Two timescale dispersal of magnetized protoplanetary disks
原行星盘很可能被垂直磁场的弱净通量穿过,这是分子云核心中存在的大得多的通量的残余。如果这个通量近似守恒,其动力学重要性将随着质量的增加而增加,最初是通过刺激磁旋转盘湍流,随后通过使风角动量损失。利用拟合方法对双极主导盘湍流进行数值模拟,建立了弱磁化原行星盘的简化一维演化模型。我们发现,在风中的显着角动量损失的晚发病可能会引起“两个时间尺度”磁盘的演变,其中一个长阶段的粘性演变之前,风成为主导的快速分散。因此,磁盘寿命的广泛分散可能是由于净通量的初始水平不同。磁流体动力学(MHD)风引发的分散不同的光蒸发分散在预测质量损失从小(小于1 AU)尺度,热风被抑制。我们的特定模型是基于一组有限的模拟,仍然不确定,但定性类似的演变似乎可能,如果质量从磁盘损失更快的流量,如果磁流体风成为重要的等离子体β下降。
2013-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dispersal of protoplanetary disks by central wind stripping
我们提出了一个模型的分散原行星盘的风从中心的恒星或内部磁盘。这些风倾斜地撞击外展盘表面,并通过将盘材料夹带在位于中平面上方几个盘尺度高度的风盘界面处的向外径向移动流中而剥离盘材料。圆盘分散时间取决于圆盘材料流入湍流剪切层界面的卷吸速度。如果卷吸效率约为当地声速的10%,这可能是一个上限,那么对于一个表面密度为10^3 g cm^{-2}的圆盘,一颗太阳质量的中心恒星,以及外流速率为10^{-8} Msun/yr和终极速度为200 km/s的风,在1 AU处的扩散时间约为600万年。与光蒸发和粘性演化相比,只有在低吸积率(< 10^{-8} Msun/yr)和风外流率接近这些吸积率的情况下,风剥离才是主要机制。这种情况是不寻常的,因为一般流出率小于吸积率的0.1。
2009-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Determining dispersal mechanisms of protoplanetary disks using accretion and wind mass loss rates
了解原行星盘的吸积和扩散的起源是研究行星形成的基础。最近的数值模拟表明,发射风是不可避免的磁盘进行磁驱动吸积和/或暴露于外部紫外线辐射。观测也暗示盘状风是常见的。我们将探讨如何风的质量损失率可以用来作为一个探测盘吸积和扩散。作为一个概念验证的研究,我们专注于磁离心风,MRI(磁旋转不稳定性)湍流,和外部photoevapotaion。通过开发一个简单的,但物理动机的磁盘模型,并将其与文献中的模拟结果相结合,我们计算的质量损失率作为外部UV通量的函数为每个机制。我们发现,不同的机制导致不同程度的质量损失率,表明盘吸积和分散的起源可以确定,通过观察风的质量损失率从每个机制。这一发现为行星形成提供了重要的启示。因此,这项工作表明,正在进行的和未来的观测风的质量损失率的原行星盘是至关重要的,以可靠地约束原行星盘如何随着时间的推移和如何行星形成发生在磁盘。
2022-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of stellar evolution on dispersal of protoplanetary disks: Disk fraction in star-forming regions
本研究通过一维长期盘演化模拟,纳入黏滞吸积、MHD风和光致蒸发及恒星光度演化,发现恒星演化可显著改变盘消散时间与盘分数,使其更符合观测。
2025-03-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photoevaporative Dispersal of Protoplanetary Disks around Evolving Intermediate-mass Stars
我们的目标是了解恒星演化对原行星盘演化的影响。我们特别关注的磁盘周围的中等质量(IM)的恒星,比低质量的演化更快的演化。我们数值求解了0.5-5太阳质量恒星周围的盘的长期演化,考虑粘性吸积和恒星远紫外(FUV),极紫外(EUV)和X射线辐射驱动的光蒸发(PE)。我们还考虑了恒星演化和PE率的时间演化。我们发现IM星的FUV,EUV和X射线光度随着恒星结构,恒星有效温度或吸积率的时间演化而在几个百万年内按数量级演化。因此,PE率也随时间的数量级,我们得出结论,恒星演化是至关重要的磁盘演化IM星周围。
2021-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dispersal of protoplanetary disks by the combination of magnetically driven and photoevaporative winds
研究了磁驱动盘风(MDW)和热驱动光蒸发风(PEW)在原行星盘长期演化中的作用。我们开始模拟从早期阶段,其中磁盘质量是$0.118\,{\mathrm{M}_{\odot}}$周围的$1\,{\mathrm{M}_{\odot}}$明星和跟踪的演变,直到磁盘是完全分散。我们将质量损失PEW和质量损失和磁制动(风力矩)MDW,除了粘性吸积,粘性加热,和恒星辐射。我们发现,MDW和PEW分别有不同的角色:磁驱动风蒸发材料从内部磁盘在早期阶段,而光蒸发具有主导作用,在后期阶段的外部($\gtrsim1\,$ au)磁盘。盘的寿命,这取决于MDW,PEW,和粘性吸积的组合,显示了一个大的变化的$\sim1$ - $20\,$ MYR的气体主要是分散的MDW和PEW的情况下,具有低粘度和寿命是敏感的质量损失率和扭矩的MDW,而寿命是不敏感的,当粘度高时,这些参数。即使在非常弱的湍流盘,MDW和PEW的合作,使磁盘分散在几个百万年。
2021-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary disc evolution and dispersal: the implications of X-ray photoevaportion
我们探讨了X射线光蒸发在粘性演化的T-Tauri盘的演化和扩散中的作用。我们发现,X射线光蒸发风率与X射线光度成线性比例关系,因此,在太阳型金牛座T星(10 e 28 - 10 e 31 erg \s)观测到的X射线光度范围内,产生了速率为10 e-10- 10 e-7 M_sun/yr的强盘风。我们使用风的解决方案,从辐射流体动力学模型,耦合到粘性演化模型,以构建一个人口合成模型,使我们可以研究不断变化的光盘和所谓的“过渡盘”的物理特性。目前的观测光盘的寿命和吸积率可以匹配我们的模型假设粘度参数α = 2.5e-3。我们的模型证实,X射线在原行星盘的演化和扩散中起着主导作用,从而产生了所观察到的不同人口的内孔“过渡”源,其中包括那些与大规模的外盘,那些与气体在其内孔和那些可检测的吸积签名。为了帮助理解所观察到的过渡盘的性质,我们提出了一个诊断图的基础上吸积率与内孔的大小,表明,与最近的索赔,许多所观察到的吸积和非吸积过渡盘可以很容易地解释X射线光蒸发。最后,我们证实了Drake等人(2009)的猜想,即吸积被X射线通过“光蒸发饥饿吸积”抑制,并预测这种效应可以引起X射线光度和吸积率之间的负相关,如猎户座数据所报告的那样。
2017-09-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Prevalent externally-driven protoplanetary disc dispersal as a function of the galactic environment
由于恒星反馈机制的影响,恒星诞生环境可以显著缩短原行星盘(PPD)的寿命。这些机制抑制行星形成的时间和质量的程度取决于当地的远紫外(FUV)场强度,恒星密度和ISM属性。在这项工作中,我们提出了第一个理论框架量化的PPD分散时间尺度的分布作为描述银河系环境的参数的函数。我们计算的概率密度函数的FUV通量和恒星密度在太阳附近。与以往的研究一致,我们发现外部光蒸发是嵌入阶段后影响局部恒星星族的主要环境相关因素。应用我们的一般处方的银河系的中央分子区(即中央~250 pc),我们预测,90%的PPD在该地区的父母分子云的分散在1万年内被摧毁。即使在这样密集的环境中,我们发现,外部光蒸发是占主导地位的光盘耗尽机制,恒星之间的动态遭遇。由于引力势较浅,低质量恒星周围的PPD对FUV引起的质量损失特别敏感。对于质量约为1 $M_\odot$的恒星,太阳附近的气体表面密度最高,PPD扩散仍然相对不受外部FUV光子的影响,PPD扩散的中位时标约为400万年。我们强调要解决的关键问题,以进一步contextualise本地银河系环境的行星形成的意义。
2019-09-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary disks around binary stars
我提出了围绕年轻双星的盘演化模型。我表明,在确定环双星磁盘寿命的主要因素是磁盘光蒸发率。我还发现,光蒸发清除留下了一个签名上的环联盘寿命的分布,与磁盘寿命急剧增加的二进制分离a<~0.3-1AU。因此,观测年轻的双星可以用来测试模型的磁盘演变,我表明,目前的数据设置了一个强大的上限,正在进行的光蒸发率(<1 e-9 M_sun/yr)。最后,我讨论了这些结果对行星形成的影响,并建议在近距离(a<~1AU)双星周围的环双星行星应该是相对常见的。
2012-09-04 astro-ph.EP
Blueshifted [OI] lines from protoplanetary discs: the smoking gun of X-ray photoevaporation
来自中心年轻恒星的高能辐射导致原行星盘的光蒸发是目前最受欢迎的模型,用来解释盘从内到外的突然分散。虽然一些理论工作提供了一个详细的描述这一过程,直接的观察验证仍然缺乏。在这些缓慢移动的原行星盘风中产生的发射谱线可能带有风结构的印记,从而提供了潜在的扩散过程的诊断。本文主要研究了6300A处的中性氧碰撞激发谱线。我们比较我们的模型预测的观测数据,并证明了热起源所观察到的蓝移低速组件这条线从原行星盘。此外,我们的模型表明,虽然这条线是一个明确的迹象,温暖,准中性盘风,典型的X射线光蒸发,其强烈的温度依赖性,使其不适合测量详细的风量,如质量损失率。
2016-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simulations of Protoplanetary Disk Dispersal: Stellar Mass Dependence of the Disk Lifetime
本研究通过包含黏滞吸积、MHD风与光致蒸发的一维模拟,探究0.5-7倍太阳质量恒星周围原行星盘的演化,揭示了盘寿命随恒星质量增大而缩短的规律及相关物理机制。
2023-04-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Survey of Lupus Class III Stars: Early Planetesimal Belt Formation and Rapid Disk Dispersal
III类恒星是那些在恒星形成区没有大量非光球红外辐射的恒星,这表明它们的原行星盘最近分散。我们用${\sim}856μ$ m的ALMA观测了1- 300万年前狼疮区的30颗III类恒星,发现了4颗星周尘埃。推断的尘埃质量是$0.036{-}0.093M_\oplus$,${\sim}1$数量级低于任何以前的测量;一个磁盘被解决与半径${\sim}80$ au。在视场中还检测到两个II类源,以及11个其他源,与亚毫米星系数计数一致。叠加未检测结果产生具有平均粉尘质量${\sim}0.0048M_\oplus$的边缘检测结果。我们寻找从CO J=3-2线的气体排放,并提出其检测NO Lup推断气体质量($4.9 {\pm} 1.1$)${\times}10^{-5} M_\oplus$和气尘比$1.0{\pm}0.4$。结合我们的调查与第二类来源显示,在磁盘质量分布的差距,从$0.09{-}2M_\oplus$的${>}0.7M_\odot$狼星,证据的快速分散毫米大小的尘埃从原行星盘。III类盘质量分布与微星带的种群模型一致,微星带继续补充主序星周围的碎片盘。这表明,星子带的形成并不需要长寿命的原行星盘,即,在${\sim}$ 200万年内形成了星子。虽然所有4个III类盘都与碰撞补给一致,但其中两个的气体和/或中红外辐射可能表明原行星盘分散最后阶段的原始星周物质。两个没有亚毫米探测…
2020-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Far-infrared signatures and inner hole sizes of protoplanetary discs undergoing inside-out dust dispersal
通过辐射转移模拟,我们研究的远红外颜色的演化的原行星盘经历由内而外的分散,通常被称为过渡盘。我们表明,从这些对象的中红外和远红外发射的增亮是一个自然的结果,去除内盘。我们的研究结果可以充分解释最近的观察过渡盘Chamaleon和狼疮恒星形成地区的赫歇尔古尔德带调查,这表明一个较高的中位数为70?um(Herschel PACS 1)带已知的过渡对象相比,原始光盘。因此,我们的理论结果支持的建议,70?根据光谱型,如果内孔大于几十AU,μ m波段可能是从光度学数据识别过渡盘的有力诊断。此外,我们表明,在K,12?嗯,和7u0?m波段的模型轨道可以提供一个粗略的,但快速估计这些对象的内孔大小,提供他们的倾角低于?85度,并且内孔尺寸再次大于数十AU。
2015-07-07 astro-ph.EP
Dispersal timescale of protoplanetary disks in the low-metallicity young cluster Dolidze 25
原行星盘的分散设定了行星聚集的时间尺度,因此它是行星形成理论的基本参数之一。星盘的分散由中心恒星、星盘本身和周围环境的几个特性决定。特别是,盘的金属丰度可能会影响它们的演化,即使到目前为止存在争议的结果:在低金属丰度的星团中,盘似乎迅速分散,而在麦哲伦云中,一些证据支持存在几十万年的吸积盘。在本文中,我们研究了Dolidze~25,在太阳附近的最低金属丰度的年轻的集群盘的分散时间尺度,目的是了解磁盘的演化是否是由集群的低金属丰度的影响。我们分析了钱德拉/ACIS-I观测的集群,并结合现有的光学和红外目录的区域的源目录。我们选择了Dolidze 25的有磁盘群体和无磁盘群体。我们从拟合到色星等图的等时线推导出恒星参数。我们得出的磁盘分数约为34%,中位年龄为1.2百万年。通过将这一估计与现有的年龄小于1000万年的星团的磁盘部分估计进行比较,我们的研究表明Dolidze 25的磁盘部分低于仅从其年龄所预期的。即使我们的结果是不确定的内在不确定性恒星年龄估计等时线拟合色星等图,我们认为,磁盘的Dolidze 25可能会受到环境的影响。考虑到星团中O型星的数量和恒星密度都很低,盘的扩散时间尺度更可能是由星团的低金属丰度决定的,而不是外部光蒸发或动力学相遇。
2021-04-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary discs. II: Photoevaporation models with observationally derived irradiating spectra
年轻的太阳型恒星是已知的强X射线发射体,它们的X射线光谱已经被广泛研究。来自中央恒星的X射线可能在星周物质的热力学和化学以及年轻行星的大气演化中发挥关键作用。在本文中,我们提出了模型光谱的基础上,来自观测的年轻恒星的猎户座星云星团的钱德拉猎户座超深计划(COUP)的光谱参数。光谱,然后用来计算新的光蒸发处方,可用于光盘和行星人口合成模型。我们的模型清楚地表明,盘风的质量损失率控制的恒星光度在软(100 eV - 1 keV)X射线波段。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作为一个功能的光度在软X射线波段。观察到的和预测的过渡盘统计之间的协议适度提高使用新的光谱,但观察到的人口强吸积大腔盘仍然不能再现这些模型。此外,我们的模型预测人口的非吸积过渡盘没有观察到。这突出了考虑外层圆盘中毫米级尘埃颗粒耗尽的重要性,这可能是尚未发现此类圆盘的原因。
2021-09-09 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
Dust Processing in Protoplanetary Discs From Infall to Dispersal: the Origin of Solar System Isotopic Heterogeneities
Munich University of Applied Sciences HM(慕尼黑应用科学大学);Eidgenössische Technische Hochschule Zürich(苏黎世联邦理工学院);University of Zürich(苏黎世大学)
研究太阳系同位素异质性的起源,探讨盘中动态、碰撞和热过程对尘埃分布和生存的影响,强调尺寸分选在异质性形成中的作用。
2026-04-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Under the light of a new star: evolution of planetary atmospheres through protoplanetary disc dispersal and boil-off
本文通过自洽模型研究原行星盘消散期间沸腾剥离与核心供能质量损失对行星大气演化的影响,揭示大气最终质量分数由冷却与盘消散时标比、核心质量和平衡温度决定,并预测盘消散过程中会出现群体层面的半径间隙。
2024-02-21 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
The dispersal of compact protoplanetary discs
Universitäts-Sternwarte, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学天文台);Excellence Cluster Origins(起源卓越集群);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所)
研究致密原行星盘的扩散机制,探讨盘外半径对内部光蒸发的影响,提出盘人口合成模型中的简化比例关系,验证盘内向外清除与观测一致。
2026-05-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Widespread disruption of resonant chains during protoplanetary disk dispersal
该研究模拟了低质量行星在原行星盘消散过程中的演化,发现磁层反弹导致共振链破坏,最终周期比分布与开普勒观测吻合,表明行星周期分布主要在盘消散期确定。
2024-07-18 astro-ph.EP
Architecture of three-planet systems predicted from the observed protoplanetary disk of HL Tau
ALMA观测到的一些原行星盘可能为行星系的初始条件提供了直接的例子。特别是,HL Tau盘已经被深入研究,它的环/间隙通常被解释为嵌入间隙中的不可见的大质量行星的结果。基于这一解释,我们进行了N体模拟研究行星的轨道演化的原行星盘内和磁盘分散后。在盘分散之前,我们的N体模拟包括行星的迁移和质量增长以及盘的演化。通过改变盘的参数,我们产生了各种广泛分离的行星系组成的三个超级彗星在盘分散结束。我们发现外行星的质量比内行星大,由于外行星的吸积,最内行星的迁移效率很低。我们还展示了最终的配置和最终的行星质量如何取决于磁盘参数。迁移被发现是收敛的,没有行星对的周期比小于2。在磁盘分散之后,我们切换到纯引力N体模拟,并将轨道积分到10 Gyr。大多数模拟系统至少在10 Gyr内保持稳定。我们讨论的影响,我们的结果中观察到的广泛分离的行星系HR 8799和PDS 70。
2020-02-19 astro-ph.EP
Characterising thermal sweeping: a rapid disc dispersal mechanism
(节略)我们考虑的性质,原行星盘,正在经历由内而外清除光蒸发。特别是,我们的目标是确定条件下,原行星盘可能会经历“热扫描”,一个快速(<1 e4年)盘破坏机制,建议发生时,清除盘达到足够低的表面密度在其内部边缘和磁盘是不稳定的失控穿透的X射线。我们使用一个大的套件的一维辐射流体动力学模拟探测可观察的参数空间,这是不可行的,在更高的维度。这些模型使我们能够确定的表面密度,热扫描将接管光盘的演变,并评估这一临界表面密度作为X射线光度,恒星质量和内孔半径的函数。我们发现,这个临界面密度与X射线光度呈线性关系,增加与内孔半径和恒星质量减少,我们开发了一个分析模型,重现这些结果。这个表面密度标准,然后用来确定的演化状态的原行星盘的点,它们变得不稳定的破坏热扫描。我们发现,由光蒸发产生的过渡盘将在其内部孔达到20-40 AU时进行热扫描,这意味着具有大孔且没有吸积的过渡盘(这是先前预测的所有光蒸发模型后期阶段的结果)将不会形成。我们强调,我们已经开发的表面密度标准适用于所有情况下,光盘开发的内孔是光学薄的X射线。因此,它不仅适用于最初由光蒸发产生的洞,而且也适用于由行星潮汐影响形成的洞。
2013-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dispersal of protoplanetary discs I: A new generation of X-ray photoevaporation models
中心恒星高能辐射对行星形成盘的光蒸发作用可能是盘演化的一个重要机制,在行星系的形成和演化中可能起着重要作用。我们在这里提出了新一代的太阳型恒星的X射线光蒸发模型,一组新的流体动力学模拟的基础上,通过一个新的,显着改善,气体温度的参数化恒星辐射,详细的光电离和辐射传输计算的基础上。这是第一个一系列的文件,旨在提供一个图书馆的模型,其中包括观察到的参数空间恒星和光盘质量,金属丰度和恒星X射线属性。在这里,我们专注于太阳型恒星(0.7 M $_\odot$)相对较低的质量光盘(恒星质量的1%),并探讨恒星X射线光度的风质量损失率的依赖。我们模拟原始光盘以及过渡光盘在不同阶段的演变。我们的2D流体动力学模型,然后用来获得简单的食谱的质量损失率,适合列入一维光盘的演变和/或行星形成模型通常用于人口合成研究。典型的风诊断([OI] 6300 $\overset{\lower.5em\circ}{\mathrm{A}}$和[NeII] 12.8 $μ$ m)的线轮廓也计算了我们的模型,发现与以前的研究大致一致。最后,我们通过一维粘性演化模型,包括我们的新的光蒸发处方进行人口研究的过渡盘,发现大约有一半的观察到的过渡盘腔和吸积率可以复制我们的模型。
2019-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Effects of photoevaporation on protoplanetary disc `isochrones'
原行星盘是恒星和行星形成的场所,它们的演化和随之而来的分散深深地影响着行星系的形成。在标准情况下,由于角动量的粘性输运,它们在~百万年的时间尺度上演化。分析自相似的解决方案,其演变预测也特定的光盘等时线的吸积率光盘质量平面。然而,由中心恒星发出的辐射所产生的光蒸发很可能主导了最内部区域的气盘扩散,为这个过程引入了另一个(更短的)时间尺度。在本文中,我们包括内部(X射线和EUV)光蒸发的光盘的演变的影响,找到一个人口的原行星盘的数值解。我们的模型自然地再现了预期的快速扩散的光盘的内部区域时,他们的吸积率相匹配的光蒸发质量损失率,与以前的研究。我们发现,光蒸发优先去除样品中最轻的光盘。最后的结果是,与直觉相反,光蒸发通过分散最轻的圆盘而增加了样品中的平均圆盘质量。与此同时,光蒸发还通过切断从外盘到内盘的物质供应来降低质量吸积率。在一个纯粹的粘性框架中,这将被解释为一个更长的粘性演化的结果,导致高估了盘的年龄。因此,我们的研究结果表明,光蒸发是一个必要的成分,包括在解释观测的大型光盘样品测量质量吸积率和光盘质量。光蒸发在等时线的形状上留下了特征性的印记。因此,在低盘质量区域的吸积率-盘质量平面中的精确数据提供了关于典型光蒸发率的线索。
2019-12-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Towards a Global Evolutionary Model of Protoplanetary Disks
原行星盘(PPD)的全球演化图是理解行星形成的几乎所有方面的关键,标准的α盘模型一直被用来简化。同时,星盘质量损失通常归因于控制星盘扩散的光蒸发。然而,近年来,由于对PPD中非理想磁流体动力学效应的研究,已经实现了由磁化盘风驱动的吸积范式转变。我提出了一个全球PPD演变的框架,旨在将这些进展,突出风驱动的吸积和风质量损失的作用。磁盘的演变被发现在很大程度上是由风驱动的过程中,粘性传播被抑制。圆盘演化的时间尺度主要由穿过圆盘的外部磁通量的量以及圆盘损失磁通量的速度来控制。如果在演化过程中圆盘能够保持其大部分磁通量,那么圆盘的快速扩散就可以实现。此外,由于风发射需要足够的电离水平在磁盘表面(主要是通过外部远紫外线辐射),风的运动学也受到远紫外线的渗透深度和磁盘的几何形状。对于典型的几百万年的盘寿命,盘通过风损失的质量与通过吸积到原恒星上的质量大致相同,并且大部分风质量损失是通过慢风从外盘进行的。分数风的质量损失随着磁盘寿命的增加而增加。显著的风质量损失可能会大大提高尘埃与气体的质量比,并促进行星形成。
2016-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapid destruction of protoplanetary discs due to externalphotoevaporation in star-forming regions
我们分析了恒星形成区的N体模拟,以研究大质量恒星外部远紫外光蒸发对原行星盘的影响。通过改变模拟恒星形成区域的初始条件,如空间分布,净体积运动(维里比)和密度,我们调查哪些参数最影响光盘分散由于外部光蒸发的速率。我们发现,光盘分散由于外部光蒸发是更快的高度亚结构的恒星形成区域比在光滑和集中的地区。亚维里恒星形成区域发生坍缩也显示出比处于维里平衡或正在膨胀的区域更高的星盘分散率。在中等密度($\sim$ 100 M $_{\odot}$ pc $^{-3}$)区域,半径$\geq$ 100 AU的所有原行星盘中有一半在100万年内被光蒸发,比目前观测研究提出的速度快三倍。在低密度恒星形成区($\sim$ 10 M $_{\odot}$ pc $^{-3}$)的星盘存活时间更长,但一半的星盘仍然分散在较短的时间尺度上($\sim$ 2 Myr)。这表明恒星形成区的初始条件将极大地影响原行星盘的演化和寿命。这些结果也意味着,要么气体巨星行星形成是非常迅速的,发生在盘的气体成分被蒸发之前,要么气体巨星只形成在低密度的恒星形成区域,那里没有大质量恒星存在,以从原行星盘中光蒸发气体。
2019-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Role of Multiplicity in Disk Evolution and Planet Formation
在过去的十年里,我们对原行星盘演化和单恒星系统中行星形成的理解发生了革命性的变化。然而,大多数太阳型恒星都是在双星系统中形成的,因此双星伴星对原行星盘的影响是我们理解行星形成的重要因素。我们已经编制了一个合并的多重性/磁盘的金牛座御夫座人口普查,加上在其他地区的密切的二进制文件的限制性样本,以探讨磁盘的演化多重性的作用。我们的研究结果表明,一个紧密的(<40 AU)的双星伴星的潮汐影响显着加速了原行星盘的分散过程,因为所有的紧密双星的约2/3迅速分散他们的磁盘在形成后<1百万年。然而,盘的快速扩散只发生在一小部分宽联星和单星上,其中约80%-90%的盘至少保留了200 - 300万年(但很少超过500万年)。我们对盘清理时间尺度的新限制对巨行星形成有着重要的意义;大多数单恒星在3- 5百万年内形成巨行星,而大多数近距离双星系统必须在<1百万年内形成巨行星。如果核心吸积是巨型行星形成的主要模式,那么在密近双星中的气体巨星应该是罕见的。相反地,由于几乎所有的单恒星都有相似的时间形成气体巨星,在RV巡天中它们的相对稀少性表明,要么巨行星形成的时间尺度与盘的分散时间尺度非常匹配,要么盘寿命之外的特征决定了巨行星形成的可能性。
2011-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical processes in protoplanetary disks
本文介绍了原行星盘中与吸积有关的物理过程和行星形成的初始阶段。在简要概述了观测背景之后,我介绍了盘结构和演化的基本理论,回顾了通过湍流和盘风的角动量输运的气相物理,并讨论了在年轻恒星天体中观察到的幕式吸积的可能起源。谈到固体,我回顾了气动力作用下单个颗粒的演化,并描述了集体气粒不稳定性发展所需的条件。观测表明,磁盘可以表现出明显的大尺度结构,我讨论的结构类型,可能形成的气体和粒子的相互作用在冰线,涡和纬向流,形成大型行星机构之前。我以磁盘分散来结束。
2017-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation in evolving protoplanetary discs
我试图总结我们的知识行星形成在演变的原行星盘。我首先回顾了光盘演化和扩散的物理学。对于大多数光盘寿命的演变是由吸积和光蒸发驱动,我将讨论这些过程之间的相互作用如何形成原行星盘。我还讨论了我们用来测试这些模型的观察结果,以及仍然存在的主要不确定性。然后,我将继续考虑行星形成和迁移在不断发展的光盘,并讨论如何观察光盘和行星可以用来告知我们的理解原行星盘的演变。
2013-08-08 astro-ph.EP
Disk Dispersal: Theoretical Understanding and Observational Constraints
原行星盘在中心恒星形成后迅速消散,其时间尺度与行星形成的时间尺度相当。为了让行星形成,盘必须在紫外线和X射线光蒸发的色散效应中存活至少几百万年。粘性吸积消耗了大量的气体和固体质量,而内部和外部辐射驱动的光蒸发流动则去除了大部分气体。相当大一部分固体和一些气体被合并到行星中。在这里,我们回顾我们目前的理解磁盘的演变和分散,并讨论如何这些可能会影响行星形成。我们还讨论了现有的观测分散机制和未来的发展方向的限制。
2015-12-15 astro-ph.EP
The survivorship bias of protoplanetary disc populations
本文通过族群合成发现原行星盘演化中轻盘被快速移除导致幸存盘族群中位质量表观增长,提出以中位质量演化作为区分粘性-光致蒸发模型的新方法,并给出盘寿命判据与消散方向预测的解析关系。
2025-05-08 astro-ph.EP
Photoevaporation Can Reproduce Extended $\mathrm{H_2}$ Emission from Protoplanetary Disks Imaged by JWST MIRI
Università degli Studi di Milano(米兰大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Leiden University(莱顿大学)
本研究通过光蒸发模型重现JWST观测到的原行星盘H2风形态,为理解风的起源提供了新思路。
2025-11-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Five steps in the evolution from protoplanetary to debris disk
Herbig Ae恒星的原行星盘最终消散,留下一个由微行星和尘埃组成的脆弱的碎片盘,以及可能的气体和行星。本文利用10- 20百万年A星碎片盘的性质来考虑原行星到碎片盘的转变。这两类尘埃的物理区别在于是否存在足够数量的原始气体来控制小尘埃颗粒的运动(而不是尘埃的次级性质或其搅动程度)。这激发了一个基于尘埃光谱的观测分类,根据经验定义,A星碎片盘在12 μ m处需要<3,在70 μ m处需要<2000。我们还提出了一个假设来测试,主序星/星子结构已经到位(但模糊)在原行星盘阶段。如果行星的结构在圆盘分散期间改变直到冻结,这可能只是弱正确的,或者如果行星和星子在圆盘分散期间形成,则完全错误。讨论了过渡过程中的五个步骤:(i)在内部凿出一个洞,形成过渡盘;(ii)耗尽外盘中毫米大小的尘埃,并指出确定这种质量最终是形成星子还是碰撞耗尽的重要性;(iii)最终清除内部区域,并指出许多机制在后期补充中等热尘埃水平,并可能也在原行星盘中运行;(iv)气体的消失,注意到最近在碎片盘中发现了原始和次级气体,这突出了我们的无知以及ALMA即将带来的启示;(v)环状微行星结构的形成,注意到这些结构是通过与行星的相互作用形成的,并且微行星在原行星盘中的位置可能与其中的尘埃浓度无关,而尘埃浓度是由气体相互作用确定的。
2014-12-17 astro-ph.EP
Radiation hydrodynamics simulations of protoplanetary disks: Stellar mass dependence of the disk photoevaporation rate
最近的多波长观测表明,原行星盘(PPD)的内部对于较重的宿主恒星具有较短的寿命。由于高质量恒星周围的PPD受到强烈的紫外线辐射,光蒸发可能为观察到的趋势提供解释。我们进行了辐射流体动力学模拟的光蒸发的PPD的主恒星质量的$M_* =0.5$ - $7.0 M_{\odot}$的范围很广。我们导出了具有强烈恒星依赖性的盘质量损失率$\dot{M}$,它是$\dot{M} \approx 7.30\times10^{-9}(M_{*}/M_{\odot})^{2}M_{\odot}\rm{yr}^{-1}$。$\dot{M}$的绝对值与采用的远紫外和X射线光度成比例。我们推导出表面质量损失率,并提供多项式函数拟合。我们还开发了一个半解析模型,很好地再现了导出的质量损失率。估计的内盘寿命随着宿主恒星质量的增加而减少,与观测趋势一致。因此,我们认为,光蒸发是一个主要的物理机制PPD分散的恒星质量的范围很广,可以解释所观察到的恒星质量依赖的内盘寿命。
2021-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapid CO gas dispersal from NO Lup's class III circumstellar disc
我们观察了K7 III类恒星NO Lup在ALMA调查的1-3百万年狼疮协会和检测拱星尘埃和CO气体。在这里,我们表明,J = 3-2 CO排放的光谱和空间分辨,具有广泛的速度宽度${\sim}19$ kms $^{-1}$其解决的大小${\sim}1''$(${\sim}130$ au)。我们将气体排放建模为开普勒圆盘,发现一致性,但仅具有${\sim}11M_{\odot}$的中心质量,考虑到其光谱型和X-射手光谱,这是不可信的。通过将CO排放建模为具有径向速度${\sim}22$ kms $^{-1}$的流出气体,也可以找到与数据的良好拟合。我们解释NO Lup的CO排放作为第一个成像III类拱盘流出的气体。我们的结论是,CO是不断补充,但不能说这是从冰的星子或从原行星盘的最后残余的分裂。我们建议进一步的工作,探索这种CO的起源,其高于预期的速度相比,光蒸发模型。
2020-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapid radiative clearing of protoplanetary discs
由于没有观测到内部气孔半径大于50天文单位的过渡盘,这意味着从内向外分散的原行星盘必须迅速从外部区域移除气体。我们调查的作用,光蒸发在最终清除气体从低质量的光盘与内孔。特别是,我们研究了所谓的“热扫描”机制,导致快速清除光盘。热扫描最初被认为是在圆盘的X射线加热内边缘处的径向和垂直压力标度长度匹配时出现的。我们证明,这一标准不是根本的。相反,当灰尘加热盘的内边缘处的压力最大值下降到低于X射线加热气体的最大可能压力(其取决于局部X射线通量)时,发生热扫描。我们推导出新的临界峰值体积和表面密度估计快速辐射清除,在一般情况下,导致快速扩散发生不容易比以前的估计。这种由X射线驱动的热扫描对盘的效率较低的清除留下了一个问题,即什么机制可以足够快地从外盘清除气体,以解释弱线金牛座T星周围没有检测到冷气体。
2016-01-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The link between disc dispersal by photoevaporation and the semi-major axis distribution of exoplanets
我们研究了原行星盘的光蒸发对系外行星半长轴距离最终分布的影响。我们模拟巨行星迁移的粘滞盘光蒸发驱动的纯EUV或软X射线辐射(XEUV)的影响。我们发现,最终的系外行星分布强烈依赖于选择的光蒸发模型。特别是,我们发现,XEUV比纯EUV辐射更有效地在停车行星在大约1-2 AU的距离,从他们的中心恒星,因此大致再现了观察到的峰值在系外行星的半长轴分布。然而,我们注意到,与观测结果进行更定量的比较受到行星吸积的过度简化处理的阻碍,这严重影响了迁移率。因此,当使用这些模型来限制观察结果中的椎间盘清除和/或移位细节时,应谨慎使用。然而,我们的研究结果表明,光盘分散光蒸发可能是主要的驱动程序的功能,在最近的调查观察到的系外行星半长轴分布。
2015-04-14 astro-ph.EP
Stellar Obliquity Excitation via Disk Dispersal-Driven Resonances in Binaries
本文重新解析了双星系统中由原行星盘消散引发的长期共振交叉对恒星自转倾角的激发机制,发现该机制能广泛产生60°至180°的倾角,且非同调盘耗散有助于维持行星轨道对齐。
2025-09-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Wind-shearing in gaseous protoplanetary disks and the evolution of binary planetesimals
行星形成的最初阶段之一是小微行星的生长。这个早期阶段发生在大部分气体从原行星盘扩散之前。由于它们不同的空气动力学特性,不同大小和形状的微行星在这段时间内会受到不同的气体阻力。这样的差异力在附近不同大小的微行星之间产生风切变(WISH)效应。对于任意两个微行星,可以考虑一个WISH半径,在该半径处,由于风引起的加速度差大于微行星之间的相互引力。我们发现,WISH半径可能比希尔半径小得多,即WISH可以发挥更重要的作用比潮汐扰动的恒星。在这里,我们研究的WISH半径为不同大小的微行星对,并比较风和引力剪切(拖曳力与引力潮汐力)的影响。然后,我们讨论了WISH的稳定性和生存的二元星子的作用。如果双星比它们的WISH半径宽,它们就会被风剪断。WISH稳定的双星可以螺旋上升,并可能由于气体阻力而合并。在这里,我们计算的WISH半径和气体拖曳引起的合并时标,提供稳定性和生存标准的气体嵌入式双星。我们的研究结果表明,即使是WISH稳定的二进制文件可能合并的时间短于气体盘的寿命。这可能会限制目前观测到的双星小行星在远离恒星的地方形成,或者在大部分盘气体分散后的后期阶段形成。我们注意到,WISH半径也可能是重要的其他过程,如在气体环境中的星子侵蚀和星子遇到和碰撞。
2011-03-22 astro-ph.EP
In situ accretion of gaseous envelopes on to planetary cores embedded in evolving protoplanetary discs
核心吸积假说认为,具有显著气体包层的行星在岩石/冰核形成后从原行星盘吸积它们。观测表明,这样的系外行星存在于广泛的轨道半径范围内,但不知道它们是否在原地吸积了它们的包层,或者起源于其他地方并迁移到它们目前的位置。我们认为嵌入在不断发展的粘性光盘,进行气体信封吸积原位轨道半径范围内$0.1-10\rm au$的固体核心的演变。此外,我们确定长期演化的行星,没有失控的气体吸积阶段后盘分散。我们发现:(1)具有$5 \rm M_{\oplus}$核的行星不会发生失控吸积。最大的包层包含了$2.8 \rm M_{\oplus}$,行星的轨道是$10 \rm au$。(ii)在$10 \rm M_{\oplus}$和$15 \rm M_{\oplus}$内核上的增加更有效。对于轨道半径$a_{\rm p} \ge 0.5 \rm au$,$15 \rm M_{\oplus}$核心总是经历失控的气体吸积。对于$a_{\rm p} \ge 5 \rm au$,除了一个核心之外,所有的$10 \rm M_{\oplus}$核心都经历了失控的气体吸积。没有行星在$a_{\rm p} = 0.1 \rm au$经历过失控的增长。(iii)我们发现,光盘分散后,行星与显着的气体信封冷却和收缩陀螺时间尺度,收缩时间敏感的不透明度假设。我们的研究结果表明,核心质量$\lesssim 15 \rm M_{\o…
2017-05-23 astro-ph.EP
Hydrodynamic Photoevaporation of Protoplanetary Disks with Consistent Thermochemistry
光蒸发是原行星盘的一种重要扩散机制。我们进行流体动力学模拟,结合射线追踪辐射转移和一致的热化学研究光蒸发风驱动的紫外线和X射线辐射从主恒星。大多数模型都有三层结构:冷的中间层、暖的中间层和热风,后者在主要由电离紫外线辐射驱动时具有典型的速度$\sim 30~\mathrm{km\ s}^{-1}$和质量损失率$\sim 10^{-9}~M_\odot~\mathrm{yr}^{-1}$。可观测到的分子包括CO、OH和H2O在中间层中重新形成,并由于反应不平衡而在相对较高的风温下存活。质量损失率对直接与氢相互作用的能带中的辐射强度很敏感。与以前的工作比较表明,质量损失率也敏感的流体力学和热化学的处理。关于X射线光蒸发效率的不同结果部分归因于对尘埃和其他冷却剂的不同假设。
2017-06-10 astro-ph.EP
Survival of Protoplanetary Disks in Upper Scorpius from Population Synthesis Models with External Photoevaporation
KU Leuven(荷语鲁汶大学);Università degli Studi di Milano(米兰大学);University College London(伦敦大学学院);European Southern Observatory(欧洲南方天文台)
研究通过群体合成模型探讨了外部远紫外辐射对原行星盘寿命的影响,发现低质量恒星更易导致盘蒸发,且盘寿命与粘性参数及初始半径有关。
2026-02-25 astro-ph.EP
Disc truncation in embedded star clusters: Dynamical encounters versus face-on accretion
观测表明,星团中原行星盘的分散发生在大约500万年的时间尺度上。几个过程被认为是负责这个光盘分散。在这里,我们比较了其中的两个过程:动力学遭遇和与星际介质的相互作用,其中包括正面吸积和冲压压力剥离。我们进行模拟嵌入星团的参数化这两个过程,以确定这些过程中的任何一个是占主导地位的环境。我们发现,面对吸积,包括冲压压力剥离,是占主导地位的光盘截断过程中,如果在恒星的总质量的分数是$\lesssim 30\,\%$,无论集群的质量和半径。动力学相遇需要恒星密度$\gtrsim 10^4$ pc $^{-3}$与质量分数为$\approx 90\,\%$的恒星相结合才能成为主导过程。我们的研究结果表明,在嵌入阶段的集群,截断的光盘是占主导地位的面上吸积和动力学遇到成为主导时,集群内的气体已被驱逐。由于正面吸积,原行星盘变得紧凑,表面密度增加。相比之下,动力学碰撞导致的圆盘质量较小,但仍然较大。
2017-06-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planet formation around Intermediate-mass stars I: Different disc evolutionary pathways as a function of stellar mass
本文模拟1–3 M☉恒星周围受黏性吸积与X射线/FUV光致蒸发作用的原行星盘,发现恒星质量决定盘消散路径,并识别出均匀演化、复现盘及由外向内消散等新模式。
2023-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long-term Evolution of Photoevaporating Protoplanetary Disks
我们进行计算,我们的一维,两区磁盘模型,以研究长期演变的拱星盘。特别是,我们采用已公布的光蒸发处方和检查是否光蒸发损失单独,再加上一系列的初始角动量的原恒星云,可以解释观察到的光学厚尘埃盘的频率随着年龄的增加而下降。在参数空间中,我们探索,磁盘吸积和/或非吸积过渡阶段持续$\lesssim20 %$的寿命,这是在合理的协议与观察到的统计。假设光蒸发控制磁盘清除,我们发现,云的初始角动量分布需要加权有利于缓慢旋转的原恒星云核。同样,假设内盘分散光蒸发,我们推测,这种倾斜的角动量分布是由于分裂成二进制或多个恒星系统在快速旋转的核心。吸积和非吸积过渡盘在$\dot{M}-R_{\rm wall}$平面上表现出不同的演化路径,这可能解释了两个种群之间观察到的不同性质。然而,我们进一步发现,将光蒸发速率向下缩放10倍使得难以在观察到的时间尺度上清除盘,这表明光蒸发损失的精确值对于设置清除时间至关重要。虽然我们的研究结果只适用于纯光蒸发损失(加上磁盘吸积),可能有影响的模型中,行星清除磁盘优先在半径为10 AU。
2013-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disc Clearing of Young Stellar Objects: Evidence for Fast Inside-out Dispersal
年轻恒星(YSO)分散其星周盘的时间尺度和方式极大地影响了行星系统的最终形成和演化。通过广泛的辐射转移(RT)建模,我们在红外色-色平面(K-[24] vs. K-[8])中开发了一套新的诊断图,以帮助根据光度观测对YSO的演化阶段进行分类。我们的图表可以区分具有未进化(原始)圆盘的来源与根据不同清除情景(例如同源耗尽与由内向外扩散)进化的来源,以及已经失去圆盘的来源。对附近15个恒星形成区的1500多个源的分类显示,大约39%的源位于原始盘区,而31%至32%的源从内到外分散,高达22%的源已经失去了它们的盘。在我们的样本中,只有不到2%的物体处于均匀排水状态。过渡阶段的时间尺度估计通常为几个10^5年,与恒星质量无关。因此,无论光谱类型,我们的结论是,目前可用的红外测光调查点快速(订单全球光盘寿命的10%)内向外清除光盘分散的首选模式。
2012-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Impact of Dust Evolution and Photoevaporation on Disk Dispersal
原行星盘在几百万年内由于粘性演化和光蒸发而分散;在此期间,小的、亚微米尺寸的尘埃颗粒必须生长并形成行星。在一个不断发展的磁盘中的小颗粒的随时间变化的丰度直接影响气体加热的远紫外光子,而尘埃演变影响光蒸发通过改变磁盘的不透明度和导致的渗透FUV光子在磁盘中。光蒸发流,反过来,选择性地携带小的尘埃颗粒离开较大的颗粒-从气体中分离-在磁盘后面。我们研究这些影响,通过调查的磁盘的粘度,光蒸发的EUV,FUV和X射线,尘埃演化,和径向漂移使用1-D多流体的方法(气体+不同的尘埃粒度)来解决不断变化的表面密度分布的演变。1-D的演变增加了1+1D模型构建在每个时代,以获得瞬时磁盘结构,并确定光蒸发率。尘埃凝聚/碎裂模型的实施结果在磁盘寿命的边际减少相比,没有灰尘演变的模型,磁盘的寿命,因此被发现是相对不敏感的不断变化的尘埃不透明度。我们发现,光蒸发可以导致显着减少的气体/尘埃的质量比在行星形成区域的磁盘,因为它的演变,并可能导致相应的增加重元素丰度相对于氢。我们讨论了星子形成和巨型行星形成理论的影响,包括形成的气体贫巨人。在气盘分散之后,固体中质量的$\sim 3\times 10^{-4}$ \ms \通常保留下来,与我们太阳系的固体存量相当。
2015-02-25 astro-ph.EP
Time-dependent long-term hydrodynamic simulations of the inner protoplanetary disk III: The influence of photoevaporation
本研究通过结合隐式盘演化模型与光蒸发质量损失剖面,自洽模拟了Class II恒星-盘系统的长期演化,发现光蒸发减小死区范围并减少爆发次数,高X射线光度严重阻碍死区中行星(尤其是宜居行星)的形成。
2024-05-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characterising face-on accretion onto and the subsequent contraction of protoplanetary discs
观测表明,恒星通常在大约500万年的时间尺度上失去原行星盘。哪些机制是负责光盘耗散仍有争议。在这里,我们调查的运动通过周围介质作为一个可能的原因光盘分散。流动所施加的冲压压力可以截断盘,并且没有方位角动量的物质的吸积导致盘进一步收缩。我们推导出一个理论模型,从吸积盘理论,描述了光盘半径,质量和表面密度分布的周围介质的密度和速度的函数的演变。我们测试我们的模型进行流体动力学模拟嵌入在不同的速度和密度的流的原行星盘。我们发现,我们的模型给出了一个足够的描述的光盘半径和吸积速率到光盘的演变。模拟中的总光盘质量遵循理论预期的趋势,除了在最低密度下,我们的模拟光盘由于连续剥离而损失质量。这种剥离可能是一种数字效应,而不是物理效应。模型预测和模拟之间存在一些定量差异。这些至少部分是由圆盘中的数值粘性效应引起的,并且取决于模拟的分辨率。我们的模型可以用来作为一个保守的估计的过程中,面对吸积到原行星盘,只要在磁盘中的粘性过程可以忽略不计。该模型预测,在稠密的气体环境中,圆盘的尺寸可以大幅缩小,理论上可以扫起与其初始质量相当的气体。这个过程可能与稠密环境中的行星形成有关。
2017-02-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Heating and Evolution Driven by the Spiral Density Waves
一些原行星盘在散射光下的高分辨率成像显示,存在着明显振幅的全球螺旋臂,可能是由大质量行星或恒星伴星激发的。假设这些武器的密度波,演变成螺旋冲击,我们评估其对热力学,吸积和全球的磁盘演变的影响。我们推导出的直接(不可逆)加热,角动量输运,和质量吸积率引起的磁盘冲击的任意强度的解析表达式。我们发现这些过程是非常敏感的冲击振幅。集中在中等强度的波(密度跳跃的冲击$ΔΣ/Σ\sim 1$),我们表明相关的磁盘加热是可以忽略不计的(在$\sim 1\%$水平的能量预算)在被动的,照射的原行星盘上$\sim 100$ AU尺度,但变得重要的几个AU从恒星。与此同时,激波加热可能是激变变星、恒星X射线双星和超大质量黑洞双星盘中的一个重要(甚至是主导)能源,主要由粘性耗散加热。由整体螺旋激波引起的质量吸积相当于(或超过)由于粘性应力引起的质量流入。在$\sim 100$ AU的$\lesssim 0.5$ Myr中,以突出的全球螺旋为特征的原行星盘必须迅速演变。直接上限的磁盘演变的时间尺度可以建立通过测量的重力扭矩,由于从成像数据的螺旋臂。我们的研究结果表明,无论其起源,全球螺旋波必须是重要的代理商的原行星盘的演变。它们可能是盘扩散的一种有效机制,并可能与过渡盘现象有关。
2016-01-12 astro-ph.EP
MHD disc winds can reproduce fast disc dispersal and the correlation between accretion rate and disc mass in Lupus
行星系的最终结构取决于角动量的提取和它们所形成的圆盘的质量损失过程。理论研究表明,从盘发射的磁化风(MHD盘风)可以控制吸积和盘分散。在这项工作中,我们重新审视所观察到的磁盘人口结构的框架内的磁流体磁盘风,结合分析解决方案的磁盘演变和光盘人口的合成方法。我们表明,MHD盘风单独可以占两个磁盘的分散和吸积属性。通过假设初始吸积时间尺度(粘性时间尺度的概括)从盘到盘变化并且磁场强度的下降比气体的下降慢,再现了盘分数随时间的下降。吸积率和光盘质量之间的相关性,以及在狼疮中观察到的平均趋势周围的数据分散,然后自然再现。该模型还考虑了光盘传播的快速性。这为风驱动吸积范式中的行星形成模型铺平了道路。
2021-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Linking circumstellar disk lifetimes to the rotational evolution of low-mass stars
本研究通过内部光蒸发模型计算盘寿命,并纳入磁场驱动的自转演化模型,发现盘锁定时长显著影响低质量恒星自转,且需外部光蒸发才能解释hPer的双峰分布。
2023-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
A dusty origin for the correlation between protoplanetary disc accretion rates and dust masses
最近的观测揭示了原行星盘的吸积率(从紫外连续谱过量测量)与从亚毫米连续谱观测推断的质量之间的相关性。虽然粘性演化模型预测了这样的相关性,但预测值与从狼疮和上天蝎座恒星形成区域获得的数据存在紧张关系;例如,它们低估了吸积率的分散,特别是在较老的区域。在这里,我们认为,由于亚毫米观测跟踪光盘的灰尘,通过明确建模的尘埃颗粒的生长,演变和排放,我们可以更好地理解的相关性。我们表明,湍流粘度与$α\lesssim 10^{-3}$,从光盘由于径向漂移的灰尘耗尽意味着我们可以重现的范围内的质量和吸积率看到的狼疮和上斯科数据集。这个模型的一个结果是,在一个给定的尘埃质量的吸积率的上轨迹不随该地区的年龄。此外,我们发现,内部光蒸发是必要的,以产生最低的吸积率观察。为了复制正确的尘埃质量在光盘分散的时候,我们赞成相对较低的光蒸发率$\lesssim 10^{-9}~M_{\odot}~\mathrm{yr^{-1}}$的大多数来源,但不能区分EUV或X射线驱动的风。有限数量的来源,特别是在狼疮,显示出具有较高的质量比我们的模型,这可能是证据的灰尘或灰尘捕获诱导的子结构的属性的变化预测。
2020-08-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR