Gap Opening and Inner Disk Structure in the Strongly Accreting Transition Disk of DM Tau
过渡盘内部的大的尘埃间隙经常被认为是巨行星在盘中雕刻气体和尘埃的证据，或者是光蒸发风打开的间隙。虽然前一种假设得到了行星和某些气隙内气体深度耗尽的观测的有力支持，但许多金牛座T星的过渡盘以典型的未耗尽盘的速率吸积，提出了这些物体中如何发生气隙打开的问题。因此，我们提出了一个分析的过渡盘周围的金牛座T星DM头，这是强烈吸积（$\sim 10^{-8.3}~\mathrm{M}_\odot~ \mathrm{yr}^{-1}$）和湍流（$α=0.078 \pm 0.02$）的结构。使用DALI热化学代码，我们适合磁盘模型，同时再现吸积率，高层次的湍流，跟踪气体的ALMA带6观测$^{12}$ CO，$^{13}$ CO，和C $^{18}$ O J=2--1线，和观测到的尘埃排放毫米连续谱和光谱能量分布。我们发现$\sim 10$的气体表面密度相对于外盘有一个浅的耗尽，而内盘则是一个富含气体的盘，这与观测结果是一致的。由间隙深度暗示的$<1$ M $_\mathrm{Jup}$的行星质量与在高粘性盘中捕获尘埃的预测相矛盾，这需要一个更大质量的$\sim10$ M $_\mathrm{Jup}$的行星。包括死区的光蒸发模型可以定性地再现DM Tau盘的一些功能，但仍然难以解释高吸积率和所观察到的毫米连续通量。
2022-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Aperture Synthesis Imaging of V892 Tau and PV Cep: Disk Evolution
我提出了一个研究的两个赫比格Ae星是在完全不同的演化阶段：V892头和PV Cep。利用毫米波天文学研究组合阵列（CARMA）在1.3和2.7毫米波长处获得的分弧秒干涉观测，我首次解决了它们的圆盘。我推断，500万年前的V892 Tau具有低尘埃不透明度指数$β$ =1.1，盘质量为0.03 $\msun$。这些值对应于它的尘埃生长成厘米大小的结构。相比之下，非常年轻的（几个10 $^5$年）PV Cep具有相当高的不透明度指数$β$ =1.75和更大的盘0.8 $\msun$。PV Cep是所有Herbig Ae恒星周围最年轻的解析盘。与最年轻的金牛T和0类恒星不同，它们含有大的加工过的颗粒，年轻的赫比格Ae恒星PV Cep盘含有类似ISM的未加工的尘埃。这表明PV Cep的尘埃演化比T Tauri恒星慢。我还提出了高空间分辨率的干涉观测的PV Cep流出。流出倾斜度与该区域HH 315中已知的赫比格-哈罗流的方向一致。
2010-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Radial Transport of Large-Scale Magnetic Fields in Accretion Disks. II. Relaxation to Steady States
本文研究了穿过吸积盘的大尺度磁通量的时间演化。在标准粘性圆盘模型下求解了平均极向场的诱导方程。磁通量的演化受两个时间尺度的控制：一个是磁通量向内平流的时间尺度，tau_{adv}。这是由吸积气体对通量的拖曳引起的。另一个是磁通量tau_{dif}向外扩散的时间尺度。我们考虑由于欧姆电阻率的扩散。这些时间尺度可以与盘粘性时间尺度tau_{disk}显著不同。磁通量演化的行为取决于时间尺度tau_{adv}、τ_{dif}和tau_{disk}的大小关系。当tau_{adv} << tau_{dif}，tau_{disk}时，发生最有趣的现象。在这种情况下，磁通量分布比气体盘的粘性演化快得多地接近准稳态轮廓，并且磁通量已被紧密地捆绑到盘的内部。在内部，尽管极向磁场变得比星际磁场强得多，但场强限于我们先前工作中解析给出的最大值（Okuzumi et al. 2014，ApJ，785，127）。我们还发现了一个条件，即初始大磁通量，这是一个化石的磁场拖动在早期阶段的恒星形成，生存的一段时间内，显着的气体盘演化的收益。
2014-10-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dimming and CO absorption toward the AA Tau protoplanetary disk: An infalling flow caused by disk instability?
AA Tau是金牛座星云中的一颗经典T型金牛星，由于其光学亮度的准周期变化，二十多年来一直是密集的光度监测的对象。从2011年开始，AA Tau显示出另一种特殊的变化-它的中值光学虽然近红外通量显着变暗，这与视觉消光增加4等一致。从那时起，它一直处于微弱状态。在这里，我们展示了AA Tau在八个时期（覆盖十一年的时间跨度）的4.7 um CO振转光谱，揭示了变暗后$J_{\rm low}\leqslant$ 13跃迁中增强的12 CO和13 CO吸收特征。这些新出现的谱线需要分子气体沿着视线，T~500 K，柱密度log（N12 CO）~18.5 cm^{-2}，谱线中心显示恒定的6 km s $^{-1}$红移。分子气体的性质证实了其起源于星周物质。我们认为，调光和吸收是由气体和尘埃的磁浮力不稳定性提升到很高的高度。这种物质现在正在向内传播，在几年内到达恒星时将被观察到吸积爆发。
2015-03-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Interaction between the UX Tauri Disk A/C System Revealed by ALMA
我们提出了灵敏和高角分辨率（$\sim$ 0.2-0.3 $''$）（亚）毫米（230和345 GHz）连续和CO（2 $-$ 1）/CO（3 $-$ 2）线档案观测的磁盘星系统在UX金牛座进行的ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列）。这些观测揭示了年轻恒星UX Tauri A周围的气体和尘埃盘具有很大的信噪比（连续谱中的$>$ 400和线中的$>$ 50），并且首次检测到与UX Tauri C盘相关的分子气体排放（盘的大小为$<$ 56 au）。在5 $σ$水平（0.85 mm处为0.2 mJy）下未检测到与UX Tauri C相关的（亚）毫米连续辐射。对于组分UX金牛座C，我们估计的$\leq$ 0.05 M $_\oplus$的尘埃盘质量。此外，我们报告了一个强大的潮汐盘之间的相互作用，两个磁盘UX金牛座A/C，分开360 AU的投影距离。CO谱线的观测揭示了在金牛座A盘中有明显的旋臂，以及与金牛座C盘相关的一个扩展的红移气流。在金牛座A的尘埃连续辐射中没有观察到旋臂。假设开普勒旋转，我们估计封闭的质量（磁盘$+$星）从他们的径向速度在1.4 $\pm$ 0.6 M $_\odot$的金牛座A，和70 $\pm$ 30 / $\sin i$木星质量的金牛座C（后者与质量上限值相一致的褐矮星）。这里提出的观测证据使我们提出，UX Tauri C正在接近一个可能的广泛，不断发展…
2020-05-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive compact dust disk with a gap around CW Tau revealed by ALMA multi-band observations
半径为$\lesssim$ 50 au的致密原行星盘在年轻的低质量恒星周围很常见。我们报告高分辨率ALMA尘埃连续观测到的致密盘CW Tau周围带4（$λ=2.2$ mm），6（1.3 mm），7（0.89 mm）和8（0.75 mm）。SED显示$2.0\pm0.24$的光谱斜率在0.75和1.3 mm之间，而$3.7\pm0.29$的光谱斜率在2.17和3.56 mm之间。2.17和3.56 mm之间的陡峭斜率与来自小颗粒（$\lesssim$ 350 ${\rm μm}$）的光学薄发射的斜率一致。我们进行参数拟合的ALMA数据来表征尘埃盘。有趣的是，如果尘埃与气体的质量比为0.01，Toomre的Q参数达到$\sim$ 1-3，这表明CW Tau盘可能是边缘引力不稳定的。根据先前波段7偏振观测推断的140 ${\rm μm}$的最大尘埃尺寸，总尘埃质量估计为$\sim250M_{\oplus}$，即使对于更大的粒度，也至少为$80M_{\oplus}$。这一结果表明，CW Tau盘尽管很小，但质量相当大。此外，我们清楚地确定了一个间隙结构位于$\sim20$ au，这可能是由一个巨大的行星。尽管有这些有趣的特征，CW Tau盘在ALMA带6处具有正常的盘光度，大小和光谱指数，这可能是II类盘质量预算问题的线索。
2022-03-30 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
Nonsticky Ice at the Origin of the Uniformly Polarized Submillimeter Emission from the HL Tau Disk
最近对年轻恒星HL Tau的（亚）毫米偏振观测已经成功地探测到了它的拱星盘的偏振辐射。在0.87 mm处观察到的偏振模式是均匀的，并且平行于盘的短轴，这与最大半径为$\approx 100~μm$的尘埃颗粒的热发射的自散射一致。然而，这一最大尺寸是相当小的比预期的尘埃演变模型，假设一个高的粘附效率的冰粒。在这里，我们建议，出乎意料的小颗粒尺寸可以解释，如果CO $_2$冰覆盖的颗粒在HL Tau磁盘的外部区域。CO $_2$冰是最主要的星际冰之一，实验室实验表明它的粘性很差。基于计及CO $_2$冰幔、聚集体烧结和后处理辐射转移的尘埃演化模型，我们模拟了HL Tau在0.87 mm处的偏振观测，发现计及CO $_2$冰幔的模型与观测结果吻合较好。这些模型还预测，只有位于H $_2$ O和CO $_2$雪线之间的粒子才能长到毫米到厘米大小，并且它们的快速向内漂移导致了类似于HL Tau盘的10 au间隙的局部尘埃间隙。我们还建议，毫米光谱指数的HL Tau磁盘的外部主要是由该地区的光学厚度控制，并不一定表明尘埃生长到毫米大小。
2019-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A UV-to-MIR monitoring of DR Tau: exploring how water vapor in the planet formation region of the disk is affected by stellar accretion variability
年轻的恒星由于其星周盘的非稳定质量吸积率而显示出可变性。吸积耀斑可以产生强烈的高能辐射和加热，可能会影响靠近中心恒星的行星形成区域的盘。在EXor变星原型的年轻恒星EX Lupi的极端吸积爆发期间，最近观察到圆盘中$\sim1$ AU分子气体排放的显着变化（Banzatti等人，2012）。在这里，我们专注于水蒸气，并探讨它是如何影响的变量吸积光度金牛座T星。我们监测了一个年轻的高度可变的太阳质量的恒星，DR头，同时使用两个高/中分辨率ESO-VLT摄谱仪：VISIR在12.4 $μ$ m观察水线从磁盘，和X-射手覆盖从0.3到2.5 $μ$ m，以限制恒星吸积。三个时代跨越几天到几个星期的时间尺度。估计吸积光度在因子$\sim2$内变化，未检测到显著水平的水排放变化。相比于EX Lupi和EXor爆发，Dr Tau认为，金牛座T星典型的寿命较短和较弱的变化现象可能会使盘中行星形成半径的水基本不受影响。我们建议，这些系统可以提供两个过程的证据，在不同的时间尺度上的行为：在磁盘大气中的紫外光化学（更快）和磁盘深层的加热（更慢）。
2013-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Diagnostic value of far-IR water ice features in T Tauri disks
本文研究了如何利用水冰的远红外特征来推断金牛座T星周围的盘的性质和水冰的热历史。我们探索的权力，未来的观测与SOFIA/HIRMES和SPICA的建议远红外仪器SAFARI。一系列详细的辐射转移磁盘模型周围的一个代表性的金牛座T星被用来调查如何在45和63微米的远红外水冰功能的变化与关键磁盘属性：磁盘大小，晶粒大小，磁盘尘埃质量，尘埃沉降，和冰的厚度。此外，设计了一系列的模型来计算水冰在盘内的预热、直接沉积和冷却情况下的水冰排放特征。从磁盘表面的冰粒光解吸减弱中红外线水冰功能的因素4-5。远红外水冰发射特征起源于10-100 au距离处的圆盘状表面雪线处的小颗粒。除非盘中缺少该储液器（例如，具有大腔的过渡盘），否则特征强度不变。大于10微米的颗粒对特征没有贡献。颗粒沉降（使用湍流描述）对冰特征强度的影响最多为15%。冰功能的强度与磁盘尘埃质量和水冰分数的颗粒，但饱和的尘埃质量大于1.e-4 Msun和冰地幔，增加尘埃质量超过50%。水冰的各种热历史在特征的形状（结晶/非晶）以及45微米特征的峰值强度和位置上留下印记。SOFIA/HIRMES只能探测到比我们的标准金牛座T盘模型在深度曝光（1小时）中模拟的强得多的结晶冰特征。SPICA/SAFARI可以在短时间曝光（10分钟）内检测到我们标准的金牛座T盘模型中的典型冰特征。（略）
2018-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Disk-based Dynamical Constraint on the Mass of the Young Binary DQ Tau
我们提出了新的ALMA观测CO $J$ =2 $-$ 1线发射的DQ头环双星盘。这些数据被用来断层重建的开普勒磁盘速度场的正演建模推理框架，从而提供了一个动态约束的质量的DQ Tau二进制的$M_\ast = 1.27_{-0.27}^{+0.46} \,M_\odot$。这些结果进行了比较，更新和改进的轨道解决方案，这个双线系统的基础上长期监测其恒星径向速度。这两个对双星质量的独立动力学约束是非常一致的：合在一起，它们表明DQ Tau系统的质量是$1.21\pm0.26\,M_\odot$，并且盘和双星轨道平面在$3^\circ$内对齐（在3 $σ$置信度下）。各种理论模型对前主序星恒星演化的预测也与这些质量相一致，尽管由于各个组成部分的光球性质的不确定性，很难进行更详细的比较。DQ Tau是第三个几乎相等质量的双线光谱双星，其具有用这两种独立技术动态“称重”的环双星盘：所有这些都显示出一致的结果，验证了基于盘的方法的整体准确性，并表明它可以稳健地应用于大样本的年轻单星，因为ALMA以满负荷运行。
2016-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Taurus Boundary of Stellar/Substellar (TBOSS) Survey II. Disk Masses from ALMA Continuum Observations
我们报告885 $μ$米ALMA连续通量密度为24金牛座成员跨越恒星/亚恒星边界，光谱类型从M4到M7.75。在24个系统中，有22个系统的检测水平在1.0 - 55.6 mJy之间。两个未检测到的是过渡盘，尽管样品中的其他过渡盘被检测到。使用标准标度律和辐射传输模型将ALMA连续测量值转换为质量，得出的尘埃质量估计值范围为$\sim$ 0.3 - 20 M $_{\oplus}$。尘埃质量显示出下降的趋势，与中心物体质量相结合的结果，从亚毫米测量更大的金牛座成员。亚恒星盘是一个连续序列的一部分，而不是一个独特的群体。与在亚恒星极限上具有类似质量的较老的上斯科成员相比，金牛座盘更明亮，质量更大。金牛座和上天蝎座的人口是一致的近似线性关系在$M_{dust}$到$M_{star}$，虽然推导出的幂律斜率强烈依赖于恒星演化模型和尘埃温度关系的选择。金牛座早期M星周围的中间盘包含的小固体质量与开普勒行星系中围绕M矮星的短周期轨道上的重元素平均数量相当，盘尘埃质量的数量级分布在中间值附近。假设气体与尘埃的比例为100：1，只有少数低质量恒星和棕矮星的总盘质量适合于巨行星的形成，这与巨行星绕M-矮星的低频率相一致。
2017-12-20 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
High-contrast Imaging around a 2 Myr-old CI Tau with a Close-in Gas Giant
年轻恒星周围的巨行星是揭示其形成历史和轨道演化的线索。CI Tau是一颗200万年前的经典T-金牛星，拥有一颗偏心的热木星，CI Tau，b。热木星的标准形成场景预测行星形成得更远，并向内迁移。CI Tau b的高离心率可能暗示了由于外部伴星的长期引力扰动而引起的高$e$迁移。ALMA 1.3 mm连续谱观测表明CI Tau至少有3个环隙，其中可能存在未被观测到的行星。我们目前的高对比度成像CI头采取从凯克/NIRC 2 $L^{\prime}$带过滤器和涡旋日冕，使我们能够寻找一个外部的同伴。我们没有检测到任何外部同伴CI头从角微分成像（ADI）使用两个深成像数据集。来自ADI缩减图像的检测极限排除了$\sim30$ \，au之外的外部伴星的存在，该伴星可能导致CI Tau\，b的Kozai-Lidov迁移。我们的研究结果表明，CI Tau\，b可能经历了从$\lesssim 2$ \，au在Myrs的II型迁移。我们还确认，没有行星与$\geq 2-4\,M_\mathrm{Jup}$是隐藏在两个外部差距。
2022-11-09 astro-ph.EP
GG Tau A: Dark shadows on the ringworld
上下文GG Tau A环世界具有高度的复杂性、大的体积和近的距离，是研究多恒星系统周围原行星盘形成和演化的一个有吸引力的案例。然而，辐射转移模型的研究通常忽略了单个恒星周围星周尘埃的影响。目标。我们调查如何拱盘周围的恒星的GG头A的影响是分散在拱盘的排放，如果这些拱盘的约束可以推导出来。方法.我们进行辐射转移模拟与代码POLARIS获得光谱能量分布和发射图在H波段（近红外）。随后，我们将它们与观测结果进行比较，以实现我们的目标。结果我们研究了环联星盘不同位置的偏振强度比，并得出结论：如果环联星盘位于围绕中心恒星的至少两个共面星周盘的阴影中，则观察到的散射光近红外发射可以得到最好的再现。这意味着环双星盘的内壁在中平面周围被强烈遮蔽，而观测到的辐射实际上是由最上层的盘层主导的。此外，在环联星盘西侧的倾斜暗巷（“缺口”），这是一个稳定（非旋转）的特征，自20年以来，只能解释为围绕着二次近距离双星GG Tau Ab的两个组成部分之一的未对准的环星盘的自遮蔽。
2019-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
An unbiased NOEMA 2.6 to 4 mm survey of the GG Tau ring: First detection of CCS in a protoplanetary disk
分子谱线巡天是探测行星诞生地原行星盘结构和物理条件的主要工具之一。这些PPD中巨大的径向和垂直温度以及密度梯度导致了复杂的化学成分，使化学成为了解行星系统多样性的重要一步。我们的目的是研究围绕着GG Tau A（一个著名的三T Tauri系统）的原行星盘的化学成分。我们使用NOEMA和新的相关器PolyFix来观察几十个分子在2.6到4 mm处的旋转线。我们分析的数据与辐射传输代码，以获得分子密度和相对于$^{13}$ CO的丰度，我们比较的TMC 1云和LkCa 15磁盘。我们报告的第一个检测CCS的PPD。我们还勉强检测到OCS，并在GG金牛座外盘中发现了16个其他分子。其中10个是以前发现的，而另外7个（$^{13}$ CN，N $_2$ H $^+$，HNC，DNC，HC $_3$ N，CCS和C $^{34}$ S）是在这个磁盘中新发现的。分析证实，硫的化学性质尚未得到适当的理解。由DCO $^{+}$ /HCO $^{+}$、DCN/HCN和DNC/HNC比率导出的D/H比率指向低温化学。稀有物种CCS的发现证实了GG Tau是研究原行星盘化学的良好实验室，这要归功于它的大盘尺寸和质量。
2021-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
An upper limit on the mass of the circumplanetary disk for DH Tau b
DH Tau是一颗年轻的（$\sim$ 100万年）经典金牛座T星。它是少数已知与行星质量伴星DH Tau b相关的年轻PMS星之一，其轨道距离很大，并通过直接成像检测到。DH Tau b被认为是基于大量的H $α$发射而吸积的，并且表现出可变的Paschen Beta发射。在230 GHz的NOEMA观测允许我们把限制盘尘埃质量的DH头b和主要的制度，磁盘将出现光学薄。我们估计一个磁盘尘埃质量的主要，DH头A的$17.2\pm1.7\,M_{\oplus}$，这给出了一个磁盘到恒星的质量比为0.014（假设通常的气体和尘埃的质量比为100的磁盘）。我们发现一个保守的磁盘尘埃质量上限为0.42 $M_{\oplus}$ DH头b，假设磁盘温度主要是由DH头b本身的辐射。考虑到环行星盘的环境，来自周围云的原始或平衡温度的可变照明将导致更低的盘质量估计。包括DH Tau b和DH Tau A对环行星盘加热的MCFOST辐射转移模型表明，22 K的质量平均盘温度更现实，导致DH Tau b的尘埃盘质量上限为0.09 $M_{\oplus}$。我们将DH Tau b置于类似物体的背景下，并讨论了行星形成模型的后果。
2017-05-23 astro-ph.EP
The Radial Distribution of Dust Particles in the HL Tau Disk from ALMA and VLA Observations
要了解行星形成，就需要辨别尘埃是如何在原行星盘中生长的。在圆盘中测量的一个重要参数是存在的最大粉尘粒度。这通常是通过测量不同毫米波长的尘埃不透明度来估计的，假设光学薄发射和尘埃不透明度主要是吸收。然而，ALMA的观测表明，这些假设在原行星盘的情况下可能是不正确的，导致高估了颗粒的大小，低估了盘的质量。在这里，我们提出了一个高品质的ALMA和VLA图像的HL头原行星盘，涵盖了广泛的波长范围内，从0.8毫米到1厘米，物理分辨率为$\sim$ 7.35 AU的分析。我们描述了一个程序来分析一组毫米图像没有任何假设的光学深度的排放，并包括在尘埃不透明度的吸收和散射的影响。该程序允许我们获得粉尘温度、粉尘表面密度和每个半径处的最大颗粒尺寸。在HL Tau盘中，我们发现颗粒已经长大到几毫米大小。我们探测到暗环和亮环之间尘埃性质的差异，暗环含有低尘埃密度和小尘埃颗粒。HL Tau盘的不同特征似乎有不同的起源。行星与盘的相互作用可以解释盘外半部的亚结构，但内部的环似乎与几个分子的雪线的存在有关。
2019-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Investigating planet formation in circumstellar disks: CARMA observations of RY Tau and DG Tau
本文介绍了年轻恒星RYTau和DGTau周围星周盘在波长为1.3mm和2.8mm处热尘埃辐射的CARMA观测结果。地图的角分辨率高达0.15角秒，或20天文单位的金牛座云的距离，这是一个高出2倍，迄今已取得的这些波长。由此产生的磁盘图像的前所未有的细节使我们能够解决与行星形成有关的三个重要问题。(1)星周尘埃的径向分布是怎样的？(2)尘埃排放是否显示出任何可能表明（原）行星存在的间隙迹象？(3)尘埃的性质取决于轨道半径吗？我们发现，无论是一个经典的幂律或粘性盘演化的相似性解决方案方面的磁盘表面密度建模，再现观测。来自RYTau的1.3毫米图像显示了两个相隔0.2角秒的峰值，尘埃辐射朝着恒星位置下降，这在大约2- 4 sigma处很明显。对于RYTau和DGTau，在半径大于15 AU的尘埃排放显示没有显着偏离未扰动的粘性盘模型。特别地，在灰尘分布中没有检测到径向间隙。在合理的假设下，我们排除了质量超过5个木星质量的行星的存在，这些行星绕着两颗恒星的距离在10到60 AU之间。通过比较1.3mm和2.8mm的观测结果，研究了尘埃不透明度斜率β的径向变化。我们发现DGTau和RYTau的β平均值分别为0.5和0.7。在20和70 AU之间，β的变化小于0.7。这些结果证实了这些星盘中的星周尘埃与星际介质中的尘埃有很大的不同。
2010-03-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Did Fomalhaut, HR 8799, and HL Tauri Form Planets via the Gravitational Instability? Placing Limits on the Required Disk Masses
由引力不稳定性引起的盘破裂被认为是形成巨行星的有效机制。我们使用行星北落师门b，三行星系统HR 8799，以及与HL Tau相关的潜在原行星来测试这种机制的可行性。我们选择上述系统是因为它们拥有质量和轨道特征受碎裂机制青睐的行星。我们并不主张这些行星一定是由于碎裂而形成的，相反：如果行星可以从盘碎裂中形成，那么这些系统与我们应该期望看到的是一致的。我们使用这些最近发现的行星的轨道特征，以及一种新的技术，以更准确地确定磁盘冷却时间，将下限和上限的磁盘表面密度-从而质量-所需的磁盘碎片形成这些对象。我们的冷却时间比Rafikov（2005）的冷却时间短一个数量级，这使得磁盘碎片对这些物体更可行。我们发现，北落师门b，原行星轨道HL Tau和HR 8799的最外层行星，在行星轨道半径内部所需的质量约为0.1 Msun。HR 8799的两颗内行星很可能不是在原位置由盘破裂形成的。
2009-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spatially Resolved AU-scale Inner Disk around DM Tau
我们提出了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的尘埃连续发射在1.3毫米和12 CO J=2-1线发射的过渡盘DM头周围的观测。DM Tau的圆盘被认为在几个Au内拥有一个无尘的内腔，因为它的光谱能量分布（SED）上没有近红外过量。然而，以前的亚毫米观测无法探测到空洞;相反，我们看到了一个半径约为20 au的尘埃环。在新的ALMA观测中实现的出色的角分辨率，43 × 31质量，允许发现一个4 au半径的内部尘埃环，证实了以前的SED建模结果。该内环在连续谱发射中是对称的，但在12 CO发射中是不对称的。已知的（外）尘埃环在~20金恢复，并显示方位角不对称的强弱侧对比度~1.3。这两个环之间的间隙相对于外环在粉尘排放方面消耗约40倍。一个扩展的外防尘盘被显示出来，与外环分开另一个间隙。内环的位置与太阳系中的主小行星带相当。作为一个具有“原小行星带”的盘，DM Tau系统为类地行星形成区的盘演化和行星形成提供了有价值的线索。
2018-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA Observations of the Asymmetric Dust Disk around DM Tau
本文分析了阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）在1.3 mm波段观测到的DM~Tau尘埃盘，ALMA的高灵敏度（8.4~ $μ$ Jy/束）和高角分辨率（35~mas，5.1~au）观测发现了环上$r\sim$ 20~au的两个不对称性。它们可能是两个处于早期演化阶段的涡旋，也可能是一个大尺度涡旋的破坏，或者是两个不同尘埃尺寸的连续谱发射峰。我们还发现了3-au环内的$\sim$ 50~ $μ$ Jy（下限尘埃质量为0.3~ $M_{\rm Moon}$）的毫米辐射。为了表征这些发射，我们使用Monte Carlo辐射转移代码对DM~Tau的光谱能量分布（SED）进行建模。我们发现在$r=$ 1~au处的一个附加环可以解释DM~Tau SED和中心点源。在我们的模型中计算的1-au环的盘中平面温度低于典型的水升华温度150~K，提示有可能在那里形成小的冰行星。
2021-02-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The VLA view of the HL Tau Disk - Disk Mass, Grain Evolution, and Early Planet Formation
第一次长基线ALMA活动将年轻恒星HL Tau周围的圆盘分解为一些轴对称的明亮和黑暗环。尽管HL Tau的年龄非常年轻，但这些结构已被解释为（原）行星存在的标志。ALMA图像引发了许多基于盘-行星相互作用，磁驱动盘结构和颗粒演化的理论研究。特别令人感兴趣的是盘的内部，预计类地行星将在那里形成。然而，从HL Tau的这些区域的发射原来是光学厚在所有ALMA波长，防止表面密度分布和粒度分布的推导。在这里，我们提出了最敏感的图像HL头获得的日期与卡尔G。Jansky甚大阵列在7.0毫米波长的空间分辨率相当于ALMA图像。在这样长的波长下，HL Tau的尘埃辐射在光学上是薄的，这使得对内部盘的全面研究成为可能。我们得到一个总盘尘埃质量为0.001 - 0.003兆太阳，这取决于假设的不透明度和磁盘温度。我们的光学薄的数据也表明快速晶粒生长，破碎，并形成致密的团块在磁盘的内部致密的部分。我们的研究结果表明，HL Tau盘实际上可能处于行星形成的早期阶段，行星尚未在间隙中形成，而是在明亮的环中形成。
2016-03-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Near-Infrared Imaging Polarimetry of Inner Region of GG Tau A Disk
通过使用Subaru/HiCIAO进行无掩模偏振成像，在$H$波段成功探测到GG Tau A系统周围盘内部区域的偏振散射光，空间分辨率约为0.07 $\arcsec$，揭示了这颗年轻双星周围复杂的内部盘结构。本文报告了在GG Tau Ab以北观测到的弧形结构和在GG Tau Aa周围延伸到距离主星约28 AU的拱星结构的一部分。GG Tau Ab周围的斑点噪声将其盘半径限制为<13 AU。根据环联星环的大小和围绕着GG Tau Aa的星周盘，联星轨道的半长轴可能是62天文单位。目前的观测结果与以前的ALMA和近红外（NIR）H $_2$发射观测结果的比较表明，北弧可能是一个大的流光的一部分，从环联星环流动，以维持拱星盘。根据先前的研究，GG Tau Aa周围的拱星盘有足够的质量，可以维持足够的时间来行星形成;因此，我们的研究表明，行星可以在近距离（距离$\lesssim$ 100 AU）的年轻双星系统中形成。
2016-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Millimeter Continuum Size-Frequency Relationship in the UZ Tau E Disk
我们提出了高空间分辨率观测的连续辐射从年轻的多星系统UZ头在6至340 GHz的频率。为了量化UZ Tau E环双星盘中尘埃排放的空间变化，用每个频率的径向表面亮度的简单参数处方对所观察到的干涉仪vibrium进行建模。我们发现的证据表明，频谱陡峭的半径在磁盘中，表现为一个正相关的观测频率和半径，包围一个固定的分数的排放（$R_{eff} \propto ν^{0.34 \pm 0.08}$）。这种大小-频率关系的起源进行了探讨的背景下，磁盘固体的增长和迁移的理论框架。虽然该框架可以重现类似的大小-频率关系，但它预测的光谱比观察到的更陡。此外，它最接近匹配的时间尺度上的数据（$\le 1$ Myr）比推定的UZ Tau年龄（~2-3 Myr）短得多。这些差异的直接后果的快速径向漂移率预测的尘埃演化模型在一个光滑的气体盘。减轻效率问题的一种方法是调用小规模的气体压力调制，局部集中漂流固体。如果这种粒子陷阱在30-340 GHz处达到高连续光学深度，并且在内部盘（$r \lesssim20$ au）中具有~30-60%的填充分数，则它们也可以解释在UZ Tau E盘光谱中观察到的空间梯度。
2018-05-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Non-ideal MHD simulation of HL Tau disk: formation of rings
最近的高分辨率观测揭示了星周盘的环状结构。这些环的起源已经在各种理论场景下进行了广泛的研究。在这项工作中，我们进行全球三维非理想MHD模拟，包括欧姆电阻率和双极扩散（AD）的影响，模拟HL Tau磁盘。在考虑烧结效应的全球尘埃演化计算的基础上，计算了非理想MHD扩散剖面。雪线两侧尘埃盘电离结构发生显著变化，这是由于主要挥发分在雪线附近的粒径分布发生了变化。我们发现吸积主要由盘风驱动。通过不同的雪线堆积速率，可以快速地产生雪隙和雪环。此外，双极扩散（AD）导致高度优先吸积在中面，其次是磁重联。结果表明，在有利条件下，雪线效应和非理想MHD效应都可能导致原行星盘中出现气体环和气隙。
2019-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-Resolution Mid-Infrared Spectroscopy of GV Tau N: Surface Accretion and Detection of Ammonia in a Young Protoplanetary Disk
重新分配或移除原行星盘的角动量的物理过程，可以驱动质量吸积到恒星上，并影响行星形成的结果。尽管原行星盘参与吸积的证据随处可见，但负责的过程仍不清楚。在这里，我们提出的证据红移分子吸收光谱的I类源，表明在磁盘表面的快速流入。GV Tau N的高分辨率中红外光谱揭示了C2 H2、HCN、NH3和水的单独谱线的丰富吸收光谱。从分子吸收的性质，我们可以推断，它携带一个显着的吸积率（~ 1 e-8至1 e-7 Msun/yr），相当于活跃的金牛座T星的恒星吸积率。因此，我们可以观察到盘吸积的作用。这些结果可能为超声速“表面吸积流”提供观测证据，这在磁化圆盘的MHD模拟中已经发现。观测到的光谱也代表了在原行星盘的行星形成区域中首次探测到氨。由于氨的丰度仅与HCN相当，因此它不可能是氮的主要缺失库。如果像预期的那样，内盘中占主导地位的氮储存库是N2，那么它的高挥发性将使其难以融入形成的行星，这可能有助于解释大部分地球的低氮含量。
2020-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Testing dust trapping in the circumbinary disk around GG Tau A
围绕GGTau A双星系统的原行星盘是迄今为止研究最多的年轻环双星盘之一。在亚毫米/毫米波长的尘埃连续辐射观测中发现了一个尘埃环，位于距离系统质心200 AU和300 AU之间。如果盘和双星轨道共面，考虑到观测到的双星系统中恒星的投影分离，双星系统和其环双星盘之间的潮汐相互作用的经典理论预测的截断半径明显小于测量的毫米大小的尘埃环的内半径。我们调查的起源，这种尘埃环结构的GG头A盘，测试之间的相互作用的二进制和磁盘是否可以产生一个尘埃陷阱在所观察到的环的位置，并讨论了另一种方案，调用磁盘和恒星轨道平面之间的错位。我们运行一组流体动力学模拟的轨道一致的天体测量解决方案的GG头A恒星自行车，并为不同的磁盘温度和粘度。然后，我们在后处理中应用尘埃演化模型，以恢复毫米级颗粒的分布。比较模型和观测结果，我们发现，如果双星轨道和盘是共面的，环双星盘的潮汐截断将发生在一个半径太小相比，由尘埃观测推断的内边缘，和模型中的压力隆起和尘埃环将位于<150 AU从恒星系统的质心。这表明GG Tau A盘不能与双星轨道平面共面。我们还讨论了错位磁盘的情况下，这表明，为了使尘埃捕获发生在所观察到的半径，磁盘和轨道平面必须错位约25度的角度的可行性。
2016-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary disk evolution in the presence of an outer companion star
我们考虑一个由一个内偏心双星和一个外伴星组成的三重系统。一个围绕内双星的高度错位的环双星盘受到两种相互竞争的影响：（i）围绕内双星偏心率矢量的节进动，导致错位的增加（极线对齐）和（ii）由外伴星驱动的偏心率和倾角的Kozai-Lidov（KL）振荡，导致错位的减少。结果取决于这些影响的时间尺度的比例。如果内部的二元力矩占主导地位，那么磁盘就与极方向对齐。如果外部伴随力矩占主导地位，则盘经历KL振荡。在这种情况下，高度偏心和错位的盘被内部双星破坏和吸积，而一些质量被转移到外部伴星。然而，当扭矩相似时，环双星盘的外部部分可以经历大的偏心振荡，而倾角保持接近极取向。在有外伴星的情况下，初始星盘倾角演化到极向的范围较小。在极地对齐过程中，磁盘破裂也更有可能，至少是暂时的。HD 98800中的恒星轨道具有这样的参数，即环双星盘的极对齐是预期的。在没有气体的情况下，固体粒子在比气体盘内潮汐截断半径小得多的半径处是不稳定的，因为KL驱动的偏心率导致与双星的近距离相遇。
2022-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
An ALMA Disk Mass for the Candidate Protoplanetary Companion to FW Tau
我们目前ALMA观测FW Tau系统，一个密切的二元对M5恒星与宽轨道（300 AU投影分离）的亚恒星同伴。这颗伴星在光学和近红外波段非常微弱，呈红色，但拥有微弱的远红外过量和光学/近红外发射谱线，表明它是一个由气体和尘埃组成的原始吸积盘。成分分辨的1.3毫米连续辐射被发现只与伴星有关，其通量（1.78 +/- 0.03 mJy）表明尘埃质量为1-2 M_Earth。虽然这个质量库不足以形成一颗巨大的行星，但它足以产生一个类似于开普勒-42系外行星系统或伽利略卫星的系统。带着圆盘的FW Tau伴星的质量和几何形状仍然不清楚。近红外光谱显示深水带，表明比M5晚的光谱型，但大量的遮蔽阻止了有效温度（因此质量）的更准确测定。无论是在直射光下看到的一个带有“行星质量”的伴星，还是在边缘上的圆盘或封套散射的光下看到的一个棕矮星，都仍然是可能的。
2014-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Grain Growth in the Circumstellar Disks of the Young Stars CY Tau and DoAr 25
我们提出了新的结果，从ENUE @EVLA计划的两个年轻的恒星：CY Tau和DoAr 25。我们跟踪连续发射所产生的从他们的circusmellar磁盘空间分辨观测，下降到几十个AU尺度，在λ = 0.9，2.8，8.0，和9.8毫米的DoAr 25和λ = 1.3，2.8，和7.1毫米的CY Tau。此外，我们限制的排放量，其起源是从5厘米观测热尘埃排放不同。直接从干涉测量数据，我们发现，在7毫米和1厘米的观测跟踪发射从光盘，而毫米波观测跟踪扩展磁盘结构。从一个物理盘模型中，我们描述了CY Tau和DoAr 25在短于5 cm波长处的盘结构，我们发现：（1）尘埃连续辐射在所观察到的波长和所研究的空间尺度上是光学薄的，（2）尘埃不透明度的恒定值不是我们的观测所保证的，（3）尘埃不透明度光谱指数的高度显著径向梯度，β与观测到的两个圆盘中的尘埃排放一致，内圆盘中的β较低，外圆盘中的β较高。假设尘埃性质的变化仅仅是由于最大颗粒尺寸（amax）的变化而引起的，我们限制了两个圆盘中amax的径向变化，从内盘中的厘米级颗粒（R < 40 AU）到外盘中的毫米级颗粒（R > 80 AU）。这些观测约束与径向漂移障碍的理论预测一致，然而，如果这些磁盘具有较低的湍流和/或如果尘埃可以在高速碰撞中幸存下来，则尘埃颗粒的碎片可以解释我们的amax（R）约束。
2015-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
High Angular Resolution Imaging of the V892 Tau Binary System: A New Circumprimary Disk Detection and Updated Orbital Constraints
通过Keck 2/NIRC2多波段直接成像，拟合几何模型约束V892 Tau双星轨道并首次分辨出环绕主星盘，更新了最紧的轨道参数。
2023-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The GAPS program at TNG XLVII: The unusual formation history of V1298 Tau
本研究通过N体模拟与NAMD分析，探究年轻恒星V1298 Tau两颗外侧巨行星的高密度成因及系统动力学状态，提出系统经会聚迁移与共振俘获形成、行星散射打破共振链的演化情景。
2023-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT) III: The interplay between gas and dust in the protoplanetary disk of DG Tau
行星在原行星盘中形成，并继承了它们的化学成分。因此，了解磁盘的分子内容至关重要。我们的目标是表征DG Tau盘中分子的分布和丰度。在ALMA金牛座外流源的化学调查（ALMA-DOT）的背景下，我们分析了ALMA在H2 CO 3（1，2）-2（1，1），CS 5-4和CN 2-1中的DG Tau盘的观测，在~0.15”，即~18 au在121 pc。H2 CO和CS起源于1.3mm尘埃连续体边缘的盘环，CS探测相对于H2 CO的外盘区域（分别在~70和~60 Au处达到峰值）。CN起源于最外层的磁盘/信封区峰值在~80 Au。H2 CO主要由磁盘发射，而CS探针也可能吸积到磁盘上的两个流的材料与发射的峰值流连接到磁盘。环和盘高平均柱密度为~2.4-8.6e13 cm-2（H2 CO）、~1.7-2.5e13 cm-2（CS）和~1.9-4.7e13 cm-2（CN）。非锐化掩模揭示了一个环的增强尘埃排放在~40 AU，即外面的CO雪线（~30 AU）。CS和H2 CO排放是共空间的，表明它们是化学联系的。在1.3mm连续谱边缘观察到的分子发射环可能是由于尘埃不透明度效应和/或内盘中的continunum过减;以及在mm尘埃边缘增加的UV渗透和/或温度反演，这将导致这些分子的气相形成和解吸。此外，H_2CO和CS的来源于尘埃辐射增强环之外，这也与0.87mm处的线偏振变化相吻合。这表明…
2020-11-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT): I. CO, CS, CN, and H2CO around DG Tau B
行星的化学成分是由形成时原行星盘中各种分子种类的分布所继承的。到目前为止，只有少数磁盘已被成像在多个谱线与高空间分辨率。作为一个小运动的一部分，致力于在金牛座盘流出源的化学特性，我们报告新的ALMA波段6观测与20 au分辨率对嵌入的年轻恒星DG Tau B。连续辐射的图像显示了一个带环的尘埃盘，以及一个领先的螺旋臂。在CO，H2 CO，CS和CN中检测到该盘以及突出的流出空腔，而在SO2，HDO和CH 3OH中未检测到。从背面流出的吸收，我们推断，磁盘发射是光学厚内50金。这种形态解释了为什么没有线发射检测到从这个内部区域，并对尘埃质量的计算和内部气体盘的表征提出了一些限制。来自内200 Au的H_2CO和CS发射主要来自盘，它们的形态非常相似。CN的发射显着不同于其他两个分子，因为它是观察到只有超过150金。这种环状的形态与以前的观察和热化学盘模型的预测是一致的。最后，我们约束了所有分子的圆盘积分柱密度。特别地，我们发现CH 3OH/H2 CO比率必须小于2，使得甲醇未检测仍然与文献中唯一可用的这样的比率（TW Hya中的1.27）一致。
2020-03-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Asymmetry, Gap Opening and High Accretion Rate on DM Tau: A Hypothesis Based on Interaction of Magnetized Disk Wind with Planet
针对DM Tau的高吸积率挑战传统缝隙理论的问题，提出磁化盘风与中等质量行星相互作用的开创性多流体模拟，成功重现观测到的缝隙与不对称结构，推断行星可能存在于20 au内且盘湍流较低。
2024-06-04 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Molecular Mapping of DR Tau's Protoplanetary Disk, Envelope, Outflow, and Large-Scale Spiral Arm
金牛座DR以其与其他金牛座T星相比异常高的可变性而闻名。虽然它是研究最广泛的前主序星之一，但迄今为止，毫米干涉测量的观测相对有限。我们以$\sim0.5''$（$\sim100$ au）的分辨率呈现了$^{12}$ CO、$^{13}$ CO、C $^{18}$ O、SO、DCO $^+$和H $_2$ CO对DR Tau的NOEMA图像。除了原行星盘外，CO辐射还显示出一个包层、一个微弱的不对称外流和一个带团块的旋臂。CO臂的$\sim1200$ au范围远远超过先前在散射光中检测到的螺旋臂，这强调了敏感分子成像用于背景化磁盘环境的必要性。C $^{18}$ O、SO、DCO $^+$和H $_2$ CO的运动学和致密发射分布表明它们主要起源于开普勒环周盘。然而，SO发射也表现出不对称性，这可能是由于与下落物质或未解决的子结构的相互作用。DR Tau的复杂环境让人联想到爆发的FUor源和一些EXor源，这表明DR Tau的极端恒星活动同样可能与大规模陨石坑促进的盘不稳定性有关。
2023-01-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
CI Tau: A controlled experiment in disk-planet interaction
CI Tau是一个年轻（约200万年）的T型金牛座系统，在其SED中有大量的近红外线过剩，表明原行星盘延伸到非常接近它的恒星。这似乎与CI Tau b的径向速度发现不一致，CI Tau b是一颗大约12 MJ的行星，大约0.1 au，预计会在最里面的圆盘上雕刻一个宽而深的空腔。为了研究这一明显的矛盾，我们运行二维流体动力学模拟来研究行星对磁盘的影响，然后用辐射转移对结果进行后处理，以获得SED。我们发现，在~0.1天文单位，即使是这样一个巨大的同伴几乎没有影响的近红外线过剩，无论行星偏心率和尘埃大小分布的结果。相反，在CI Tau的SED中观察到的全圆盘签名与热超级木星CI Tau b的存在是一致的。正如我们的模拟所揭示的那样，SED中清晰的过渡盘签名更有可能是新生的“温暖”彗星的路标，位于其宿主恒星未来宜居带的1 AU左右。
2021-10-27 astro-ph.EP
Modeling Dust Emission of HL Tau Disk Based on Planet-Disk Interactions
我们使用广泛的全球二维流体动力学磁盘气体+尘埃模拟嵌入行星，再加上三维辐射转移计算，模拟尘埃环和间隙结构的HL头原行星盘观察与阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）。我们包括自引力盘气体和尘埃成分，并作出合理的选择磁盘参数，假设已经解决尘埃分布和没有行星迁移。我们可以得到相当充分的适合所观察到的尘埃排放使用质量为0.35，0.17，和0.26 $M_{Jup}$在13.1，33.0，和68.6 AU，分别行星。对行星形成的影响以及这种情况下的局限性进行了讨论。
2016-01-04 astro-ph.EP
Magnetically Induced Disk Winds and Transport in the HL Tau Disk
原行星盘中的角动量输运机制是理解盘中气体和尘埃分布的基础。对HL Tau进行的前所未有的高空间分辨率ALMA观测和随后的辐射转移建模表明，目前在HL Tau盘的外部实现了高度的尘埃沉降。然而，先前的观测表明，中心恒星上的吸积速率很高。在传统的粘滞盘模型的框架中，这种配置不一定是直观的，因为有效的吸积通常需要高水平的湍流，这可以大大抑制尘埃沉降。我们开发了一个简化的，半解析的磁盘模型，以检查在什么条件下，这两个属性可以实现在一个单一的模型。最近，非理想的MHD模拟被用来逼真地模拟角动量传输径向通过MHD湍流和垂直通过磁感应磁盘风。我们发现，HL Tau盘位形可以很好地再现时，适当地考虑磁盘风。虽然由此产生的磁盘属性可能与其他观测结果一致，这样一个理想的情况下，可以建立只有当等离子体$β$在磁盘中平面是$β_0 \simeq 2 \times 10^4$的假设下，稳定吸积。等效地，在100 au处的垂直磁通量约为0.2 mG。需要更详细的建模，以充分确定磁盘吸积的起源和定量研究背后的HL Tau磁盘中观察到的间隙结构的合理机制。
2017-06-29 astro-ph.EP
ALMA Super-resolution Imaging of T Tau: r = 12 au Gap in the Compact Dust Disk around T Tau N
根据阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测，发现尘埃半径为$r\lesssim 20-40$ au的致密原行星盘在附近的低质量恒星形成区占主导地位。然而，他们的子结构没有被调查，因为有限的空间分辨率达到目前为止。我们应用一种新开发的超分辨率成像技术，利用稀疏建模（SPM），探索在这样的光盘的几个au尺度的结构。SpM成像可以直接解决空间频率上的不完全采样问题，并有可能提高ALMA图像的保真度和有效空间分辨率。在这里，我们提出的应用程序的T Tau系统的结果。我们使用ALMA 1.3 mm连续数据，并实现了有效的空间分辨率为$\sim 30\%$（5 AU）相比，传统的清洁光束尺寸在17 AU的分辨率。重建的图像揭示了一个新的环形间隙结构在$r= 12$ au的T Tau N致密盘的尘埃半径为24 au，并解决了T Tau Sa和Sb的二进制成两个源。如果观察到的间隙结构在T Tau N盘是由嵌入的行星，我们估计土星质量的行星时，磁盘的粘性参数是$10^{-3}$。最终，具有足够角分辨率和灵敏度的ALMA观测应该能够验证超分辨率成像的一致性，并明确证实这种盘子结构的存在。
2021-10-03 astro-ph.EP
HL Tau disk in HCO+ (3-2) and (1-0) with ALMA: gas density, temperature, gap, and one-arm spiral
本文介绍了我们用ALMA在角分辨率为0.1”时对HL Tau的1.1 mm连续谱和HCO+（3-2）线的观测结果，以及对HL Tau盘的2.9 mm和1.1 mm连续谱以及HCO+（3-2）和（1-0）线的数据分析。HCO+（3-2）辐射能很好地分辨出HL Tau盘的开普勒自转，估计其质量为2.1+/-0.2 Msun，盘倾角为47 °。利用HCO+发射的两个跃迁的LTE分析，测量了HCO+柱密度和激发温度的径向分布。HCO+气隙在半径为30金，其中的柱密度下降了4-8倍，被发现在HCO+柱密度分布，与尘埃间隙跟踪的连续发射。没有看到其他明显的HCO+气体间隙。这个HCO+气体间隙可以被质量为0.5-0.8 Mj的行星打开，这与数值模拟中采用的行星质量相当，以在HL Tau盘中形成相同半径的尘埃间隙。除了盘分量外，在HCO+（3-2）发射中还观察到从内盘延伸出的长度约3英寸（520天文单位）的单臂螺旋。沿螺旋线观察到的速度结构表明，一个下降和旋转的气流向内盘。
2019-06-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT) V: Sample, overview, and demography of disk molecular emission
我们提出了一个概述的ALMA化学调查盘流出源金牛座（ALMA-DOT），一个运动，致力于从部分嵌入的，年轻的恒星的分子发射的特性。该项目的目的是更好地了解气体产品，提供了各种线探测磁盘在行星形成时（小于1百万年）的高分辨率地图的方式提供给行星。通过对六个I类/平谱源的观测，对九种不同的分子进行了调查。一系列附带的文章分析了特定的目标和分子。在这里，我们描述了样品，并提供了一个总体概述的结果，侧重于空间分布，柱密度，和丰度比的H $_2$ CO，CS和CN。这项工作的结果是第一步的磁盘化学演化的表征，需要补充的不太例外的磁盘和定制的热化学建模的进一步观察。
2020-12-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Does HL Tau Disk Polarization in ALMA Band 3 Come from Radiatively Aligned Grains?
在ALMA时代，（亚）毫米尘埃连续体中的圆盘偏振是一个快速发展的领域。它开辟了令人兴奋的可能性，检测和表征磁场和晶粒生长的磁盘周围的年轻恒星物体。然而，使用偏振探测磁盘属性，它的产生机制必须首先确定。到目前为止，传统的机制，包括磁性排列的晶粒未能解释在大多数磁盘中检测到的偏振模式。这对于ALMA波段3（波长$\sim 3$ mm）中HL Tau的倾斜盘尤其如此，其具有椭圆偏振图案。椭圆图案被认为是尘埃颗粒的偏振发射的证据，这些尘埃颗粒的长轴垂直于辐射通量的方向。我们发现，即使在倾斜的磁盘，如HL头的辐射对齐的晶粒产生一个圆形，而不是椭圆形，偏振模式。椭圆偏振模式可以产生，如果颗粒之间的旋转速度通过黄金机制的尘埃和气体之间的差异，空气动力学对齐。然而，一个强大的方位角变化的偏振强度预计辐射和气动对准，但没有观察到在HL Tau盘在ALMA带3。我们的结论是，这两种机制都不能单独解释的数据和起源的3毫米偏振仍然是一个谜。我们推测，这个谜可能是解决的直接排放和散射的空气动力学排列的颗粒相结合。
2018-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Ongoing flyby in the young multiple system UX Tauri
我们目前的观测年轻的多系统UX金牛座寻找拱盘和动力学相互作用的迹象。获得了J波段和H波段的SPHERE/IRDIS深差极化图像。我们还使用了ALMA档案CO数据。在UX Tau A盘发出的散射光中可以很好地检测到大的延伸螺旋。南部螺旋形成了连接UX Tau A和C的桥梁。这些螺旋，包括连接两颗恒星的桥梁，都有一个由ALMA看到的CO（3-2）对应物。在散射光中检测UX Tau C的盘。它比UX Tau A的圆盘小得多，并且沿着不同的位置角有一个主轴，这表明没有对准。我们进行了PHANTOM SPH流体动力学模型来解释数据。散射光螺旋，CO发射螺旋和旋转盘的速度模式，以及UX Tau C盘的紧凑性都指向一个场景，其中UX Tau A最近（大约1000年）被UX Tau C近距离通过而扰动。
2020-06-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Measuring turbulent motion in planet-forming disks with ALMA: A detection around DM Tau and non-detections around MWC 480 and V4046 Sgr
在许多行星形成的模型中，湍流是一个至关重要的因素，但它只在少数行星形成盘中受到直接限制。在HD 163296和TW Hya周围盘中湍流上限的基础上，我们以$\sim0.3"$（20-50 au）分辨率和80 ms $^{-1}$通道间隔对DM Tau，MWC 480和V4046 Sgr周围盘进行了ALMA CO J=2-1线观测。使用参数化模型的磁盘结构，我们稳健地检测非热气体运动DM头周围的0.25 C $_s$和0.33 C $_s$之间，与系统的影响占主导地位的范围，使这直接测量的非零湍流的唯一系统之一。使用相同的方法，我们对MWC 480（$<$ 0.08 c $_s$）和V4046 Sgr（$<$ 0.12 c $_s$）周围的非热气体运动设置了严格的上限。在这个小样本中上限的优势，以及与尘埃研究一致的适度湍流水平，表明弱湍流（$α\lesssim10^{-3}$）可能是行星形成盘的一个共同特征，尽管不是普遍的。我们探索了DM Tau周围的特殊物理条件，这些条件可能导致这个系统比其他系统更加动荡。
2020-04-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry in disks. XI. Sulfur-bearing species as tracers of protoplanetary disk physics and chemistry: the DM Tau case
上下文在星际介质和彗星中观察到几种含硫分子，与迄今为止只检测到CS，H $_2$ CS和SO的原行星盘形成强烈对比。目的。我们结合观测和化学模型来限制DM Tau原行星盘中硫的丰度及其对物理和化学条件的敏感性。方法.我们在CS、SO、SO $_2$、OCS、CCS、H $_2$ CS和H $_2$ S系中获得了带4和带6中DM Tau的$0.5^{"}$ ALMA观察，实现了$\sim 5$ mJy灵敏度。使用非LTE的辐射传输程序RADEX和正演模拟工具ESTFIT，磁盘平均CS柱密度和上限的其他物种的推导。结果仅检测到CS，衍生柱密度为$\sim 2-6 \times 10^{12}$ cm $^{-2}$。我们报告了第一次尝试检测SO $_2$在DM Tau。对于其他含S物质，上限范围在$\sim 10^{11}$和$10^{14}$ cm $^{-2}$之间。与这些值匹配的最佳拟合化学模型要求在$r \sim 50-100$ au下气相C/O比> 1。与化学建模，我们表明，含硫物种可以是强大的示踪剂的气相C/O比，表面反应速率，晶粒尺寸和紫外强度。结论.在DM Tau中没有检测到CS以外的各种含硫分子，这意味着气相中缺乏活性硫，要么是通过有效的冻结，要么是因为大多数元素硫都存在于其他大物种中，如彗星中所发现的。推测出的高CS/SO和CS/SO $_2$比值要求非太阳能的C/…
2018-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical model of the outer disk of TW Hya presently forming in-situ planets and comparison with models of AS 209 and HL Tau
我们适合一个等温振荡密度模型TW Hya的外盘，其中行星大概已经形成，它们在四个观察到的黑暗间隙内运行。乍一看，这个52天文单位的小圆盘似乎与我们的太阳星云并不相似;它显示出与HL Tau（大小为$R_{\rm max}=102$天文单位）相当的几个物理性质，与AS 209（$R_{\rm max}=144$天文单位）几乎没有相似之处。我们发现一个指数$k=-0.2$（径向密度$ρ(R) \propto R^{-1.2}$）和离心力的支持，对自引力如此之小，它几乎保证了数百万年的演化来的动力学稳定性的幂律密度分布。与HL Tau相比，TW Hya的尺度长度$R_0$和核心尺寸$R_1$仅小$\sim$ 2倍，反映了盘的一半大小。在另一端，TW Hya较小核心的Jeans频率$Ω_J$和角速度$Ω_0$仅大$\sim$ 2倍。唯一显著的区别是TW Hya的中心密度（$ρ_0$）是HL Tau的5.7倍，这是因为TW Hya的核心只有HL Tau的一半大小（$R_1$）和大约两倍重（$Ω_J$）。最后，我们比较了到目前为止我们已经模拟的原恒星盘。
2019-03-03 astro-ph.EP
Modeling the CO outflow in DG Tau B: Swept-up shells versus perturbed MHD disk wind
外流的起源及其对盘演化和行星形成的确切影响仍然是关键的悬而未决的问题。DG Tau B是一颗I类原恒星，伴随着旋转的锥形CO外流和结构盘。因此，它是研究这些问题的理想对象。我们的目标是描述DG Tau B外流的形态和运动学特征，以阐明其起源和对磁盘的潜在影响。我们的分析基于阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）12 CO（2-1）以20 au角分辨率对DG Tau B的观测。我们表征三种不同类型的子结构在这个流出（拱，手指，尖）与明显的加速度。具有哈勃定律的风力驱动的壳模型无法解释这些子结构。相反，锥形流的形态学和运动学都可以用稳定的锥形磁流体动力（MHD）盘风来解释，其足点半径r 0 = 0.7-3.4 au，小磁水平臂参数λ < 1.6）和准周期性亮度增强。这些可能是由喷气弓冲击，源轨道运动所造成的25兆焦耳的同伴在50天文单位，或磁盘密度扰动通过风发射区吸积的影响。大的CO风质量通量（吸积率的四倍到中心恒星）也可以解释，如果MHD磁盘风删除了大部分的角动量所需的稳定磁盘吸积。我们的研究结果提供了最有力的证据，到目前为止，存在大量的MHD盘风在I类源与残留的下落，他们认为，初始阶段的行星形成发生在一个高度动态的环境。
2022-12-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA chemical survey of disk-outflow sources in Taurus (ALMA-DOT). IV. Thioformaldehyde (H$_2$CS) in protoplanetary disks: spatial distributions and binding energies
目的：追踪原行星盘中含硫化学关键组分H2 CS的径向和垂直空间分布。根据H_2CS结合能分析所观察到的分布，以讨论热脱附在富集气盘组分中的作用。研究方法：在ALMA对金牛座恒星形成区（ALMA-DOT）中的O-H2 CS（7_1，6 - 6_1，5）源进行化学调查的背景下，我们观察到了5个I类或早期II类源，具有40 au尺度的o-H2 CS（7_1，6 - 6_1，5）线。我们估计的结合能（BE）的H2 CS使用量子力学计算，第一次，为一个扩展的，周期性的，结晶冰。结果：我们在HL Tau和IRAS 04302 +2247盘中的两个旋转分子环中成像了H2 CS。外半径约为140 au（HL Tau）和115 au（IRAS 04302+2247）。IRAS 04302+2247的边缘几何结构显示，H2 CS发射峰位于60-115 au的半径处，距离赤道面z = +- 50 au。柱密度约为10^14 cm^-2。对于HL Tau，我们首次导出了原行星盘中的[H2 CS]/[H]丰度（约为10^-14）。扩展结晶冰和无定形冰的H2 CS的BE值分别为4258 K和3000-4600 K，表明尘埃温度大于50-80 K时存在热蒸发。结论：H2 CS跟踪所谓的温暖分子层，以前使用CS和H2 CO采样的区域。硫代甲醛峰比H2 CO和CS更接近原恒星，这可能是由于观察到的7_1，6 - 6…
2020-11-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Wall emission in circumbinary disks: the case of CoKu Tau/4
几年前，金牛座弱线T星CoKu Tau/4的中红外光谱被解释为来自周星盘内壁的辐射，内盘在~10 AU处被截断。基于SED的形状和它是由一颗恒星和它的盘产生的假设，CoKu Tau/4被归类为一个典型的过渡盘，有一个干净的内孔，可能是由行星、其他轨道天体或光解离造成的。然而，最近发现CoKu Tau/4是一个密近双星系统。这意味着观测到的中红外SED可能是由环双星盘产生的。本文件的目的是模拟的SED CoKu头/4所产生的内壁的环双星盘，与参数的限制是什么是已知的中心恒星和动力学模型之间的相互作用，这些恒星和他们周围的磁盘。为了适合斯皮策IRS SED，双星轨道应该是几乎圆形的，这意味着一个小的中红外变化（10%）与恒星到环双星盘内壁的可变距离有关。我们的模型表明CoKu Tau/4的内壁位于1.7a处，其中a为双星系统的半长轴（a~8AU）。洞内有少量光学上较薄的尘埃（小于0.01月球质量）有助于改善与10微米硅酸盐带的匹配。此外，我们发现水冰应该不存在或含量非常低（尘埃与气体质量比<5.6X10^{-5}）。一般来说，对于偏心率e>0的双星系统，假设瞬间达到热平衡，该模型预测中红外变化的周期与轨道时间尺度相似。
2010-07-01 astro-ph.EP
1000 AU Exterior Arcs Connected to the Protoplanetary Disk around HL Tau
HL Tau周围的原行星盘是迄今为止最年轻的行星形成候选者，它仍然嵌在一个大小为数千au的原恒星包层中。在这项工作中，我们研究了气体运动的信封和它可能的影响嵌入盘。本文介绍了我们在0.8 "（110 au）分辨率下对HL Tau的13CO（2 - 1）和C_（18）O（2 - 1）辐射的ALMA第三周期新观测结果，并将观测到的速度图象与不同类型气体运动的模型进行了比较。13 CO和C18 O的发射线都显示了一个2 "（280 au）的中心致密成分，它跟踪了原行星盘。圆盘清晰地被解析，并显示出开普勒运动，由此估计HL Tau的原恒星质量为1.8 +/-0.3 M $_\odot$，假设圆盘的倾角为47度。13 CO辐射显示出两个大小为1000 - 2000 au、质量为3E-3 M $_\odot$的弧结构，与中心盘相连。一个是蓝移的，从东北延伸到西北，另一个是红移的，从西南延伸到东南。我们发现，简单的运动学模型的下落和（反）旋转扁平信封不能完全解释所观察到的速度模式的弧结构。弧形构造的气体运动学可以用三维下落或流出运动更好地解释。然而，在蓝移弧结构的西北部观测到的速度比预期的自由落体速度高出约60 - 70%。我们讨论了弧结构的两种可能起源：（1）由XZ Tau驱动的膨胀壳层外部压缩的下落流和（2）HL Tau周围原行星盘中引力不稳定引起的外流气体团。
2017-08-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical models of the protostellar disks of AS 209 and HL Tau presently forming in-situ planets
我们适合一个等温振荡密度模型ALMA/DSHARP观测磁盘，AS 209和HL头，其中行星大概已经形成，他们在每个系统中观察到的七个黑暗的差距内运行。这些大圆盘与我们的太阳星云大致相似，尽管它们的径向密度分布较温和，离心力也较低。我们发现指数$k=0.0$（径向密度$ρ(R) \propto R^{-1}$）和离心力的支持对自引力如此之小，它保证了数百万年的演化动力学稳定性的幂律密度分布。模型的尺度长度仅相差1.9倍，但圆盘的内核却有很大的不同：HL Tau的内核比AS 209的内核大8.0倍，密度是AS 209的3.6倍。这导致在HL Tau的核心内形成了四个暗能隙，而在AS 209的核心内没有发现暗能隙。另一方面，纤芯的Jeans频率和角速度分别在1.9和1.6倍以内。
2019-03-03 astro-ph.EP
A Multi-Ringed, Modestly-Inclined Protoplanetary Disk around AA Tau
AA Tau是一类恒星的原型，具有特殊的周期性光度变化，被认为与具有近边缘观察几何的扭曲内盘结构有关。我们提出了高分辨率（$\sim$ 0.2”）ALMA观测的0.87和1.3毫米的尘埃连续排放从磁盘周围AA头。这些数据揭示了均匀间隔的三环发射结构，在0.34”、0.66”和0.99”处具有明显的峰，全部在59.1 $^{\circ}\pm$ 0.3 $^{\circ}$的适度倾斜度处观察到（明显不是边缘上的）。除了这个环形的子结构，我们发现非轴对称的功能，包括一个“桥”的发射连接相对的最内环。我们推测的性质，这“桥”的光伴随观察HCO $^+$和$^{13}$ CO（J=3- 2）线发射。HCO的$^+$发射是明亮的内部最里面的尘埃环，与投影速度场，似乎相对于解决磁盘的几何形状旋转，表明存在的翘曲或向内的径向流。我们认为，连续桥和HCO $^+$线运动学可能源于间隙交叉吸积流，这可能是负责从AA Tau的光学光的长时间调暗。
2017-04-06 astro-ph.EP
