Tracing pebble drift and trapping using radial carbon depletion profiles in protoplanetary disks
行星的组成可能在很大程度上取决于原行星盘中冰卵石的化学过程和吸积。最近对原行星盘的观测暗示了气态碳的广泛耗尽。丢失的挥发性碳可能冻结在颗粒上的CO和/或CO $_2$冰中，并通过压力隆起或微行星中的卵石捕获锁定在盘中。本文介绍了首次成功的ACA（Atacama Compact Array）[C I] $J$ = 1-0小型巡天观测7个原行星盘的结果。使用定制的方位角对称DALI（尘埃和线）热化学盘模型，支持的[C I] $J$ = 1-0和解决CO同位素数据，我们确定了系统平均元素挥发性碳丰度在外盘的三个来源。在[C I] $J$ = 1-0与ACA中检测到七个源中的六个，其中四个显示出不同的盘组分。在模拟的基础上，我们发现DL Tau的外盘有严重的冷气态碳亏损，DR Tau和DO Tau的外盘有中度亏损。结合内外盘的碳丰度，我们证明了明确的证据，径向漂移的磁盘DL头，多个尘埃环的存在点，无论是短暂的或泄漏的尘埃陷阱。我们发现尘埃锁定在DO Tau和DR Tau的紧凑而光滑的磁盘中，暗示未解决的尘埃子结构。比较我们的结果与不同年龄和光度的恒星，我们确定了一个观测的气态碳耗尽的演化趋势，是一致的动力学模型的CO耗尽过程。固体在原行星盘中的输运效率可能与我们基于连续观测中当前分辨的子结构所预期的有很大不同。这对我们理解径向漂移和卵石吸积对行星组成的影响具有重要意义。
2022-01-11 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
The Radial Profile of Dust Grain Size in the Protoplanetary Disk of DS Tau
原行星盘中的尘埃颗粒是如何克服快速的径向漂移并从微米大小的颗粒成长为行星的，目前还没有很好的了解。关键是寻找尘埃积累和增长的证据，作为半径的函数。我们研究的径向轮廓的晶粒尺寸在DS Tau盘拟合多波段ALMA观测与自洽辐射转移模型。最适合的晶粒尺寸范围从内部圆盘的厘米到外部区域的30微米。这种由内而外的减少趋势与尘埃演化理论相一致。基于最佳拟合模型，我们发现2木星质量的尘埃已经耗尽的差距。考虑到气体与尘埃的质量比，损失的质量足以形成文献流体动力学模拟推断的3.5木星质量的行星。此外，我们的模拟还表明，在间隙和环之间的界面区域，晶粒尺寸分布显示出不连续性，其幅度依赖于辐射转移分析中采用的尘埃模型。未来需要在更高的角分辨率下进行多波长观测，以更好地约束圆盘子结构附近的晶粒尺寸及其变化。
2022-11-30 astro-ph.EP
Protoplanetary Disk Masses from Radiative Transfer Modeling: A Case Study in Taurus
测量原行星盘的质量对于理解它们形成行星的潜力至关重要。通常，尘埃质量是从（亚）毫米通量密度测量加上尘埃的不透明度，温度和光学深度的假设得出的。在这里，我们使用辐射转移模型来量化这些假设的有效性，目的是提高磁盘尘埃质量测量的准确性。我们首先进行了控制的磁盘参数空间的探索。我们发现，磁盘的温度是一个强大的功能，磁盘的大小，而光学深度取决于磁盘的大小和尘埃质量。毫米波长的光谱指数可以显着浅于天真的预期，由于光学深度和瑞利-金斯制度的偏差的组合。我们拟合辐射转移模型的光谱能量分布（SED）的金牛座御夫座地区的132个磁盘使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们使用所有可用的数据来生成任何现存建模研究中使用的最完整的SED。我们进行两次拟合：第一次与不受约束的磁盘大小，并再次强加磁盘大小-亮度关系推断的来源在金牛座。这种约束通常迫使盘更小、更热、并且光学上更厚。从这两组拟合，我们发现磁盘是$\sim$ 1- 5倍，更大的质量比使用（亚）毫米测量和常见的假设。由于我们的模型拟合的不确定性，先前测量的尘埃质量-恒星质量相关性存在于我们的研究中，但仅在2 $σ$水平显着。
2019-03-19 astro-ph.EP
The Far-Ultraviolet "Continuum" in Protoplanetary Disk Systems I: Electron-Impact H2 and Accretion Shocks
为了更好地描述原行星盘中两个重要的远紫外连续辐射源，我们对经典金牛座T星DF Tau和V4046 Sgr进行了深光谱观测。这些新的哈勃太空望远镜-宇宙起源光谱仪观测揭示了碰撞激发的H2和吸积冲击发射的线和连续发射的组合。在V4046 Sgr的1400-1650 A波段光谱中，H2是主要的发射，而在DF Tau的远紫外光谱中，吸积连续谱的贡献很大。我们比较了V4046 Sgr的光谱，电子碰撞引起的H2发射模型，以约束发射区域的物理性质，在磁盘内的衰减进行校正后。我们发现与H2模型的宽谱特征相当吻合，这意味着N（H2）~ 10^{18} cm^{-2}，T（H2）= 3000^{+1000}-500} K，特征电子能量在~ 50 - 100 eV范围内。我们建议，自吸收和碳氢化合物提供的主要衰减H2线内的磁盘起源的光子。对于DF Tau和V4046 Sgr，我们发现远紫外数据的线性拟合可以再现近紫外/光学吸积谱。我们讨论了悬而未决的问题，这些过程如何在原恒星/原行星盘，包括有效的温度和绝对强度的辐射场在低质量的原行星环境。我们发现，在低质量系统中，912- 2000 A连续谱的有效温度约为10^{4} K，通量为1 AU时星际水平的10^{5-7}倍。
2010-12-30 astro-ph.EP
Impact of Local Pressure Enhancements on Dust Concentration inTurbulent Protoplanetary Discs
本文研究了由垂直剪切不稳定性引起的原行星盘（PPD）中局部压力增强（压力隆起）附近尘埃和气体的演化。我们进行全球二维轴对称和三维模拟的灰尘和气体的Z值（灰尘与气体（d/g）的表面质量密度或金属丰度的比率），粒子斯托克斯数τ，和压力冲击幅度A的范围。包括粉尘反馈到气体上。我们第一次在全球3D模拟中展示了由VSI引起的长寿命漩涡中的灰尘收集。在没有压力冲击的情况下，当Z = 0.01，τ = 0.01时，我们发现在圆盘中平面上，这种涡的d/g密度比略低于1，而当Z> 0.05时，长寿命涡基本上不存在。在存在压力冲击的情况下，对于Z~0.01和τ~0.01，尘埃涡旋形成，达到几倍于单位的d/g比，使得SI有望在其最终剪切成湍流尘埃环之前发展。对于Z~0.03，这发生在τ~0.005，具有较弱，更短暂的涡旋，而对于较大的τ，仅形成湍流尘埃环。当Z> 0.03时，我们发现尘埃环随着τ的增加而变得越来越轴对称，当τ> 0.005时，d/g比达到~1。此外，对于Z> 0.03，盘的垂直质量流轮廓受到灰尘的强烈影响，使得气体在中平面附近向内输送并且在更大的高度处向外输送，即，与具有零或少量灰尘的模拟相比相反的情况。随着Z = 0 - 0.05的增加，粘性$α$值适度下降，为0.001 - 0.0001。我们的研究结果表明，VSI可以发挥积极的作用，在星子的形成，通过形成涡的合理值Z和τ。它也可以提…
2021-12-12 astro-ph.EP
Stability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Clusters in Protoplanetary Disks
多环芳烃（PAHs）的红外特征存在于许多原恒星盘中，这些物质被认为在加热光球层气体中起着重要作用。我们的目标是考虑PAH团簇形成作为一个可能的原因，在原行星盘的PAH功能未检测。本文利用Herbig Ae/Be和TTauri星盘模型，在原行星盘中检验了恒星光学和FUV光子作用下团簇形成和团簇解离的必要条件。我们进行蒙特卡罗（MC）和统计计算，以确定解离速率晕，环晕和环晕簇的大小之间的2和200集群成员。通过应用一般的磁盘模型，我们的赫比格Ae/Be和金牛星T模型，我们估计PAH二聚体的形成率，并比较这些解离率。我们发现PAH二聚体的形成可以发生在亚光球层的原行星盘内部100 AU。二聚体的形成需要数秒到数年的时间，这使得它们在短时间内生长超过二聚体的大小。我们进一步证明，PAH集群增加他们的稳定性，而他们的增长，如果他们位于超过一个临界距离，这取决于恒星的性质和PAH物种。与当地的垂直混合时间尺度的比较允许的最小集群大小necessaryfor PAH集群的生存。考虑到PAH团簇形成的位置，Herbig星内盘光球层中的团簇不太可能存活，这是因为高紫外辐射。对于金牛座T星，冕，circumcoronene和circumcoronene集群的生存是可能的，团簇形成应被视为一个可能的解释低PAH检测率在金牛座T星盘。
2021-08-24 astro-ph.EP
Dynamics of Solids in the Midplane of Protoplanetary Disks: Implications for Planetesimal Formation
本文采用Athena程序对原行星盘中平面的粒子和气体进行了局部二维和三维混合数值模拟。颗粒与气体的空气动力学耦合，包括颗粒与气体的反馈。我们忽略磁旋转湍流作为PPD死区的近似，忽略粒子自引力来研究微行星形成的前兆。我们的模拟包括一个广泛的粒子尺寸分布，从强耦合粒子与无量纲停止时间τ_s=欧米茄t_stop= 1 e-4的边缘耦合的τ_s=1（其中欧米茄是轨道频率，t_stop是粒子摩擦时间），和广泛的固体丰度。我们的主要结果是：1.τ_s>=0.01的粒子在Kelvin-Helmholtz不稳定性发生前，积极参与流动不稳定性，产生湍流并维持粒子层的高度。2.当固体的大部分（τ_s>=0.01）和高度积分的固体与气体质量比Z是超太阳能时，作为流动不稳定性的结果的强颗粒聚集发生。3.径向漂移速度相对于传统的Nakagawa-Sekiya-Hayashi（NSH）模型有所减小，特别是在高Z下。我们得到了一个广义的NSH平衡解的多粒子物种，符合我们的结果非常好。4.τ_s>=0.01的粒子间碰撞速度主要由微分径向漂移决定，在较大的Z值下，碰撞速度大大减小。5.对于局部盘体固体丰度的富集和晶粒生长，存在两个正反馈回路。所有这些效应都促进了星子的形成。
2010-08-17 astro-ph.EP
Modeling the Protoplanetary Disks of Two Brown Dwarfs in the Taurus Molecular Cloud
测量褐矮星周围原行星盘的性质对于理解褐矮星及其行星同伴的形成至关重要。我们提出了CFHT Tau 4和2 M0444的模型，这两颗棕矮星在金牛座分子云中具有原行星盘。通过结合建模的光谱能量分布和ALMA图像，我们得到这些对象的磁盘半径和质量，这些参数可以用来约束褐矮星的形成和行星形成，分别。我们发现CFHT Tau 4周围的圆盘质量为0.42 M $_{Jup}$，半径为80 au;我们发现2 M 0444的圆盘质量为2.05 M $_{Jup}$，半径为100 au。这些半径是更一致的理论模拟预测的褐矮星形成通过不受干扰的冷凝从质量水库比那些预测的喷射从形成区域。此外，2 M 0444的盘质量表明，在这个盘中可能有行星形成，尽管2 M 0444的盘质量可能不足以形成行星。这里测量的磁盘属性提供了限制褐矮星形成的理论模型和它们的行星同伴的形成。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
CID: Chemistry in disks VI.sulfur-bearing molecules in the protoplanetary disks surrounding LkCa15, MWC480, DM Tau, and GO Tau
我们研究了低质量恒星周围原行星盘中含硫分子的含量。我们使用新的IRAM 30-m接收机EMIR在168.8 GHz对H $_2$ S的$1_{10}-1_{01}$线和SO的$2_{23}-1_{12}$线进行了同步观测。我们将观测结果与来自天体化学代码NAUTILUS的预测进行了比较，NAUTILUS已适用于原行星盘。将数据与现有CS J=3-2观察结果一起进行分析。我们未能检测到SO和H $_2$ S系，尽管CS在LkCa 15、DM 1、Tau和GO 1、Tau中检测到，但在MWC 1，480中未检测到。然而，我们的新上限明显优于以前的上限，并允许我们对硫化学进行一些有趣的限制。我们最好的模拟磁盘获得的C/O比为1.2，从初始云条件的H密度的$2\times 10^5$厘米$^{-3}$和年龄的$10^6$年。结果与CS数据一致，并与SO上限兼容，但未能再现H $_2$ S上限。预测的HPDMATHABMN S柱密度过高至少一个数量级。H PDMATHAMBMN S可保持锁定在颗粒表面上并与其它物质反应，从而防止H PDMATHAMBMN S的解吸。
