Planetary Migration and Extrasolar Planets in the 2/1 Mean-Motion Resonance
我们分析了已知系外行星在2/1平均运动共振中的当前轨道根数拟合与由于迁移而导致的预期轨道配置之间的可能关系。研究发现，只要轨道衰减足够慢，可以用绝热过程来近似，所有被捕获的行星都应该处于拱心共转状态。换句话说，它们应该同时表现出共振角和近心角差的天平动。我们提出了一套完整的共旋解的2/1可解性，包括以前已知的解决方案和新的结果。与观测到的系外行星的比较表明，目前三个已知的行星系统在这种共振中的轨道拟合要么与拱点共转（GJ 876和HD 82943）一致，要么对应于轨道不确定的天体（HD 160691）。最后，我们讨论了这些结果的适用性作为一个测试的行星迁移假说本身。如果所有未来的系统在这种可解释性被发现与共转的解决方案是一致的，那么通过行星迁移这些机构的共振捕获是一个工作假设。相反，如果在不同的配置中发现任何行星对，那么这些天体要么没有发生迁移，要么采取了与目前认为的不同的形式。
2004-04-07 astro-ph
Numerical simulations of type III planetary migration: II. Inward migration of massive planets
我们提出了一个快速的数值研究，所谓的III型迁移嵌入在原行星盘的行星。我们限制自己向内迁移的情况下，并详细研究其演变和物理，集中在同旋和环行星区域的结构，并停止迁移的过程。我们还考虑了几个关键参数的迁移行为的依赖。我们进行这项研究使用的全球，二维流体动力学模拟的结果与自适应网格细化。初始条件被选择为满足快速向内迁移的条件。我们发现，第三类移民可以分为两个制度，快速和缓慢。这两个制度之间的共轨区的结构，质量积累率和迁移行为不同。我们所有的模拟都显示了从快速到慢速的过渡，在到达恒星之前结束了III型迁移。停止半径被发现是更大的大质量的行星和质量较小的磁盘。一个急剧的密度下降也被发现是一个有效的停止机制。在快速迁移极限中，质量较小的盘的迁移率和诱导偏心率较低，但几乎不依赖于行星质量。偏心率在迁移时间尺度上是阻尼的。
2007-09-24 astro-ph
Planetary Migration in Resonance, the question of the Eccentricities : Les Houches contribution
在系外行星系统中，共振行星对的形成涉及原行星盘内的行星迁移：向内迁移的外行星在平均运动共振中捕获内行星。在共振行星对的迁移期间，如果没有阻尼机构应用于内行星，则预期偏心率会过度升高。我们表示所需的阻尼行动，以配合的意见，我们表明，内部磁盘可以发挥这一作用。这一结果适用于例如系统GJ 876：我们通过共振行星演化的完全流体动力学模拟再现了观测到的轨道要素。
2008-07-18 astro-ph
Type I Planetary Migration with MHD Turbulence
本文探讨了如何I型行星迁移的影响，在拱盘湍流密度波动的存在。对于第一类迁移，行星并没有清除圆盘中的间隙，其长期运动是由它在周围圆盘流体中产生的尾流产生的扭矩驱动的。MHD湍流产生了额外的密度扰动，这些扰动与行星的引力相互作用，并可以支配迁移机制本身产生的扭矩。本文表明，传统的I型迁移可以很容易地淹没湍流扰动，因此，通常的描述I型迁移应修改的位置，磁旋转不稳定性是活跃的。一般来说，迁移的行星并不遵循平滑的内向轨道，而是在相空间中随机行走。我们的主要结论是，MHD湍流将改变I型行星迁移的时间尺度，并且由于混乱，需要用值的分布来描述时间尺度。
2003-08-22 astro-ph
On the observability of resonant structures in planetesimal disks due to planetary migration
我们提出了一个彻底的研究的影响，一个迁移的行星上的小行星盘，通过探索广泛的质量和偏心率的行星。我们讨论的敏感性的结构中产生的碎片盘的基本行星参数。我们进行了许多N体数值模拟，使用辛积分SWIFT，考虑到恒星和行星的引力对无质量的测试粒子的影响。假设地球的迁移率是恒定的。行星迁移对捕获平均运动共振中的粒子的影响被发现对行星和微行星的初始偏心率非常敏感。行星的离心率低至0.05就足以抹去所有的共振结构，除了最大质量的行星。微行星最初也必须在平均偏心率小于0.1的轨道上，以保持共振团块可见。这项数值工作扩展了以前的分析研究，并提供了一系列可能有助于解释碎片盘结构观测结果的盘图像。总之，它表明，严格的条件必须得到满足，以获得可观察到的共振结构的碎片盘。因此，行星迁移起源的理论模型必须解释行星系统如何保持在合适的配置中，以重现所观察到的结构。
2008-01-17 astro-ph
Planetary Migration to Large Radii
有证据表明，在距母恒星几百天文单位的轨道半径上存在着大质量行星，在那里，核心吸积形成行星形成的时间尺度比盘的寿命要长。这些行星可能在靠近恒星的地方形成，然后向外迁移。我们考虑如何从一个巨大的内行星的粘性盘相互作用的角动量转移可能会导致一个较小的外行星显着向外迁移。我们发现行星向大半径迁移在原则上是可能的。然而，我们注意到，一些影响可能使这一进程有些问题。
2007-04-25 astro-ph
Planetary migration in evolving planetesimals discs
在本文中，我们进一步改进了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）提出的含时星子吸积盘。在目前的研究中，Del Popolo和Eksi（2002）的假设，即星子的表面密度与气体的表面密度成正比，被释放。为了得到星子密度的演化，我们采用Stepinski和Valageas（1997）发展的方法，能够同时跟踪气体和固体粒子的演化，时间长达10^7年，然后将盘模型与Del Popolo等人（2001）提出的迁移模型耦合，得到行星在星子中的迁移速率。我们发现，已知存在于原行星系统中的固体的属性，再加上合理的密度分布的磁盘，导致在0.03-0.2 AU的范围内的最后半长轴的巨行星的特征半径。
2003-08-01 astro-ph
Planetary migration
行星与原行星盘中气体之间的引力矩导致行星的轨道迁移，并且可能在行星系统的形成和早期演化中发挥重要作用。对于质量与观测到的巨大太阳系外行星相当的行星，与盘的相互作用足够强，形成一个间隙，导致行星和盘在粘性时间尺度上的耦合演化（II型迁移）。热彗星的存在，以及观测到的轨道半径的统计分布，都与II型迁移在目前观测到的系统历史中的重要作用相一致。我们讨论了通过包括宿主恒星金属丰度的信息来改善对迁移的限制的可能性，并注意到迁移也可以形成大质量行星的人口，这些行星的轨道半径很大，可以通过它们对碎片盘的影响来间接检测。对于质量与地球质量相当的低质量行星，行星表面密度扰动很小，层流盘中的迁移是由内部和外部扭矩之间内在的和明显强大的不对称性驱动的。这种I型迁移的分析和数值计算是合理的一致，并预测在巨行星核心形成的最后阶段，轨道会迅速衰减。协调I型迁移与巨行星形成的困难可能表明我们对原行星盘、核心吸积或两者的理解存在基本错误。我们讨论的物理效应，可能会改变I型行为，特别是足够低的质量湍流波动的气体表面密度占主导地位的扭矩的可能性，导致随机游走迁移的质量很低的机构。
2005-09-08 astro-ph
The Effect of Poloidal Magnetic Field on Type I Planetary Migration: Significance of Magnetic Resonance
在剪切片近似下，利用线性微扰分析方法研究了极向磁场对I型行星迁移的影响，并与数值计算结果进行了比较.与未磁化的情况相反，描述圆盘中行星尾迹的基本方程允许密度扰动发散的磁共振。为了简化问题，我们考虑没有磁旋转不稳定性的情况。我们进行两组分析：二维和三维。在二维分析中，我们发现以前已知的扭矩公式在未磁化的情况下的推广。在三维计算中，我们把重点放在具有非常强的磁场的磁盘，并推导出一个新的解析公式的扭矩施加在行星上。我们发现，当阿尔芬速度远大于声速，二维扭矩被抑制和三维模式占主导地位，在未磁化的情况下。
2008-02-07 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
Numerical simulations of type I planetary migration in nonturbulent magnetized discs
利用两种不同的欧拉有限差分程序进行了二维MHD数值模拟，分析了环形磁场对非湍流原行星盘中低质量行星迁移的影响。磁场的存在改变了可以在圆盘中传播的波。在最近的线性分析（Terquem 2003）的协议，我们发现，两个磁共振发展的行星轨道的两侧，这有助于一个显着的全球扭矩。为了测量圆盘对行星施加的扭矩，我们进行了模拟，其中后者要么固定在圆形轨道上，要么允许迁移。对于一个5个地球质量的行星，当声速的平方与行星所在地的阿尔芬速度的平方之比β = 2时，我们发现当圆盘中的磁场B_x为均匀时，向内迁移，当B_x随r^{-1}减小时，向外迁移减少，当B_x随r^{-2}减小时，向外迁移减少。这些结果与线性分析的预测一致。总的来说，我们的研究结果证实，即使是亚热稳定场也可以阻止类地行星的向内迁移。
2005-08-31 astro-ph
On the evolution of the resonant planetary system HD128311
许多已知的多重系外行星系统都包含一对以低阶平均运动共振的巨行星。这样的共振条件保护了这些行星的动力学，导致非常稳定的轨道。根据最近的研究，捕获共振是行星与原行星盘相互作用引起的行星迁移过程的结果。如果迁移足够慢（绝热），接近平均运动共振，这两颗行星也将处于拱心共转。HD 128311最近修正的轨道参数表明，这两颗巨行星处于2：1的平均运动共振中，但没有表现出拱点共转。因此，该系统的演化不能单独用绝热迁移过程来描述。我们提出了这个系统的迁移过程和突然扰动相结合的可能的演变方案。我们通过附加非保守力的引力N体问题的数值积分来模拟迁移场景。行星-行星散射已被研究的N体模拟。我们表明，目前的动力学状态的系统HD 128311可以解释这样的进化过程。
2006-03-25 astro-ph
Core instability models of giant planet accretion II: forming planetary systems
我们发展了一个简单的模型计算行星形成的基础上的核心不稳定性模型的气体吸积和寡头增长制度的固体核心的吸积。在这个模型中，几个行星可以同时在盘中形成，这一事实具有重要的意义，特别是对星子的动态变化和核心的增长，因为我们认为它们之间的碰撞是潜在增长的来源。此外，还考虑了胚胎的I型和II型迁移以及由于与气盘相互作用而引起的星子迁移。在这个模型中，我们考虑不同的初始条件来产生各种行星系统，并对它们进行统计分析。我们探讨了使用不同的I型迁移率对每个行星系统形成的行星的最终数量的影响，例如对太阳系外行星的质量和半长轴的分布，我们还分析了考虑不同气体吸积率的影响。一个特别有趣的结果是，当气体吸积速率和I型迁移较慢时，会产生更多的宜居行星。
2008-10-09 astro-ph
The potential impact of groove modes on Type II planetary migration
在这封信中，我们简要地描述了各种自引力原行星盘模型的演化，这些模型的表面密度中包含环形凹槽（例如间隙）。这些凹槽的灵感来自于密度差距，这些差距被认为是对巨型行星形成的反应。我们的工作提供了一个扩展的先前研究的槽模式，是已知的背景下，恒星盘。螺旋引力不稳定性（GI）的出现是通过广义本征值代码进行线性分析预测，并证实了流体动力学模拟。我们发现存在一个凹槽驱动一个快速增长的双臂模式在中等质量的磁盘，并扩展了自引力不稳定性的重要性降低磁盘质量比，否则他们会发生。我们讨论了潜在的重要性，这种不稳定性的背景下，行星形成，例如修改扭矩驱动II型迁移。
2008-04-22 astro-ph
Halting Planetary Migration
当木星的洛希叶半径超过原行星盘的刻度高度时，木星在盘上打开了一个缺口。当间隙足够宽时，来自木星内部和外部的盘的潮汐扭矩被抑制，并且在吸积时间尺度上继续迁移。在“最小太阳星云”中，木星和土星之间的气体质量约为木星质量的2倍，木星和天王星之间的气体质量约为木星质量的5倍。除非外盘的木星质量被移除，否则木星将在吸积时间尺度上迁移到太阳。到目前为止，除了可能在土星外部起作用的光蒸发作用外，还没有任何机制被假设可以去除外盘。对于距离中心恒星一个天文单位或更少的太阳系外行星，光蒸发不会去除外盘。我们提出了一种新的机制，依靠太阳照射的间隙暴露的边缘，使气体从外盘穿过间隙，成为内盘的一部分，从那里它后来被太阳吸积。
2000-01-05 astro-ph
Diffusive Migration of Low-Mass Proto-planets in Turbulent Disks
在原行星盘中，由于磁旋转湍流引起的力矩波动可能会对初生行星的迁移模式和生存概率产生重大影响。假设湍流是一个具有有限振幅和相关时间的平稳随机过程，则由此产生的扩散迁移可以用福克-普朗克方程描述，我们将其简化为对流扩散方程。我们校准现有的磁光盘模拟和平均迁移估计的系数，并解决方程的解析和数值。对于低质量的行星和那些在原行星盘外部区域的行星，扩散倾向于主导平流，无论它们是由最小质量太阳星云（MMSN）还是T-Tauri α盘描述。扩散系统地减少了大多数行星的寿命，但它允许它们中的一小部分在大半径下存活更长的时间。行星的平均寿命甚至可以是形式上无限的（例如在无限稳定的MMSN中），尽管中值寿命总是有限的。幸存的行星可能会停留在特定的半径附近，在那里平流和扩散的综合影响最小化，或者在大半径，这取决于模型的具体情况。湍流盘中迁移的随机性挑战了确定性的行星形成情景，并表明在类似的初始条件下，可能会有各种各样的行星结果。这将有助于（太阳系外）行星系统的多样性。
2006-04-28 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
Planet migration and gap formation by tidally-induced shocks
气隙的形成被认为是由盘-行星潮汐相互作用触发的。由行星发射的密度波被假定为由于它们的非线性演化导致激波形成及其随后的消散而被阻尼。因此，波的角动量转移到磁盘，导致其表面密度的演变。行星迁移是该理论的一个重要组成部分，考虑了行星引起的表面密度扰动对迁移速度的影响。一个差距被认为是形成时，一个固定的解决方案的表面密度分布不再是可能的参考框架迁移的行星。推导出了在无粘圆盘中打开一个缺口所需的行星质量的解析极限。临界质量比质量M_1要小，在M_1中，行星的希尔半径等于盘的尺度高度，至少是Q^{5/7}（Q是图姆雷稳定性参数）的一个因子，这取决于迁移反馈的强度。在粘滞盘中，临界行星质量可从0.1M_1到M_1变化，这取决于盘的粘滞性。这意味着一颗质量比地球大1-10倍的行星可能会形成一个缝隙，这取决于行星盘的长宽比、粘性和行星在星云中的位置。
2001-10-24 astro-ph
Diversity and Origin of 2:1 Orbital Resonances in Extrasolar Planetary Systems
在太阳系外行星系统中，可以预期有多种多样的2：1共振配置，它们的几何形状可以提供有关共振起源的信息。在行星形成行星形成过程中，由于行星与盘的相互作用，行星的差异迁移是太阳系外行星系统中平均运动共振起源的一种假设。由等质量、共面、近圆轨道行星的微分迁移所能达到的稳定的2：1共振位形是：（1）反对称位形，其平均运动共振变量为θ_1和θ_2（单位为度）;分别在0和180度左右振动（如木卫一-木卫二对），（2）对称配置，θ_1和θ_2都在0度左右振动（如GJ 876系统），（3）不对称配置，θ_1和θ_2在远离0度或180度的角度振动。然而，有稳定的2：1共振配置与对称（θ_1 = θ_2 = 0），不对称，反对称（θ_1 = 180和θ_2 = 0）的天平动，不能达到的微分迁移的行星与恒定的质量和最初的共面和近圆形的轨道。如果真的发现了具有这些配置的系统，它们的起源将需要（1）在迁移过程中行星质量比m_1/m_2的变化，（2）涉及倾斜共振的迁移场景，或（3）拥挤行星系统中的多行星散射。我们发现具有大e_2的非对称组态和θ_1 = 180和θ_2 = 0组态具有相交轨道，而θ_1 = θ_2 = 0组态（e_1 > 0.714）具有相交近点进动。
2004-05-07 astro-ph
Induced Kozai Migration and Formation of Close-in Planets in Binaries
许多最近的观测研究得出结论，行星系统通常存在于多星系统中。至少约20%，可能是更大比例的已知太阳系外行星系统与一个或多个恒星伴星有关。这些伴星通常存在于距离行星系统很远的地方（典型的双星间距在100- 10000天文单位的数量级），并且通常很微弱（光谱类型从F到T）。然而，与这些遥远的恒星同伴的长期周期性角动量交换可以显着改变行星围绕主恒星的轨道配置。在数值模拟中最有趣和最常见的结果之一是行星轨道之间的大倾角，这是由双星引起的微分节进动造成的。行星轨道之间的相互倾角的增长，由于外行星的四极引力摄动，导致内行星额外的大幅度偏心振荡。这种偏心率振荡可能最终导致内行星通过潮汐摩擦的轨道衰减，如以前提出的Kozai迁移或Kozai周期与潮汐摩擦（KCTF）。这种由双星摄动和随后的潮汐耗散引起的轨道衰减机制可能是近距离系外行星形成的另一种途径。
2008-07-07 astro-ph
Production of star-grazing and impacting planetesimals via orbital migration of extrasolar planets : Stellar metallicity enhancement in young extrasolar planetary systems
在一颗巨大的太阳系外行星通过星子喷射的轨道迁移过程中（Murray et al. 1998年），内部平均运动共振可以强大到足以导致星子擦过或撞击恒星。我们积分数值粒子的运动，通过3：1或4：1的平均运动共振的迁移木星质量的行星。我们发现许多粒子可以被困在3：1或4：1共振中，并被抽到足够高的偏心率，从而撞击恒星。这意味着，对于一颗迁移了其半长轴相当一部分的行星来说，其质量的相当一部分星子可能会撞击恒星。这一过程可能能够丰富恒星的金属丰度，并且在恒星不再完全对流的时候。当接近恒星时，这些微行星的表面将升华。轨道迁移应该会导致蒸发体的持续产生，这表明这个过程应该可以通过寻找年轻恒星中的瞬态吸收线来检测。其余的粒子不会撞击恒星，但可以在行星进一步向内迁移时被行星喷射出来。这使得行星通过喷出星子迁移了其初始半长轴的相当一部分。
1999-07-01 astro-ph
Planetary migration and sources of dust in the Beta Pic disk
围绕着如画β的尘埃盘一定是由碰撞或柯伊伯带状物体的蒸发产生的。在这里，我们扩展了已经提出的轨道蒸发体（OEB）的情况下，磁盘是一个巨大的多彗星尾巴提供缓慢蒸发的机构，如凯龙星。我们表明，这些OEB的数量必须是数千万，这是一致的，需要解释的气体盘中的CO和CI的存在的机构的数量。我们探索一些可能的起源所需的扰动的OEB。如果尘埃是由蒸发产生的，那么具有偏心轨道的行星就可以解释观察到的盘的不对称性，因为母体的近星点分布预计将是非轴对称的。继Malhotra（1995）之后，我们研究了Fernandez（Fernandez 1982）方案中的海王星等外行星的形成和迁移对柯伊伯带类天体的影响。我们发现，被困在与迁移行星共振的物体可以显著蒸发，产生一个类似Pictoris的盘，具有类似的特征，如张角和不对称性。因此，我们表明，Beta Picture磁盘可以是一个瞬态现象。主序星周围的星周盘可能是目前外行星形成和迁移的标志。
1998-06-22 astro-ph
The effect of planetary migration on the corotation resonance
行星通过气体盘的迁移导致它们共振相互作用的位置漂移，并可以改变行星和盘之间施加的扭矩。我们分析了在这些情况下的非共轨共转共振的时间相关动力学。稳态谐振力矩与Goldreich & Tremaine（1979）给出的值之比基本上取决于两个无量纲量：无量纲湍流扩散时间尺度和无量纲径向漂移速度。当漂移速度与振动速度相当且粘度较小时，在没有迁移的情况下，扭矩可以变得比不饱和值大得多，但仍然与盘中的大尺度涡度梯度成比例。被困在共振中并随其漂移的流体获得相对于其周围环境的涡度异常。如果在稳定状态下，异常受到粘性扩散的限制，则所产生的扭矩与粘性成反比，尽管可能需要很长时间才能达到这种状态。对扭矩的另一个与粘度无关的贡献来自流经谐振区域的流体。在其他情况下，扭矩振荡发生在达到稳定值之前。讨论了这些结果对原行星系统偏心率演化的意义。我们还描述了可能的应用这些研究结果的coorbital区域和概念的失控（或III型）迁移。[删节]
2006-05-04 astro-ph
On the coorbital corotation torque in a viscous disk and its impact on planetary migration
本文研究了行星系中定常流动情况下，嵌入粘性原行星盘中的固定圆轨道上的行星的共轨共转力矩。这个扭矩可以仅仅从振动（马蹄形）和循环流线之间分界线处的流动特性来评估。在振动区域中的流动的一个固定的解决方案进行搜索。当用于评估施加的扭矩的外部和内部磁盘上的振动区域的被困材料的循环材料，这种解决方案导致的表达的同轨共转扭矩与以前的估计。给出了随粘度变化的共转力矩的解析表达式。最后，我们表明，扭矩表达式中的附加项可以发挥至关重要的作用。特别是，他们介绍了一个耦合与磁盘密度分布扰动（'浸'，围绕行星），并增加了一个小的，积极的一部分，单侧Lindblad扭矩的共转扭矩。因此，在非常薄的磁盘（纵横比小于百分之几）中，迁移很可能是向外的。这种2D分析特别适用于轻度嵌入的原行星（亚土星大小的物体）。
2002-05-14 astro-ph
Modeling the resonant planetary system GJ876
围绕恒星GJ 876的两颗行星似乎经历了从它们在原行星盘中的起源点的广泛迁移--这既是因为它们非常接近恒星（30和60天的轨道周期），也是因为它们在2：1的平均运动可分辨性上占据了三个稳定的轨道共振。共振最有可能是通过汇聚行星的差异迁移导致捕获到共振中而建立的。这种情况的一个问题是，当系统被困在共振中时，系统的持续迁移导致轨道偏心率迅速超过观测上限e_1 = 0.31和e_2 = 0.05。如在强制三体模拟中所见，仅对于应用的偏心阻尼，在迁移期间将保持较低的偏心。在这里，我们探讨的GJ 876系统的演变，使用二维流体动力学模拟，包括粘性加热和辐射效应。我们发现，共振内的流体动力学演化，其中只有外行星与磁盘相互作用，总是迅速导致大的值的偏心率，超过那些观察到的。只有当质量在迁移时间尺度的量级上从盘中移除（在捕获后发生大规模迁移之前），就像在行星形成的后期阶段的光蒸发可能发生的那样，我们最终才能得到与观测一致的偏心率。
2005-03-27 astro-ph
Type I planetary migration in a self-gravitating disk
利用二维流体动力学模拟方法研究了小质量行星与自引力原行星盘之间的潮汐相互作用。我们首先表明，考虑一个行星在没有自引力的情况下自由迁移会导致对迁移率的显著高估。对于一个表面密度是最小质量太阳星云的三倍的圆盘来说，高估可以达到两倍。只有考虑到行星和盘在相同的引力势内运行，才能得到无偏漂移率。在第二部分中，考虑磁盘自重。我们确认，磁盘重力增强的情况下，行星和磁盘都没有感觉到磁盘重力的差分Lindblad扭矩。这种增强仅取决于行星位置处的Toomre参数。它通常比假设行星在没有自引力的圆盘中迁移而产生的假值小一个数量级。我们确认，由于磁盘重力的扭矩增强可以完全占Lindblad共振的移位，并可以通过使用各向异性压力张量再现。我们没有发现任何显着的影响，磁盘重力的共转扭矩。
2008-01-29 astro-ph
Giant Planet Migration through the Action of Disk Torques and Planet Scattering
本文提出了一个参数研究的巨行星迁移通过联合作用的磁盘扭矩和行星-行星散射。第二类行星在拱星盘中迁移时，行星受到的扭矩很容易降低半长轴，而行星之间的散射则增加了轨道偏心率。本文提出了一种参数化的探索可能的参数空间，这种迁移的情况下，使用两个（初始）行星质量分布和偏心阻尼的时间尺度（由于磁盘）的值的范围。对于每一类系统，许多实现的模拟进行，以确定所产生的幸存行星的轨道要素的分布，本文提出了8500数值实验的结果。我们的目标是研究这种特殊迁移机制的物理学，并将其与太阳系外行星的观测结果进行比较。盘力矩和行星-行星散射的作用导致最终轨道要素的分布充满了a-e平面，与观测到的太阳系外行星的轨道要素大致一致。除了指定的轨道要素，我们的特点是这种迁移机制，通过寻找弹射和吸积行星的百分比，碰撞的数量，结果对行星质量的依赖性，在2：1和3：1共振所花费的时间，以及行星IMF的影响。我们还确定了幸存行星的倾角分布和流亡行星的喷射速度分布。
2005-05-11 astro-ph
Brownian Motion in Planetary Migration
在巨行星诞生后，一个质量为地球质量10-100倍的小行星盘残留在外太阳系中，这可以从奥尔特云的存在、冥王星的凝结要求以及行星形成的效率低下来推断。在引力散射的小行星碎片，行星迁移。轨道迁移可以导致共振捕获，如柯伊伯带和小行星带以及国外太阳系外的系统所证明的那样。微行星的有限尺寸使迁移变得随机（“嘈杂”）。在固定的磁盘质量，较大（较少）的星子产生更多的噪音。极端的噪音会破坏共振捕获。我们采用数量级物理学构建一个分析理论，如何一个行星的轨道半长轴波动随机星子散射。为了保持一个物体处于共振状态，行星的半长轴随机移动的距离不能大于共振天平动的宽度。我们把这个标准转化为一个解析公式的保留效率的共振作为系统参数的函数，包括微行星的大小。我们验证了我们的结果与定制的数值模拟。我们的理论的应用表明，共振柯伊伯带对象的迁移海王星的捕获仍然有效，如果大部分的原始磁盘被锁定在大小< O（100）km的机构，如果磁盘质量的部分大小> 1000 km的对象是小于百分之几。凝聚模拟产生的原始星子的大小分布，很容易满足这些约束。我们的结论是，随机性没有干扰，也没有修改任何实质性的方式，海王星的能力，捕捉和保留共振柯伊伯带物体在其迁移。
2006-07-10 astro-ph
Stopping inward planetary migration by a toroidal magnetic field
我们计算了行星在圆形轨道上对含有环形磁场的圆盘所施加的线性力矩。所有的流体扰动在所谓的磁共振处都是奇异的，其中扰动的多普勒频移与沿场线传播的慢MHD波的多普勒频移相匹配。它们位于正转半径的两侧。波在Lindblad共振之外传播，并且也在磁共振周围的受限区域中传播。磁共振产生了一个显著的全球扭矩，就像林德布拉德扭矩一样，在行星轨道内（外）是负（正）的。由于这些共振比林德布拉德共振更接近行星，如果磁场足够大，它们贡献的扭矩将超过林德布拉德扭矩。此外，如果β = c^2/v_A^2随半径增加得足够快，则外部磁共振变得不那么重要，并且总扭矩为负，由内部磁共振主导。这导致了地球的向外迁移。即使在正转时β = 100，也可以获得负扭矩。一颗行星通过圆盘的非磁化区域向内移动，当到达磁化区域时就会停止。然后它将能够成长为类地行星或巨行星的核心。在一个大尺度磁场结构变化足够缓慢的湍流磁化盘中，行星可能会交替向内和向外迁移，这取决于所遇到的磁场梯度。然后，它的迁移可能会变得扩散，或仅限于小规模。
2003-01-28 astro-ph
Migration and Dynamical Relaxation in Crowded Systems of Giant Planets
本文探讨了新形成的太阳系的中间时间动力学，重点是行星迁移的可能机制。我们考虑两个限制角的可用参数空间-拥挤的系统，包含N=10个巨行星在太阳系外，和太阳系与N=2个行星的潮汐相互作用与拱盘。对于一组给定的初始条件，动力学弛豫导致一个明确定义的分布可能的太阳系。对于每一类初始条件，我们进行了大量的N体模拟，以获得可能的结果的统计描述。对于N=10个行星系统，我们考虑了几种不同的行星质量分布，我们还进行了二次模拟，以探索混沌行为和长期动力学演化。对于最初有10颗行星的系统，其半径范围为5 - 30天文单位，这些散射过程自然会产生具有$a\sim1$天文单位和全部可能偏心率的行星轨道，但较短周期的轨道很难实现。为了解释所观察到的偏心巨行星，我们还探索了一种机制，结合动力学散射和潮汐相互作用与拱盘。这种组合模型自然地产生了半长轴和偏心率的观测范围。我们讨论了不同的迁移机制的相对优点，为生产所观察到的偏心巨行星。
2003-01-28 astro-ph
Chaos and the Effects of Planetary Migration on the Orbit of S/2000 S5 Kiviuq
在过去五年中发现的许多新的不规则卫星中，至少有六颗处于所谓的Kozai共振中。由于太阳摄动，卫星的近心角通常在0到360度之间进动。然而，在倾角高于39.3度和低于140.7度时，出现了一种新的行为，其中近心幅角在+/-90度左右振荡。在这项工作中，我们将专注于土星卫星S/2000 S5 Kiviuq的轨道历史，目前已知的卫星之一是在这样的共振Kiviuq的轨道是非常接近的分界线的Kozai共振。由于来自其他木星行星的扰动，预计科扎伊分界线附近的轨道可能会表现出显着的混乱行为。这一点很重要，因为混沌扩散可以将轨道从天平动转移到环流，反之亦然。为了识别混沌轨道，我们使用了两种众所周知的方法：频率分析法（Laskar 1990）和最大李雅普诺夫指数（Benettin et al. 1980）。我们的研究结果表明，Kozai共振是由一个网络的二次共振，其参数涉及的参数的近心点，参数的大不等式，经度的节点，以及其他长期的频率g5，g6和s6相关的条款的组合。许多测试轨道的进动周期接近大不等式（883年）的周期，或它的一些谐波，被这些次级共振捕获，并显示出显着的混沌行为。行星迁移，通过移动这些次级共振的位置，可能已经耗尽了Kozai共振器的原始种群。
2004-04-28 astro-ph
Planet migration
一个行星系统在其生命的早期可能会经历重大的径向重排。行星迁移可以通过与周围的微行星盘和气体盘的相互作用来实现-当后者仍然存在时-以及通过行星与行星的相互作用。我们审查的背景下，行星形成的过程中，在我们的太阳系以及在其他主要提出的迁移机制。
2002-09-19 astro-ph
The dynamics of Jupiter and Saturn in the gaseous proto-planetary disk
我们研究了木星和土星之间的相互作用阻止II型迁移使这些行星更接近太阳的可能性。我们的工作扩展了Masset和Snellgrove（2001）的先前结果，通过探索更广泛的初始条件和盘参数，并通过使用新的流体动力学代码，正确地描述了盘的全局粘性演化。最初，两颗行星都向太阳迁移，土星的迁移速度往往更快。结果，它们最终锁定在平均运动共振中。如果这种情况发生在2：3共振中，共振运动特别稳定，行星在盘中打开的间隙可能会重叠。这导致两个行星的扭矩平衡发生剧烈变化，从而大大减缓了行星的向内迁移。如果间隙重叠是实质性的，行星迁移甚至可能停止或逆转。由于间隙的宽度取决于磁盘粘度和刻度高度，因此这种机制在低粘度、冷磁盘中特别有效。我们讨论了我们的结果与Tsiganis等人（2005）和Gomes等人（2005）采用的初始条件的兼容性，以解释当前巨行星的轨道结构和月球晚期重轰炸的起源。
2007-04-10 astro-ph
Formation of Earth-like Planets During and After Giant Planet Migration
近距离巨行星被认为是在行星系统的寒冷外部区域形成的，并向内迁移，穿过我们太阳系中类地行星所占据的轨道参数空间。我们提出了一个迁移的巨行星上的原行星材料盘和随后的行星系统的演化的影响的动力学模拟。我们数值研究了超过2亿年的迁移后行星系统的动力学模型，其中包括一个迁移的巨行星，一个迁移的巨行星和一个非迁移的巨行星，并排除了气体盘的影响。在迁移的巨行星前面被移动的平均运动共振引导的物质会吸积到“热地球”中，但这些天体的生存强烈依赖于动力学阻尼。此外，被巨行星向外散射的大量物质在高度兴奋的轨道上幸存下来;这些散射体的轨道在剩余的吸积时间内被气体阻力和动力学摩擦阻尼。在所有的模拟中，地球质量的行星在大约1亿年的时间尺度上增生，通常轨道在宜居带。这些行星的质量和含水量各不相同，随着气体盘的存在而增加，随着外部巨行星的存在而减少。我们使用缩放参数和以前的结果来推导出一个简单的配方，该配方限制了哪些巨行星系统能够在宜居带中形成和容纳类地行星，表明大约三分之一的已知行星系统可能是宜居的。
2007-01-02 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
Dynamical Simulations of the Planetary System HD69830
HD 69830的径向速度变化归因于三颗行星，以及红外辐射归因于一个温暖的碎片盘。以前的研究已经建立了行星迁移和质量增长（Alibert等人，2006年）以及温暖谷物补充（Wyatt等人，2007年）的模型。我们进行n体积分，以探讨这些模型的影响：1）激发行星偏心率，2）吸积和清除一个假定的星子盘，3）迁移后的星子轨道的分布，和4）的影响的起源的红外辐射。我们发现：i）无法解释观测到的行星偏心率（e~0.1）纯粹是迁移过程中行星扰动的结果，除非行星系统几乎是面对面的。ii）在我们的n体模拟中，行星上的星子吸积速率与半解析模型中假设的速率有很大不同，这表明人们不能用Alibert等人（2006）的简化方式成功地处理星子吸积。iii）微行星的偏心阻尼并不作为存在受激偏心盘的不可逾越的障碍：所有的模拟结果都表明，至少有25个地球质量的物质仍然束缚在约1-9 AU的区域内，即使在所有三颗行星都迁移通过该区域之后。iv）气体阻力对微行星进行大小排序，最大的天体优先占据最高偏心率和最长寿命的轨道。进一步的工作将需要了解这些偏心率分布是否足够高，以解释观测到的尘埃排放水平，尽管通过稳态碰撞演化的质量损失。[删节]
2008-12-12 astro-ph
Survival of Trojan-Type Companions of Neptune During Primordial Planet Migration
我们调查的生存特洛伊型海王星的同伴在原始的径向迁移的巨行星木星，土星，天王星和海王星。海王星特洛伊人在行星迁移过程中的消失并不是一个随机的扩散过程。相反，损失几乎完全发生在离散的情节中，此时特洛伊粒子被与天王星与海王星的平均运动可通约性相关的二次共振所席卷。最大的一次损失事件发生在海王星到达其最终轨道之前，占现有海王星特洛伊木马的近75%。
2003-05-29 astro-ph
Lecture notes on the formation and early evolution of planetary systems
这些笔记介绍了行星系统的形成和早期演化理论。课程内容包括原行星盘的结构、演化和扩散;微行星、类地行星和气态巨行星的形成;以及由于气体盘迁移、微行星散射、行星与行星相互作用和潮汐而引起的轨道演化。
2017-02-20 astro-ph
Migration of Protoplanets in Radiative Disks
在等温盘中，原行星的迁移是向内的。对于小质量的行星来说，标准的第一类迁移率是如此之快，以至于这可能导致行星不切实际地消失在恒星中。我们研究了非等温盘中的行星-盘相互作用，并分析了行星质量范围扩大时的迁移幅度和方向。我们已经进行了详细的二维数值模拟嵌入式行星，包括加热/冷却效应，以及现实的不透明辐射扩散。在辐射盘中，M_planet < 50 M_Earth的小行星确实以与标准I型迁移的绝对星等相当的速率向外迁移。对于较大的群众的迁移是向内的，并接近等温，II型迁移率。我们的发现对于行星的第一个生长阶段特别重要，并缓解了向内的I型迁移过快的问题。
2008-06-18 astro-ph
Simulating planet migration in globally evolving disks
行星-盘相互作用的数值模拟通常使用流体代码进行-因为它们只考虑盘的环形，在2D网格上-不能考虑盘的全球演化。然而，后者控制着II型行星迁移，因此行星演化的准确性可能受到质疑。为了开发一种算法，模拟当地的行星盘的相互作用与全球粘性的磁盘的演变，我们围绕通常的2D网格与1D网格范围内的磁盘的实际扩展。1D和2D网格通过鬼环在它们的共同边界处耦合，特别注意界面处的通量，特别是波携带的角动量通量。计算是在以质心为中心的坐标系中进行的，以确保角动量守恒。该算法能很好地描述盘的全局演化和局部行星-盘相互作用，并能研究其中一个对另一个的反馈，相对于通常的算法，其额外的计算代价可以忽略不计。
2006-08-30 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
Survival of Terrestrial Planets in the Presence of Giant Planet Migration
“热彗星”，木星质量的行星，轨道周期很短，围绕着附近的主序星运行，被认为主要是由于行星的轨道迁移，这些行星最初形成在离母星更远的轨道上。巨行星的迁移将对这些系统中的类地行星的演化产生深远的影响，以前的分析假设在迁移发生后没有类地行星幸存下来。我们目前的数值模拟表明，相当一部分类地行星可以生存的迁移过程中，最终返回到圆形轨道相对接近其原始位置。最终轨道的一小部分位于宜居带，这表明拥有近距离巨行星的行星系统是在其他恒星周围寻找类地宜居行星的可行目标。
2003-11-10 astro-ph
The resonant structure of Jupiter's trojan asteroids-II. What happens for different configurations of the planetary system
在以前的论文中，我们发现目前木星特洛伊群的共振结构可以分为四个不同的共振家族。在这里，在第一步中，我们概括这些家庭，以描述发生在特洛伊群嵌入在一个通用的行星系统的共振。这些家庭的位置的变化下修改的基频的行星，我们将展示如何在行星迁移的共振结构将演变。我们提出了一个通用的方法，知识的行星的基频的基础上，可以达到的特洛伊人，这使得它能够预测和本地化的主要事件中出现的群集迁移。特别是，我们展示了如何的大小和稳定的特洛伊群的行星的频率的修改的影响。最后，我们用这种方法研究了土星向外迁移时木星特洛伊群的全球动力学。除了Morbidelli等人（2005）发现的两个共振可能导致在2：1轨道共振交叉后捕获当前人口之外，我们还指出了几个可以影响特洛伊人口的混沌事件序列。
2009-06-12 astro-ph
Disks, Extrasolar Planets and Migration
本文综述了原行星盘模型、原行星迁移和具有迁移核的巨行星的形成等方面的研究成果。我们首先将原行星状星云模拟为α-吸积盘，并给出了不同α值和气体吸积率通过吸积盘的稳态计算。然后，我们回顾了目前的原行星迁移的背景下，这些模型的理论，专注于气体盘原行星潮汐相互作用。根据这些理论，迁移的时间尺度可能比行星形成的时间尺度要短。因此，我们调查行星形成的背景下，一个迁移的核心，同时考虑的增长的核心和建立的信封在迁移过程中。
1999-05-18 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
