Science with an ngVLA: Organics in Disk Midplanes with the ngVLA
行星聚集在原行星盘的中平面上。尘埃和气体在圆盘中平面区域的组成决定了新生行星的组成,包括它们对生命的化学热情。在这方面,挥发性有机物质在行星和彗星形成区的分布特别令人感兴趣。这些是难以访问的磁盘中平面在红外线,甚至毫米波长,由于尘埃不透明度,这可能掩盖中平面,低固有的分子丰度,由于有效的冻结,以及在中等大小的有机物的情况下,预期的激发温度和可访问的线上能级之间的不匹配。在ngVLA波长,尘埃是光学薄,使观测到行星形成盘中平面。ngVLA也具有必要的灵敏度。使用TW Hya作为案例研究,我们表明,ngVLA将能够映射出诊断有机物,如CH 3 CN,在附近的原行星盘的分布。
2018-10-15 astro-ph.EP astro-ph.GA
Global Hydromagnetic Simulations of Protoplanetary Disks with Stellar Irradiation and Simplified Thermochemistry
由大规模磁场驱动的外流可能在原行星盘的演化和扩散中发挥重要作用,并为行星形成创造条件。我们扩展了我们的2-D轴对称非理想MHD模型,这些外流,通过将辐射转移和简化的热化学,探索加热如何影响风发射的双重目标,并说明如何通过诊断谱线的观测,这样的模型可以进行测试。我们的模型磁盘发射磁离心外流主要是通过磁张力,所以质量损失率增加只有适度时,热化学效应被switchedon.For典型的磁场强度,热化学和辐射加热比磁耗散更重要。我们还发现,夹带的垂直磁通量扩散出磁盘的长期时间尺度上的非理想MHD的结果。通过后处理线辐射转移,我们证明了谱线强度和时刻1地图的原子氧,HCN分子,和其他物种之间的模型与磁驱动的外流和一个较弱的,光蒸发外流显示潜在的可观察到的差异。特别是,线的形状和速度不对称的时刻-1地图可以识别从磁盘表面流出。
2020-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal evolution of protoplanetary disks: from $β$-cooling to decoupled gas and dust temperatures
目的:我们通过不同的方法来计算由盘及其周围环境中的各种冷却和加热过程所确定的热结构,探索年轻原行星盘的长期演化。研究方法:薄圆盘极限中的数值流体动力学模拟由三种热演化方案补充:一个简化的$β$ -冷却方法,有和没有辐射,其中磁盘冷却的速度是成比例的当地动态时间,一个基准模型与相等的灰尘和气体温度计算考虑粘性加热,辐射,和辐射冷却,以及允许分离灰尘和气体温度的更复杂的方法。结果如下:我们发现,气体温度可能会显着超过年轻的磁盘外部区域的尘埃由于额外的压缩加热所造成的降落信封材料在磁盘演化的早期阶段和缓慢的碰撞交换的能量之间的气体和尘埃在低密度磁盘区域。然而,外层包络显示出相反的趋势,气体温度下降到尘埃温度以下。全球盘演化对温度解耦的敏感性很弱。然而,单独的尘埃和气体温度可能会影响化学成分,尘埃演化和磁盘质量的估计。恒定的$β$模型没有恒星和背景辐射无法再现磁盘的演变与更复杂的热计划,因为固有的变量性质的$β$参数。考虑辐照的常数$β$模型能较好地拟合动力学和热演化过程,但仍不完全吻合.结论:当重点放在原行星盘中的化学或尘埃演化上时,特别是在亚太阳金属丰度环境中,需要允许分离尘埃和气体温度的模型。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.GA 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
A deep search for Complex Organic Molecules toward the protoplanetary disk of V883 Ori
研究利用ALMA 7波段深度观测V883 Ori原行星盘,识别26种分子并首次发现CH3OD等,丰度比较表明原行星盘阶段可能促进COMs积累。
2025-04-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Monte Carlo Simulation of Sugar Synthesis on Icy Dust Particles Intermittently Irradiated by UV in a Protoplanetary Disk
上下文虽然在分子云或原行星盘中合成有机分子是复杂的,但对星际颗粒的观测、对碳质陨石的分析和紫外光化学实验正在迅速发展,并为空间中复杂的有机分子合成提供了限制和线索。这促使我们构建一个理论综合模型。目的。我们开发了一个新的程序来模拟有机分子的全局反应序列,并将其应用于原行星盘中冰粒子表面的间歇紫外辐射合成糖。在这里,我们展示了我们新模拟的第一个结果。方法.我们应用蒙特卡罗方法选择反应序列从所有可能的反应,使用图论矩阵模型的化学反应和模拟反应的冰粒子在紫外线照射。结果我们在这里得到的结果与碳质碳酸盐中的有机分子一致,并通过实验获得,然而,通过一个不同的途径,从传统的甲醛反应先前建议。在紫外线照射过程中,疏松键合的富氧大分子不断产生和破坏。在紫外线照射关闭后,核糖丰度迅速增加,通过大分子的分解,O-O键断裂,C-OH被C-H取代,达到糖的O/C = 1。糖的丰度主要由起始材料的总原子比H/O调节,而不是由它们的特定分子形式调节。脱氧核糖是同时合成的,大多数分子最终都是复杂的富含C的分子。
2022-03-13 astro-ph.EP
Radiation hydrodynamics including irradiation and adaptive mesh refinement with AZEuS. I. Methods
目的。辐射对原行星盘物理结构的重要性不能低估。然而,原行星盘随时间演化,因此要了解盘的演化和关联,盘的结构,应该解决辐射流体动力学的组合和时间相关的方程。方法.我们实现了一个新的隐式辐射求解器在AZEuS自适应网格细化磁流体动力学流体代码。基于一种混合的方法,结合频率相关的射线跟踪恒星辐射与非平衡通量限制扩散,我们解决了辐射流体动力学方程,同时保持恒星辐射的方向性。该实现允许在笛卡尔坐标、圆柱坐标和球面坐标中,在均匀网格和自适应网格上进行模拟。结果我们提出了几个流体静力学和流体动力学的辐射测试,验证我们的实施统一和自适应网格适当的,包括专门为原行星盘设计的基准。我们的研究结果表明,AZEuS的混合辐射算法的组合是一个有效的工具,辐射流体动力学研究,并产生的结果是具有竞争力的其他天体物理辐射流体动力学代码。
