行为。然而，一颗巨大的行星可以引起两种不对称：（1）巨大的漩涡，（2）偏心盘。我们研究了在什么条件下，每一种都可能出现，以及如何通过观察来区分它们。这一点很重要，因为只有涡流才能在径向和方位角上捕获颗粒，而偏心环只能在径向上捕获颗粒。方法.我们使用FARGO代码进行水力模拟。我们建立了一个嵌入巨行星的圆盘，并采取了一个径向网格，跨度从行星半长轴的0.1到7倍。我们用不同的粘度值和行星质量对1000个行星轨道进行了模拟，以允许充分发展的漩涡或圆盘偏心率。之后，我们比较了尘埃分布在涡流保持盘与偏心盘使用灰尘模拟。结果我们发现，涡度和偏心率是可区分的，通过看尘埃密度的方位角对比度。虽然作为颗粒捕集器的涡流产生非常明显的方位角不对称性，但偏心特征不能在方位角方向上积累毫米级尘埃颗粒，因此预计不对称性是适度的。
2013-04-05 astro-ph.EP
Characterization of Ring Substructures in the Protoplanetary Disk of HD 169142 from Multi-Wavelength ALMA Observations
我们提出了一个详细的多波长表征的多环盘的HD 169142。我们报告了3 mm处的新ALMA观察结果，并将其与0.89和1.3 mm的档案数据一起分析。我们的观测解决了以前在高分辨率ALMA数据中看到的盘中四个环中的三个。一个简单的参数模型是用来估计的尘埃光学厚度，温度，密度和粒度分布的径向轮廓。我们发现圆盘的多环特征是由大颗粒的环形积聚产生的，可能与气体压力颠簸有关。我们的模型表明，在环中的最大尘埃颗粒尺寸是$\sim1$厘米，与稍平坦的幂律的大小分布比ISM样的大小分布（$p\sim3.5$）中发现的差距。特别是，内环（$\sim26$ au）与强而窄的灰尘颗粒积聚有关，这些灰尘颗粒可能具有触发流动不稳定性的必要条件。根据我们的分析，最重要的挥发物的雪线不符合所观察到的亚结构。我们探索了不同的环形成机制，发现行星-盘相互作用是最有可能解释HD 169142主要特征的方案。总的来说，我们的多波长分析提供了HD 169142环中存在径向尘埃陷阱的第一个明确证据。在更大的磁盘样本中进行类似的分析可以提供关于磁盘子结构对尘埃演化和行星形成过程的影响的关键见解。
2019-07-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
The Structure and Stability of Extended, Inclined Circumplanetary Disk or Ring Systems
许多恒星的亮度都有大幅度的下降，对此的初步解释是恒星被一个凌日的环行星盘或环系统掩星。为了使环行星盘/环阻挡主星的光线，盘必须倾斜出行星的轨道平面，这就造成了稳定性问题，因为盘的径向范围需要解释亮度下降的持续时间。这项工作使用N-体积分来研究旋转行星的质量四极杆倾斜出行星轨道平面的环行星盘/环系统的结构和稳定性。模拟磁盘作为一个集合的测试粒子的轨道初始化附近的拉普拉斯表面（来自主恒星的潮汐力和来自行星的质量四极子的力之间的平衡），我们发现，许多扩展，倾斜的环行星盘保持稳定的整合的持续时间（~3 - 16百万年）。两种动力学共振/不稳定性激发粒子的偏心率和倾角：在盘的外部区域发生的Lidov-Kozai效应，以及在盘的内部区域发生的诱导共振。我们的工作的最大径向范围内的倾斜环行星盘/环系统的限制，并表明，存在于环行星盘的差距并不一定意味着存在的系外卫星。
2020-09-10 astro-ph.EP
Hydrocarbon emission rings in protoplanetary disks induced by dust evolution
我们报告的意见，解决C2 H发射环内的气体丰富的原行星盘的TW Hya和DM头使用阿塔卡马大毫米波阵列（ALMA）。在每种情况下，发现发射环出现在可观察的磁盘的边缘的毫米大小的颗粒（卵石）跟踪（子）毫米波连续发射。此外，我们检测到一个C3 H2的发射环具有相同的空间分布C2 H在TW Hya磁盘。这表明这些是烃环（即不限于C2 H）。使用一个详细的热化学模型，我们表明，再现C2 H的发射需要一个强大的UV场和C/O > 1的上层磁盘大气和外盘，超出边缘的卵石盘。这自然会出现在一个磁盘中的冰涂层的尘埃质量是空间分层由于凝结，重力沉降和漂移的综合影响。这种分层导致盘表面和外盘对UV光子具有更大的渗透性。此外，冰的浓度，运输关键的挥发性载体的氧和碳的中平面，随着光化学侵蚀的CO，导致元素的C/O比，超过统一的UV占主导地位的磁盘。因此，颗粒的运动，而不是气体，导致在磁盘表面层和外部磁盘中平面丰富的碳氢化合物化学。
2016-09-20 astro-ph.EP
Chemistry across dust and gas gaps in protoplanetary disks: modelling the co-spatial molecular rings in the HD 100546 disk
本研究模拟HD 100546原行星盘的分子环，发现其与尘埃环共空间的特征或源于径向变化的C/O比、浅气体间隙及减弱的紫外背景，且CN等自由基并非气体间隙深度的良好示踪物。
2024-05-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA observation of the protoplanetary disk around WW Cha: faint double-peaked ring and asymmetric structure
我们提出了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）带6观测的尘埃连续辐射盘周围WW查。尘埃连续体图像显示了一个平滑的盘结构，有一个微弱的（低对比度）尘埃环，从$\sim 40$ au延伸到$\sim 70$ au，没有任何间隙。我们用MCMC方法建立了一个简单的模型来拟合观测数据的可见性，发现凸点（我们称没有间隙的环为凸点）在$40$ au和$70$ au处有两个峰。模型和观测结果之间的残差图表明，在圆盘的中心和外部区域存在不对称结构。这些非对称结构也证实了模型独立的分析的虚部的可见性。在外部区域的不对称结构是一致的，由SPHERE观察到的螺旋。为了限制圆盘的物理量（尘埃密度和温度），我们进行了辐射传输模拟。我们发现外峰附近的中平面温度接近于CO在水冰上的冻结温度（$\sim 30$ K）。内峰附近的温度约为$50$ K，这接近于H $_2$ S的冻结温度，也接近于几种物质的烧结温度。我们还讨论了尘埃颗粒的粒度分布使用的光谱指数图内得到的波段6的数据。
2021-03-17 astro-ph.EP
Investigating the asymmetric chemistry in the disk around the young star HD 142527
本研究利用ALMA存档数据研究年轻恒星HD 142527周围不对称原行星盘的化学性质，获取分子清单并分析尘埃陷阱的影响，发现冰幔热升华对盘外天气相组成作用有限，CO雪线位于尘埃陷阱外，支持H2CO冷气相形成机制。
2023-04-13 astro-ph.EP
Puffed-up Inner Rings and Razor-thin Outer Rings in Structured Protoplanetary Disks
利用ALMA Band 6观测6个双环原行星盘，发现内环尘埃层膨胀而外环显著沉降，揭示了尘埃沉降效率的径向依赖性，并指出外部沉降环是行星形成的优先场所。
2025-09-16 astro-ph.EP
Ring Formation in Protoplanetary Disks Driven by an Eccentric Instability
我们发现，在一定的条件下，原行星盘可以自发地产生多个，同心的气体环没有嵌入行星通过偏心冷却不稳定性。使用线性理论和非线性流体力学模拟，我们表明，各种背景状态可能会捕获一个缓慢的进动，单臂螺旋模式，变得不稳定时，引力稳定的磁盘迅速冷却。激发这个螺旋所需的角动量是以不均匀的质量传输为代价的，这通常会导致多个环。例如，一个长期的流体动力学模拟展示了四个长寿命的轴对称气体环。我们用线性理论从第一性原理验证了不稳定性演化和环形成机制，结果与模拟结果吻合得很好。被困在这些环中的尘埃可能会产生与观测到的圆盘一致的可观测特征。此外，当不稳定性饱和时，直接检测偏心气体运动是可能的，并且在以后的时间内在环中剩余的任何残余偏心度也可以提供这种机制的直接观测证据。
2021-02-03 astro-ph.EP
Asymmetric radiation in binary systems: Implications for disk evolution and chemistry
本研究针对双星系统辐射场简化模型的不足，通过3D-SPH流体动力学模拟结合蒙特卡罗辐射传输计算，揭示了3D不对称辐射场对盘演化与化学的影响，为理解双星行星系统形成提供关键依据。
2025-09-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
CN rings in full protoplanetary disks around young stars as probes of disk structure
在原行星盘中观测到CN分子明亮的环状结构发射。我们调查是否这样的结构是由于磁盘本身的形态，或者如果它们是CN发射的内在特征。与使用CN作为诊断的意图，我们还解决的物理和化学参数CN是最敏感的。通过二维热化学程序DALI运行了一组不同恒星光谱、质量和物理结构的盘模型。通过了一个最新的化学网络，该网络考虑了最相关的氯化萘反应。环形发射被认为是所有采用的模型的共同特征;最高丰度被发现在磁盘的上部外部区域，柱密度峰值在30-100 AU的金牛座T星与标准吸积率。质量较高的圆盘通常显示较亮的CN。更高的紫外线场，例如那些适合于具有高吸积率的金牛T星或赫比格Ae星或更高的盘耀斑的紫外线场，通常会导致更明亮和更大的环。这些趋势是由于CN的主要形成路径，其全部从振动激发的H2* 分子开始，其通过H2的远紫外（FUV）泵浦产生。该模型的结果与观察到的磁盘集成CN通量和观察到的位置的CN环TW Hya磁盘。CN环是在原行星盘中自然产生的，不需要特定的盘结构，如尘埃腔或间隙。FUV通量和CN排放之间的强联系可以提供关于盘的垂直结构和影响UV穿透的尘埃颗粒分布的关键信息，并且可以帮助打破SED拟合中的一些简并。与C2 H或c-C3 H2相比，CN通量对碳和氧的消耗不是非常敏感。
2017-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Asymmetric Temperature Variations In Protoplanetary disks: I. Linear Theory, Corotating Spirals, and Ring Formation
本研究通过线性理论分析，发现原行星盘中的非对称温度变化可在Lindblad共振处激发共转螺旋，进而分裂重连形成环，并可能通过非线性波耗散促进盘吸积。
2025-01-15 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
Disk Substructures at High Angular Resolution Program (DSHARP): VIII. The Rich Ringed Substructures in the AS 209 Disk
本文详细分析了高角分辨率（0。037，相当于5天文单位）观测的1.25毫米连续谱和$^{12}$ CO $2-1$发射从磁盘周围的金牛座T星AS 209。AS 209拥有DSHARP样本中最不寻常的磁盘之一，第一次高角分辨率ALMA磁盘调查（Andrews et al. 2018），因为几乎所有的发射都可以用同心高斯环来解释。特别是，尘埃排放由一系列狭窄和紧密间隔的环在内部$\sim$ 60 au，两个分离良好的明亮的环在外盘，集中在74和120 au，和至少两个较暗的发射功能，在90和130 au。我们模拟的videlion与径向表面亮度分布的参数表示，由一个中央核心和7个同心高斯环。最近对低粘度盘的流体动力学模拟表明，超级地球行星可以产生AS 209毫米连续辐射中看到的多个间隙。$^{12}$ CO谱线的发射在中心达到峰值，并延伸到$\sim$ 300 au，比毫米尘埃发射远得多。我们发现轴对称的，本地化赤字的CO排放周围四个不同的半径，近45，75，120和210金。最外面的间隙位于毫米粉尘排放的边缘之外，因此不能归因于粉尘不透明性，而必须由真正的CO表面密度降低引起，由于化学效应或总气体含量的耗尽。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Search for Disk Perturbing Planets Around the Asymmetrical Debris Disk System HD 111520 Using REBOUND
本研究利用REBOUND代码模拟HD 111520的非对称碎片盘，约束出一颗约1倍木星质量、半长轴≳200au的倾斜偏心行星可重现多数盘特征，同时指出需第二颗内侧行星及额外机制解释亮度非对称，为行星探测提供目标约束。
2024-10-04 astro-ph.EP
Vortex-Induced Rings and Gaps within Protoplanetary Disks
本文通过二维流体动力学模拟发现，原行星盘中长寿命涡旋可产生密度波，其角动量通量比行星诱导波高两个数量级，从而在无粘性盘中形成可被ALMA探测的尘埃环与间隙。
2024-12-17 astro-ph.EP
Saturn's G and D rings provide nearly complete measured scattering/phase functions of nearby debris disks
遥远恒星周围的碎片盘的外观取决于盘中物质的散射/相位函数（SPF）。然而，描述这些太阳系外碎片盘的SPF是具有挑战性的，因为地球观测者只能看到有限范围的散射角。相比之下，土星的稀薄环可以在更广泛的几何形状范围内观察到，因此它们的SPF可以更好地受到限制。由于这些环是由从较大物体表面释放的小颗粒组成的，它们与碎片盘有合理的相似之处，因此它们的SPF可以提供对碎片盘似乎合理的散射特性的了解。这项工作检查了土星的两个尘埃环：G环（距离土星中心167，500公里）和D 68小环（距离67，600公里）。利用卡西尼号航天器上的摄像机提供的数据，我们能够估计出光环在170到0.5度散射角范围内的亮度。我们发现，这两个环表现出非常强的前向散射峰，但散射角超过60度，其亮度几乎是恒定的。这些SPFs可以很好地近似由三个Henyey-Greenstein函数的线性组合，并大致一致的不规则颗粒的SPFs从实验室测量。将这些数据与Fraunhofer和Mie模型进行比较，突出了单独从SPF中提取颗粒组成和粒度分布信息所涉及的几个挑战。这些环的SPFs还表明，碎片盘中向前散射的程度可能被大大低估。
2015-09-23 astro-ph.EP
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
Using Ringed Disks to Determine Fundamental Parameters of Planet Formation
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；PhysicsGraph；McGill University（麦吉尔大学）
本研究将Lee（2024）的环带盘模型应用于已知环带盘普查，在10个系统中发现19个可行环，推导得到行星形成早期的St和α参数，相关结果支持环由行星生成的推测。
2026-09-16 astro-ph.EP
Effects of Ringed Structures and Dust Size Growth on Millimeter Observations of Protoplanetary Disks
从亚微米到毫米和厘米大小的固体生长是原行星盘（PPD）内行星形成的早期步骤。然而，这些过程及其对固体生长后期阶段的潜在影响仍然知之甚少。在这项工作中，我们测试的假设，大多数磁盘包含至少一个环形结构，具有相对较小的半径。我们已经进行了一个大家庭的一维双流体（气体+灰尘）流体动力学模拟不断发展的气体和灰尘的运动自我一致，同时允许灰尘的大小，通过凝聚和破碎的演变。我们研究了环形结构和尘埃尺寸增长对PPD的亚毫米和毫米（mm）通量和光谱指数的联合影响。环状结构减缓了尘埃的径向漂移，加速了尘埃的生长。特别是，我们发现，这些未解决的磁盘具有高碎裂速度（$\sim10\ {\rm m~s^{-1}}$）和高尘埃表面密度（环中的$\sim10\ {\rm g\ cm^{-2}}$）可以有毫米光谱指数低至$\sim2.0$，与毫米观测附近的恒星形成区域的暗盘一致。此外，具有多于一个环状结构的盘可以潜在地再现光谱指数低于$\sim2.5$的更亮的盘。未来对这些低光谱指数源的多波长高分辨率观测可用于测试未分辨盘中环状结构的存在，并区分尘埃尺寸增长与光学深度的影响。
2019-05-03 astro-ph.EP
Planet formation by pebble accretion in ringed disks
内容：卵石吸积预计将是形成大质量固体行星的主要过程，例如巨行星和超级地球的核心。到目前为止，这一过程的研究都是在假设尘埃在整个原行星盘中凝结和漂移的情况下进行的。然而，观测结果表明，许多圆盘的结构可能是由于压力最大而形成的环，阻止了尘埃的全球径向漂移。目的：我们研究如何卵石吸积范式的变化，如果尘埃被限制在一个环。结果：行星I型迁移停止在一个环中，但不一定在其中心。如果熵驱动的共转力矩是去饱和的，行星位于尘埃密度低的区域，这严重限制了它的吸积速率。相反，如果行星靠近环的中心，它的吸积率可以类似于它在一个经典的（无环）磁盘的同等尘埃密度。然而，行星的增长速度受到环中尘埃扩散的限制，最终行星的质量受到环总质量的限制。DSHARP环离恒星太远，不允许在圆盘的寿命内形成大质量行星。然而，一个类似的环被重新调整为5 AU，可能会导致一个行星的形成，包括整个环的质量不到1/2 My。结论：星环的存在可能并不是卵石吸积形成行星形成的障碍。然而，为了使吸积有效，行星的静止位置必须相对靠近环的中心，并且环需要离中心恒星不太远。行星环的形成可以解释巨行星的存在，其核心质量小于所谓的卵石隔离质量。
2020-04-10 astro-ph.EP
The detection of dust gap-ring structure in the outer region of the CR Cha protoplanetary disk
我们使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测了225 GHz的尘埃连续谱和朝向CR Cha原行星盘的CO同位素（12 CO，13 CO和C18 O）J=2-1发射谱线。尘埃连续体图像显示了尘埃盘外部区域的尘埃间隙环结构。在尘埃间隙之外的120 au附近还探测到一个微弱的尘埃环。CO同位素谱线表明气体盘比尘埃盘更长。13 CO谱线在130 au附近有一个小的峰，而12 CO和C_（18）O谱线没有峰。我们研究了两种可能的机制再现所观察到的尘埃间隙环结构和气体温度颠簸。首先，利用木星质量的行星质量与缝隙深度和宽度之间的关系，可以打开观测到的缝隙结构。同时，基于观测到的尘埃表面密度分布的辐射转移计算表明，观测到的尘埃环可能是由尘埃在尘埃盘外缘外产生的气体温包，即气体压包处的积累形成的。
2019-11-29 astro-ph.EP
