The Migration and Growth of Protoplanets in Protostellar Discs
我们调查的木星质量的原行星与气体盘的纵横比和运动粘度的原行星盘，它形成的引力相互作用。不同的光盘表面密度分布进行了研究。我们专注于潮汐与盘的相互作用，从而形成的差距和原行星的轨道迁移。非线性水动力学模拟使用三个独立的数值代码。一个主要的结果是，轨道迁移的方向总是向内的，这样原行星在经过大约10，000个初始轨道周期的特征粘性时间尺度后，以接近圆形的轨道到达中心恒星。这被发现与原行星是否被允许吸积质量无关。向内的迁移是通过帮助内盘的消失，因此，它会施加的正扭矩，因为吸积到中央star.Our结果表明，一个现实的上限为近轨道的巨行星的质量约为5木星的质量，因为减少吸积率获得的行星的质量增加。假设一些过程，如终止的内盘通过磁层腔停止迁移，质量范围估计的一些接近轨道的巨行星（马西，科克伦，市长1999年;马西和巴特勒1998年），以及他们向内的轨道迁移可以占考虑盘-原行星的相互作用在后期阶段的巨型行星形成。最大的吸积原行星达到约4木星的质量达到附近的中心恒星。
1999-09-29 astro-ph
Migration and Accretion of Protoplanets in 2D and 3D Global Hydrodynamical Simulations
行星的演化与遥远和接近的圆盘物质的动力学密切相关。因此，一个适当的描述盘行星相互作用需要全球和高分辨率的计算，我们通过应用嵌套网格方法来完成。通过二维和三维的模拟，我们研究了迁移和吸积是如何受到长距离和短距离相互作用的影响。对于小质量的天体，3D模型提供了比2D模型更长的生长和迁移时间尺度，而对于大质量的行星，时间长度是相当的。
2002-10-29 astro-ph
Halting Planet Migration in the Evacuated Centers of Protoplanetary Disks
对太阳系外行星的精确多普勒搜索发现了轨道周期为3-4天的行星，没有轨道周期小于3天的行星。原行星盘中的小颗粒达到升华温度（~1500 K）的拱星距离R_0对应于~6天的周期。在R_0内部，由于磁旋转不稳定性引起的湍流吸积可以抽空盘中心。我们认为，轨道周期为3-4天的行星是如此常见，因为一旦这个疏散区域包含其外部2：1林德布拉德共振的位置，迁移的行星就会停止。
2002-06-14 astro-ph
Turbulent Torques on Protoplanets in a Dead Zone
原行星在其气态宿主盘中的迁移可能是观测到的太阳系外行星轨道分布的主要原因。最近的模拟表明，被认为是驱动原行星盘吸积的磁旋转湍流可以通过将其转变为轨道随机行走来影响迁移。然而，这些模拟忽略了盘的电离结构。盘的中平面附近的低电离分数可以使磁场与气体解耦，从而形成具有减少的湍流或没有湍流的死区。在这里，要了解死区对原行星迁移的影响，我们进行数值模拟的一个小区域的分层磁盘磁旋转湍流局限于薄的活动层上方和下方的中平面。在活跃层的湍流施加减少，但仍然可以测量，位于磁盘中平面的原行星上的重力扭矩。我们发现两个数量级的死区与活性表面密度比接近现实值在原行星盘的扩散系数的减少。这个扭矩主要来自原行星一个尺度高度范围内的密度波动。湍流力矩只有$\sim 0.3$轨道周期的相关时间和明显的时间平稳分布。这些性质是令人鼓舞的迹象，随机方法可以用来确定湍流迁移下的原行星种群的轨道演化。我们的研究结果表明，死区可能是原行星迁移的动态不同的区域。
2007-07-20 astro-ph
Reversing type II migration: resonance trapping of a lighter giant protoplanet
我们提出了新的结果有关的耦合演化的两个巨行星系统嵌入在一个原行星盘，其中土星质量的原行星被困在一个外部的平均运动共振与木星质量的原行星。两颗行星在盘面上形成的间隙重叠，因此双行星系统在内行星的内林德布拉德共振（ILR）和外行星的外林德布拉德共振（OLRs）与盘面交换角动量。由于扭矩与行星质量的平方成正比，并且由于内行星的质量大约是外行星的三倍，因此相对于一个行星的情况，ILR扭矩的优势为约10倍。在这里介绍的情况下，这会导致正的Lindblad扭矩差，从而导致向外迁移。我们简要地讨论了该系统的长期行为，它可以解释太阳系外行星的高偏心率，半长轴a>0.2 AU。
2001-01-18 astro-ph
On disc driven inward migration of resonantly coupled planets with application to the system around GJ876
我们考虑两颗原行星在重力作用下相互作用以及一个原行星盘。这两颗行星的轨道内部的潮汐维持盘腔，而磁盘的相互作用指数向内迁移。当迁移足够慢时，迁移速度更快的外原行星接近并与内原行星锁定在2：1的可伸缩性中。这一点在后来的进化中得以保持。我们研究这种演变，使用一个简单的分析模型，全流体动力学的2D模拟的磁盘行星系统和较长的时间N机构整合纳入简单的处方光盘上的行星轨道的影响。原行星的偏心率被认为是由外行星轨道的外盘引起的迁移率决定的。我们将我们的结果应用到最近发现的共振行星周围GJ876。模拟结果表明，当行星在内腔中运行时，具有原行星盘所期望的参数的盘会导致在2：1的可压缩性中被捕获，并且可以获得在观测范围内的偏心率。
2001-04-26 astro-ph
Models of Accreting Gas Giant Protoplanets in Protostellar Disks
我们考虑了气体巨行星在原行星盘中形成的模型，原行星盘由固体核和与其临界Hill球接触的气体包层组成，同时从周围的盘中吸积气体。我们假设光度仅来自气体吸积。我们将这种模型标记为A型，并跟踪它们的演化，其演化可能发生在类似于原恒星盘寿命的时间尺度上，直到气体快速吸积。我们考虑另一组模型，我们将其标记为B型，即自由表面，由引力收缩提供动力，同时通过盘吸积。我们发现这些模型迅速达到半径<~ 2 × 10 ^（10）cm，而没有随后的膨胀。我们推测，巨型行星形成最初是由A型模型描述的，直到气体快速吸积开始时，才过渡到B型模型。在标准模型中，原行星迁移在这种过渡附近往往是最有效的，它也从I型转变为II型。如果一种机制阻止了低质量原行星的I型迁移，那么在过渡质量区域附近可能会发生快速向内迁移。这样的原行星最终会在内盘区域经历II型迁移和进一步的吸积，可能成为亚木星的近轨道行星。注意到灰尘越多，质量越大的核心在预计迁移速度越快的过渡质量上花费的时间越长，这些可能更容易在近距离轨道上结束。我们发现原行星在后期阶段的亮度由环行星盘和原行星盘边界层决定。对于一个木星质量，亮度范围为10^-（1.5-4）L_sun$取决于进化阶段和外部条件。
2004-12-15 astro-ph
Dispersing the Gaseous Protoplanetary Disc and Halting Type II Migration
超过30颗太阳系外类似木星的行星的周期比水星短。人们普遍认为，它们是在更远的地方形成的，然后向内迁移。为了被来自气体盘的潮汐力矩驱动，行星外部的盘必须包含大约行星的质量。行星停止迁移的事实意味着它们的外盘被移走了。我们认为，外盘是由行星吸积。在这种情况下，最后的游戏是一场比赛。如果行星在被恒星吸积之前吸积了它的外盘，它就能存活下来。获胜者仅由外盘的质量与盘的局部表面密度的比率决定。
2003-06-28 astro-ph
The dependence of protoplanet migration rates on coorbital torques
我们通过二维和三维流体动力学模拟研究了嵌入吸积盘中的大质量原行星的迁移率。模拟遵循行星的径向运动，并采用嵌套网格代码，允许接近行星的高分辨率。我们专注于可能的作用，影响迁移率的共轨扭矩。我们分析了两种情况：（a）低质量盘中的一颗木星质量的行星和（b）高质量盘中的一颗土星质量的行星。行星迁移在情况（b）比在情况（a）更容易受到共轨力矩的影响。我们发现，在这两种情况下的共轨扭矩不依赖于敏感的行星是否被允许迁移通过光盘或被固定在一个固定的轨道上。我们还研究了行星的迁移率对行星附近的数值分辨率的依赖性。对于情况（a），即使包括来自行星希尔球深处的扭矩，数值收敛也相对容易获得。在这种情况下的迁移率在数值上是第二类迁移率的数量级，远小于第一类迁移率，如果光盘有0.01太阳质量内26 AU。来自希尔球内的扭矩对迁移率提供了实质性的相反贡献。在情况（b）中，希尔球内的气体质量大于行星的质量，并且更难获得收敛。如果忽略希尔球内的力矩，则更容易实现收敛，但迁移率人为地很大。在我们的最高分辨率下，情况（b）的迁移率远小于I型迁移率，但略大于II型迁移率。
2004-11-25 astro-ph
Planetary migration in protoplanetary disks
在本文中，我们进一步发展了Del Popolo等人（2001）提出的行星迁移模型，并将其扩展到Del Popolo和Eksi（2002）的含时吸积盘。我们使用Stepinski和Valageas（1996，1997）开发的方法，该方法能够同时跟踪气体和固体颗粒的演化，最高可达$10^7 {\rm yr}$。圆盘模型与Del Popolo等人（2001）引入的迁移模型相耦合，以获得行星在星子圆盘中的迁移率。我们发现，在光盘的总质量为$10^{-3}-0.1 M_{\odot}$，和$0.1<α<0.0001$的情况下，行星可以向内迁移很大的距离，而如果$M<10^{-3} M_{\odot}$的行星几乎保持在其初始位置的$0.1<α<0.01$和只有在$α<0.001$的情况下，行星移动到最小值的轨道半径$\simeq 2 {\rm AU}$。该模型给出了一个很好的描述观测到的行星在0-20天的周期范围内的分布。
2003-04-06 astro-ph
Orbital Migration and Mass Accretion of Protoplanets in 3D Global Computations with Nested Grids
通过全球三维流体动力学模拟，我们研究了嵌入在吸积盘中的不同质量的原行星的演化。我们考虑的行星质量范围从一个半地球的质量到一个木星的质量，我们考虑到物理现实的引力形成行星的潜力。为了精确计算盘物质施加的引力力矩，并研究行星上的吸积过程，必须在长尺度和短尺度上彻底解决流动动力学问题。我们实现这一严格的分辨率要求，通过应用嵌套网格细化技术，允许大大提高局部分辨率。我们从总共51个模拟结果表明，对于大行星质量，大约超过十分之一的木星的质量，迁移率是相对恒定的，如预期的II型迁移制度，并在良好的协议与以前的二维计算。在7到15个地球质量之间的范围内，我们发现了一个依赖于行星质量的迁移速度，产生的时间尺度比线性分析理论预测的要长得多。这一性质可能对确定原行星的整体轨道演化很重要。增长的时间尺度在20个地球质量左右是最小的，但它在更小和更大的质量值下都迅速增加。特别是对于质量小于10个地球质量的物体，发现二维和三维计算之间存在显着差异。我们还推导出一个解析近似的数值计算质量增长率。
2003-08-04 astro-ph
Three-dimensional simulations of multiple protoplanets embedded in a protostellar disc
e >~ H/r的原行星偏心率可以减缓或逆转迁移，但以前的二维研究表明，引力散射不能保持显着的行星偏心率，以对抗盘诱导的阻尼。我们在三维空间模拟了低质量原行星群的演化。其目的是研究原行星的存活率和由此产生的行星系统的动力学结构，并将其与2D模拟进行比较。我们目前的结果从一个三维流体动力学模拟的八个原行星嵌入在一个原行星盘。我们还提出了一套使用N体代码进行的模拟，修改，包括处方行星迁移和偏心率和倾斜阻尼。这些处方是通过拟合分析公式，以流体动力学模拟嵌入盘与初始偏心和/或倾斜轨道的行星。正如在二维空间中发现的那样，差异迁移产生了稳定的原行星群，多重平均运动共振，它们步调一致地迁移，防止了长时间的引力散射。在几乎所有的模拟中，这导致了原行星群在缺乏可行的停止机制的情况下大规模迁移到中央恒星。这种演化包括相互碰撞，偶尔的大规模散射，以及在所有运行中出现超过30%的长寿共轨行星系统的频繁形成。盘诱导阻尼抑制了行星间相互作用引起的偏心和倾角增长。共轨行星是在强耗散环境中动力学松弛的自然结果，如果在自然界中观察到，将意味着这样一个演化时期通常出现在行星形成期间。
2008-11-26 astro-ph
On the Orbital Evolution of Low Mass Protoplanets in Turbulent, Magnetised Disks
本文介绍了低质量原行星与湍流盘相互作用的MHD模拟结果。我们计算了质量在0 < m_p < 30 M_Earth范围内的“微行星”和原行星的轨道演化。微行星和原行星由于与湍流密度波动的相互作用而进行随机迁移。在运行时间的~ 150行星轨道，随机迁移占主导地位的I型迁移的许多模型。傅立叶分析的行星所经历的扭矩表明，扭矩波动包含组件与显着的权力，其时间尺度的变化是类似的模拟运行时间。这些低频波动部分地解释了随机扭矩的主导地位，并可能提供一个强大的手段，抵消一些行星在湍流盘的I型迁移。湍流是偏心驱动的一个来源。微行星的偏心率在0.02 < e < 0.14范围内，m_p=1 M_Earth行星的偏心率在0.02 < e < 0.08范围内，m_p=10 M_Earth原行星的偏心率在0.02 < e < 0.03范围内。这是在基本协议的模型中，湍流驱动电子增长，并与磁盘材料的相互作用，在共轨Lindblad共振导致电子阻尼。这些结果对行星形成具有重要意义。随机迁移可能会阻止一些行星核心在成为气体巨星之前通过I型迁移到它们的恒星。行星核心的生长可以通过防止隔离来增强。然而，由湍流引起的偏心率激发可能会在失控和寡头生长阶段降低行星核心的生长速率，并导致星子之间的碰撞变得具有破坏性。
2005-08-23 astro-ph
The interaction of planets with a disc with MHD turbulence IV: Migration rates of embedded protoplanets
（节略）我们提出了全球磁盘和本地剪切盒模拟行星与MHD湍流盘相互作用。我们研究的扭矩施加的磁盘上嵌入的行星作为行星质量的函数，从而使第一次研究的轨道迁移的行星由于相互作用与湍流盘。对H/R=0.07，行星质量M_p= 3，10，30地球质量和3木星质量的圆盘进行了全局模拟。剪切箱试验中，（M_p/M_*）/（H/R）^3= 0.1，0.3，1.0和2.0，M_* 为中心质量。这些允许嵌入和间隙形成行星进行检查。在所有情况下，施加在行星上的瞬时扭矩都表现出强烈的波动。在嵌入的情况下，它在负值和正值之间振荡，迁移作为随机游走发生，不像通常的I型迁移。嵌入式行星在20-25个轨道周期内的运行时间平均值表明，大的波动发生在更长的时间尺度上，阻止平均扭矩收敛到定义明确的值，甚至是定义明确的符号。质量越大，波动就越小，收敛性也就越好，这是因为行星对圆盘的扰动比其附近的湍流要大。最后形成间隙，过渡到II型迁移。在长时间尺度上，湍流盘中存在的显著波动对低质量嵌入式原行星很重要。如果显着的波动发生在最长的光盘进化的时间尺度，收敛的扭矩运行平均值为实际目的将不会发生，和迁移行为的低质量原行星被认为是一个合奏将是非常不同的I型理论的预测层流光盘。
2003-08-20 astro-ph
On the evolution of eccentric and inclined protoplanets embedded in protoplanetary disks
年轻的行星嵌入其原行星盘与它的引力相互作用，导致能量和角动量交换。这种相互作用通过轨道参数的变化决定了行星的演化。我们调查的轨道要素的20个地球质量的行星，由于从磁盘的扭矩的变化。我们专注于初始非零偏心率$e$和/或倾角$i$的非线性演化。我们把磁盘作为一个二维或三维粘性流体和嵌入式行星进行流体动力学模拟。我们发现快速指数衰减的行星轨道偏心率和倾角为小的初始值的$e$和$i$，与线性理论。对于较大的$e > 0.1$值，衰减时间增加，衰减速率按$\dot{e} \propto e^{-2}$缩放，与现有的理论模型一致。对于大倾角（$i$ > 6度），倾角衰减率显示相同的缩放比例$di/dt \propto i^{-2}$。我们发现一个有趣的依赖的偏心率的迁移。在具有纵横比$H/r=0.05$的盘中，对于小的非零偏心率（$e < 0.1$），迁移速率增强，而对于较大的值，我们看到显著减小，减小了$\sim 4$的因子。我们没有发现大$e$的迁移逆转的迹象，尽管当$e \simeq 0.3$时行星所经历的扭矩变为正值。这种向内的迁移是由地球持续的能量损失造成的。对于非间隙形成的行星，偏心率和倾斜阻尼发生在一个时间尺度上，这是非常短的迁移时间尺度。对于小型$e$和$i$，非线性水动力模拟结果与线性理论结果吻合很好。
2007-07-15 astro-ph
On the migration of a system of protoplanets
本文用数值方法研究了由原行星盘和两颗木星大小的行星组成的系统的演化。假设圆盘是平的且非自引力的，其由平面（二维）纳维-斯托克斯方程模拟。包括行星和恒星的相互引力作用，以及圆盘作用于行星和中心恒星的引力矩。这两颗行星的初始质量都是木星的质量$M_{Jup}$，距离恒星的径向距离分别是木星的一个和两个半长轴。在演化过程中，两颗行星的质量都因吸积盘中的气体而增加;经过大约2500个轨道周期后，内行星的质量达到2.3，外行星的质量达到3.2~ $M_{Jup}$。圆盘对行星施加的净引力扭矩导致外行星在与圆盘粘性演化时间相当的时间尺度上向内迁移，而内行星的半长轴保持不变。当接近距离最终变得小于它们的相互希尔半径时，偏心率强烈地增加，并且系统可能变得不稳定。对太阳系和太阳系外行星起源的影响进行了讨论。
1999-10-08 astro-ph
Cavity opening by a giant planet in a protoplanetary disc and effects on planetary migration
我们研究了木星行星对原行星盘的气体分布的影响，使用一种新的数值方案，使我们能够考虑到盘的全球演变，下降到任意小的内部物理半径。我们发现类木行星不会在盘的内部（即轨道内部）打开空腔，除非（a）盘的内部物理边缘接近行星的位置或（b）行星比盘大得多。在所有其他情况下，行星只是在气体密度分布中打开了一个缺口，其全球轮廓相对于行星缺席时的轮廓基本上没有变化。然而，我们认识到，粉尘分布可能与气体分布显著不同，并且即使气体仍然存在于圆盘的内部，在某些情况下也可能打开粉尘腔。关于行星的迁移，我们发现经典的II型迁移（速度与圆盘的粘度成正比）只有在行星打开的间隙很深且干净的情况下才会发生。如果仍然有大量的气体在间隙中，行星的迁移速度通常比理论上的II型迁移速度慢。在某些情况下，移徙可以停止甚至逆转。我们开发了一个简单的模型，再现令人满意的模拟中观察到的迁移率，广泛的磁盘粘度和行星质量和位置相对于内部磁盘边缘。我们的结果与太阳系外行星系统相关，因为它们解释了（a）为什么一些热木星没有一路向下迁移到它们的母星，以及（b）为什么一对共振行星中最外面的行星通常是最大的一颗。
2007-03-07 astro-ph
On The Orbital Evolution of Jupiter Mass Protoplanet Embedded in A Self-Gravity Disk
我们进行了一系列的流体动力学模拟研究嵌入在原恒星盘的类木行星的轨道迁移。为了考虑圆盘自重的影响，我们发展并采用了一个基于二维Goddom格式的\textbf{Antares}程序，以获得等温或多变气体在无反射边界条件下的精确Reimann解。我们的模拟表明，在失控（III型）迁移的研究中，重要的是要进行一个完全自洽的处理磁盘和嵌入的行星之间的引力相互作用。通过一系列的收敛测试，我们表明，足够的数值分辨率，特别是在行星的洛希瓣，关键决定了模拟的结果。我们考虑了各种初始条件，并表明，孤立的，非偏心原行星行星不经历III型迁移。我们把我们和以前的模拟之间的差异归因于磁盘的自引力的自洽表示的贡献。然而，第三类迁移不能完全抑制，其发病需要有限的振幅扰动，如行星-行星相互作用引起的。我们确定的第三类迁移的径向范围作为磁盘的自我重力的函数。
2007-09-04 astro-ph
On the orbital evolution and growth of protoplanets embedded in a gaseous disc
我们提出了一个新的计算的线性潮汐相互作用的原行星核心与薄的气体盘，它是完全嵌入。首次讨论了偏心率（e）明显大于气盘尺度高径比（H/r）的核的轨道演化。我们发现当e>1.1H/r时，轨道迁移的方向相反。这是由于当偏心率非常小时，盘中的共振的轨道交叉不与轨道重叠。给出了偏心阻尼率和轨道迁移率的简单近似表达式。我们继续计算的平均偏心率的增加率为系统的原行星核由于动力学松弛。通过使偏心阻尼时标与动力学弛豫时标相等，我们推断偏心阻尼和散射激发之间的平衡是在10^3 ~ 10^4年的时间尺度上，在1au处达到的。原行星分布的平衡厚度是这样的，它通常被很好地限制在气体盘内。通过使用三维N体代码，我们模拟了原行星核心系统的演变，结合我们的偏心阻尼和迁移率。假设碰撞导致凝聚，我们发现原行星分布的垂直限制允许核心在10 ^4年内从0.1个地球质量聚集到1个地球质量，在1个天文单位内。实现这一目标所需的时间尺度与迁移时间尺度相当。我们推断，这是不可能建立一个足够大的核心，形成一个气体巨行星之前，轨道迁移最终导致所有这些机构的优先交付到附近的中央恒星。[摘要]
1999-11-23 astro-ph
Halting Type I planet migration in non-isothermal disks
目的：研究适当的能量平衡对低质量行星与原行星盘相互作用的影响。方法：我们使用三维版本的RODEO方法进行流体动力学模拟，包括能量方程。通量限制扩散方法中包括辐射。结果如下：扭矩的符号敏感地取决于圆盘辐射行星周围产生的能量的能力。在高不透明度的情况下，对应于原行星盘的致密内部区域，迁移是定向的\emph{outward}，而不是在局部等温盘中发现的通常的向内迁移。对于低的不透明度值，我们恢复向内迁移，我们表明，扭矩起源于共轨区域负责迁移方向的变化。
2006-09-27 astro-ph
Relative velocities among accreting planetesimals in binary systems: the circumbinary case
我们数值研究了在环双星盘中，由于原行星盘的气体成分，两颗恒星的长期扰动和摩擦的耦合影响下，星子吸积的可能性。我们专注于一个关键的参数：在0.5至100公里的大小范围内的星子之间的相遇速度的分布。探索了具有不同轨道参数的二元系统的扩展范围。将由此产生的相遇速度与阈值速度进行比较，低于阈值速度，碰撞的净结果是积聚成更大的物体，而不是质量侵蚀。对于每一个二进制配置，我们得出的临界径向距离超过该二进制重心是可能的。这个临界径向距离对于几乎圆形轨道上的等质量双星来说是最小的。随着偏心率的增加和质量比的减小，它向更大的值移动。讨论了由于气体阻力效应而引起的微行星轨道排列的重要性。
2007-06-24 astro-ph
The Growth & Migration of Jovian Planets in Evolving Protostellar Disks with Dead Zones
类木行星在迁移过程中在其原行星盘中的生长是太阳系外行星观测中需要解决的重要问题之一。在标准气体盘模型中对行星迁移的研究通常表明，迁移速度太快，无法形成类木行星，而且这种迁移的行星核心通常会在不到百万年的时间内陷入中心恒星。在以前的工作中，我们已经表明，在原行星盘中一个电离差、粘性较低的区域，称为死区，减缓了固定质量行星的迁移。在本文中，我们扩展了我们的数值计算，包括死区的演变与磁盘，以及行星形成通过吸积的岩石和气体物质。使用我们的辛积分器气体动力学代码，我们发现，死区，即使在不断发展的磁盘，其中迁移的行星增长吸积，仍然发挥着根本性的作用，在拯救行星系统。我们证明，木星行星形成在2.5万年内的磁盘，是十倍以上的最小质量的太阳星云（MMSN）的不透明度减少，而不是减缓迁移人为的质量。我们的模拟表明，初始质量与MMSN相当的原行星盘只产生海王星质量的行星。我们还发现，行星迁移并没有帮助核心吸积在寡头星子吸积的情况下，因为它是在失控吸积的情况下预期。因此，我们预计，只要我们考虑寡头增长，即使是迁移的原行星，也需要降低不透明度（或其他机制）来解决形成时间尺度问题。我们还指出了一个死区在解释长寿命，强烈吸积气体盘可能的作用。
2008-09-22 astro-ph
Dust distribution in protoplanetary disks - Vertical settling and radial migration
我们提出了一个三维的，局部等温的，非自引力的SPH代码模型原行星盘与两种流体：气体和尘埃的结果。我们模拟了一颗1 Msun的恒星，它被一个0.01 Msun的圆盘包围，圆盘包括99%的气体和1%的尘埃，质量从0.5到300 AU。对于低分辨率（~25 000 SPH粒子）模拟，晶粒尺寸范围为0.001 mm至10 m，对于高分辨率（~160 000 SPH粒子）模拟，晶粒尺寸范围为0.1 mm至10 cm。尘埃颗粒被次开普勒气体减慢并失去角动量，迫使它们向中央恒星迁移并定居在中平面。气体拖曳效率根据颗粒大小而变化，较大的物体受到较弱的影响，并遵循轻微扰动的开普勒轨道，而较小的颗粒强烈耦合到气体。对于中等尺寸的颗粒，拖曳力使灰尘和气体发生摩擦，从而允许灰尘优先径向迁移并有效地沉降到中平面。每种颗粒大小的尘埃分布将表明，当颗粒生长被添加时，行星可能形成的区域。
2005-08-22 astro-ph
A pair of planets around HD 202206 or a circumbinary planet?
使用CORALIE摄谱仪进行的长期精确多普勒测量显示，存在第二颗行星围绕太阳型恒星HD 202206运行。经径向速度联合拟合得到伴星质量m_2 \sini = 17.4 MJup和2.44 MJup，半长轴a = 0.83 AU和2.55 AU，偏心率e = 0.43和0.27。系统的动力学分析进一步显示了两个行星之间的5/1平均运动共振。这个系统特别令人感兴趣，因为内部行星在棕矮星的范围内，而外部行星的质量要小得多。因此，要么是内侧行星同时在原行星盘中形成为超行星，要么是外侧行星在环双星盘中形成。我们相信这个奇异的行星系统将为行星形成和迁移场景提供重要的限制。
2005-06-12 astro-ph
A safety net for fast migrators: Interactions between gap-opening and sub-gap-opening bodies in a protoplanetary disk
年轻的行星通过潮汐力矩与它们的母气盘相互作用。内外扭矩之间的不平衡导致质量体$\ga 0.1$地球质量失去角动量并相对于磁盘迅速向内迁移;这被称为"I型“迁移。然而，成长为气态巨行星质量O（$10^2) M_\oplus$）的原行星会在盘中打开一个缺口，随后被限制迁移得更慢，被锁定在盘的粘性演化中，称为“II型”迁移。在一个年轻的行星系统中，I型和II型天体可能共存;如果是这样，当前者起源于后者外部的轨道时，差异迁移应该会导致近距离相遇。我们调查所产生的动力学，使用两种不同的数值方法：一个N-体代码与耗散力添加到模拟的气体盘的效果，和一个混合代码，它结合了N-体组件与1维粘性盘模型，治疗行星盘相互作用在一个更自洽的方式。在这两种情况下，我们发现，子间隙开放机构有很高的可能性被共振捕获时，他们遇到一个间隙开放机构。因此，一颗巨大的行星往往会成为原行星盘中的屏障，聚集其轨道外的较小原行星。这种行为对巨型行星形成有两个重要的影响：第一，对于被捕获的原行星，它减轻了迁移时间尺度比生长时间尺度短的问题。第二，它提出了一条形成多颗巨行星系统的途径：一旦第一颗行星形成，它就会在外部平均运动共振中捕获/吸积第二颗行星未来的固体核心，依此类推。因此，巨行星形成最关键的一步可能就是第一颗行星的形成。
2005-02-21 astro-ph
Disk Planet Interactions and Early Evolution in Young Planetary Systems
我们研究和审查磁盘原行星的相互作用，使用本地剪切盒模拟。这些遭受的缺点，有潜在的文物所产生的周期性边界条件，但优势，相比全球模拟，能够捕捉到大部分的动力学接近原行星在高分辨率低计算成本。考虑了有和没有自持MHD湍流的情况。研究了能隙形成和从I型迁移转变的条件，发现这取决于单个参数M_p R^3/（M_* H^3）（M_p、M_*、R和H分别为原行星质量、中心质量、轨道半径和盘半厚度）是否超过一个数量级单位。我们还研究了在无粘盘中移动的原行星所经历的共轨力矩。这是通过证明一个移动的原行星的问题的等价性，原行星是在一个固定的轨道，磁盘材料径向流动通过作为一个适当的外部扭矩的作用的结果。为了实现可持续的共轨力矩，必须实现一个准稳态，在这个准稳态中，行星通过圆盘迁移，而没有吸积显著的质量。在这种情况下，虽然存在对计算参数的敏感性，但与Masset和Papaloizou（2003年）基于全局模拟的早期工作一致，共轨扭矩与迁移速度成比例，并导致迁移的正反馈，增强迁移并可能导致失控。这可能会导致土星质量范围内的原行星在大质量盘中快速迁移，并且可能与太阳系外行星的质量周期相关，这使得在短轨道周期内亚木星质量占优势。
2004-12-30 astro-ph
A new approach for probing circumbinary disks
环双星盘被认为存在于各种各样的天体中，例如，年轻的双星、原行星系统和活动星系核中的大质量双星黑洞系统。然而，除了在少数年轻的双星系统中发现了环双星盘外，还没有明确的证据。在这封信中，我们研究可能的振荡模式，在circumbinary磁盘周围的偏心和圆形双星。我们发现双星的潮位在环双星盘的内部产生了渐进的非轴对称波。这样的波会引起环双星盘发射线轮廓的变化。由于波的旋进，双星的每个组成部分与环双星盘的内边缘之间的距离随着波的旋进周期与双星轨道周期之间的拍周期而变化。因此，环双星盘的光变曲线预计也会随着同一周期而变化。因此，目前的研究提供了一个新的方法来检测环双星盘在各种天体物理系统。
2009-01-01 astro-ph gr-qc
Three-dimensional Calculations of High and Low-mass Planets Embedded in Protoplanetary Discs
我们分析的非线性，三维响应的气体，粘性原行星盘的存在下，从一个地球的质量（1 M $_e$）到一个木星的质量（1 M $_J$）使用ZEUS流体动力学代码。我们确定气体流动模式，以及行星的吸积和迁移速率。这颗行星被认为是在一个固定的圆形轨道围绕中央恒星。它也被假定能够吸积气体，而不会在其洛希半径的尺度上膨胀。只有质量为$M \gsim 0.1$ M $_J$的行星才能对圆盘的表面密度产生显著的扰动。行星洛希叶内的流动是完全三维的。气流通常进入接近圆盘中平面的洛希瓣，但产生的激波比二维模型中的气流弱得多。这些水流为一个环绕行星的圆盘提供物质，圆盘的旋转方向与行星的轨道相同。大部分的质量供应的环行星盘来自非共面流。吸积率的峰值与行星质量约0.1 M $_J$，是非常有效的，发生在当地的粘性率。迁移时间尺度的行星质量小于0.1 M $_J$，根据扭矩从磁盘材料以外的行星的洛希叶，是在良好的协议与线性理论的I型（无间隙）迁移的三维光盘。从I型迁移到II型迁移（间隙）是平稳的，迁移时间的变化约为2倍。从一个可以经历失控增长的核心开始，一颗行星可以在几乎没有迁移的情况下获得几个M的$_J$。最终质量为10 M $_J$的行星将经历大规模的迁移，这使得形成和生存变得困难。
2003-01-09 astro-ph
On the evolution of multiple low mass planets embedded in a circumbinary disc
以前的工作表明，双星系统和环双星盘之间的潮汐相互作用导致盘中形成大的内腔。随后低质量行星的形成和向内迁移会导致它被困在空腔边缘，在那里它会继续运行，直到质量进一步增长或圆盘分散。围绕双星盘的多行星系统如何演化的问题还没有得到解决。在这里，我们提出了一套模拟研究的演变对行星迁移的磁盘。我们还提出了五行星系统的流体动力学模拟的结果，并研究他们的长期演化后，光盘分散使用N体代码。对于双行星模拟，我们假设最里面的行星已经迁移到内腔的边缘，并仍然被困在那里，并研究最外面的行星向内迁移时系统的后续演化。我们发现结果很大程度上取决于质量比q=m_i/m_o，其中m_i（m_o）是最里面（最外面）行星的质量。当q<1时，行星通常会经历动力学散射或轨道交换。当q>1时，系统达到平衡状态，行星被锁定在平均运动共振中，并被困在内腔的边缘，没有进一步的迁移。我们对五行星系统进行的大多数模拟都导致了碰撞和散射事件，因此只有一颗行星留在双星的轨道上。然而，在一个案例中，发现一个多行星共振系统在长时间尺度上是动态稳定的，这表明这种系统可以在以近距离双星系统为重点的行星搜索中观察到。
2007-12-06 astro-ph
The brown dwarf desert as a consequence of orbital migration
我们表明，在短周期轨道周围的太阳质量的恒星-褐矮星沙漠-褐矮星的缺乏可以被理解为向内迁移的结果在一个不断发展的原行星盘。与主星同时形成的棕矮星次级行星的质量与原行星盘的初始质量相当。随后的圆盘演化导致向内迁移，并通过与恒星合并破坏棕矮星。这与大质量行星相反，大质量行星通过在圆盘接近分散的后期形成来避免这种命运。在这个模型中，棕矮星沙漠的出现是因为氢燃烧极限的质量恰好与太阳质量恒星的初始盘质量相当。棕矮星应该在恒星形成的早期阶段，在非常低质量恒星周围的近距离双星中，在其他棕矮星周围，以及在太阳型恒星周围发现。
2001-11-30 astro-ph
The effect of type I migration on the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems
内容：我们之前关于巨行星通过内部原行星/微行星盘迁移的模型发现，巨牧羊人将其遇到的一部分物质带入内部轨道，同时将其余物质分散到外部轨道。散射往往占主导地位，留下大量的物质，可以吸积成类地行星。目的：我们添加到我们的模型可能的现实主义，通过模拟I型迁移力，导致向内漂移，和强大的偏心率和倾斜阻尼的原行星体。这种额外的耗散可能会以散射为代价来增强牧羊效应，这可能会修改我们以前的结论。研究方法：我们采用了N体代码，是链接到一个粘性气体盘算法能够模拟：气体吸积到中央恒星;在附近的巨行星的间隙形成; II型迁移的巨行星; I型迁移的原行星;和气体阻力对星子的影响。我们使用代码重新运行三个场景，从以前的工作，其中类型I迁移不包括在内。结果如下：由I型迁移引入的额外耗散增强了材料的向内引导，但并没有严重减少散射。我们发现超过50%的固态盘物质仍然在分散的外部轨道中幸存下来：其中大部分在< 3 AU的位置完成了陆地行星形成。圆盘的牧羊部分吸积成热地球，在我们的模拟期间，它们在内部轨道上生存。结论：富含水的类地行星可以在热木星系统的宜居带形成，热地球和热海王星也可能存在。这些系统应该是未来行星搜索任务的目标。
2007-07-18 astro-ph
Constraints on resonant-trapping for two planets embedded in a protoplanetary disc
我们研究了嵌入原行星盘中的双行星系统的演化，该系统由一颗质量为1000亿美元的行星和另一颗位于盘外的天体组成。我们考虑了质量从10个地球质量到1 M_J的最外层行星，也考察了质量< 10个地球质量（M_E）的最外层天体的情况。行星的差异迁移由于盘扭矩导致不同的演化结果取决于外原行星的质量。对于质量小于3.5M_E的行星，巨星的II型迁移率大于外天体的I型迁移率，导致发散迁移。质量在3.5 < m_o < 20 M_E范围内的外天体由于同旋力矩而被困在巨行星形成的间隙边缘。质量更大的行星被捕获，与内行星共振。当30 < m_o < 40 M_E或m_o=1 M_J时，则2：1共振成立。当80 < m_o < 100 M_E时，有利于3：2共振。对质量m_o > 20 M_E的气体吸积原行星的模拟，最初被捕获在间隙的边缘，或在2：1共振中，随着行星质量增长到接近土星的质量，最终也会被捕获在3：2共振中。我们的研究结果表明，有一个理论下限的质量外行星，可以捕获到共振与内部木星行星，这是相关的太阳系外多行星系统的观测。此外，捕获一颗类似土星的行星与一颗类似木星的行星形成3：2的共振是一个非常强大的模拟结果。这一结果与最近太阳系早期演化的情景有关，这些情景要求土星在晚期重轰炸开始之前与木星存在2：1共振。
2008-02-14 astro-ph
SPH simulations of grain growth in protoplanetary disks
目的：为了理解行星形成的第一阶段，当微小的颗粒聚集形成星子时，人们需要同时模拟原行星盘中的颗粒生长，垂直沉降和尘埃的径向迁移。在这项研究中，我们实现了一个分析处方晶粒生长到一个三维两相流体动力学代码，以了解其对磁盘中的灰尘分布的影响。研究方法：Stepinski和Valageas（1997）的分析推导，它假设粒子在碰撞时完全粘附，我们实现了一个方便快捷的方法，在我们的3D，两相（气体+灰尘）SPH代码跟踪颗粒生长。然后，我们遵循的经典金牛座T星盘的尘埃人口的大小和空间分布的演变。结果：我们发现，由于气体阻力，尘埃动力学和生长之间的复杂相互作用，颗粒经历了不同的生长阶段。颗粒最初快速生长，因为它们沉降到中间平面，然后经历快速径向迁移，通过盘的大部分几乎没有生长，最后堆积在内部盘中，在那里它们生长得更有效。这导致晶粒尺寸的双峰分布。使用这个简单的颗粒生长公式，我们发现，在10^5年内，内盘中的颗粒达到分米级大小，并在快速迁移阶段幸存下来。
2008-06-09 astro-ph
Numerical simulations of the type III migration:I. Disc model and convergence tests
我们研究快速（III型）迁移制度的高质量原行星轨道在原行星盘。这种类型的迁移是由共转扭矩。我们研究的细节，在行星附近的流动结构，迁移率的依赖所采用的光盘模型，和模型的数值收敛（独立的某些数值参数，如重力软化）。我们使用二维流体动力学模拟与自适应网格加密，基于FLASH代码与改进的时间步进方案。我们执行全球磁盘模拟与足够的分辨率接近的行星，这是允许在整个网格中自由移动。我们采用了一种新型的状态方程，其中气体温度取决于到恒星和行星的距离，并简化了对环行气体自引力的修正。我们发现，在III型迁移制度的迁移率强烈依赖于希尔球（洛希瓣的行星），这反过来又是敏感的环行星盘的纵横比内的气体动力学。此外，由于气体自引力的修正是必要的，以减少数字文物，对快速行星迁移的行为。因此，可靠的III型迁移的数值研究需要考虑热和自重力校正，以及足够的空间分辨率和计算的磁盘行星的吸引力内外的希尔球。有了这个前提条件，我们发现III型迁移是一个强大的迁移模式，天体物理学的前景，因为速度快得多，比以前研究的迁移模式。
2007-09-24 astro-ph
