Secular interactions between inclined planets and a gaseous disk
在行星系统中,长期粒子共振发生在测试粒子(例如小行星)的岁差率与行星系统的岁差模式之一的频率相匹配的位置。我们调查的长期相互作用系统的相互倾斜的行星与气体原恒星盘,可能包含一个长期的节点粒子共振。我们确定了一些相互倾斜的行星盘系统的简正模。行星和盘相互作用的引力,和磁盘内部受到气体压力,自引力和湍流粘性的影响。圆盘在长期共振时的行为与粒子的行为完全不同,这主要是由于气体压力的影响。共振通常被气体压力扩大到包括大尺度翘曲在内的全局效应占主导地位的程度。在这种情况下,标准的共振扭矩公式是无效的。长期的相互作用会导致倾斜度的衰减,衰减的速率取决于盘的性质,包括它的质量、湍流粘度和声速。对于一个嵌入在最小质量太阳星云中的具有典型参数的行星,盘内的耗散足以稳定系统,防止由平均运动共振引起的倾斜增长。
2001-06-25 astro-ph
Structure and evolution of super-Earth to super-Jupiter exoplanets: I. heavy element enrichment in the interior
我们研究了当前行星模型的不确定性,并量化了它们对行星冷却历史和质量半径关系的影响。这些不确定性包括:(i)用于表征重物质物理性质的各种状态方程之间的差异,(ii)重元素在行星内部的分布,(iii)它们的化学成分和(iv)它们对行星演化的热贡献。我们的模型,其中包括一个气态的H/He信封,固体,无气体类地行星的模型进行比较,以检查冷却和由此产生的半径的气体信封的影响。我们发现,对于大于行星质量20%的重物质的一小部分,重元素在行星内部的分布会显著影响演化,从而影响给定年龄的半径。对于具有大核心质量分数($\simgr$ 50%)的行星,例如海王星质量的凌日行星GJ 436 b,来自核心的重力和热能对行星冷却历史的贡献是不可忽略的,在1 Gyr之后产生$\sim$ 10%的半径影响。我们表明,目前的质量和半径的大质量行星Hat-P-2b的测定需要至少200 $\mearth$的重物质在内部,在边缘的核心吸积模型目前预测的行星形成。我们表明,如果行星作为大规模的$\sim$ 25 $\mjup$可以形成,改进的核心吸积模型预测,氘是能够燃烧的H/He层以上的核心,即使是大的核心质量为$\sim$ 100 $\mearth$。我们提供了从10 $\mearth$到10 M $_{\rm Jup}$的行星演化模型的广泛网格,具有不同的重元素分数。
2008-02-13 astro-ph
Dynamics of the giant planets of the solar system in the gaseous proto-planetary disk and relationship to the current orbital architecture
我们研究了太阳系4颗巨行星在气盘中的轨道演化。我们的研究扩展了Masset和Snellgrove(2001)以及Morbidelli和Crida(2007,MC 07)之前的工作,这些工作重点关注木星-土星系统的动力学。我们发现的唯一能达到稳定状态的系统是那些行星被锁定在四重平均运动共振中的系统(即每个行星都与它的邻居共振)。我们总共发现了6个这样的配置。对于在MC 07中发现的气盘参数,这些配置的特征在于可忽略的迁移率。在气体消失后,在没有微行星的情况下,这六种配置中只有两种(最不紧凑的配置)在数亿年或更长的时间内是稳定的。其他人在几个小时内变得不稳定。我们的初步模拟表明,当一个小行星盘被添加到最外层行星的轨道之外时,行星可以从这些配置中最稳定的位置演变到它们当前的轨道,其方式与Tsiganis等人(2005)描述的方式在性质上类似。
2007-07-17 astro-ph
Chondrule-Forming Shock Fronts in the Solar Nebula: A Possible Unified Scenario for Planet and Chondrite Formation
球粒是在原始陨石中发现的毫米大小的小球。冲击波阵面引起的闪热是其形成的主要解释。然而,确定在太阳星云内部产生激波锋面的机制一直很困难。在一个能够形成木星的气体盘中,这个盘在木星的轨道上和轨道之外一定是引力不稳定的。我们表明,这种不稳定性可以驱动向内的螺旋激波前锋的冲击速度高达约10公里/秒的小行星轨道,足以占球粒的形成。在这样一个圆盘中,固体的混合和运输,加上引力不稳定性的行星形成趋势,导致了一个统一的场景,将球粒陨石的产生与气体巨星行星形成联系起来。
2005-01-26 astro-ph
A NICMOS Direct Imaging Search for Giant Planets around the Single White Dwarfs in the Hyades
我们报告的初步结果,我们的搜索大质量的巨行星(6-12木星质量)周围的已知的七个单一的白矮星在毕宿星团在亚弧秒的分离。在6.25亿年前,白矮星的质量约为3个太阳质量,而大质量的气态巨行星应该是在这些前赫比格A0恒星周围的巨大拱星盘中形成的,轨道间距可能与木星相似或略大。这样的行星可能在母星主序后的质量损失中幸存下来,并会向外迁移到大约25天文单位的距离。在毕宿星团的距离(45秒差距),这相当于0.5角秒的角距。这些巨星的J和H星等在20.5-23.3等之间,可以用NICMOS来分辨。得到的灵敏度和对比度与模拟结果吻合较好。对NICMOS数据集的初步评估没有发现任何证据表明,在七颗白矮星周围既没有质量低至10倍木星质量的行星质量伴星,也没有发现距离大于0.5角秒的棕矮星。
2005-01-10 astro-ph
The gaseous haloes of disc galaxies
对盘星系平面外气体的研究对于理解星系内、星系间和星系际环境的物质循环至关重要。我们提出了新的HI观测的边缘星系NGC891,这表明一个扩展的光环组件落后于光盘旋转。我们比较这些结果与其他检测的气体晕NGC891。最后,我们提出了一个平面外气体形成的动力学模型。
2005-10-26 astro-ph
Giant Cyclones in Gaseous Discs of Spiral Galaxies
本文报道了在螺旋星系NGC 3631的气体盘中探测到的巨大气旋性涡旋,该气体盘在随螺旋图案旋转的参考系中。这种结构的存在是由作者预测的星系,其中的径向梯度的扰动速度超过旋转速度。这种情况确实发生在NGC 3631中。
2000-03-07 astro-ph
Stationary perturbation configurations in a composite system of stellar and coplanarly magnetized gaseous singular isothermal discs
我们构建对齐和非对齐的固定扰动配置在一个复合系统的恒星和共面磁化气体奇异等温盘(SID)耦合重力。与以前研究的SID问题相比,存在三类可能的静态解,允许更多的动态自由度。我们的精确的全局摄动解和临界点是有价值的测试数值磁流体动力学代码。对于银河系的应用,我们的模型分析包含更现实的元素,并提供有用的见解,由恒星和磁化气体的盘星系的结构和动力学。
2003-12-03 astro-ph
New Concept for Internal Heat Production in Hot Jupiter Exo-Planets
热木星系外行星的发现,即那些相对于木星来说体积膨胀和密度低的行星,引起了关于内部热量产生的可能来源的许多讨论。但到目前为止,还没有出现普遍适用的解释。先进的解释通常涉及假定的潮汐耗散和/或转换入射恒星辐射。目前,简短的交流提出了一种新的界面核裂变-聚变源的内部热量生产的热超导体,已被忽视的理论家和潜在的普遍适用性。
2006-12-20 astro-ph
Improved parameters for the transiting hot Jupiters WASP-4b and WASP-5b
气态巨行星WASP-4 b和WASP-5 b正在南半球的12等太阳型恒星上过境。本工作的目的是使用高节奏VLT/FORS 2 Z-波段渡越光度法和高分辨率VLT/UVES光谱来改进这些系统的参数。对于WASP-4,通过结合我们的VLT数据和先前发表的凌日光度测量和径向速度,对行星半径和质量的新估计为Rp = 1.30 + 0.05 - 0.04 Rjup和Mp = 1.21 + 0.13 - 0.08 Mjup,从而得到密度rho_p = 0.55 + 0.04 - 0.02 rho_jup。主星的半径和质量分别为R_s = 0.87 + 0.04 - 0.03 R_sun和M_s = 0.85 + 0.11 - 0.07 M_sun。我们的地面测光在~50秒的时间采样时达到550 ppm。然而,我们也报告存在的仪器效应的VLT,降低我们的测光的WASP-5的意见。这种影响可能是类似项目的主要问题。我们对WASP-5系统的参数作了新的估计:Rp = 1.09 +-0.07 Rjup,M_p = 1.58 + 0.13-0.10 Mjup,rho_p = 1.23 + 0.26-0.16 rho_jup,Rs = 1.03 + 0.06-0.07 Rsun,M_s = 0.96 + 0.13-0.09 Msun. WASP-5 b的测量尺寸与受辐射行星的基本模型非常吻合,而WASP-…
2009-01-09 astro-ph
A Unified Theory for the Atmospheres of the Hot and Very Hot Jupiters: Two Classes of Irradiated Atmospheres
我们强调的重要性,气体TiO和VO不透明度的高辐射的近距离巨行星。这些行星的大气层自然分为两类,有点类似于M型和L型矮星。那些温度足够高,由于TiO和VO气体而具有明显的不透明性的行星,我们称之为“pM类”行星,而那些温度较低的行星,我们称之为“pL类”行星。我们计算这些行星的模型大气,包括压力-温度分布,光谱和特征辐射时间常数。我们表明,PM类行星有热平流层$\sim$ 2000 K,并出现“令人惊讶的”明亮的中红外线二次日食,最近发现的行星HD 149026 b和HD 209458 b。这类行星吸收入射通量,并从其大气层中释放热通量。因此,它们将具有大的昼夜温度对比,轨道相位和热发射光变曲线之间的相移可以忽略不计,因为辐射时间尺度比可能的动力学时间尺度短得多。pL类行星在大气层更深处吸收入射通量,在那里大气动力学将更容易重新分配吸收的能量。这将导致较冷的白天,较温暖的夜晚,以及热发射光曲线的较大相移。在类太阳的主星周围,这个边界出现在$\sim$ 0.04-0.05 AU。偏心凌日行星HD 147506 b和HD 17156 b在这两类行星之间交替出现。从pM类行星的光学热发射是显着的红色400 nm,使这些行星有吸引力的目标,光学探测。在这种情况下,很自然地解释了在ups Andromeda b(pM类)和HD 189733 b(pL类)之间观察到的昼夜对比度的差异。(节录)
2007-12-08 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
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
The Role of the IILR in the Structure of the Central Gaseous Discs
Regan、Sheth和Mulchaey(1999)最近对附近棒星系NGC 5383、NGC 1530和NGC 1667的中心区域进行的NICMOS观测都显示,在不清晰的掩模图中,有一对明显的拖尾螺旋,可以一直跟踪到中心。这一结果与密度波理论有明显的矛盾。在这篇报告中,我们认为,如果我们考虑到光盘的自引力,或IILR不存在于这些星系中,这个困难可能会被删除。
1999-10-04 astro-ph
Dispersal of Gaseous Circumstellar Discs around High-Mass Stars
我们研究的气体盘周围的中央大质量恒星核心一旦这个拱盘完全电离的分散。如果恒星和周围的极紫外线和X射线辐射如此强烈,以至于整个星周盘被盘磁流体动力学(MHD)湍流进一步加速,那么冲击波可以在完全电离的盘中向外传播,在这之后盘膨胀和变薄。对于一个极其巨大和强大的恒星核心,电离气体压力抵消了圆盘中的离心力和引力。在此极限下,我们构造了这种膨胀和耗尽相的自相似激波解。当大量的星周气体被移除时,遗迹盘变得容易受到强烈的恒星风和碎片的影响。我们推测,光盘消失发生迅速,也许在一个时间尺度的$\sim 10^3-10^4\hbox{yr}$一旦光盘成为完全电离后的某个时候,在一个高质量的恒星核心的热核燃烧的开始。
2006-05-19 astro-ph
Hot Jupiters and Central Cavities of Protoplanetary Discs
我们用数值方法研究了大质量太阳系外行星在其母行星盘中心空腔内的轨道演化。假设他们到达内边缘的光盘由于II型迁移,我们表明,他们螺旋进一步。我们发现,在磁层空腔中,更多的大质量行星在距离盘边缘更大的距离处停止迁移。这种效应可以定性地解释P小于5天的大质量行星的质量和轨道周期之间的相关性。
2007-11-12 astro-ph
Simulations of the formation of a gaseous disc and young stars near Sgr A* via cloud-cloud collisions
我们银河系中央秒差距的年轻大质量恒星最好的解释是,恒星形成在至少一个,也可能是两个大质量自引力气体盘中。借助于数值模拟,我们考虑了观测到的年轻恒星是否起源于距离Sgr A * 约R~1pc的两个大质量气体云的大角度碰撞。在所有的模拟中,碰撞后的气流形成一个内部的近圆形的气体盘和一个或两个偏心的外部细丝,与观察一致。此外,恒星质量的径向分布总是非常陡峭,σ与R ^-2成正比,这也与数据一致。然而,恒星分布的3D速度结构对初始条件敏感(例如,云的碰撞参量)和气体冷却细节。在所有情况下,由我们的内边界条件吸积的气体量都很大,足以让Sgr A * 在爱丁顿极限附近辐射约10^5年。这表明,一个精确的模型将有物理上更大的云(或云和光盘,如CND)在几个pc的距离碰撞,而不是在我们的模拟1 pc。
2008-08-11 astro-ph
Unstable modes of non-axisymmetric gaseous discs
本文提出了一种研究非轴对称气体圆盘不稳定性的微扰理论。我们在非轴对称平衡点附近对自引力流体的动力学方程进行了微扰,并将微扰后的物理量用一个完整的基组和一个小的非轴对称参数$ε$展开.然后,我们推导出一个矩阵形式的线性特征值问题,并确定了前三个不稳定模式的模式速度,增长率和振型。在非轴对称圆盘中,行波的振幅和相位角是半径$R$和方位角$ϕ$的函数。这是由于反应谱中不同波分量的相互作用。我们表明,在不稳定的磁盘与小的初始不对称波的相互作用,可以开发密集的团块在指数增长阶段。在主旋臂上出现的局部团块可以在吸积盘中构成气体巨行星的种子。
2006-09-04 astro-ph
Exotic Earths: Forming Habitable Worlds with Giant Planet Migration
近距离的巨行星(例如“热行星”)被认为是在远离它们的宿主恒星的地方形成的,并通过一个巨大的气体盘的扭矩,通过类地行星带向内迁移。在这里,我们模拟了类地行星在巨行星迁移期间和之后的生长。几颗地球质量的行星也形成在迁移的木星内部,类似于最近发现的“热地球”。富含水的地球质量行星是由巨行星轨道外的残存物质形成的,通常位于宜居带,轨道偏心率较低。超过三分之一的已知巨行星系统可能拥有类似地球的行星。
2006-09-08 astro-ph
SDSSJ084539.17+225728.0: the first DBZ white dwarf with a metal-rich gaseous debris disc
我们报告发现的第三个白矮星托管的气体碎片盘,SDSSJ 084539.17 +225728.0。典型的双峰CaII 8498,8542,8662 A发射线可以模拟的开普勒气体盘的径向范围从~0.5Rsun ~1.0。SDSS 0845 +2257的有效温度Teff=18600+-500 K,与另外两颗拥有气体盘的白矮星SDSS 1043 +0855和SDSS 1228 +1040相当,因此比大部分白矮星要热得多,后者的尘埃碎片盘是通过红外过量通量的存在来确定的。这可能表明,仅在Teff的相对窄的范围内满足在光波长范围内从碎片盘产生发射线的条件。观察到的线轮廓的不对称性表明在光盘的实质偏心。相隔四年获得的两个光谱揭示了线轮廓的形状和等效宽度的显着变化,这意味着拱星盘在相对较短的时间尺度上演变。与SDSS 1043 +0855和SDSS 1228 +1040不同,SDSS 0845 +2257的大气层以氦为主。我们在斯隆数字巡天光谱中检测到He、Ca、Mg和Si的光球吸收线,因此将SDSS 0845 +2257分类为DBZ白矮星。根据模型大气拟合确定的三种金属的丰度分别为Ca/He~1.3x10^-7、Mg/He~6.0x10^-6和Si/He~8.0x10^-6。由于没有探测到H α,我们得出H/He<3x 10 ^-5,这意味着星周物质中氢与金属的丰度比太阳中低1000倍以上。这有…
2008-09-15 astro-ph
Solar System Formation Deduced from Observations of Matter
我们太阳系形成的各个方面都是从对物质化学性质的观察中推断出来的。大规模的核心是指示类地行星组成的顽火辉石球粒陨石,其高度还原的氧化状态可能是稳定的太阳能物质,只有在高温和高压。与阿诺德·欧肯所设想的地球的形成相一致,热力学的考虑导致了类地行星是由液态冷凝形成的,从热的气态原行星的中心区域下雨。原行星地球的质量估计为275- 305 mE,与木星的质量318 mE相似。太阳的原始气体和挥发性元素在行星形成早期就从类地行星中分离出来,可能是在某些超级发光的太阳事件中,甚至可能在水星完全形成之前。前超级光度的类地行星质量分布似乎比现在的类地行星质量分布更符合对其他行星系统中接近的气体巨星的观测。虽然主要是由热的气态原行星中心的降雨形成的,但地球的证据,以及其他类地行星的推论,表明一些外部的,次要的,二次的氧化物质以乔治W.韦瑟里尔相比之下,我们太阳系形成的所谓“标准模型“有缺陷的概念基础,并会导致类地行星的核心质量不足的矛盾。
2004-08-09 astro-ph physics.geo-ph