2011-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Convective Overstability in Radially Global Protoplanetary Disks. II. Impact on planetesimal formation
本文通过径向全局原行星盘模拟研究对流超稳定性（COS）对尘埃动力学的影响，发现COS产生的大尺度涡旋能在较低金属丰度下引发尘埃聚集，揭示其对星子形成的重要作用。
2025-03-03 astro-ph.EP
SO emission in the dynamically perturbed protoplanetary disks around CQ Tau and MWC 758
本文报道在 CQ Tau 和 MWC 758 原行星盘中偶然探测到 SO 发射，提出其可能源于嵌入伴星、阴影或晚期内落引起的动力学扰动，并暗示这类扰动可能缩短化学演化时标、影响新生行星的挥发物组成。
2025-07-04 astro-ph.EP
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
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
First MATISSE L-band observations of HD 179218. Is the inner 10 au region rich in carbon dust particles?
碳是宇宙中最丰富的成分之一。虽然硅酸盐一直是原行星盘（PPD）中固相研究的主要焦点，但对固体碳含量，特别是在行星形成区域（$\sim $ 0.1至10 au）的固体碳含量知之甚少。幸运的是，几种难熔碳质物质存在C-H键（例如氢化纳米金刚石和无定形碳以及多环芳烃（PAH）），其产生的红外（IR）特征可用于追踪固体碳储层。新的中红外仪器MATISSE，安装在甚大望远镜干涉仪（VLTI），可以在空间上解决内部区域（$\sim$ 1至10 au）的PPD和定位，下降到au尺度，来自碳颗粒的排放。我们的目的是提供一个一致的看法，径向结构，下降到au尺度，以及基本的物理性质和性质的材料负责的红外连续辐射在内部磁盘区域周围HD 179218。我们实现了一个温度梯度模型来解释磁盘红外连续发射，基于多波长数据集，包括宽带光谱能量分布（SED）和VLTI的H-，L-和N-波段的干涉数据在低光谱分辨率。然后，我们添加了一个环状组件，代表碳质L-波段特征发射区域，以评估其可探测性，在未来更高的光谱分辨率观测采用中红外干涉。
2021-07-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Vanishing Refractories: Tracing Dust Evolution in the BP Tau Protoplanetary Disk
本文通过多波长分析 BP Tau 原行星盘，结合光学光谱与档案数据，利用磁层吸积和辐射吸积盘模型发现最内层气盘难熔物质显著耗尽，并将其归因于压力凸起/间隙导致的径向漂移和尘埃捕获。
2025-09-16 astro-ph.EP
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
exoALMA XIX: Confirmation of Non-thermal Line Broadening in the DM Tau Protoplanetary Disk
Monash University（莫纳什大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，天体物理与行星学研究所）；Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛&史密森尼天体物理中心）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
该研究通过高分辨率分子线观测验证了DM Tau原行星盘中非热线展宽的存在，揭示了盘结构与非热运动的关系，并展示了该方法在其他盘研究中的应用潜力。
2026-02-02 astro-ph.EP
High resolution millimetre imaging of the CI Tau protoplanetary disc - a massive ensemble of protoplanets from 0.1 - 100 au
我们提出了高分辨率毫米连续成像的光盘周围的年轻恒星CI头，系统托管的第一个热木星候选人在原行星盘系统。该系统具有扩展的mm发射，其上叠加有三个突出的环形间隙，半径为~ 13，39和100 au。我们认为，这些差距是最有可能产生的大质量行星，使包括热木星，该系统包含四个气体巨行星的年龄只有200万年。其中两颗新行星的位置与著名的HL Tau原行星盘中推断的位置相似;在CI Tau中，额外的观测数据使系统性质的分析比HL Tau更完整。我们的尘埃和气体动力学模型满足了所有可用的观测约束，并指出了在这个年龄段探测到的最大的系外行星系，其四颗行星的轨道半径为1000倍。我们的结果表明，在较老的恒星中观察到的更宽轨道上的热彗星和气体巨星之间的联系显然是在早期演化阶段。
2018-09-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planetary System Formation in Protoplanetary Disk around HL Tauri