2014-11-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Unveiling the Chemical Complexity and C/O Ratio of the HD 163296 Protoplanetary Disk: Constraints from Multi-line ALMA Observations of Organics, Nitriles, Sulfur-bearing, and Deuterated Molecules
本研究利用多波段ALMA观测及DRive、PEGASIS代码,约束HD 163296原行星盘分子分布与C/O比(最佳值1.1),揭示DCO+三环亚结构,给出NH2CHO和HNCO柱密度上限,为行星形成化学提供关键数据。
2025-11-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Journey of complex organic molecules: Formation and transport in protoplanetary disks
该研究构建拉格朗日二维输运模型,结合甲醇冰辐照实验数据,探究原太阳星云中不同尺寸冰粒的紫外辐照情况,明确了不同温度区域颗粒形成复杂有机分子的时间尺度与盘区条件。
2024-12-12 astro-ph.EP
Burned to ashes: How the thermal decomposition of refractory organics in the inner protoplanetary disc impacts the gas-phase C/O ratio
本文通过 1D 演化模型研究原行星盘内部难熔有机物热分解为 C$_2$H$_2$ 的过程,发现该不可逆过程使富碳气体向外扩散并长期存在,显著提高了气相 C/H 和 C/O 比率,为解释 Spitzer 和 JWST 观测数据提供了理论依据。
2025-05-26 astro-ph.EP
Complex organic molecules in protoplanetary disks: X-ray photodesorption from methanol-containing ices. Part II -- Mixed methanol-CO and methanol-H2O ices
天体物理观测表明,在原行星盘的气相中存在复杂的有机分子。从中心年轻恒星物体(YSO)发出的X射线照射圆盘中的星际冰,然后是气相分子的喷射,是解释在寒冷地区观察到的丰度的可能途径。这一过程被称为X射线光解吸,需要对含甲醇的冰进行量化。实验测量了甲醇及其光产物在二元混合冰:$^{13}$ CO:CH $_3$ OH冰和H $_2$ O:CH $_3$ OH冰中的X射线光脱附产率。我们用525 - 570 eV范围内的X射线在15 K下照射这些冰。在气相中的物种的释放进行了监测,由四极质谱,并推导出光解吸产率。对于$^{13}$ CO:CH $_3$ OH冰,CH $_3$ OH X射线光解吸产率估计为在564 eV下10 $^{-2}$分子/光子。检测到较大COM的X射线光解吸,其可归因于乙醇、二甲醚和/或甲酸,产率为10 $^{-3}$分子/光子。当甲醇与水混合时,未检测到甲醇和先前COM的X射线光解吸。由低能次级电子主导的X射线诱导化学被认为是解释这些结果的主要机制。我们还提供了适用于天体化学模型的原行星盘环境的解吸产率。YSO发射的X射线应该参与了原行星盘气相中COMs(如甲醇)的富集,因为含甲醇冰的X射线光脱附作用在低温和X射线占主导地位的区域。
2021-02-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Exploring the conditions required to form giant planets via gravitational instability in massive protoplanetary discs
我们进行全球三维辐射流体动力学模拟的自引力吸积盘,以确定是否,以及在什么条件下,光盘可能会碎片形成巨行星。我们探索的参数空间(在光盘的不透明度,温度和大小),包括恒星辐射的影响。我们发现椎间盘混浊在决定椎间盘是否碎裂中起着至关重要的作用。具体来说,比星际Rosseland平均值小的不透明度会促进碎片化(即使在小半径,R <25 AU),因为低的不透明度允许盘快速冷却。如果盘具有低金属性或如果发生晶粒生长,则可能发生这种情况。具体参考HR 8799行星系,考虑到它的恒星是贫金属的,我们的研究结果表明,它的成像行星系的形成可能是由引力不稳定性引起的。我们还发现,恒星辐射的存在通常会抑制碎片化(因为圆盘只能冷却到恒星辐射定义的温度)。然而,如果辐射足够弱,它允许光盘获得低的Toomre稳定性参数,则可能发生碎裂。
2010-04-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Irradiation dose affects the composition of organic refractory materials in space: Results from laboratory analogues
上下文近红外和中红外观测表明,在太阳系、彗星核和半人马座、柯伊伯带和海王星外天体的表面存在有机耐火材料。在这些天体物理环境中,由于冷冻的挥发性化合物与宇宙射线、恒星/太阳粒子的相互作用,并受到热处理的影响,有机材料可以形成。对这些材料的实验室类似物的分析提供了关于其性质的信息,补充了观测结果。目的。我们提出了新的实验,有助于在空间的有机耐火材料的化学成分的理解。方法.我们用40 keV的H $^+$轰击冷冻的水、甲醇和氨的混合物,并将副产物加热到300 K。这些实验允许生产有机残留物,我们通过红外光谱法和超高分辨率质谱法进行分析,以研究其化学组成和高分子多样性,包括六亚甲基四胺及其衍生物的存在。结果我们发现,累积辐照剂量起着决定残留物的组成的作用。结论。基于实验室剂量,我们估计天体物理时间尺度足够短,以诱导有机耐火材料的表面上的冰体在外太阳系的有效形成。
2020-11-17 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.chem-ph
The external photoevaporation of structured protoplanetary disks
本研究通过流体动力学模拟和 FRIED 网格考察不同 FUV 辐照下含尘埃陷阱的原行星盘外部光蒸发,揭示陷阱位置决定尘埃存活,并发现风携尘埃可引发自屏蔽负反馈。
2023-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Rocky Planetesimal Formation Aided by Organics
