Stability constraints in modeling of multi-planet extrasolar systems
我们提出了一个高精度的径向速度（RV）的恒星托管多行星系统与木星的同伴的观测分析。我们使用动态稳定性约束和准全局优化方法。作为一个例子，我们提出的RV数据的类日矮星HD 155358和$τ^1$ Gruis的新结果。
2008-02-02 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
Mean Motion Resonances in Extrasolar Planetary Systems with Turbulence, Interactions, and Damping
本文继续了前人关于湍流对系外行星系统平均运动共振影响的研究。在形成行星的圆盘中预计会出现湍流，这些波动会影响共振配置。本文通过考虑行星之间的相互作用和磁盘可能施加的阻尼效应如何影响结果，扩展了以前的工作。这些物理过程的研究使用三种方法：数值积分的三体问题与额外的强迫由于湍流，模型方程，减少问题的随机驱动的振荡器，和福克-普朗克方程描述的时间演化的合奏系统。通过这种结合的方法，我们阐明了湍流如何从平均运动共振中去除太阳系外行星系统的物理学。正如预期的那样，具有足够大阻尼（耗散）的系统可以保持共振，尽管湍流强迫。在没有强阻尼的情况下，这些系统的合奏表现出两种制度的行为，其中的束缚态的分数作为幂律或指数下降。这两种类型的行为都可以通过本文开发的模型来理解。对于行星间具有弱相互作用的系统，模型简化为随机摆，束缚态的分数按幂律减小。对于高度相互作用的系统，动力学更加复杂，束缚态的分数呈指数下降。我们展示了行星间的相互作用如何导致Fokker-Planck方程中的漂移项，并解释了这种指数行为。除了澄清所涉及的物理过程，本文加强了发现，湍流意味着平均运动共振应该是罕见的。
2008-10-22 astro-ph
Turbulence in Extrasolar Planetary Systems Implies that Mean Motion Resonances are Rare
本文考虑了湍流对太阳系外行星系统平均运动共振的影响，并预测系统很少能在共振配置中生存。据报道，越来越多的系统处于共振状态，这被认为是由行星迁移过程引起的。如果行星被聚集在一起，并通过星周盘产生的扭矩向内移动，那么盘湍流可以阻止行星保持共振配置。本文通过数值模拟和解析模型方程研究了这一过程，这两种方法都包括由于湍流的随机强迫项。我们探讨了湍流的振幅和强迫时间间隔如何影响平均运动共振的维持。如果湍流是常见的行星迁移时期的拱星盘，与目前的MHD模拟所示的振幅，那么行星系统，仍然深在平均运动共振预测是罕见的。更具体地说，一个典型的磁盘寿命为100万年的谐振系统的分数是0.01的顺序。如果平均运动共振被发现是常见的，那么它们的存在将对星周盘中湍流波动的振幅和占空比产生严格的限制。这些结果可以通过以近似形式P_b = C / N_{orb} ^{1/2}表示幸存的共振系统的期望分数来组合，其中无量纲参数C = 10 - 50，其中N_{orb}是湍流活跃的轨道的数目。
2008-05-12 astro-ph
Stability of Satellites Around Close-in Extrasolar Giant Planets
我们研究了太阳系外巨行星的假想卫星的长期动力学稳定性。恒星潮汐会阻止行星的自转，并与潮汐迁移一起移动卫星;这一过程限制了太阳系外行星系统中较大卫星的寿命。由于质量较大的卫星比质量较小的卫星移动得更快，我们能够推导出那些可能存活到今天的卫星的质量上限。例如，我们估计没有质量大于7 x 10^{-7} M_Earth$（rho=3 g cm^{-3}时半径约为70 km）的原始卫星能够在凌日行星HD 209458 b周围存活下来。没有任何有意义的质量限制可以放置在卫星轨道木星行星超过0.6 AU从他们的母恒星。类木行星的类地卫星在恒星质量大于0.15 M太阳的系统中可以存在5 Gyr。凌日显示出最有希望的太阳系外卫星的发现-我们讨论的前景，通过使用天基测光调查和行星潮汐耗散因子Q的发现将意味着通过过境卫星探测。
2002-05-02 astro-ph
Extrasolar Planets in Mean-Motion Resonance: Apses Alignment and Asymmetric Stationary Solutions
近年来，在平均运动轨道附近发现了几对太阳系外行星。在某些情况下，例如格利泽876系统，行星似乎被困在一个静止的溶液中，该系统表现出共振角θ_1 = 2 <$da_2-<$da_1- varpi_1和近心点的相对位置的同时天平动。在本文中，我们分析了这些稳定的解决方案的存在性和位置，为2/1和3/1共振，作为两个行星的质量和轨道要素的函数。这是通过共振哈密顿函数的分析模型进行的。与精确方程的数值模拟结果进行了比较。在2/1可积性中，我们证明了三个主要的稳定解族的存在性：（i）对准轨道，其中theta_1和varpi_1 - varpi_2都在零附近振动，（ii）反对准轨道，其中theta_1=0并且近心差为180度，以及（iii）非对称静止解，其中谐振角和varpi_1 - varpi_2都是具有0或180度不同值的常数。每个家族都存在于两个行星的质量比和偏心率的不同值域中。在3/1共振中也发现了类似的结果。我们讨论了这些结果在太阳系外行星系统中的应用，并绘制了一张具有拱点共转的可能行星轨道图。我们估计，也，最大的行星质量，以便固定的解决方案是动态稳定的。
2002-10-25 astro-ph
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
Extrasolar Planet Orbits and Eccentricities
已知的太阳系外行星表现出许多有趣和令人惊讶的特征--极短周期轨道、高偏心率轨道、平均运动和长期共振等--并极大地扩展了我们对可能存在的行星系统多样性的理解。在这篇综述中，我们总结了太阳系外行星的轨道特性。太阳系外行星最显著的特征之一是它们的高离心率，远远大于太阳系中所看到的。我们回顾了大偏心率的理论解释，并指出了现有理论的成功和不足。
2003-12-01 astro-ph
The Significance of the Sodium Detection in the Extrasolar Planet HD209458b Atmosphere
2001年，哈勃太空望远镜探测到一颗太阳系外行星的大气层，这是确定太阳系外行星特征的一个里程碑。HST通过593 nm的中性原子共振双峰在过境的太阳系外巨行星HD 209458 b中检测到微量元素钠。在本文中，我讨论了有史以来第一个太阳系外行星大气探测的意义。我解释了如何钠测量可以作为一个约束HD209458b大气模型和审查最近的解释低于预期的钠线强度。
2003-05-19 astro-ph
Extrasolar Trojan Planets close to Habitable Zones
我们研究了一些太阳系外行星系统中拉格朗日平衡点L4和L5附近类地行星的稳定区域。它们的稳定性问题可以在限制性三体问题的框架中处理，其中主恒星和一个大质量的类星体行星是主要天体，类地行星被认为是无质量的。从这些理论研究中，人们不能确定平衡点周围稳定区的范围。使用数值实验，我们确定了他们的largeness从已知的太阳系外行星表中选择的三个测试系统，其中一个巨大的行星是移动接近所谓的宜居带围绕主恒星在低偏心轨道。结果显示了该区域的大小和结构的依赖性，该区域随着已知气体巨星的偏心率显著收缩。
2004-08-04 astro-ph
The orbits of the extrasolar planets HD 82943 c,b
行星HD 82943 b和HD 82943 c的轨道对应于一个在不到10万年内必然发生灾难性事件的系统。本文提出了适合于现有观测数据并与规则运动相对应的元素和质量的替代组。行星HD 82943 c，b处于2/1平均运动共振，并被困在（0，0）-拱线共转附近。
2004-11-26 astro-ph
The Possible Belts for Extrasolar Planetary Systems
自20世纪90年代以来，已经发现了100多颗太阳系外行星。与太阳系不同的是，这些行星的轨道偏心率覆盖了从0到0.7的巨大范围。第一个柯伊伯带天体于1992年被发现。因此，一个有趣而重要的问题将是太阳系外行星系统是否可能具有像柯伊伯带或小行星带那样的结构。我们用Rabl & Dvorak（1988）和Holman & Wiegert（1999）的类似方法研究了这些具有不同轨道偏心率的行星系统的稳定性。我们认为，大多数太阳系外行星系统都可以在其外围区域拥有自己的带。然而，我们发现，高偏心率的轨道是非常强大的这些人口的耗竭。
2006-10-30 astro-ph
Relativistic Effects in Extrasolar Planetary Systems
本文考虑了目前观测到的太阳系外行星系统中的广义相对论效应。虽然GR校正很小，但它们可以与这些系统中的长期相互作用竞争，从而发挥重要作用。具体来说，一些观测到的多行星系统接近长期共振，其中的动力学对GR校正极其敏感，这些系统可以作为实验室来测试广义相对论。对于三颗行星的太阳系Upgraded Andromedae，长期相互作用理论意味着80%的概率找到系统与其观测到的轨道要素，如果GR是正确的，相比之下，只有2%的概率在没有GR。
2006-11-28 astro-ph
Long-Period Objects in the Extrasolar Planetary Systems 47 UMa and 14 Her
对太阳系外行星系统47 UMa和14 Her中可能存在的其他长周期行星质量天体进行了研究。我们结合了这些恒星上所有可用的径向速度数据，跨度长达18年。对于47 UMa系统，我们表明，虽然第二颗行星提高了所有可用数据的拟合，但对于拟议的行星伴侣47 UMa c的轨道参数仍然存在很大的模糊性。我们还提出了新的意见，明确支持长周期的同伴在14她的系统。周期为6906+/-70天，14 Her c可能与内行星处于4：1的共振。我们还提出了7个以前已知的行星合并最近获得的额外数据与2.7米哈兰J.史密斯望远镜在麦克唐纳天文台修订的轨道解。
2006-09-05 astro-ph
Origin theories for the eccentricities of extrasolar planets
一半已知的太阳系外行星的轨道偏心率超过0.3。如此大的离心率是令人惊讶的，因为人们认为行星形成于一个原行星盘中，在接近圆形的轨道上，就像太阳系行星的当前状态。对大行星偏心率的可能解释包括伴随行星间散射的扰动、气体盘与行星之间的潮汐相互作用、Kozai长期偏心率周期、行星对在平均运动共振中迁移时的偏心率激发、恒星相遇的扰动、如果行星通过引力不稳定形成时发生的类恒星弛豫、以及主星喷流系统相对于伴星的相对加速度。在这一章中，我们评论了各种偏心起源理论的相关性和特点。
2007-02-07 astro-ph
Extrasolar Transiting Planet Search with Subaru Suprime-Cam
我们报告的结果，原型测光搜索凌日系外行星使用斯巴鲁Suprime-Cam。在银河平面（l=90度，b=0度）周围监测的大约100，000颗恒星中，我们发现7，700（27，000）颗恒星在60秒曝光时的测光精度低于1%（3%），这是通过凌日法检测太阳系外行星所需的。因此，Suprime-Cam具有凌日行星测量所需的光度稳定性和精度。在这次观测过程中，我们探测到了三颗凌日行星候选者（i '波段星等约为18.5），它们表现出一条完整的凌日光变曲线，其分数深度<5%。虽然未来的光度和/或光谱的后续工作仍有待完成，这三个系统的估计参数与主序星周围的行星同伴是一致的。我们还发现了两个食双星候选者和11颗变星，它们的光变曲线类似于乌玛。
2006-03-14 astro-ph
Extrasolar planets and brown dwarfs around A-F type stars V. A planetary system found with HARPS around the F6IV-V star HD 60532
目的：在寻找早型恒星周围的太阳系外行星和褐矮星的框架下，我们给出了用HARPS对F型主序星HD 60532（F6 V）的研究结果。方法：使用147光谱与HARPS在La Silla的时间基线为两年，我们研究了这颗星的径向速度。结果：HD 60532的径向速度呈周期性变化，其变化具有开普勒起源。这颗恒星被两颗行星的行星系统所环绕，最小质量分别为1和2.5兆焦耳，轨道间距分别为0.76和1.58天文单位。我们还检测到高频，低振幅（10米/秒的峰峰值）脉动。系统的动力学研究指向一个可能的3：1平均运动共振，这应该在未来十年内得到证实。
2008-09-23 astro-ph
On the Origin of the Eccentricities of Extrasolar Planets
我们发展了一个现象学理论，旨在解释太阳系外行星的大偏心率和太阳系中的小偏心率的起源，非共振多行星系统中拱点对准的偏好，以及太阳系外行星和光谱双星的偏心率分布相似性的起源。我们表明，如果一个物理过程是弱依赖于当地的动力学的同伴，并赋予一个小的相对加速度的恒星伴星系统，同伴的轨道的偏心率被激发到大的值取决于加速的方向和持续时间。这种过程的一个自然候选者是不对称的恒星喷流和星盘风。当加速度源于旋进射流时，即使对于几乎垂直的射流，也可以通过射流的旋进频率与诱导加速度的激励频率的共振来激励大的偏心。旋进还减小了远在谐振半径内的偏心幅度。在多行星系统中，加速度的强度受到最好的限制，因为同伴的相互引力扰动，而加速度的持续时间受到赋予恒星的剩余速度小于银河系中恒星速度色散的条件的限制。在伴星系统的外部，加速激发时间与轨道周期相当或小于轨道周期，发生了显著的径向迁移，这可能对太阳系中次要天体种群的动力学产生重要影响。理论说明与$\upsilon$仙女座双星系统。
2005-03-28 astro-ph
The Stability Analysis of the Extrasolar Planetary Systems
到目前为止，在对太阳型恒星的多普勒观测中已经发现了100多颗巨大的类地行星。在本文中，我们进行模拟调查三个系统：GJ 876，HD 82943和55 Cnc。前两个系统都有一对行星处于2：1的平均运动共振（MMR）中，而后者的内两个伴星接近3：1的MMR。通过对三个系统数百万年的行星轨道积分，我们发现对于GJ 876和HD 82943，临界参数$λ_{1} - 2λ_{2} + \varpi_{1}$和$λ_{1} - 2λ_{2} + \varpi_{2}$围绕$0^{\circ}$或$180^{\circ}$摆动，表明2：1 MMR在稳定行星运动，使其免受频繁近距离碰撞方面起着重要作用.对于55Cnc，我们进一步给出了3：1MMR的三个共振参数，分别进行了数百万年的平动，揭示了该系统共振的证据。此外，我们应该强调另一个重要的机制是对某一系统的行星之间的拱点锁相。对于GJ 876和HD 82943，我们发现相对近点平动$\varpi_{1} - \varpi_{2}$分别围绕$0^{\circ}$或$180^{\circ}$运动，而对于55 Cnc，我们发现两颗内行星之间存在非对称近点平动。最后，我们对系外行星系统中的宜居带作了简要的讨论。
2004-11-02 astro-ph
Theoretical Transmission Spectra During Extrasolar Giant Planet Transits
最近对HD 209458 b（一颗围绕类太阳恒星运行的太阳系外行星）的凌日观测证实了它是一颗气体巨星，并确定其轨道倾角为85度。这种倾斜使得对行星大气的研究成为可能。本文讨论了凌日过程中行星的透射谱。该方法的基本原理是，当恒星通量通过行星大气时，行星大气的吸收特征将叠加在恒星通量上。这颗行星的透明大气面积与恒星面积的比值很小，约为10^{-3}比10^{-4};要使这种方法有效，必须有非常强的行星光谱特征。我们使用我们的模型，在太阳系外的巨行星，以估计有前途的吸收签名：碱金属线，特别是Na I和K I的共振双峰，和He I $2^3S$ - $2^3P$三重线在1083.0 nm。如果成功，观测将限制视线温度，压力和密度。最重要的一点是，观测将限制云的深度，这反过来又将区分不同的大气模型。我们还讨论了这种方法在不同的轨道距离和轨道非太阳型恒星的EGPs的潜力。
2000-06-23 astro-ph
Detection of an Extrasolar Planet Atmosphere
我们报告高精度的分光光度观测HD 209458的四个行星凌日，在该地区的钠共振双峰在589.3 nm。我们发现，在以钠特征为中心的带通中，相对于在相邻带中同时观测到的凌日，凌日期间的光度变暗要深（2.32 +/- 0.57）x 10^{-4}。我们将这种额外的变暗解释为行星大气中钠的吸收，正如最近从几个理论建模工作中预测的那样。我们的模型是一个无云的行星大气，太阳富含原子形式的钠，预测的钠吸收比我们观察到的要多。有几种可能性可以解释这种降低的幅度，包括钠原子反应成分子气体和/或冷凝物，恒星通量导致钠的光电离，钠的原始丰度较低，或者大气层中存在云。
2001-11-28 astro-ph
Dynamical Instabilities in Extrasolar Planetary Systems
多个巨行星之间的不稳定性和强烈的动力学相互作用被认为是太阳系外行星系统令人惊讶的轨道特性的可能解释。特别是，动力学不稳定性似乎提供了一个自然的机制，产生在许多系统中看到的高偏心轨道。在此之前，我们进行了数值积分的动力学演化的行星系统包含两个巨大的行星相等的质量最初在近圆形轨道非常接近的动力学稳定性极限。我们发现，在这些模拟中，碰撞与喷射的比率大于已知太阳系外行星中圆形轨道与偏心轨道的比率。此外，在一次抛射后剩余的行星的平均离心率大于已知的太阳系外行星的平均离心率。最近，我们进行了额外的积分，推广到考虑两个质量不等的行星。我们的新模拟表明，两行星散射模型可以产生一个分布的偏心率与观测到的偏心率分布合理的质量分布。此外，该模型预测的最大偏心率约为0.8，与观测结果一致。对三颗质量相等的行星进行模拟的早期结果也显示，碰撞频率降低，保留的内行星的最终偏心率范围很广。
2002-10-12 astro-ph
Search for Double Transit Extrasolar Planetary Systems: Another Transiting Planet Around OGLE-TR-111 or a False Positive Detection?
对双凌行星系统的搜索为凌日搜索和轨道稳定性、恒星辐射和迁移情景等研究开辟了新的可能性。我们探索了已确认的行星伴星（OGLE-TR-10、OGLE-TR-56、OGLE-TR-111、OGLE-TR-113和OGLE-TR-132）的OGLE光变曲线，寻找更多的凌日。最有希望的候选者是OGLE-TR-111，其光度测量和径向速度与第二颗行星的存在一致。如果得到证实，OGLE-TR-111将是第一个通过凌日探测到的太阳系外行星系统。可能的新行星OGLE-TR-111c的参数为：周期P = 16.0644 d，半长轴a = 0.12 AU，轨道倾角i = 88-89 deg，质量M = 0.7 M_J，半径R = 0.85 R_J，密度ρ = 1.4 g/cm^3。如果得到证实，OGLE-TR-111c将是迄今为止测量到的最小和致密的太阳系外行星，真正的类木行星，性质介于木星和土星之间，尽管周期较短。额外的光度和光谱数据将允许区分OGLE-TR-111周围的第二颗过境行星和假阳性探测。
2005-01-20 astro-ph
Dynamical Habitability of Known Extrasolar Planetary Systems
可居住性通常被定义为类地行星的大气层维持液态水的要求。这一定义可以通过动力学要求来补充，即系统中的其他行星不会在其宜居带（允许液态水存在的轨道区域）之外对类地行星产生引力扰动。我们量化的85个已知的太阳系外行星系统的动力学可居住性，通过模拟其轨道动力学在潜在的宜居类地行星的存在。当要求可居住行星始终严格保持在其宜居带内时，巨行星的扰动影响超出了传统的希尔球近距离接触：类地行星在宜居带外的漂移也是由长期偏心率变化和在某些情况下强烈的平均运动共振引起的。我们的研究结果表明，超过一半的已知太阳系外行星系统（主要是那些遥远的，偏心的巨行星）不太可能拥有可居住的类地行星。大约四分之一的系统（大多数是那些有近距离巨行星的系统），包括三分之一的类地行星的潜在目标，看起来像我们自己的太阳系一样适合居住。这些系统中尚未被发现的巨行星的影响可能会损害它们的动力学可居住性。在我们的模拟中，一些可居住的类地行星具有相当大的偏心率（e > 0.1），这可能导致大的季节性气候变化，从而影响它们的可居住性。
2002-09-30 astro-ph
Dynamical Instabilities in Extrasolar Planetary Systems Containing Two Giant Planets
几个巨行星之间的不稳定性和强烈的动力学相互作用被认为是太阳系外行星系统令人惊讶的轨道特性的可能解释。特别是，动力学不稳定性似乎提供了一个自然的机制，产生在许多系统中看到的高偏心轨道。在这里，我们提出了行星系统的动力学演化的数值积分的结果包含两个相同的巨行星在近圆形轨道非常接近的动力学稳定性极限。我们确定的统计性质的三种主要类型的系统所产生的发展的不稳定性：系统包含一颗行星，无论是两个初始的行星之间的碰撞，或喷射其中之一到无穷大，和系统包含两个行星在一个新的，准稳定的配置。我们讨论了我们的研究结果的形成和观测到的太阳系外行星系统的演变的影响。我们的结论是，所观察到的系统的偏心率和半长轴的分布不能很容易地解释调用两个行星之间的动力学相互作用最初在圆形轨道上。虽然这些相互作用可以自然地产生高度偏心的轨道，但两颗行星之间的碰撞经常发生在观测到的半长轴范围内，这将导致比观测到的样本更多的近圆形轨道。
2000-12-16 astro-ph
Extrasolar Planet Interactions
行星系统的动力学相互作用可能是它们形成历史的线索。因此，这些相互作用的分布对行星形成的模型提供了重要的限制。我们专注于每个系统的拱点运动和接近动力学不稳定。虽然迄今为止只发现了约25个多行星系统，但我们在这些方面的分析揭示了行星相互作用的几个重要特征。1)许多系统相互作用，使得它们接近稳定性和不稳定性之间的边界。2)行星的形成倾向于至少有一颗行星的偏心率周期性地下降到接近零。3)如果没有共振，平均运动共振对将是不稳定的。4)质量近似相等的行星的散射不太可能产生所观察到的拱点行为分布。5)共振相互作用可以通过计算系统接近不稳定性来识别，而不考虑角度的知识，如平均经度和近星点经度（例如GJ 317 b和c可能处于4：1共振）。行星系统的这些性质是通过计算描述相互作用的两个参数来确定的。拱点相互作用可以通过确定行星与拱点分界线（性质不同类型的拱点振荡之间的边界，例如长轴的天平动或环流）的距离来量化。不稳定性的接近程度可以通过将观测到的轨道要素与描述一种称为希尔稳定性的稳定性的分析边界进行比较来测量。我们已经建立了一个网站，致力于提供动态交互的最新信息：http://www.lpl.arizona.edu/~rory/research/xsp/dynamics
2008-01-21 astro-ph
Radial Velocity Detectability of Low Mass Extrasolar Planets in Close Orbits
用精确的径向速度测量来探测木星质量的伴星到附近的太阳型恒星现在是常规的，多普勒测量正朝着更低的速度幅度发展。据报道，探测到了几颗海王星质量的行星，其轨道周期小于一周。寻找与地球质量相近的行星的努力已经提上了议事日程。成功的探测或有意义的上限将对行星形成的过程产生重要的约束。在本文中，我们量化了近轨道低质量行星探测的统计数据，显示了探测阈值如何取决于观测的数量和时间。特别是，我们考虑的情况下，一个低质量的行星接近，但不是在2：1的平均运动共振与热木星。这种情况很可能是行星形成的核心吸积假说的产物，再加上木星在原行星盘中的迁移。由于轨道周期受到很好的约束，它也有利于探测。探测少量地球质量的岩石核心将需要~ 1 m/s的速度精度，最重要的是，更好地了解恒星径向速度抖动。
2004-09-30 astro-ph
Eccentricity Evolution of Extrasolar Multiple Planetary Systems due to the Depletion of Nascent Protostellar Disks
大多数太阳系外的行星被观测到的离心率比太阳系内的大得多。其中一些行星有兄弟行星，质量相当，绕着相同的主星运行。在这些多行星系统中，行星之间的角动量交换导致行星之间的相互长期相互作用，从而调节偏心率。对于成熟的行星，这种调制的本征频率由它们的质量和半长轴比决定。但是，在盘耗尽之前，行星新生盘的自引力主导了岁差本征频率。在这里，我们研究的初始演化的年轻行星的偏心率由于拱线天平动或循环引起的长期相互作用，它们之间的新生磁盘和自引力。我们发现，后者的影响随着磁盘耗尽而下降，尽管行星之间的角动量的时间不对称交换，但行星的近点相对相位的调制幅度近似不变。然而，当年轻行星的轨道经过长期共振状态时，它们的平均偏心率会发生系统的数量变化。在应用方面，我们分析了在原恒星盘耗尽时期，仙女座上升星系和HD 168443周围行星的偏心率演化。我们发现磁盘耗尽可以改变行星的偏心率。然而，如果所有行星的初始偏心率都很小，那么就不能激发出相对较大的偏心率振幅。
2002-11-20 astro-ph
The role of chaotic resonances in the solar system
在过去的十年里，我们对太阳系的理解发生了革命性的变化，因为我们发现行星的轨道本质上是混乱的。在极端的情况下，混沌运动可以改变恒星周围行星的相对位置，甚至将行星从系统中驱逐出去。此外，行星的自转轴--地球的自转轴调节着我们的季节--可能会混乱地进化，对其他生物学上有趣的行星的气候产生不利影响。最近发现的一些太阳系外行星系统包含多个行星，其中一些可能也是混乱的。
2001-12-02 astro-ph
Evolution of Planets in Disks
本文综述了已观测到的太阳系外行星的主要性质及其与行星系统形成的关系。本文给出了粘性演化盘中嵌入行星的数值计算结果。重点是加积和迁移过程。本文给出了无粘圆盘的新计算。演讲的第二部分集中在共振行星系统。在观测到的太阳系外系统中，有3个被证实的例子，Gl 876，HD 82943和55 Cnc，其中行星以低阶平均运动共振绕其中心恒星运行。数值模拟模拟的形成和演变，这样的系统的结果。
2004-02-26 astro-ph
On the extrasolar multi-planet system around HD160691
我们重新分析了精确的径向速度（RV）观测HD160691（亩阿拉）的英澳行星搜索队。这颗恒星应该有两颗木星伴星（HD 160691b和HD 160691c），分别在长周期轨道上运行约630天和约2500天），以及一颗热海王星（HD 160691d），在长周期轨道上运行约9天。我们进行了一个全球性的搜索最适合在轨道参数空间的混合代码采用遗传算法和单纯形法。Keplerian拟合的稳定性用考虑动力学约束的RV信号的N体模型（所谓的GAMP方法）来验证。我们的分析揭示了第四颗未经证实的行星HD160691e的特征，它的轨道大约为307天。总体而言，四行星配置的全球架构让人想起太阳系。所有的伴星都在准圆形轨道上运动。两颗内类木行星的轨道接近2：1平均运动共振。另一个三行星系统涉及两个偏心轨道的类木行星（e约为0.3），接近4：1的MMR，但它产生了一个明显更差的拟合数据。我们还验证了一个假设的1：1 MMR的两个内类木行星的四行星模型的子系统。
2006-10-12 astro-ph
Albedo and Reflection Spectra of Extrasolar Giant Planets
我们产生理论的太阳系外巨行星（EGP）模型，从木星到51-飞马座类天体的全方位反射光谱。我们的Mie多建模利用最新的原子和分子的横截面，米氏理论治疗的消光冷凝物，各种颗粒尺寸分布，和扩展的Feautrier辐射转移方法，该方法允许散射相函数的一般治疗。我们发现，由于在五个广泛的有效温度范围内的每一个对象的成分和光谱的定性相似性，很自然地建立五个代表性的EGP类：一个“木星”类（T $_{\rm eff} \lesssim 150$ K; I类）对流层氨云，一种“水云”（T $_{\rm eff} \sim 250$ K; II类）主要受缩合H $_2$ O影响，一种“透明”类（T $_{\rm eff} \gtrsim 350$ K; III类），无云，两种高温等级：IV类（900 K $\lesssim$ T $_{\rm{eff}}$ $\lesssim$ 1500 K），其中碱金属吸收占主导地位，第五类（T $_{\rm{eff}}$ $\gtrsim$ 1500 K和/或低表面重力（$\lesssim$ 10 $^3$ cm s $^{-2}$））其中高硅酸盐层屏蔽了大部分入射辐射免受碱金属和分子吸收。钠和钾的共振线预计是第三、第四和第五类天体反射光谱的显著特征。我们推导出债券的有效温度和有效温度的全套已知的EGPs和探索的非平衡态的冷凝产品的光解以上或内的主要云甲板的可能…
2000-03-23 astro-ph
Prospects for near-infrared characterisation of hot Jupiters with VSI
本文研究了利用第二代VLTI光谱成像仪（VSI）获取太阳系外明亮行星近红外光谱的可行性，该仪器具有分辨附近热太阳系外巨行星（EGP）与其主星所需的角分辨率。考虑到基本噪声，我们模拟关闭相位测量的几个太阳系外的系统，使用4个8米望远镜在VLT和低光谱分辨率（R = 100）。T. Barman被用作输入。然后使用标准的卡方拟合方法从模拟数据中重建行星光谱。这些模拟表明，在H和K波段的低分辨率光谱，可以恢复一个良好的保真度为六个目标在一个合理的观测时间（约10小时，分散在几个晚上）。这种观测将强烈地限制行星的温度和温度，能量再分配机制，以及它们大气的化学成分。系统误差，不包括在我们的模拟，可能是一个严重的限制，这些性能的估计。然而，集成光学的使用有望提供所需的仪器稳定性（在闭合相位时约为10^-4），从而能够在近红外波段首次全面表征太阳系外行星的发射光谱。
2008-07-18 astro-ph
Retrograde resonances in compact multi-planetary systems: a feasible stabilizing mechanism
到目前为止，发现的多行星系统在大多数情况下都以靠近中心恒星的热行星和高偏心率为特征。因此，从动力学的角度来看，紧凑的多行星系统形成了各种各样的一般N体问题（N >= 3），其解不一定是已知的。太阳系外的行星到目前为止都是以环绕恒星的轨道运动（即直接），并且经常以平均运动共振（MMR）的方式存在。在本文中，我们研究了一个理论的替代适合于紧凑的多行星系统的稳定性。当外行星在MMR中相对于内行星的逆行轨道上移动时，我们发现所谓的逆行共振呈现出与动力学稳定性特别相关的精细和特征结构。我们发现，逆行共振和他们的资源打开一个家庭的稳定机制，涉及特定的行为拱点岁差。我们还指出，对于特定的轨道数据，逆行MMR可以提供更强大的稳定性相比，相应的逆行MMR。
2008-04-14 astro-ph
Probing Structures of Distant Extrasolar Planets with Microlensing
焦散线交叉双星微透镜事件的源星的行星伴星可以通过焦散线放大从大气或行星表面反射的恒星光时产生的母光变曲线的偏差来检测。偏差的大小是delta_p e_p rho_p^{-1/2}，其中e_p是行星反射的星光的分数，rho_p是行星的角半径，单位是爱因斯坦环的角半径。由于焦散线交叉期间达到了非常高的分辨率，这些扰动的详细形状对行星上和周围的精细结构非常敏感。我们认为环，卫星和大气特征的焦散交叉微透镜光变曲线的签名。我们发现，在合理的假设下，环产生10% delta_p量级的偏差，而卫星，斑点和带状带产生1% delta_p量级的偏差。我们考虑了使用当前和未来望远镜对这些特征的可探测性，并发现，使用非常大的孔径（> 30米），环系统可能是可探测的，而斑点，卫星，并且带状带通常难以检测。我们还对近距离行星周围的环的稳定性进行了简短的讨论，指出环很可能在10^5年的时间尺度上被坡印廷-罗伯逊阻力所破坏，除非它们是由大颗粒（>>1 cm）组成的，或者是由卫星稳定的。
2003-01-14 astro-ph
Reversing type II migration: resonance trapping of a lighter giant protoplanet
我们提出了一个机制，嵌入在原行星盘的巨型原行星的迁移，其中一个巨大的原行星被赶上，在所有的方式迁移到中央恒星，由一个较轻的外部巨型原行星。这颗外原行星可能会被捕获到与更大质量的原行星的2：3共振中，在这种情况下，两颗行星在圆盘中打开的间隙重叠。出现两种效应，即平方质量加权扭矩不平衡和从外盘到内盘通过重叠间隙的增加的质量流，这两者都有利于向外迁移。事实上，在这里提出的条件下，描述了一对分别为木星和土星大小的原行星的演化，迁移是反向的，而行星的半长轴比是恒定的，偏心率被限制在小值的磁盘材料。简要讨论了该系统的长期行为，并解释了半长轴a>0.2 AU的太阳系外行星的高偏心率。
2001-01-18 astro-ph
Occurrence and Stability of Apsidal Resonance in Multiple Planetary Systems
利用双行星系统长期摄动理论的Laplace-Lagrange解，研究了双行星系统近点长期共振的发生和稳定性。导出了预测两行星是否发生拱点共振的显式判据。在初元空间中给出了两颗行星发生近点共振的可能性。我们验证的标准与数值积分的HD 12661系统，并发现他们给很好的预测，除了在边界的标准或行星偏心率太大。通过计算一般三体模型中两行星轨道的李雅普诺夫指数，研究了HD 12661系统中两行星的非线性稳定性。讨论了该判据在其它多行星系统中的应用。
2003-08-07 astro-ph
Stability and eccentricity of periodic orbit for two planets in a 1:1 resonance
拉格朗日著名的1772年解决方案的三体问题的非线性稳定域的数值获得的机构的质量和共同的偏心率的函数，他们的开普勒轨道。这个域表明，这个解决方案可能在太阳系外行星系统中实现，类似于最近发现的两个太阳系大小的行星围绕太阳大小的恒星运行的行星系统。对于精确的1：1共振，发射光的多普勒频移变化与只有一个行星伴星的恒星相同。但更有可能的是，在实际的太阳系外行星系统中，这种共振存在偏差，这就提出了一个有趣的前景，即拉格朗日的解可以通过对观测结果的分析来确定。另一个稳定的1：1共振的解决方案，将有一个更明确的多普勒频移签名的存在也进行了讨论。
2002-04-14 astro-ph
Resonance Type Instabilities in the Gaseous Disks of the Flat Galaxies II. The stability of solitary vortex sheet
对旋转气体圆盘中速度和密度不连续轴对称界面的线性稳定性进行了数值和解析分析。详细分析了扭结处产生离心不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性的物理机制。在不可压缩的限制，它已被证明在第一次在参数空间，Kelvin-Helmholtz不稳定性稳定的密度扭结等领域。这种效应是由比角动量守恒和浮力共同引起的。讨论了将所得结果应用于实际扁平星系气体盘稳定性分析的可能性。
1998-08-22 astro-ph
Stability of Terrestrial Planets in the Habitable Zone of Gl 777 A, HD 72659, Gl 614, 47 Uma and HD 4208
我们已经进行了深入的动力学调查的五个太阳系外行星系统使用广泛的数值实验。研究了G1 777 A、HD 72659、G1 614、47 Uma和HD 4208系统是否能在其宜居带（=HZ）内拥有类地行星的问题。首先，我们研究了这五个太阳系外系统中虚构的类地行星和现有的气体巨星之间的平均运动共振。然后，为每个系统选择一个在HZ内的潜在类地行星的初始条件的精细网格，然后通过在100万年的时间间隔内直接积分来评估轨道的稳定性。进行了计算，使用一个李系列集成方法与自适应步长控制。这种集成方法以高效和鲁棒的方式实现机器精度，当轨道具有大偏心率时不需要特殊调整。轨道的稳定性是通过测定Renyi熵来检验的，Renyi熵是从递归图中估算的，而更直接的方法是基于行星在100万年的积分中达到的最大离心率。此外，离心率是一个类地行星在HZ的可居住性的指标;任何e>0.2的值都会在行星的远地点和近地点之间产生显着的温度差异。对这5个系统的类地行星在宜居带内的可能稳定轨道的研究结果总结如下：Gl 777 A几乎整个HZ都是稳定的，47 Uma、HD 72659和HD 4208类地行星可以存在足够长的时间，而Gl 614我们的结果排除了在HZ内稳定轨道上运动的类地行星。
2004-03-05 astro-ph
Stability of the directly imaged multiplanet system HR 8799: resonance and masses
直接成像太阳系外行星的新时代产生了一个三行星系统（Marois等人，2008），其中行星的质量是通过未经测试的冷却模型估计的。我们指出，行星的名义圆形、面对面的轨道导致动力学不稳定性在~10^5年，比恒星的估计年龄至少短100倍。行星质量的减少只会使小得不合理的行星（<~2 M_ Jup）产生稳定性。放松正面假设，但仍然需要圆形轨道，同时拟合观测到的位置，使不稳定时间更短。一个有希望的解决方案是，内侧的两颗行星在它们的周期之间有2：1的可调和性，并且它们通过这种共振避免彼此的近距离相遇。内部共振一直持续到现在，尽管外部行星的扰动，导致质量的限制<~10 M_Jup，除非外部两颗行星也参与2：1的平均运动共振。在双共振中，这与目前的数据一致，即使行星的质量为~20 M_Jup，该系统也可以生存到现在。拱点对准可以进一步增强平均运动谐振系统的稳定性。一个完全不同的动力学配置，大偏心率和大的行星之间的相互倾斜，是可能的，但微调。
2010-01-12 astro-ph
Resonance Type Instabilities in the Gaseous Disks of the Flat Galaxies I. The Acoustical Resonance Type Instability and the Absence of Vortex Sheet Stabilization on Shallow Water
对旋转气盘或浅水层中涡面稳定性的线性分析表明，中心反射面的存在显著地改变了系统的稳定性。当压缩性超过朗道准则时，发现了涡面不稳定的影响。本文研究了声共振型多模态短尺度不稳定性的性质，并讨论了它对旋转浅水实验影响的可能性。
1998-08-22 astro-ph
Resonant inclination excitation of migrating giant planets
观测到的太阳系外行星的轨道表明，许多巨行星由于与原行星盘的相互作用而向其母星迁移了相当长的距离，其中一些行星在迁移过程中被困在偏心率中，相互之间产生了平均运动共振。利用三维数值模拟，我们发现，只要阻尼行星的偏心由磁盘的时间尺度是接近或长于磁盘引起的迁移时间尺度，和外行星的质量是一半以上的内，共振倾斜激励也将发生。无论是增加一个（简单的，固定的）盘势，还是引入一个大质量的内行星系统，都不会阻止进入倾角共振。因此，这种机制在行星系统的早期演化中可能并不罕见，并且很大一部分系外行星系统可能是非共面的。
2003-08-07 astro-ph
Resonance Type Instabilities in the Gaseous Disks of the Flat Galaxies III. The gyroscopical resonance type instability
本文用解析方法和数值方法研究了具有速度和密度分布阶跃间断的均匀气体薄圆盘的稳定性。导出了轴对称涡面处的反射系数和透射系数的表达式。除了Kelvin-Helmholtz不稳定性和离心不稳定性之外，还显示了陀螺共振型不稳定性发展的可能性，并阐明了其物理机制。讨论了将所得结果应用于实际扁平星系气体盘稳定性分析的可能性。
1998-08-22 astro-ph
Stable 1:2 Resonant Periodic Orbits in Elliptic Three-Body Systems
本文对由一颗恒星、一颗大质量行星和一个外部无质量天体组成的平面、椭圆形限制三体行星系统在外部1：2平均运动共振下的周期轨道进行了广泛的数值研究。利用微分延拓方法，确定了这类系统的共振周期轨道的位置，并通过对其相参数空间的广泛研究，发现大多数共振周期轨道是不稳定的。然而，当内行星的质量和轨道偏心率取一定值时，可以找到稳定的周期轨道，并讨论了这种研究对太阳系外行星系统GJ876的1：2共振的适用性。
2003-01-17 astro-ph math-ph math.MP