我们重新处理了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）对HL金牛座的长期基线科学验证数据。如之前的工作所示，我们确认高空间分辨率（~ 0.“019，对应于~ 2.7 AU）在λ= 0.87，1.3和2.9 mm处的尘埃连续图像在拱星盘中表现出多个环状间隙结构。假设所观察到的差距是由目前正在形成的，看不见的机构，我们估计这样的假设机构的质量以下两种方法的基础上，希尔半径分析和更详细的方法开发的角动量转移分析气体盘。对于前者，测量的间隙宽度用于校准物体的质量，而对于后者，测量的间隙深度被利用。我们表明，它们的质量可能相当于或小于类木行星的质量，然后讨论所观察到的间隙结构的起源。通过对Toomre的引力不稳定性条件和冷却效应的分析，我们发现引力不稳定性可能是形成盘外天体的一种可能机制。由于圆盘可能只在圆盘的外部区域是引力不稳定的，因此需要向内的行星迁移来构建假设天体的当前结构。我们估计的差距开放的质量，并表明，II型迁移可能能够发挥这样的作用。结合地理信息系统与向内迁移，我们推测，所有观察到的差距可能是一个后果的机构，可能最初形成在外部的磁盘，并随后迁移到目前的位置。虽然ALMA前所未有的高空间分辨率观测可以彻底改变我们对行星形成的看法，但为了充分理解HL Tau图像，还需要进行更多专门的观测和理论研究。
2015-11-16 astro-ph.EP
A highly non-Keplerian protoplanetary disc: Spiral structure in the gas disc of CQ Tau
在过去的几年里，高角分辨率的观测揭示了星周盘以各种各样的形状出现，各种各样的亚结构无处不在。这就产生了一个问题，即这些子结构是否是由行星盘相互作用触发的。除了直接成像之外，区分不同盘成形机制的最有前途的方法之一是研究气盘的运动学。特别是，旋转轮廓与开普勒速度的偏差可以用来探测可能由嵌入行星引起的气体压力轮廓的扰动。在本文中，我们的目的是分析气体亮度温度和运动学的过渡盘围绕CQ Tau星，以解决和表征的气体中的子结构，可能的扰动所造成的。对于我们的分析，我们使用空间分辨ALMA观测12 CO，13 CO和C18 O（J=2-1）。我们进一步提取强大的线质心为每个通道地图，并适合一些开普勒光盘模型的速度场。CQTau盘的气体运动学呈现非开普勒特征，12 CO和13 CO的等速曲线呈弯曲和扭曲。在减去方位对称模型后，在10-180 au的亮度温度和12 CO的旋转速度中检测到显着的螺旋结构，这可能是跟踪行星盘与嵌入行星或低质量伴星的相互作用。我们确定了三个螺旋，两个在亮度温度和一个在速度残差，跨越一个大的方位角和径向范围。亮温螺旋在形态上与同一圆盘中近红外散射光中观察到的螺旋相连，表明它们有共同的起源。再加上观测到的大尘埃和气体空腔，这些螺旋支持了CQ Tau盘中有一个巨大的嵌入式伴星的假设。
2020-12-08 astro-ph.EP
The protoplanetary disk of FT Tauri: multi-wavelength data analysis and modeling
研究原行星盘的演化对于我们理解恒星和行星形成至关重要。在过去的几十年里，已经进行了一些理论和观察研究来推进这一知识。金牛座FT是金牛座恒星形成区中的一颗年轻恒星，被纳入了一些光谱和光度调查。我们研究了恒星的性质，拱星盘，吸积和喷射过程，并提出了一个一致的气体和尘埃模型，也作为未来的观测研究的参考。我们进行了多波长的数据分析，以获得基本的恒星和磁盘的属性，以及质量吸积/流出率从TNG-Dolores，WHT-Liris，NOT-Notcam，NIK-Nirspec和Herschel-Pacs光谱。从文献中，我们编制了一个完整的光谱能量分布。然后，我们使用MCFOST和ProDiMo代码进行了详细的磁盘建模。多波长的光谱和光度测量进行了比较，以约束磁盘属性的代码的红化预测。该天体可以作为具有显著质量吸积速率、高气体含量和典型尺寸的原始盘的基准。
2014-05-29 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
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
Spatially resolving the chemical composition of the planet building blocks
原行星盘的内部区域（从$\sim$ 0.1到10 au）是行星的预期诞生地，特别是地行星。在这些高温区域中，固体可以经历循环退火、蒸发和再冷凝。热暖尘埃颗粒的红外辐射主要集中在N波段（8 ~ $μ$ m）。研究他们的精细化学通过中红外光谱干涉与新的VLTI仪器MATISSE，它可以在空间上解决这些地区，需要详细的尘埃化学模型。利用辐射转移，我们导出了一个基准静态原行星盘模型的红外光谱，该模型具有不同的内盘（$< 1$ au）尘埃成分。后者是由LTE计算的三个初始$C/O$比率的凝聚序列得出的：太阳下（$C/O=0.4$），太阳（$C/O=0.54$）和太阳上（$C/O=1$）。这三种情况返回非常不同的N波段光谱，特别是当考虑到亚微米大小的尘埃颗粒的存在。MATISSE应该能够检测到这些差异，并追踪相关的亚天文尺度径向变化。我们提出了第一个解释的N-波段的“内盘”光谱获得与前VLTI仪器的三个赫比格星（HD 142527，HD 144432，HD 163296）和一个金牛座T星（AS 209）。值得注意的是，我们可以将HD 142527的成分与太阳下（富氧）的成分联系起来，而HD 1444432的成分与太阳下（富碳）的成分联系起来。我们发现，内盘矿物学可以是非常具体的，不相关的尘埃成分来自空间未分辨的中红外光谱。我们强调需要包括更复杂的化学物质时，解释固态光谱观测的内部区域的光盘，并…
2020-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ionization-Driven Depletion and Redistribution of CO in Protoplanetary Disks
基于星际间的CO/H2比率，一氧化碳普查的原行星盘在狼，sigma Orionis和Chamaeleon I发现没有盘更大的质量比最小质量的太阳星云，这是不符合存在的系外行星比木星更大的质量。观测和模型都集中在电离驱动的化学消耗T-Tauri磁盘中的一氧化碳的想法上。然而，CO的消耗程度取决于电离辐射的入射通量，一些金牛T星可能有足够强大的风来保护它们的圆盘免受宇宙射线的影响。对于一个给定的恒星质量，X射线光度也有一个可能的范围。在这里，我们使用一套化学模型，每个具有不同的入射X射线或宇宙射线通量，以评估CO耗尽是否是T-Tauri磁盘的典型结果。我们发现，在外盘的CO解离是一个强大的现实电离率的结果，与丰富的减少70%和99.99%之间超过2万年的演变。此外，在初始解离时期之后，内盘显示出从CO2解离的CO丰度的一些恢复。在高度电离的磁盘，CO恢复在内盘结合耗尽在外盘创建一个中心峰值CO丰度分布。罕见的CO同位素体的发射面积可能是一个间接的电离指标：在一组年龄相似的圆盘中，那些具有最紧凑的CO同位素体发射的圆盘电离率最高。
2018-11-14 astro-ph.EP
The unusual protoplanetary disk around the T Tauri star ET Cha
我们提出了新的连续和线的观测，以及建模，暗淡的（6-8）万年的老金牛座T星ET茶属于eta Chamaeleontis集群。我们已经获得了HERSCHEL/PACS光度通量在70 mic和160 mic，以及检测的[OI] 63 mic的精细结构线的发射，并推导出一些其他的远红外OI，CII，CO和o-H2O线的上限。HERSCHEL数据由新的ANDICAM B-K测光、新的HST/COS和HST/STIS紫外观测、用APEX未探测到CO J=3-2、对UCLES高分辨率光谱的重新分析以及现有宽波段测光数据的汇编补充，其中UCLES高分辨率光谱显示了禁止的发射谱线，如[OI] 6300 A、[SII] 6731 A和6716 A以及[NII] 6583 A。我们使用热化学盘程序ProDiMo和Monte-Carlo辐射转移程序MCFOST模拟了ET Cha周围的原行星盘。根据这些模型，我们可以确定盘状尘埃的质量Mdust =（2.E-8 - 5.E-8）Msun，而盘状气体的总质量只有很小的限制，Mgas =（5.E-5 - 3.E-3）Msun。在模型中，圆盘从0.022 AU（刚好在共旋半径之外）延伸到大约10 AU。发现较大的圆盘与CO J=3-2未检测不一致。[OI] 6300 A发射谱线的低速分量与从内盘发射的一致。该模型还能再现2.122mic下H_2v =1-0 S（…
2011-03-28 astro-ph.EP
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
A Spitzer survey of mid-infrared molecular emission from protoplanetary disks I: Detection rates
我们提出了一个斯皮策红外光谱仪搜索10 - 36微米的分子发射从大样本的原行星盘，包括线从H2O，OH，C2H2，HCN和CO2。本文描述了样品和数据处理，并推导出中红外分子发射的探测率与恒星质量的函数关系。样本涵盖了从早期M到A的光谱型范围，并补充了A星和B星周围圆盘的档案光谱。它来自附近的各种恒星形成区域，包括蛇夫座，狼疮和变色龙。总之，我们确定了22 T金牛星具有较强的中红外H2O发射。在探测到水蒸气的地方，综合水线光度的范围是5 x 10 ^-4到9 x 10 ^-3 Lsun，这可能使水成为经典金牛座T星内部盘面的主要冷却剂。样品中的5个过渡盘中没有一个显示出可检测到的气体分子发射，斯皮策上限在1%的水平上的线与连续谱的比率（除了H2）。我们发现一个强烈的依赖于检测率与光谱型，没有磁盘周围的25个A和B星的样本被发现表现出水的排放，下降到1 - 2%的线到连续比，在中红外，而几乎2/3的磁盘周围的K星显示出足够强的水的排放被斯皮策探测到。一些Herbig Ae/Be星在1 - 2能级上显示出20微米以上的H2O/OH发射特征，其中一颗还显示出CO2的发射。我们认为，所观察到的金牛座T磁盘和赫比格Ae/Be磁盘之间的差异是由于不同的激发和/或化学光谱类型的依赖，并建议光化学可能发挥重要作用，在可观察到的特性中红外分子线发射从原行星盘。
2010-06-21 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
The infrared line-emitting regions of T Tauri protoplanetary disks
斯皮策太空望远镜探测到的中红外分子线发射通常用平板模型来解释。然而，我们需要了解2D磁盘模型中的中红外线发射，这样我们就可以获得关于线从哪里发射以及在什么条件下发射的信息，这样我们就可以获得关于径向和垂直方向上的数量密度，温度和光学深度的信息。在本文中，我们介绍了一系列的二维热化学模型的一个原型金牛座T原行星盘，以检查如何敏感的线发射区的变化，在紫外线和X射线通量，磁盘耀斑角，尘埃沉降，和尘埃气体比。这些都影响了内盘的加热，因此会影响中红外谱线。使用ProDiMo和FLiTs代码，我们产生了一系列的二维热化学盘模型。我们发现，往往有一个显着的气体和尘埃的温度之间的差异线发射区域，我们说明，线发射区域的大小是相对稳健的恒星和磁盘参数的变化（即，紫外线和X射线通量，耀斑角，尘埃沉降）。这些结果表明，潜在的本地化的变化线发射区域，大大影响所得的光谱和线通量，并允许在我们的模型中的这种变化的必要性。
2019-10-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraints on observing brightness asymmetries in protoplanetary disks at solar system scale
我们已经量化了在中红外波长范围内的超大型望远镜干涉仪（VLTI）检测局部亮度不对称性的潜在能力。这项研究的动机是需要评估理论模型的行星形成的直接观察的原行星在早期的进化阶段，当他们仍然嵌入在他们的主机磁盘。到目前为止，只有少数半长轴为20-50天文单位的嵌入式候选原行星被发现。由于它们与中心恒星的角距很小，只有长基线干涉测量法才能提供角分辨能力来检测附近恒星形成区域太阳系尺度下原行星的盘不对称性。特别是，红外观测是至关重要的，直接观察散射的恒星辐射和热再发射附近嵌入的同伴。为此，我们进行了辐射转移模拟计算的热再发射和散射恒星通量从一个原行星盘托管嵌入的同伴。在此基础上，计算了在VLTI的L、M和N波段工作的未来波束组合器MATISSE的观测值。我们发现，嵌入式源的中心恒星的流量比可以低至0.5至0.6%的检测在一个可行的显着性水平，由于在嵌入式源附近的加热尘埃。此外，我们发现，检测的可能性是最高的源在中等距离$r\approx2$ AU和磁盘质量不高于$\approx10^{-4}$ M $_{\odot}$。
2017-12-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence of fast pebble growth near condensation fronts in the HL Tau protoplanetary disk
水和简单的有机分子冰在水雪线以外的可用于星子和行星形成的固体物质中占主导地位。在这里，我们分析ALMA长基线2.9，1.3和0.87毫米的连续图像的年轻恒星HL头，并建议观察到的排放下降是由于快速卵石周围的凝结丰富的挥发性物质的前增长。具体来说，我们表明，突出的最内倾角在13 AU的空间分辨的0.87毫米的图像，其中心半径是一致的预期中面凝结水冰前。此外，另外两个突出的倾角，在32和63 AU的距离，覆盖纯氨或氨水合物和笼形水合物（特别是与CO和N $_2$）从无定形水冰形成的中面冷凝前线。HL Tau在1.3和0.87 mm之间的光谱指数图显示，在凹陷内的流量比在统计上大于在磁盘中的附近区域的流量比。这种变化可以用一个有两个尘埃种群的模型来解释，其中大部分固体物质驻留在一个已经在倾角内增长到分米大小尺度的组件中。这种增长是符合最近的数值模拟挥发物凝结，粉尘凝结和沉降。
2015-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet gaps in the dust layer of 3D protoplanetary disks: I. Hydrodynamical simulations of T Tauri disks
内容：虽然亚微米和微米大小的尘埃颗粒通常与原行星盘中的气相很好地混合，但较大的颗粒将部分解耦，因此具有与气体不同的分布。这对预测原行星盘的可观测性产生了影响，因为仅对气体的研究将提供一个不准确的图像。具体来说，在行星存在下的间隙打开标准通常是针对气相进行研究的，而一旦颗粒达到毫米大小，尘埃层的情况可能会大不相同，这就是ALMA所观察到的。目的：我们的目标是调查的形成和结构的行星间隙的尘埃层的原行星盘与嵌入的行星。研究方法：我们执行3D，气体+尘埃SPH模拟的原行星盘与行星在一个固定的圆形轨道上在40 AU研究的气体和尘埃的分布和密度在磁盘的演变。我们运行了一系列模拟，其中行星质量和尘埃颗粒大小不同。结果如下：我们发现，尘埃层中的间隙比气相中的间隙更引人注目，对于更大质量的行星和更大的颗粒，它更深更宽。对于一个足够大的行星，我们注意到，厘米大小的颗粒仍然在间隙内的共转和他们的人口在外盘显示出一个不对称的结构，一个签名的磁盘行星相互作用，即使是一个圆形的行星轨道，这应该是可观察到的ALMA。
2010-05-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Accumulation near the Magnetospheric Truncation of Protoplanetary Discs around T Tauri Stars
独立于宿主金属丰度的短周期超级地球的流行挑战了它们起源的理论构建。我们建议，尘埃捕获在全球的压力隆起引起的磁层截断在T金牛星周围的演化原行星盘（PPD）提供了一个很有前途的超级地球的形成机制，在那里的主机金属丰度已经建立。为了更好地理解这种行星形成的情景，我们构建了一个玩具内盘模型，并重点关注凹凸中捕获的尘埃的演变，同时考虑到漂移鹅卵石的供应和漏斗流造成的损失。我们开发了一个隐式的凝聚-碎裂代码，$\mathtt{Rubble}$，并进行了一套模拟演变的本地尘埃粒度分布。本文首次在这类模式中考虑了沙尘对湍流扩散的反馈作用。我们报告说，有效的尘埃生长和尘埃质量的显着积累是可能的，在较少的湍流盘与坚固的固体和更快的外部供应，奠定了坚实的基础，为进一步增长向星子和行星胚胎。我们进一步发现，根据主导过程，固体物质可能主要积累在厘米级的晶粒或颗粒失控增长，表明不同的方式形成星子。此外，这些不同的结果显示出不同的效率，节省灰尘从漏斗流，这表明它们可以通过限制漏斗流的不透明度区分。此外，这些不同的尘埃行为可能有助于解释观测到的北斗星和PPD中快速变化的阴影。
2021-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shadowing in the protoplanetary disk of ZZ Tau IRS with HST
本研究利用HST近红外数据在极低质量恒星ZZ Tau IRS的高倾角外盘中发现了由错位内盘投射的阴影，通过15度错位的辐射传输模型重现了观测结果，并解释了局部亮温度升高的现象。
2024-01-03 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
X-ray impact on the protoplanetary disks around T Tauri stars
金牛座T星的X射线光度范围为L_X = 10^28-10^32 erg/s。这些光度与紫外线光度（L_UV 10^30-10^31 erg/s）相似，因此X射线预计会影响周围原行星盘上层的物理和化学。目的：本文研究了X射线对原行星盘化学结构和流体静力学结构的影响和重要性，确定了X射线辐照的种类示踪（L_X >= 10^29 erg/s），并提供了[OI]、[CII]和[NII]精细结构线通量的预测。方法：将X射线物理学和化学学的相关知识嵌入到ProDiMo化学物理磁盘程序中。我们包括库仑加热和H2电离作为加热过程和初级和次级电离由于在化学中的X射线。结果：X射线加热气体，使其在光学薄的表面层中膨胀。中性分子物种的丰度和空间分布没有太大的影响，但带电的物种，如N+，OH+，H2O+和H3 O+显示在磁盘表面的丰度增强。结论：X射线的库仑加热改变了圆盘的垂直结构，在50 AU的距离内产生约8000 K的温度。磁盘表面气体中的高电子丰度改变了化学结构，导致有效的离子-分子化学。其产物OH+、H2O+和H3 O+对赫歇尔空间天文台观测低质量年轻恒星天体具有重要意义。[OI]（在63和145 mic）和[CII]（在158 mic）精细结构发射仅在LX> 10^30 erg/s时受到影响。
2010-11-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resolved ALMA observations of water in the inner astronomical units of the HL Tau disk
本文利用ALMA高分辨率观测HL Tau原行星盘内17天文单位的水蒸气，通过主水同位素体三个跃迁探测到中心增亮发射，确定水蒸气下限为3.7个地球海洋，并证明主水同位素体是空间分辨盘内水蒸气的最佳示踪剂。
2024-08-06 astro-ph.EP
Far-infrared to millimeter data of protoplanetary disks: dust growth in the Taurus, Ophiuchus, and Chamaeleon I star-forming regions
远红外线和（亚）毫米波通量可用于研究构成行星的基本材料--原行星盘中的尘埃。在这里，我们结合从赫歇尔空间天文台的观测与辅助数据的284原行星盘在金牛座，变色龙I，蛇夫座恒星形成区域，覆盖从光学毫米/厘米波长。我们分析它们的光谱指数作为波长的函数，并确定其（亚）毫米斜率时，可能的。大多数磁盘显示晶粒生长的观测证据，与以前的研究一致。没有相关性被发现之间的其他示踪剂的磁盘演变和毫米光谱指数。一个简单的磁盘模型是用来适应这些来源，我们推导出后验分布的光学深度在1.3毫米和10 AU，在同一半径的磁盘温度，和尘埃不透明度光谱指数。我们发现70微米处的通量与10金处的盘温度密切相关，正如从这些简单模型得出的那样。我们发现光谱指数在Chamaeleon I是陡峭的比磁盘在金牛座/蛇夫座的初步证据，虽然需要更多的毫米观测来确认这一趋势，并确定其可能的起源。此外，我们确定了每个区域的中值光谱能量分布，并发现它们在整个研究的波长范围内是相似的，这可能是由于磁盘属性和形态的大散射。
2017-10-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Mass Estimates of a Giant Planet in a Protoplanetary Disk from the Gap Structures
一颗巨大的行星嵌在原行星盘中形成了一个缺口。最近发现了间隙深度、行星质量$M_{p}$、盘长宽比$h_p$和粘度$α$之间的解析关系，并且间隙深度可以用单个参数$K= (M_{p}/M_{\ast})^2 h_p^{-5} α^{-1}$表示。我们讨论了如何观察到的间隙功能可以用来约束磁盘和/或行星参数的基础上的间隙深度的解析公式。对盘的长宽比的限制在确定行星质量时是至关重要的，因此温度和图像的观测组合可以提供对行星质量的限制。我们将这个能隙深度公式应用于HL~Tau和HD~169142的观测。在HL~Tau的情况下，我们认为$\gtrsim 0.3$的行星是导致在$30$ ~AU观测到的距中心恒星的能隙深度为$\lesssim 1/3$的原因。在HD~169142的例子中，VLA最近发现的导致隙结构的行星质量是$\gtrsim 0.4 M_J$。我们还认为，螺旋结构，如果观察到，可以用来估计盘的长宽比和行星质量的下限。
2015-05-18 astro-ph.EP
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
Thermal Structure of a Protoplanetary Disk around HD163296: A Study of Vertical Temperature Distribution by CO Emission Lines
本文报道了Herbig Ae星HD 163296周围一个原行星盘的~（12）CO（J=1-0）、~（12）CO（J=3-2）、~（13）CO（J=1-0）和~（13）CO（J=3-2）发射谱线的观测结果。在所有的线检测到双峰发射轮廓来自旋转的拱星盘。根据模型计算得到的圆盘参数，圆盘内部的温度或面密度的径向分布呈幂律分布。表面密度应该足够高，使磁盘是光学厚的所有CO线，如在以前的研究中所讨论的干涉观测的基础上。圆盘的温度和外半径也被证实与以前的结果是一致的。利用CO谱线之间光球层位置的差异，揭示了垂直方向上的温度分布。12 CO（J=3-2）发射区的温度比其它CO发射区的温度高出约2倍，在距离中心星100 AU处，前者约为59 K，后者约为31 K，表明至少存在两个不同的温度区。13 CO（J=1-0）的最佳拟合温度应该跟踪磁盘的最深区域甚至更低，这意味着在磁盘的内部深处也有一个不同的温度区域。在金牛座T星和赫比格Ae星中都发现了盘中的这种垂直温度分布（例如，DM Tau、AB Aur和HD 31648），这应该是原行星盘的共同特征。
2012-05-30 astro-ph.EP
Mass measurements in protoplanetary disks from hydrogen deuteride
原行星盘的总气体质量是一个基本的，但很难确定的量。本文介绍了一种新的分子气藏评价技术\citep{bergin+13}，它利用112 $μ$ m处的HD J=1-0谱线直接评价分子氢的体相分子气藏。在这项工作中，我们提出了一个{ \it赫歇尔}空间天文台\footnote{Herschel is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA.}调查的六个额外的T金牛座磁盘的HD线。在两种情况下检测到$>$ 3 $σ$显著性的线发射：DM Tau和GM Aur。对于其他四个磁盘，我们建立上限的线通量。使用详细的磁盘结构和射线跟踪模型，我们计算的温度结构和尘埃质量从模拟观测到的光谱能量分布，并包括紫外气体加热的影响，以确定所需的气体量，以适应HD线。DM Tau的气体质量范围为1.0-4.7 $\times10^{-2}$，GM Aur的气体质量范围为2.5-20.4 $\times10^{-2}$。这些值大于GM Aur使用CO发现的值，而DM Tau的CO衍生气体质量与我们的质量范围的下限一致。这表明，一氧化碳化学消耗从气相高达五…
2016-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-dimensional, Time-dependent MHD Simulation of Disk-Magnetosphere-Stellar Wind Interaction in a T Tauri, Protoplanetary System
本文通过三维含时MHD模拟T Tauri系统中原行星盘与恒星日冕的短期相互作用，发现自洽日冕加热和恒星风会将盘推至$10R_\star$以外，仅产生微弱零星吸积，并解释X射线光变与盘蒸发行为。
2023-03-24 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
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
Toroidal vortices and the conglomeration of dust into rings in protoplanetary discs
我们确定了一个新的流体动力学的不稳定性原行星盘，可能会出现由于尘埃-气体比的变化，并可能导致尘埃颗粒在光盘内的浓度。不稳定性可能由于尘埃沉降而产生，这产生了垂直成分熵梯度。熵梯度驱动斜压不稳定性，能够产生环形气体涡旋，将尘埃聚集成环。这样的尘埃环可以通过尘埃的连续发射或散射光观察到。事实上，这种不稳定性可能为最近在年轻恒星HL Tau和TW Hya周围的圆盘中观察到的环提供了一种解释，这种环不依赖于原行星的清除。不稳定性也可能有更广泛的影响，可能有助于尘埃凝聚，改变更大的星子的径向迁移，并改变圆盘内的角动量传输。
2015-07-20 astro-ph.EP
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
Observational constraints on dust disk sizes in tidally truncated protoplanetary disks in multiple systems in the Taurus region
恒星多样性对行星形成盘演化的影响仍然是争论的主题。在这里，我们提出和分析磁盘结构周围的10个多恒星系统，包括在一个公正的，高空间分辨率的调查进行ALMA的32原行星盘在金牛座恒星形成区域。在前所未有的空间分辨率~0.12”，我们探测和空间解析所有主要恒星周围的磁盘，以及8个二级和一个三级恒星周围的磁盘。多恒星系统周围的尘埃半径小于相同恒星质量范围内和同一区域内的单恒星周围的尘埃半径。在多个恒星系统中的磁盘也显示了一个陡峭的衰减毫米连续辐射的外半径比磁盘周围的单星，暗示的影响，潮汐截断盘的形状在多个系统。然而，只有当双星的偏心率相当高（通常>0.5），或者观测到的尘埃半径比气体半径小两倍，就像孤立系的典型情况一样，观测到的尘埃盘半径和观测到的恒星分离之间的比值才与潮汐截断效应的分析预测相一致。要解决这个问题，需要对多恒星系统中的气盘气体发射进行类似的高分辨率研究。
2019-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gemini-LIGHTS: Herbig Ae/Be and massive T-Tauri protoplanetary disks imaged with Gemini Planet Imager
我们提出了完整的原行星盘的样本，从双子座-大型成像与GPI赫比格/T-tauri调查（双子座-LIGHTS），观察明亮的赫比格Ae/Be星和T-Tauri星在近红外偏振光寻找磁盘演化和正在进行的行星形成的签名。这44个目标是根据它们的近红外和中红外颜色选择的，过渡、过渡前和完整的圆盘数量大致相等。我们的方法明确地不赞成众所周知的，“著名的”磁盘或ALMA观察到的，导致偏差较小的样本适合探测行星形成期间磁盘演化的主要阶段。我们优化的数据减少允许偏振通量低至0.002%的恒星光被检测到，我们报告偏振散射光约80%的目标。我们为47%的目标探测到了点状伴星，包括3颗褐矮星（2颗已确认，1颗新发现），以及一颗新的超级木星质量候选者。我们搜索了偏振通量和系统参数之间的相关性，发现了一些明显的趋势：伴星的存在大大降低了偏振通量水平，远红外过量与非二元系统的偏振通量相关，并且具有环形结构的盘的系统具有恒星质量$<$ 3 Msun。我们的样本还包括四个热的，充满灰尘的“FS CMa”系统，我们在每个系统周围检测到大规模（$>100$ au）散射光，这些神秘系统极端年轻的迹象。科学就绪图像通过多个分发渠道公开提供，使用与VLT/SPHERE团队成员联合开发的新FITS文件标准。
2022-06-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Pebble Accretion in Turbulent Protoplanetary Disks
近年来人们认识到，卵石大小的尘埃颗粒在行星核心上的吸积是核心增长的一种重要模式，它使大距离巨行星的形成成为可能，并在总体上有助于行星形成。卵石吸积理论是建立在尘埃粒子在层流原行星盘（PPD）中的轨道理论基础上的。对于足够大的核心质量（在“希尔状态”中），基本上所有进入希尔球的适当尺寸的颗粒都可以被捕获。然而，由于磁旋转不稳定性（MRI），预计PPD的外部区域是弱湍流的，其中粒子轨道的湍流搅拌可能会影响卵石吸积的效率。我们进行剪切盒模拟卵石吸积与不同水平的MRI湍流（强湍流假设理想的磁流体力学，弱湍流的双极扩散的存在下，层流）和不同的核心群众测试卵石吸积的效率在微观物理水平。我们发现，吸积仍然有效的边缘耦合粒子（无量纲停止时间τ_s ~ 0.1 - 1），即使在强MRI湍流的存在下。虽然更多的尘埃颗粒被湍流带到核心，但这种影响在很大程度上被吸积概率的降低所抵消。因此，湍流对吸积速率的总体影响主要体现在尘埃层厚度的变化上。另一方面，我们发现，卵石吸积的效率强耦合粒子（低至τ_s ~ 0.01）可以适度降低低质量的核心强湍流。
2017-09-11 astro-ph.EP
Radiative grain alignment in protoplanetary disks: Implications for polarimetric observations
我们应用辐射力矩（RAT）的理论研究围绕T-Tauri星的原行星盘的对齐和执行3D辐射转移计算提供预期的偏振辐射的地图进行比较与观测，如ALMA。我们重新考虑了预期在原行星盘中的大颗粒的颗粒排列问题，发现中平面处的mm尺寸的颗粒不与磁场对齐，因为这样的大颗粒的拉莫尔进动时间尺度变得比气体阻尼时间尺度长。因此，对于这些晶粒，RAT理论预测，取向轴是由晶粒相对于辐射通量的进动决定的。因此，我们预期，对于正面圆盘，偏振将在方位角方向上。它还表明，如果尘埃颗粒有超顺磁性夹杂物，磁场对齐是可能的（亚）微米颗粒在磁盘的表面层，这可以通过中红外偏振观测测试。
2017-03-09 astro-ph.EP
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