硅酸盐尘埃颗粒的粘性差是岩石星子形成的主要障碍。在这项研究中,我们研究的可能性,硅酸盐颗粒与有机地幔,我们称之为有机地幔颗粒(OMG),通过直接凝聚形成星子。有机地幔通常存在于行星际尘埃颗粒中,实验室实验表明它们比硅酸盐更柔软,特别是在温暖的环境中。这与颗粒粘附理论相结合,意味着OMG比裸露的硅酸盐颗粒更粘。因为有机地幔可以存活到400 K,所以在原行星盘的水雪线内的硅酸盐颗粒原则上可以容纳这样的地幔。我们构建了一个简单的颗粒粘附模型来估计阈值碰撞速度低于聚集体的OMG可以增长。该模型表明,如果地幔厚度与行星际尘埃颗粒一样,温度高于$\sim$ 200 K,则0.1 \micron大小的OMG聚集体可以克服原行星盘中的碎裂障碍。我们使用这个粘附模型来模拟全球的演化OMG聚集体的内部部分的原行星盘,证明OMG聚集体确实可以成长为星子在有利的条件下。由于有机质在过高的温度下不稳定,因此,由OMG直接粘附而形成的岩石状微行星预计将发生在对应于温度范围$ \sim$ 200- 400 K的盘环中。富含有机质的微行星可能通过吸积大量贫碳球粒而成长为贫碳岩石微行星。
2019-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Organic molecules in the protoplanetary disk of DG Tau revealed by ALMA
行星在原行星盘中形成,并继承了它们的化学成分。因此,绘制原行星盘中简单有机物(如甲醛和甲醇)的分布图和研究其形成至关重要。我们分析了在o-H $_2$ CO $3_{1,2}-2_{1,1}$和CH $_3$ OH $3_{-2,2}-4_{-1,4}$ E,$5_{0,5}-4_{0,4}$ A跃迁中,以前所未有的$\sim0.15"$分辨率对金牛座T星DG Tau附近盘喷流系统的ALMA观测,即,$\sim18$ au距离121 pc。H $_2$ CO发射源自从$\sim40$ au延伸的旋转环,其峰值在$\sim62$ au处,即,在1.3毫米尘埃连续体的边缘。CH PDMATHAMO OH发射未检测到低至r.m.s.在0.162 km/s的通道中,假设邻位与对位的比率为1.8-2.8,则环和盘高度平均的H $_2$ CO柱密度为$\sim0.3-4\times10^{14}$ cm $^{-2}$,而CH $_3$ OH的柱密度为$<0.04-0.7\times10^{14}$ cm $^{-2}$。在内部$40$ au中,没有检测到o-H $_2$ CO发射,其束平均柱密度的上限为$\sim0.5-6\times10^{13}$ cm $^{-2}$。DG Tau盘中的H $_2$ CO环位于CO冰线之外(R $_{\rm CO}\sim30$ au)。这表明,H $_…
2019-02-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in protoplanetary disks (short review in Russian)
在这个演讲中,我将讨论在理解原行星盘的化学演化方面的最新进展,这些原行星盘类似于我们的太阳系在最初的一千万年中。在行星形成的边缘,温度、密度和辐射强度的强烈变化导致了这些圆盘的分层化学结构。在热、稀和强辐照的大气中,只有简单的自由基、原子和原子离子可以通过气相过程存活、形成和破坏。在大气层之下,有一个部分被紫外线屏蔽的温暖分子层,高能辐射驱动着气相和尘埃表面的丰富化学物质。在一个寒冷、致密、黑暗的圆盘中面,许多分子被冻结,形成厚厚的冰幔,表面化学活跃,合成复杂的(有机)物种。
2012-02-24 astro-ph.EP astro-ph.GA
The Extent of Solar Energetic Particle Irradiation in the Sun's Protoplanetary Disk
Arizona State University(亚利桑那州立大学);Lawrence Livermore National Laboratory(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)
该研究通过重新分析陨石数据,确定太阳早期辐射强度Φ约为3×10³,推翻了此前关于太阳异常活跃的结论。
2025-12-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrodynamical simulations of protoplanetary disks including irradiation of stellar photons. I. Resolution study for Vertical Shear Instability (VSI)
近年来,流体动力学(HD)模型已成为描述原行星盘中气体运动学的重要模型,特别是与光蒸发和/或磁驱动风模型相结合。我们专注于诊断垂直范围的VSI在203细胞每刻度高度和暗示在什么分辨率每刻度高度,我们获得收敛。最后,我们确定的区域,EUV,FUV和X射线是占主导地位的磁盘。我们使用PLUTO代码进行全球HD模拟。我们采用了一个全球等温吸积盘装置,2.5维(2维,3个组件),其中包括一个径向域从0.5到5.0和一个近似完整的径向扩展。我们将每个刻度高度50个单元确定为解决VSI的下限。对于更高的分辨率,大于50个细胞每刻度高度,我们观察到的动能的饱和水平的收敛。我们还能够识别“主体”模式的增长,具有更高的增长率以获得更高的分辨率。在70个局部轨道之后达到完全能量饱和和湍流稳定状态。我们确定的EUV加热区域的位置定义的径向柱密度为10 $^{19}$ cm $^{-2}$位于$H_\mathrm{R}\sim9.7$,和FUV/X射线加热的边界层定义的10 $^{22}$ cm $^{-2}$位于$H_\mathrm{R}\sim6.2$,有必要引入热大气的需要。我们首次报道了在r-Z平面上大尺度垂直速度运动的特征层之间存在小尺度涡旋。这样的涡流可能导致粉尘集中,促进晶粒生长。我们的研究结果突出了重要性,结合光蒸发过程在未来的高分辨率研究的湍流和吸积过程中的磁盘。
2020-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Delivery of complex organic molecules to the system of Jupiter
Aix-Marseille Université(艾克斯-马赛大学);Southwest Research Institute(西南研究所)
研究通过模拟原太阳星云中复杂有机分子的形成及输送,探讨其对木星系统内木卫系组成的影响。
2026-02-19 astro-ph.EP
Chemistry in Protoplanetary Disks
年轻恒星周围的原行星盘(Protoplanetary disk,PPD)是一个寿命短(约0.3-10百万年)、致密(约10-1000天文单位)的气体和尘埃旋转储存器。PPD被认为是行星系统的诞生地,微小的颗粒聚集成鹅卵石,然后是岩石,星子,最终是行星,小行星和彗星。物理条件(温度、密度、电离率、紫外线/X射线强度)的强烈变化使各种化学过程在尘埃盘中活跃,在气相中产生简单分子,在尘埃颗粒表面产生复杂的多原子(有机)物种。在这篇文章中,我们总结了主要的现代观测方法和理论范式用于调查磁盘的化学成分和演化,并提出最重要的结果。未来的研究方向,将成为可能的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)和其他即将到来的观测设施的到来进行了讨论。
2010-11-22 astro-ph.EP astro-ph.GA
Gas Phase Ion Species Released During Grain Collisions: Implications For Protoplanetary Disks
University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学)
本研究通过质谱法检测晶粒碰撞释放的分子,发现碰撞会释放水等吸附物,为原行星盘摩擦电离的重要性提供了实验支持。
2026-08-03 astro-ph.EP
Chemistry of Complex Organic Molecules in the V883 Ori Disk Revealed by ALMA Band 3 Observations
本研究利用ALMA Band 3观测V883 Ori原行星盘,鉴定出十种含氧复杂有机分子,发现其丰度比接近彗星67P,并首次约束了盘中COMs的碳同位素和氘氢比值,揭示了原行星盘中COMs的高效再形成机制。
2023-12-03 astro-ph.EP 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
Proton and electron irradiations of CH4:H2O mixed ices
在星际环境中发生的有机化学可能导致与生命出现相关的复杂分子的产生。因此,为了了解生命本身的起源,有必要在模拟星际空间的条件下探测含碳分子的化学性质。其中几个区域,如致密的分子核心,暴露于银河宇宙射线形式的电离辐射,这可能是分子破坏和合成的重要驱动力。在本文中,我们报告的比较和系统的研究结果的照射CH4:H2O冰混合物的1兆电子伏的质子和2千电子伏的电子在20 K。我们表明,我们的照射导致形成了一些新的产品,包括简单和复杂的子分子,如C2H6,C3H8,C2H2,CH3OH,CO,CO2,可能也H2CO。不同照射方案的比较还揭示了质子照射导致与电子照射相比更大丰度的辐解子分子,尽管已经施用了较低的辐射剂量。这些结果对于在致密星际云的分子核心内以及太阳系外天体上发生的辐射天体化学是重要的。
2023-01-22 astro-ph.EP astro-ph.GA
Complex organic molecules along the accretion flow in isolated and externally irradiated protoplanetary disks
太阳诞生的环境将影响前太阳星云的条件,包括可达到的化学复杂性,这对生命前化学很重要。在两种情况下研究了金牛座T星周围盘中复杂有机分子(COMs)的形成和分布:(i)孤立盘,和(ii)被附近大质量恒星外部辐照的盘.化学计算沿吸积流从外盘向内使用一个全面的网络。进行了两个模拟,一个开始与复杂的冰和一个简单的冰。对于孤立的磁盘,COMs被运送到内部磁盘,在那里他们热解吸到气体达到一个丰度的初始假定的冰丰度的代表没有重大变化。对于简单的冰,COM有效地形成在粮食表面的条件下,在外盘。气相COM通过光脱附释放到分子层中。对于照射盘,复杂的冰也向内运输,然而,他们经历的热处理所造成的温暖的条件下照射盘,往往会减少其丰富的吸积流。对于简单的冰,颗粒表面化学不能在外盘合成COM,因为必要的颗粒表面自由基,往往是特别挥发性的,在颗粒表面上不够丰富。气相COM形成在内部区域的照射磁盘通过气相化学诱导的强烈结合的分子,如甲醇的解吸,因此,丰度是不代表的初始分子丰度注入到外盘。这些结果表明,在孤立的磁盘中形成的彗星的组成可能不同于在外部照射磁盘中形成的彗星,后者由更简单的冰组成。
2014-06-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary discs -- III: Influence of stellar mass on disc photoevaporation
来自年轻太阳型恒星的强烈X射线辐射可能在星周盘的热力学和化学中起着至关重要的作用,推动它们在盘分散的最后阶段的演化以及塑造新生行星的大气。在本文中,我们研究了恒星质量对星周盘质量损失率的影响,由于X射线照射,扩展了我们以前的研究质量损失率的依赖性的X射线光度和光谱硬度。我们专注于质量在0.1到1太阳质量之间的恒星,这是当前和未来寻找潜在宜居行星任务的主要目标。当X射线光度随恒星质量相应变化时,我们发现质量损失率与恒星质量之间存在线性关系。当X射线光度保持固定时,也观察到这种线性增加,因为较低的盘纵横比允许X射线照射到达较大的半径。我们提供了新的分析关系的质量损失率和配置文件的光蒸发风的恒星质量的函数,可用于光盘和行星人口合成模型。我们的光蒸发模型正确地预测观察到的趋势的光盘内的寿命作为恒星质量的函数,增加陡峭度小于0.3太阳质量的恒星,表明X射线光蒸发是一个很好的候选人来解释所观察到的光盘分散过程。
2021-10-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
An ALMA Survey of H$_2$CO in Protoplanetary Disks
H $_2$ CO是原行星盘中最丰富的有机分子之一,可以作为更复杂有机化学的先驱。我们提出了一个ALMA调查H $_2$ CO对15个磁盘,涵盖了一系列的恒星光谱类型,恒星年龄,尘埃连续形态。H $_2$ CO在第13个圆盘检测到,并在第14个圆盘检测到。我们发现中心峰值和中心凹陷的发射形态,和一半的磁盘显示环状结构或超出预期的CO雪线位置。总之,这些形态表明,H $_2$ CO在磁盘通常是通过气相和CO-冰调节的颗粒表面化学产生的。我们提取磁盘平均和方位平均的H $_2$ CO激发温度和柱密度为四个磁盘多个H $_2$ CO线检测。温度在20- 50 K之间,除了DM Tau盘中的温度较低。这些温度表明,H $_2$ CO排放的磁盘一般出现在温暖的分子层,从较冷的中平面的一些贡献。应用相同的H $_2$ CO激发温度的调查中的所有磁盘,我们发现,H $_2$ CO柱密度跨越几乎三个数量级($\sim 5 \times 10^{11} - 5 \times 10^{14} \mathrm{cm}^{-2}$)。柱密度似乎与磁盘大小和恒星年龄无关,但赫比格Ae磁盘可能有较少的H $_2$ CO相比,金牛座T磁盘,可能是因为较少的CO冻结。需要更多的H $_2$ CO对赫比格Ae盘的观测来证实这一初步趋势,并更好地限制在行星形成过程中H $_2$ CO和其他含氧有机物有效形成的盘条件。
2020-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Classifying Protoplanetary disks Infrared Spectrum and Analysis by c-C$_3$H$_2$ C$_5$H$_5$ C$_9$H$_7$ C$_{12}$H$_8$ C$_{23}$H$_{12}$ and C$_{53}$H$_{18}$ to be Capable Template for Biological Molecule
一颗刚诞生的年轻恒星周围的原行星盘含有大量的宇宙尘埃。特别是多环芳烃(PAH),它将成为生物有机物的基本组成部分。本研究将许多天文观测到的原行星盘红外光谱分为三种典型光谱。A型显示了6.2、7.8、8.6和11.3微米的著名天文波段。而B型包括未知的复杂带。- (A+B)型为混合型。我们试图通过密度泛函理论(DFT)计算找到具体的分子。我们发现A型多环芳烃可以用(C $_{23}$ H $_{12}$)和(C $_{53}$ H $_{18}$)的六角-五角组合的分子结构来解释。B型背景分子为(c-C $_3$ H $_2$)、(C $_5$ H $_5$)、(C $_9$ H $_7$)和(C $_{12}$ H $_8$)中的小分子。通过混合A和B的那些分子,很好地再现了(A+B)型。详细的天文观测表明,A型中心星比B型中心星质量大,温度高。这表明,在太阳系的早期阶段,我们的原行星盘是由B型分子组成的。有趣的是,B型分子的(C $_5$ H $_5$)和(C $_9$ H $_7$)与地球上的生物核酸具有相似的分子结构。B型分子被认为是合成生物有机物的模板,最终创造了我们的生命。
2023-03-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Temperature Structure in the Inner Regions of Protoplanetary Disks: Inefficient Accretion Heating Controlled by Nonideal Magnetohydrodynamics
原行星盘(PPD)中的气体温度是由辐射加热和吸积加热共同决定的,后者通常归因于湍流耗散。然而,最近的研究表明,内盘(几个天文单位)主要是层流,吸积主要由磁化盘风驱动,作为弱电离气体的非理想磁流体动力学(MHD)效应的结果,这表明焦耳耗散的另一种加热机制。我们进行本地分层MHD模拟,包括所有三个非理想的MHD效应(欧姆,霍尔和双极扩散)和焦耳加热和由此产生的磁盘垂直温度分布的作用进行调查。我们发现,在内部磁盘,欧姆和双极扩散强烈抑制电流周围的中平面,焦耳加热主要发生在几个标度的高度以上的中平面,使中平面温度远低于传统的粘性加热模型。包括霍尔效应,当穿过盘的磁场与盘旋转对准/反对准时,焦耳加热增强/减少,但总体上无效。我们的研究结果进一步表明,在内部PPD的中平面温度几乎完全由辐射加热,除非粘性加热可以触发热电离在磁盘的最里面的区域自我维持磁旋转不稳定性湍流。
2019-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Toward realistic simulations of magneto-thermal winds from weakly-ionized protoplanetary disks
原行星盘(PPD)通过磁应力吸积到它们的中央金牛座T星上。当双极扩散(AD)的效果,包括在内,并在存在的垂直磁场,磁盘保持层流1-5 AU之间,和磁离心磁盘风的形式,提供了一个重要的机制,消除角动量。我们提出了全球MHD模拟的PPD,包括欧姆电阻率和AD,其中随时间变化的气相电子和离子分数下计算FUV和X射线电离与简化的复合化学。为了研究风的质量负载是否受到我们现有模拟的有限垂直范围的潜在影响,我们试图开发一个现实的磁盘大气模型。为此,通过考虑恒星辐射和辐射的扩散后处理,我们的目标是改进我们的模型,使其具有更真实的热力学性质。
2016-11-29 astro-ph.EP
Scattered light mapping of protoplanetary disks
高对比度散射光观测揭示了几十个原行星盘在光学和近红外波长的表面形态。倾斜的磁盘提供了机会,以测量部分的相位功能的尘埃颗粒,居住在磁盘表面,这是必不可少的,为我们了解原行星尘埃的性质和早期阶段的行星形成。我们的目标是构建一个方法,考虑到如何耀斑形状的散射表面(光学厚)原行星盘投影到观察者的图像平面上。这使我们能够将物理量(散射半径和散射角)映射到散射光图像上,并检索恒星辐射校正(r^2标度)图像和尘埃相函数。我们将该方法应用于HD 100546周围原行星盘的档案偏振强度图像,这些图像是由VLT/SPHERE在R '波段和VLT/NACO在H和KS波段获得的。当使用一个外展的而不是几何上平坦的圆盘表面进行r^2标度时,HD 100546的r^2标度R '波段偏振强度图像的最亮侧从圆盘的远侧变为近侧。在~40-70度的散射角范围内,偏振表面亮度的降低可能是尘埃相函数和偏振度在不同散射角区域达到峰值的结果。推导出的相函数示出的前向散射峰的一部分,这表明,大的,聚集的尘埃颗粒占主导地位的散射不透明度在磁盘表面。正确解释散射光图像需要考虑原行星盘表面的投影效应。应用正确的定标校正恒星辐射是至关重要的图像的解释和在磁盘表面层的尘埃属性的推导。
2016-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Consequence of Shadows Cast to the Outer Protoplanetary Disks: I. Two-dimensional Simulations
本研究通过二维模拟揭示外原行星盘阴影产生的热强迫可诱导环、螺旋和月牙等子结构,其形态随热强迫增强而演变,强调不均匀辐照的动力学重要性。
2024-07-17 astro-ph.EP
Radial and vertical constraints on the icy origin of H$_{2}$CO in the HD 163296 Protoplanetary Disk
本研究通过 ALMA 观测 HD 163296 盘的 H$_2$CO 发射,结合径向、垂直和正仲比约束,发现其形成与冰冷起源和冷气相化学均一致,为揭示原行星盘有机物形成路径提供关键证据。
2024-05-24 astro-ph.EP
Surface waves in protoplanetary disks induced by outbursts: Concentric rings in scattered light
内容:垂直流体静力学的原行星盘模型是基于这样的假设,即主要的加热源,恒星辐射,不会随时间变化很大。然而,众所周知,吸积的年轻恒星是可变的辐射源。这对于像EX Lupi和FU Orionis这样的爆发源特别明显。目的:我们调查如何影响这种爆发的垂直结构的外部区域的原行星盘,特别是它们的外观在光学和近红外波长的散射光。研究方法:我们采用三维FARGOCA辐射流体动力学代码,在极坐标系中,计算的轴对称盘结构的时间依赖性行为。突出的内盘区域没有明确地包括在内。相反,它的光度被添加到恒星的光度中,因此被包括在外盘区域的辐射中。对于感兴趣的时间快照,我们将密度结构插入RADMC-3D辐射转移代码中,并计算光学/近红外波长下磁盘的外观。结果如下:我们发现,取决于爆发的幅度,磁盘的垂直结构可以成为高度动态的,具有相当大的幅度的圆形表面波。这些圆盘表面的“山丘”和“山谷”在散射光图像中显示为明亮和黑暗的同心环。最初,这些环很小,并作为驻波,但它们随后导致向外传播的波,就像扔到池塘里的石头产生的波。这些波在实际爆发消失后很长时间仍在继续。结论:我们认为,在几个原行星盘的光学/红外图像中看到的一些多环结构可能起源于几十年或几个世纪前发生的爆发。
2018-09-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Amino acid precursors from a simulated lower atmosphere of Titan: Experiments of cosmic ray energy source with 13 C- and 18 O-stable isotope probing mass spectrometry
土星卫星土卫六周围的气溶胶的有机烟雾以前已经通过观测和实验室模拟实验进行了研究。在这里,我们报告的非生物形成的氨基酸前体在复杂的有机分子在实验模拟土卫六的表面附近的环境与质子照射。在600摄氏度的质子辐照下,在模拟的土卫六大气中形成的有机分子热解产生了含有HCN和NH3的化合物。这些实验结果与惠更斯号探测器对土卫六采集的样品进行热解气相色谱-质谱联用(热解GC-MS)得到的分子信息一致。辐射产物的扫描电子显微镜(SEM)和三维原子力显微镜(AFM)图像显示复杂的无定形结构(约1000 Da)中的纳米级细丝和小球。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)的同位素探测实验表明,通过水解18 O标记的水,氧原子被掺入到外消旋氨基酸中。我们认为,氨基酸前体可能是在水解后形成的,正如以前的观察研究(C。A.格里菲斯,T。Owen,T. R. Geballe,J. Rayner和P. Rannou,Science,2003,300,628)。我们认为,宇宙射线是一个重要的和有效的能源生产复杂的有机物和氨基酸前体土卫六的大气雾霾。
2013-09-25 astro-ph.EP
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): VIII. The impact of external photoevaporation on disk masses and radii in Upper Scorpius
本研究通过1D数值粘性演化模拟和AGE-PRO观测对比,发现外部光蒸发在中等FUV辐射下显著影响上天蝎座原行星盘的尺寸和质量,强调跨区域比较时需考虑环境辐射。
2025-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physics And Chemistry Of Star Forming Region And Protoplanetary Disk
我的论文工作旨在研究在广泛的天体物理环境中各种物理和化学条件之间的相互关系。我们研究的区域范围从超热区域(即,星云、光子主导或光解离区域、漫射区域,背景恒星的光可以通过这些区域到达我们)到超冷区域(即,稠密的分子云、原行星盘等,其中星际尘埃颗粒吸收所有背景可见光和紫外光)。星际云的化学复杂性由于物理条件的演变而逐渐演变。密集的分子云是恒星形成的诞生地,在那里可以观察到各种各样的复杂有机分子。尘埃颗粒在这些复杂的有机分子的形成中起着至关重要的作用。在恒星形成区的升温阶段,在冷相形成的分子开始通过各种热蒸发和非热蒸发过程返回气相。在进一步演化的阶段,这些复杂的分子根据其凝结温度再次冻结到原行星盘的外部,形成所谓的雪线。这些分子与占主导地位的尘埃粒子的结合能在确定这个磁盘的结构信息中起着至关重要的作用。因此,分子的结合能对于理解恒星和行星形成过程的几个关键方面至关重要。在这篇论文中,我将讨论在恒星形成区域的广泛范围内获得的化学复杂性,以及这种化学复杂性是否会导致空间中的生物分子。
2022-08-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Starlight-driven flared-staircase geometry in radiation hydrodynamic models of protoplanetary disks
Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);Fakultät für Physik und Astronomie, Universität Heidelberg(海德堡大学物理与天文学院);Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑路德维希-马克西米利安大学);Exzellenzcluster ORIGINS(ORIGINS卓越集群)
研究通过辐射水动力学模型探讨了受星光驱动的阶梯状结构形成机制,揭示了热波不稳定性在类星盘中的作用及尘埃动力学建模的重要性。
2026-01-06 astro-ph.EP
Mapping the Conditions for Hydrodynamic Instability on Steady State Accretion Models of Protoplanetary Disks
年轻恒星周围的流体动力学不稳定性取决于盘的热力学分层和局部热弛豫速率。在这里,我们映射的空间范围的不稳定区域的垂直切变不稳定(VSI),对流超稳定(COS),并通过亚临界斜压不稳定(SBI)涡的放大。我们使用稳态吸积盘模型,包括恒星辐射、吸积加热和辐射转移。我们确定的本地径向和垂直分层和热弛豫率在磁盘中,依赖于恒星质量,磁盘质量和质量吸积率。我们发现,被动区域的磁盘-即辐射为主的中平面温度-COS不稳定约一个压力标度的高度以上的中平面和VSI不稳定的半径$> 10 \, \text{au}$。通过SBI的涡流放大应该在主动盘和被动盘的大部分部分中操作。对于盘的活动部分(吸积功率决定的中平面温度),COS可以变得活动到中平面。由于内部加热盘的垂直绝热分层,VSI也是如此。如果流体不稳定性或其他非理想的MHD过程能够产生$α$ -应力($> 10^{-5}$),释放的吸积能量导致盘的内部加热,流体动力学不稳定性很可能在年轻恒星周围的盘中的行星形成区的重要部分起作用,驱动气体吸积和流动结构的形成。因此,流体不稳定性是可行的候选人,以解释与ALMA和VLT观察到的环和涡。
2019-02-03 astro-ph.EP
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS). IX. Distribution and Properties of the Large Organic Molecules HC$_3$N, CH$_3$CN, and $c$-C$_3$H$_2$
在整个星际空间都可以检测到更大的生物相关分子的前体,但是在行星形成期间确定这些分子的存在和性质需要以高角分辨率和灵敏度观测原行星盘。在这里,我们提出了0.3”的观测HC $_3$ N,CH $_3$ CN和$c$ -C $_3$ H $_2$在五个原行星盘观察的一部分,分子与ALMA在行星形成尺度(MAPS)大计划。我们稳健地检测了四个圆盘(GM Aur、AS 209、HD 163296和MWC 480)中的所有分子,并在IM Lup中初步检测到$c$ -C $_3$ H、$_2$和CH $_3$ CN.我们观察到一系列的形态-中心峰,单环或双环-分子或磁盘之间的形态没有明确的相关性。排放物一般是致密的,其规模可与毫米级尘埃连续体相媲美。我们进行磁盘集成和径向分辨旋转图分析,以获得列密度和旋转温度。后者揭示了5-10倍以上的列密度在内部50-100 au的磁盘相比,磁盘集成分析。我们表明,CH $_3$ CN起源于较低的相对高度在磁盘相比,HC $_3$ N,在某些情况下,直接跟踪磁盘中平面。最后,我们发现很好的协议之间的比例小到大腈在外磁盘和彗星。我们的研究结果表明,这里研究的原行星盘是大型有机分子的重要储存库,并且这种行星和彗星建造材料在化学上与我们自己的太阳系相似。本文是《天体物理学杂志增刊系列》MAPS特刊的一部分。
2021-09-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The rapid formation of macromolecules in irradiated ice of protoplanetary disk dust traps
该研究发现原行星盘尘埃陷阱的强辐射区可使冰态小分子在数十年内快速形成有机大分子,约4%的盘冰可经此过程并入星子形成区,揭示了星子形成与生命相关有机大分子产生的关联。
2025-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
First detection of gas-phase methanol in a protoplanetary disk
首次在原行星盘(TW Hya)中探测到气相甲醇。除了是迄今为止在磁盘中检测到的最大分子之一之外,甲醇也是第一个具有明确冰化学起源的磁盘有机分子。叠层甲醇排放,如ALMA所观察到的,光谱解析和检测跨越六个速度通道($>3 σ$),达到峰值信噪比$5.5σ$,与TW~Hya预期的运动模式。使用适当的磁盘模型,一个分数丰度的$3\times 10^{-12} - 4 \times 10^{-11}$(相对于H $_2$)再现堆叠线配置文件和通道地图,有利的丰度取决于假设的垂直位置(中面与分子层)。峰发射偏离源位置,表明甲醇发射具有环状形态:此处的分析表明其在$\approx 30$ ~AU处达到峰,达到柱密度$\approx 3-6\times10^{12}$ ~cm $^{-2}$。在TW Hya的情况下,位于内部50 AU中的较大(高达mm大小)颗粒可能因此容纳了盘形冰水库的大部分。在原行星盘中成功探测到冷气相甲醇意味着可以在盘中探索冰化学的产物,为研究行星系形成过程中的复杂有机化学打开了一扇窗户。
2016-06-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Early Solar System irradiation quantified by linked vanadium and beryllium isotope variations in meteorites
年轻恒星天体(YSO)的X射线辐射比主序星强几个数量级1,2,暗示宇宙射线照射周围的吸积盘。利用HERSCHEL 3探测到了YSO周围的原行星盘辐射。在我们的太阳系中,在最古老的太阳系固体中发现了短寿命的10 Be(半衰期= 1.39 My4),它不能由恒星核合成产生,富含钙铝的包裹体(CAIs)5。高10Be丰度,以及其他辐射示踪剂的检测6,7,表明10Be可能来自太阳耀斑引起的宇宙射线辐射8。然而,这些耀斑的性质(渐进或脉冲),目标(气体或尘埃),以及辐射的持续时间和位置仍然未知。在这里,我们使用钒同位素组成,连同初始10Be丰度,以量化早期太阳系的辐照条件9。对于CAIs中记录的初始10Be丰度,已预测50V相对于铍的过量为每密耳几个10,11。我们报告50V的过剩,在CAI高达4.4每密耳的共同变化与10Be丰度。它们的协变表明,过量的50 V和10 Be是通过辐照耐火粉尘合成的。对50 V和10 Be产生率的模拟表明,这些尘埃暴露于太阳宇宙射线中,这些宇宙射线是在距离原太阳约0.1 AU的地方逐渐耀斑产生的,持续时间不到300年。
2017-05-04 astro-ph.EP
The Chemical Evolution of Protoplanetary Disks
行星的起源,或许还有生命本身,都与行星形成的化学过程有着内在的联系。在本章中,我们将尝试从几十年来太阳系研究中获得的知识的角度,结合我们对太阳系外原行星盘的快速增长的知识,探索行星形成盘的化学。我们的目的不是提供一个全面的文献调查,而是目前的化学和物理工具,用于探索化学演化的最早阶段的行星形成。我们包括从我们的太阳系和太阳系外的磁盘,热力学平衡和化学动力学的观测约束的讨论,和物理处方的各个重要方面(X-射线/紫外线照射,热结构,分子吸附/解吸,.)在当前的模型中使用。这一章是针对年轻研究人员的。
2009-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
XUE. Thermochemical Modeling Suggests a Compact and Gas-Depleted Structure for a Distant, Irradiated Protoplanetary Disk
本研究使用 ProDiMo 代码对 JWST/MIRI 观测数据进行热化学建模,揭示了遥远大质量恒星形成区中受外部强烈紫外辐照的原行星盘 XUE 1 具有截断且气体匮乏的致密结构,发现其内部仍能抵抗辐照并保留行星形成所需元素。
2025-04-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shielding by Water and OH in FUV and X-ray Irradiated Protoplanetary Disks
我们提出了一个综合的热化学模型的原行星盘,包括远紫外线(FUV)和X射线辐射的照射的内部区域的大气。我们专注于水和OH的光解如何影响这些和相关物种的丰度,以及它如何有助于加热大气。大气中的尘埃起着几个重要的作用,主要是作为H $_2$形成的场所和吸收FUV。在典型的金牛T型星周围的星盘内部4天文单位内可以合成大量的水。OH主要存在于温暖区域的顶部,此处气体温度为$T_g \approx 650 - 1000$ K,水在其下方,此处温度较低,为$T_g \approx 250 - 650$ K。水和OH的量和它们形成的区域的温度与斯皮策最近的测量结果一致,并支持在原行星盘的内部区域原位产生水的概念。我们发现,合成的水是有效的屏蔽磁盘中平面恒星FUV辐射。
2014-03-31 astro-ph.EP
The ALMA Survey of Gas Evolution of PROtoplanetary Disks (AGE-PRO): Formaldehyde (H$_2$CO) emission and its links to disk properties
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);Max-Planck-Institut fur Astronomie (MPIA)(马克斯·普朗克天文学研究所);Mullard Space Science Laboratory, University College London(伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室);Joint ALMA Observatory(ALMA联合 observatory);Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)(年轻系外行星及其卫星千年核(YEMS));Lunar and Planetary Laboratory, the University of Arizona(亚利桑那大学月球与行星实验室)
利用20个Class II原行星盘的ALMA观测数据,研究H$_2$CO发射与盘性质的相关性,发现H$_2$CO线光度与尘埃半径、气体半径、尘埃质量、气体质量、恒星质量和光度强相关,表明大质量尘埃盘中CO冰氢化形成H$_2$CO更有效。
2026-06-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
Effects from different grades of stickiness between icy and silicate particles on carbon depletion in protoplanetary disks
本文通过三维Monte Carlo模拟,纳入冰蒸发再凝结、光解氧化和热解,证明冰质与硅酸盐颗粒黏性差异及上层高温区可使雪线内碳丰度降低两个数量级。
2024-10-29 astro-ph.EP
Dynamics of Protoplanetary Disks
原行星盘是一种准稳态结构,其演化和扩散决定了行星形成的环境。我回顾了原行星盘演化的理论及其与观测的联系。在阐明潜在的角动量传输过程的物理学方面--包括自引力、磁旋转不稳定性、斜压不稳定性和磁制动--以及在发展通过光蒸发的盘扩散的可测试模型方面取得了实质性进展。这些过程的相对重要性取决于盘的初始质量、大小和磁化强度,以及随后的不透明度、电离状态和外部辐照。因此,盘动力学与恒星形成、前主序星恒星演化和行星形成早期的尘埃凝聚有关,并且可能因恒星而异。验证理论模型的重要性被强调,与关键的意见是那些探测磁盘结构的规模,1 AU和10 AU之间,理论是最不确定的。
2011-08-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
From Birth to Death of Protoplanetary Disks: Modeling Their Formation, Evolution, and Dispersal
研究了原行星盘的形成、演化和消散过程,并估算了盘的寿命。前恒星核心的引力坍缩形成了中心恒星和原行星盘。中心恒星通过吸积从盘中成长,中心恒星的辐射加热盘并产生热风,导致盘分散。我们计算了原行星盘从其母星前核到盘分散的演化过程。我们发现,典型的前星核的磁盘寿命约为2- 4百万年(百万年)。具有高角动量的前恒星核心形成一个较大的圆盘,其寿命很长,而围绕X射线发光恒星的圆盘寿命很短。将星前核在不同质量和角速度下的盘寿命与年轻恒星的X射线光度积分,得到了给定恒星年龄下的盘分数和盘的平均寿命。我们的模型表明,原行星盘的平均寿命为3.7百万年,这与观测估计的年轻星团。我们还发现,需要分散的X射线光度再现所观察到的磁盘分数。
2016-11-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Organic chemistry in the first phases of Solar-type protostars
像我们这样的行星系统是经过一个漫长的过程形成的,在这个过程中,物质从弥漫的云层凝聚成恒星、行星、小行星、彗星和残余尘埃,在不到几百万年的时间里经历了物理和化学状态的巨大变化。几项研究表明,太阳型行星系统形成初期的化学成分是追踪系统本身历史的有力诊断工具。在迄今为止在ISM中检测到的大约270种分子中,所谓的星际复杂有机分子(iCOMs)特别令人感兴趣,因为它们具有进化诊断能力,并且可能是生物分子的潜在前体,而生物分子是地球生命的基础。本章重点讨论太阳系行星系统早期阶段有机分子的演化,以星前、0/I类和原行星盘阶段为代表,并将它们与目前在太阳系彗星中观察到的情况进行比较。我们的双重目标是回顾太阳型恒星形成过程中的有机化学基础,此外,还可能对我们自己的行星系统的早期历史提供限制。
2022-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Effect of Vertical Temperature Gradient on the Propagation of Three-dimensional Waves in a Protoplanetary Disk
本文研究了具有任意垂直温度分布的热分层圆盘中波的激发和传播。以前对三维波的分析研究主要集中在等温或多方垂直盘结构上。然而,在原行星盘中的主要热源是恒星辐射的位置,温度梯度在垂直方向上可能变为正的。我们扩展的分析研究的垂直温度结构上的波,激发在林德布拉德共振的影响。对于较热的磁盘大气,$f$模式对扭矩的贡献较小,并且在远离共振传播时保持局限在中平面附近。另一方面,$g$ -模式的激发更强。在传播过程中,它们向盘状大气顶部传播,群速度减小。与以前的研究相比,差异可能会影响在一个现实的磁盘结构中的波动力学的理解。
2015-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR