Embryos grown in the dead zone: Assembling the first protoplanetary cores in low mass self-gravitating circumstellar disks of gas and solids
在原行星盘死区的边缘，气体的流入产生了局部密度极大值，触发了Rossby波不稳定性。所形成的涡流在捕获固体方面是有效的。我们的目的是评估的可能性引力坍缩的固体内的罗斯比涡。本文用数值模拟程序对低质量非磁化自引力薄原行星盘中的气体和固体动力学进行了全局模拟。我们使用半径为1、10、30和100 cm的多个粒子种类。死区被建模为低粘度区域。在死区边缘激发的Rossby涡是非常有效的颗粒捕集器。在它们出现后的5个轨道内，固体达到临界密度并经历引力坍缩成为火星大小的物体。对于新形成的胚胎，速度分散为10 m/s的量级，随后通过阻力冷却降低到小于1 m/s。经过200次轨道运行后，38个受重力束缚的胚胎在漩涡中形成，其中一半比火星更大。胚胎主要由相同大小的颗粒组成。我们的结论是，一个死区的存在自然会产生人口的原行星核心的质量范围为0.1-0.6地球质量，在很短的时间尺度。
2008-10-14 astro-ph
Self-Sustained Ionization and Vanishing Dead Zones in Protoplanetary Disks
分析了磁流体湍流原行星盘的电离状态，提出了维持电离的新机制。首先，我们表明，在一个典型的原行星盘与尘埃颗粒的磁旋转不稳定性驱动的湍流的准稳态中，能量耗散的量应该足以提供激活磁旋转不稳定性所需的电离能。其次，我们表明，在磁盘尘埃颗粒的高能电子，组成电流在弱电离气体可以提供碰撞电离，这取决于磁旋转湍流的实际饱和状态。另一方面，我们表明，在原行星盘的尘埃颗粒的影响减少，湍流运动可以均匀的电离度，导致激活的磁旋转不稳定性，即使在没有其他电离过程。这封信中的结果表明，原行星盘中的大部分区域仍然保持磁性活跃，因此我们需要改变行星形成的理论模型。
2005-07-12 astro-ph
Terrestrial Zone Debris Disk Candidates in h and chi Persei
我们分析了1300万年前的双星团英仙座h和chi中具有强烈中红外过度的8个源。新的光谱和宽谱线（0.36-8 μ m）与团簇成员一致.我们发现，T ~ 300-400 K、Ld/Lstar ~ 10^-4-10^-3的材料会产生这些源中的过剩。光学厚的黑体盘模型--包括那些有大内孔的模型--与观测到的SED不匹配。从陆地行星形成计算产生的光学薄碎片盘的SED与观测结果吻合得很好。因此，一些英仙座h型和chi型恒星可能有来自地球带行星形成的碎片。
2007-06-28 astro-ph
Astrometric Detection of Terrestrial Planets in the Habitable Zones of Nearby Stars with SIM PlanetQuest
SIM PlanetQuest（空间干涉测量任务）是一个用于精确恒星天体测量的星载迈克耳孙干涉仪，基线为9米，目前定于2015年发射。主要的科学目标之一是对附近恒星的宜居带中的类地行星进行天体测量探测和轨道定性。目标星与一组位于一度范围内的参考星的差分天体测量将允许在单次测量中以1微弧秒的天体测量精度测量目标星的反射运动。我们评估SIM的检测能力（而不是通过轨道确定的特征）的类地行星在附近的太阳型恒星的宜居带。我们比较SIM的性能优化SIM和类地行星日冕仪（TPF-C）任务的目标列表。性能由三个指标量化：最小可探测行星质量，探测行星的数量和质量分布，以及每个质量范围内探测的完整性。最后，我们讨论的问题，在检测和非检测的信心，并显示如何从SIM的行星调查的信息可以使TPF增加其产量的类地行星。
2006-05-04 astro-ph
2-D models of layered protoplanetary discs: I. The ring instability
在这项工作中，我们使用的辐射流体动力学代码TRAMP执行一个二维轴对称模型的分层光盘。使用这个模型，我们遵循的积累质量在死区由于径向变化的吸积率。我们发现了一种新的不稳定性导致死区分裂成环。由于死区厚度和质量累积速率之间的正反馈，这种“环不稳定性”起作用。我们给出了这种不稳定性的分析描述，考虑到非零厚度的死区和开普勒旋转速度的偏差。分析模型与数值模拟结果吻合得相当好。最后，我们推测环的不稳定性在原行星盘和行星的形成中可能发挥的作用。
2005-06-22 astro-ph
Turbulent transport and its effect on the dead zone in protoplanetary discs
原恒星的吸积盘有着凉爽、致密的中平面，外部产生的电离源如X射线或宇宙射线无法穿透。这表明，在很宽的半径范围内，MHD湍流只能在电离分数足够高的表面层中维持。一个死区预计存在于中平面附近，这样活跃的吸积只发生在盘的上下表面附近。然而，最近的工作表明，在适当的条件下，死区可以通过离子从表面层到致密内部的湍流传输而变得活跃。在本文中，我们提出了一套模拟研究在哪里，在何种条件下，一个死区可以搞活湍流混合。我们使用三维，多流体剪切盒MHD模拟，其中包括垂直分层，电离化学，欧姆电阻率，和电离由于X射线从中央原恒星。我们比较了一个简单的反应扩散模型的MHD模拟的结果。模拟表明，在气相重金属，如镁，湍流混合的情况下，基本上没有影响的死区。然而，相对较低丰度的镁的加入增加了复合时间，并允许离子的湍流混合使距离中心恒星5 AU以外的死区完全活跃起来，对于我们特定的圆盘模型。在原行星盘演化的后期阶段，当小颗粒已经耗尽，盘的表面密度已经下降到低于其高初始值，死区的结构可能会显着改变的湍流运输的行动。
2008-02-29 astro-ph
Terrestrial Planet Formation in Disks with Varying Surface Density Profiles
"最小质量太阳星云“（MMSN）模型通过假设行星在原地形成来估计原行星盘的表面密度分布。然而，太阳系中的巨行星可能发生了显著的径向迁移，这意味着MMSN方法得出的值发生了扭曲。因此，原行星盘的真实密度分布是不确定的。在这里，我们提出的模拟结果的后期陆地吸积，每个从磁盘的行星胚胎。我们假设一个随日心距r变化的幂律表面密度分布为r^-alpha，alpha在1/2和5/2之间变化（MMSN模型的alpha = 3/2）。我们发现，对于更陡峭的轮廓（α值更高），类地行星（i）数量更多，（ii）形成更快，（iii）形成更接近恒星，（iv）质量更大，（v）铁含量更高，（vi）水含量更低。然而，形成潜在可居住行星的可能性似乎并不随α而强烈变化。
2005-06-30 astro-ph
On the ionisation fraction in protoplanetary disks III. The effect of X-ray flares on gas-phase chemistry
上下文最近对猎户座星云中金牛座T星的X射线发射的观测表明，它们的X射线亮度经常爆发。这些X射线耀斑的特征是亮度增加两个数量级，典型的持续时间不到一天，X射线光谱显著硬化。目标。目前还不知道这些X射线耀斑对原行星盘的电离分数和死区结构有什么影响。我们提出了旨在解决这个问题的计算结果。方法.我们已经进行了计算的电离分数在一个标准的$α$盘模型使用两种不同的化学反应网络。我们包括在我们的模型电离由于X射线从中央恒星，并计算随时间变化的电离分数和死区结构的内部10 AU的原行星盘模型。结果我们发现，磁盘响应X射线耀斑取决于是否等离子体温度增加耀斑和/或重金属（如镁）是否存在于气相中。在有利条件下，外盘死区可完全消失，位于0.5 < R <2AU之间的死区可随X射线光度同相消失和再现。结论. X射线耀斑对原行星盘的死区结构有重要影响。由于磁旋转不稳定性，X射线爆发的持续时间比MHD湍流的增长时间短得多，因此在解释这一结果时需要谨慎。
2006-05-11 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
Dust Coagulation and Settling in Layered Protoplanetary Disks
以前的原行星盘中尘埃增长模型考虑的是均匀层流或湍流盘。这封信探讨了尘埃生长是如何发生在一个分层的原行星盘中，其中磁旋转不稳定性只在盘的表面层产生湍流。考虑两种情况：一个完全层流的死区和一个死区，其中湍流是"搅拌“从MRI的作用以上。结果发现，尘埃从高海拔地区的分层磁盘消耗速度比在那些情况下的均匀层流或湍流磁盘。这是由于粒子在湍流区加速增长，并储存在较低的水平上，在那里它们逃脱了可能导致分裂的高能碰撞。因此，原行星盘在死区上方的区域会迅速耗尽小尘埃颗粒，而在磁共振成像活跃的外部区域，由于湍流的破坏性碰撞和垂直混合，将在所有高度保持小尘埃粒子。这种结构类似于围绕长蛇座TW、御夫座GM和CoKu Tau/4的盘的推断，这些盘在靠近恒星的地方缺乏尘埃，但在较大的日心距离处光学厚度很大。
2006-11-27 astro-ph
New composite models of partially ionized protoplanetary disks
我们研究了一个吸积盘，其中三个不同的区域可能共存：MHD湍流区，死区和引力不稳定区。虽然死区是稳定的，但由于与从湍流层发射的波相关的雷诺应力，存在一些传输。我们在每个不同的区域通过其自己的$α$参数，这是10到$10^{3}$倍小死区比在活动层的运输模型。在引力不稳定区域，$α$是由圆盘自我调整到边缘稳定状态的事实决定的。我们构建这样的磁盘的稳态模型。我们发现，对于均匀的质量流，盘必须更大的质量，更热，更厚的半径有一个死区。在死区质量很大的圆盘中，存在引力不稳定性。这种模型是否真实，取决于湍流层驱动的流体动力学波动是否能一直穿透死区。当活性层的质量与死区的质量的比率相对较大时，这可以更容易地实现，在我们的模型中，这对应于死区中的$α$为活性层中的$α$的约10%。如果圆盘在其演化的某个阶段不是处于稳态，那么表面密度将向稳态解演化。然而，如果死区中的$α$比活动区中的小得多，则磁盘的超出几个AU的部分达到稳定状态的时间尺度可能变得比磁盘寿命长。具有死区的稳态盘比标准盘更有利于行星形成，因为死区的质量通常比相同位置的相应湍流区大10倍。
2008-08-28 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
Warm dust in the terrestrial planet zone of a sun-like Pleiad: collisions between planetary embryos?
只有少数太阳型主序星被温暖的尘埃粒子环绕;最极端的是G 0场星BD+20 307，它在中红外波长发射约4%的能量。我们报告了一个类似的尘埃恒星HD 23514，一个F6型成员的昴星团的鉴定。一个强的中红外硅酸盐发射特征表明存在小的温暖的尘埃颗粒，但与主通量密度峰值在非标准波长约9微米。由于小粒子在轨道上的寿命很短，在一个天文单位左右的这些恒星中存在如此多的尘埃是不容易解释的。这两颗恒星表面都没有非常热（>~1000 K）的尘埃，这表明可能存在一颗比尘埃更靠近恒星的行星。BD+20 307/HD 23514现象的观测频率表明，地球月球的质量当量必须通过大质量天体的碰撞转换为微小的尘埃颗粒，这些尘埃颗粒在许多（大多数？）类太阳恒星在附近年轻的太阳型恒星中识别出这两个尘埃系统表明，陆地行星形成是常见的。
2008-02-25 astro-ph
Imaging Protoplanetary Disks with a Square Kilometer Array
最近对太阳系外巨行星的探测揭示了行星系统结构的惊人多样性，其中许多与我们的太阳系非常不同。要了解这种多样性的起源，需要对年轻恒星周围的原行星盘的结构和演化进行多波长研究。射电天文学和平方公里阵列将在这些研究中发挥独特的作用，对最内层区域前所未有的亚天文单位尺度的原行星盘代表性样本中的热尘埃排放进行成像，包括位于中心恒星几个天文单位范围内的"宜居带“。无线电观测将通过尘埃发射率的波长依赖性来探测厘米大小的"卵石“尘埃颗粒的演变，这是组装巨型行星核心和类地行星的关键的第一步，它提供了对颗粒大小的诊断。尘埃排放的高分辨率图像将直接显示与行星建造有关的质量浓度和盘表面密度特征，特别是行星和盘之间潮汐相互作用打开的径向间隙，以及嵌入的原行星驱动的螺旋波。此外，由于内盘的轨道时间尺度很短，对月和年的天气学研究将显示自行，并允许跟踪盘结构的长期变化。SKA对原行星盘的成像将首次进入岩石行星的领域，它们将有助于澄清巨行星形成对它们的类地行星的影响。
2004-12-14 astro-ph
Probing Protoplanetary Disks with Silicate Emission: Where is the silicate emission zone?
最近的研究结果表明，从硅酸盐特征的观察推断的晶粒尺寸和结晶度可能与光谱类型的中心恒星和/或磁盘的几何形状。在本文中，我们表明，晶粒尺寸，作为探测的10微米硅酸盐特征峰-连续和11.3-9.8微米通量比，是成反比的日志L_星。这些趋势可以理解使用一个简单的两层磁盘模型被动辐照张开盘，CGPLUS。我们发现，盘中10 μ m硅酸盐发射区的半径R_10为（L_star/L_sun）^0.56，根据盘的几何形状（张开角、盘内半径）略有变化。所观察到的相关性，结合模拟的橄榄石和辉石的混合物的发射光谱，意味着晶粒大小对光度的依赖。再加上低光度恒星的R_10较小，这意味着低光度恒星的放射尘埃的表观粒度较大。相比之下，我们的模型表明，结晶度只受到轻微的影响，因为为了增加亮度，热退火区（假设在T>800 K）被扩大了大致相同的因素作为硅酸盐发射区。所观察到的结晶度是由磁盘几何形状的影响，然而，与增加的结晶度在平盘。表观结晶度也可以随着晶粒生长而增加，这是由于结晶和无定形硅酸盐发射带之间的对比度相应增加。
2006-12-15 astro-ph
Terrestrial Planet Formation in Extra-Solar Planetary Systems
类地行星是由星周盘的固体成分经过一系列动力学步骤而形成的。首先，千米大小的星子可能是通过粘性碰撞、固体的湍流集中和薄圆盘中平面微米大小的尘埃颗粒的引力坍缩的组合形成的。第二，微行星合并形成月球到火星大小的原行星，也称为“行星胚胎”。最后，完整大小的类地行星是由原行星和微行星吸积而成的。这最后阶段的吸积持续约1 - 1亿年，并受到来自任何气体巨行星的引力扰动的强烈影响，这些气体巨行星在盘的气体成分的1- 1亿年寿命期间被限制更快地形成。正是在该最后阶段期间，本体组合物和挥发物（例如，水）的含量是固定的，这取决于它们的进食区和发生的径向混合量。影响类地行星形成的主要因素是盘的质量和表面密度分布，以及来自巨行星和双星伴星（如果存在的话）的扰动。简单的吸积模型预测，低质量恒星应该在它们的宜居带形成小而干燥的行星。一颗巨大的行星穿过岩石天体盘的迁移并不完全阻碍类地行星的生长。更确切地说，“热木星”系统可能也包含外部的，非常富含水的类地行星，以及“热地球”，非常接近岩石行星。大约三分之一已知的太阳系外（巨）行星系统可以允许类地行星在宜居带形成。
2008-01-16 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
Toward detection of terrestrial planets in the habitable zone of our closest neighbor: Proxima Centauri
间接探测附近恒星的行星伴星的径向速度测量精度已经提高，能够发现海王星和超级地球质量范围内的太阳系外行星。通过地面RV计划发现类地行星将有助于确定参数Eta_Earth，即其他恒星周围潜在宜居行星的频率。为了寻找低质量的行星伴侣，我们监测了Proxima Centauri（M5 V）作为我们M矮星计划的一部分。在没有一个显着的检测，我们使用这些数据来证明RV方法在寻找类地行星的一般能力。对于晚M矮星，经典的液态表面水宜居带（HZ）位于恒星附近，在这种情况下RV方法是最有效的。我们想证明晚M矮星是用RV技术寻找类地行星的理想目标。我们在ESO VLT使用UVES光谱仪在7年的时间跨度内获得了Proxima Cen的差分RV测量值。我们确定上限的质量同伴在圆形轨道的数值模拟。Proxima Cen的RV数据的总均方根散射为3.1 m/s，周期搜索未显示任何显著信号。作为我们的同伴极限计算的结果，我们发现，我们成功地恢复了所有测试信号与RV振幅对应的行星与m sin i > 2 - 3 M_地球居住在近心星座的HZ内的统计显著性> 99%。在相同的周期范围内，我们可以恢复50%的质量为m sin i > 1.5 - 2.5 M_Earth的测试行星。基于我们的模拟，我们排除了任何行星在圆形轨道上的存在，其中m sin i > 1 M_海王星，间距< 1 AU。
2008-07-09 astro-ph
On the Ionisation Fraction in Protoplanetary Disks I: Comparing Different Reaction Networks
我们计算电离分数在原恒星盘模型使用一些不同的化学反应网络，包括气相和气体颗粒反应计划。我们考虑的圆盘模型是传统的α-圆盘，其中包括粘性加热和辐射冷却。电离的主要来源被认为是来自中央恒星的X射线辐射。我们考虑一些气相化学网络。在一般情况下，我们发现，简单的模型预测更高的分数电离水平和更广泛的活动区比更复杂的模型。当重金属原子被包括在内时，简单的模型预测磁盘是磁活动的。复杂的模型预测，即使镁的丰度分数为10（-8），盘的大部分区域仍然保持磁不耦合。添加浓度为10（-12）的亚微米尺寸的颗粒导致对于所考虑的所有动力学模型而言死区的尺寸显著增加。我们发现，简单和复杂的气体-颗粒反应计划同意所产生的死区的大小和结构。我们研究的影响，耗尽浓度的小颗粒作为一种粗糙的手段，模拟生长的颗粒在行星形成。我们发现，当重金属不存在时，10（-4）的耗尽因子导致气体-颗粒化学收敛到气相化学。10（-8）是必需的，当镁包括在内。这表明，在1 - 10天文单位之间的行星形成区的大部分盘质量变得磁活跃和湍流之前，原行星盘需要有效的颗粒生长和沉降。
2005-11-09 astro-ph
Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone: A Mid-IR Survey of the 30-Myr-old Tucana-Horologium Association
我们已经进行了一个N波段调查的14个年轻的恒星在~30万年的杜鹃座钟表协会寻找证据的温暖，拱星尘埃盘。使用麦哲伦一号（巴德）6.5米望远镜上的MIRAC-BLINC相机，我们发现，没有一颗恒星有统计学上显着的N-波段过剩相比，预测的恒星光球通量。使用三组不同的假设，这个零结果排除了这些后T金牛星周围存在以下物质：（a）光学厚的盘，内孔半径约<0.1 AU，（b）光学薄的盘，质量>10^{-6} M_Earth（在~1微米大小的颗粒）在这些恒星的~<10天文单位，（c）太阳系黄道尘云的放大类似物，发射面积> 4000倍。我们的观测对log（L_{dust} / L_{star}）~ 10^{-2.9}的类地行星区尘埃盘很敏感，但没有发现，结合以往的观测结果，这些数据表明，在~ 2000万年前，星周尘埃盘变得非常薄，以至于在N波段无法探测到。我们还介绍了其他年轻协会的几个成员的N波段测光和斯皮策太空望远镜将观察到的行星系统的形成和演化（FEPS）遗产科学计划的目标的子样本。最后，我们给出了在Cohen-Walker-Witteborn系统上对四个滤波器（L，N，11.6和Q_s）的MIRAC-BLINC的绝对校准。
2004-05-14 astro-ph
Detecting the Dusty Debris of Terrestrial Planet Formation
我们使用一个多环吸积代码来调查碎片盘在地球区，在0.7-1.3 AU周围的1太阳质量的恒星。类地行星形成产生了一个明亮的尘埃环的碎片，其寿命至少为100万年。地球行星形成的早期阶段可以用现有的设施观测到;后期阶段需要更先进的自适应光学仪器。
2004-01-16 astro-ph
On the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems
我们提出了一系列的计算，旨在研究如何的内部系统的微行星/原行星，经历类地行星形成，一个巨大的行星的影响下，通过5 - 0.1 AU之间的区域进行向内的II型迁移的演变。我们发现，超过60%的固体盘通过被巨行星分散到外部轨道而幸存下来。星子几乎和原行星一样有效地向外散射，导致固体盘的再生，在那里动力摩擦很强，陆地行星形成能够恢复。在巨行星的迁移停止在0.1天文单位后，一个模拟延长了几百万年，导致一个大约2个地球质量的稳定行星在宜居带形成。从“雪线”以外到内盘区域的富含挥发性物质的迁移引起的混合意味着在那里形成的类地行星可能富含水。我们预测，热木星系统很可能在其宜居带中拥有富含水的类地行星。这些行星可能会在未来的行星搜索任务中被发现。
2006-10-11 astro-ph
Modification of Angular Velocity by Inhomogeneous MRI Growth in Protoplanetary Disks
我们研究了具有径向非均匀磁场的原行星盘中磁旋转不稳定性（MRI）的演化，发现由于MRI湍流的非均匀增长，盘中气体以超开普勒速度旋转的区域出现。我们进行了二维电阻磁流体力学模拟与剪切盒模型。我们发现，如果空间平均磁雷诺数，这是由稳定和不稳定区域的宽度在初始条件和电阻率的值，是小于1，原来的开普勒剪切流转化为准定常流，使更平坦（刚性旋转在极端情况下）的速度分布出现局部和外部的轮廓往往是超开普勒。角动量和质量转移，由于暂时产生的MRI湍流在最初的不稳定区域是负责的转换。在局部超开普勒区域，由于气动气体阻力和潮汐与盘气体相互作用的迁移是反向的。模拟设置对应于磁盘中全局MRI死区的外边缘和内边缘附近的区域。因此，死区的外缘和内缘一样，都是一个有利于尘埃颗粒聚集形成星子和保留行星胚胎以防止I型迁移的地方。
2008-10-20 astro-ph
The Galactic Habitable Zone I. Galactic Chemical Evolution
我们提出了“银河系宜居带“（GHZ）的概念。类似于星周宜居带（CHZ），GHZ是银河系中的一个区域，在那里，类地行星可以在其表面保留液态水，并为类动物有氧生命提供长期栖息地。在本文中，我们研究GHZ对银河系化学演化的依赖性。唯一最重要的因素可能是类地行星的质量取决于其诞生云的金属丰度。我们非常近似地估计，要建造一个可居住的类地行星，金属丰度至少需要太阳的一半。类地行星的质量对内部热损失、挥发性物质存量和大气损失有重要影响。一个关键问题是维持板块构造的行星的产生，这是一个关键的回收过程，可以提供反馈，以稳定具有海洋和大气层的行星上的大气温度。由于银河系早期强烈的恒星形成活动，星际介质中重要的放射性同位素$^{40}$ K，$^{235, 238}$ U，$^{232}$ Th的浓度相对于地球上丰富的元素Fe一直在下降。同样重要的可能是Si和Mg相对于Fe的相对丰度，这影响了类地行星内核相对于地幔的质量。所有这些元素和同位素都随时间和银河系中的位置而变化;因此，在银河系其他位置和时间形成的行星系统与太阳的金属丰度相同，不一定会形成可居住的类地行星。
2001-03-12 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 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
A Comment on Tectonics and the Future of Life on Terrestrial Planets
有人认为，在地球生物圈的历史生物，气候和地球物理因素之间的紧密联系，可以教我们一些更广泛的重要性，关于一般的天体生物学的银河系宜居带的银河系的行星演化。最近关于地球生物圈未来的辩论的动机，我们提出了一个额外的原因，为什么板块构造对生物进化的影响是显着的全球银河系的水平。
2003-09-29 astro-ph
The Dynamics-Based Approach to Studying Terrestrial Exoplanets
天文学的一项伟大任务是获取在恒星宜居带内运行的类地行星的光谱，而这样做的主要挑战是将行星的光与恒星的光隔离开来。基于动力学的方法在时间上分离这些信号，而成像技术在空间上这样做。在过去的十年中，基于动力学的方法占据了压倒性的主导地位，我们挑战的概念，类地行星的光谱必然需要极端的成像方法。我们主张将一些资源用于改进径向速度测量、凌日测光和掩星光谱学（即在二次日食时获得的红外光谱）等已被证明的技术。我们在M矮星中看到了一个特别有吸引力的机会，因为宜居带靠近恒星，增加了凌日的概率和频率，以及诱导径向速度变化的幅度。这样的行星可以通过对10，000颗最近的M矮星进行专门的地面凌日调查来发现。良好的行星-恒星对比度使这些行星成为用掩星光谱学技术研究其大气层的理想目标。
2007-06-07 astro-ph
The birth and death of organic molecules in protoplanetary disks
与原行星盘的化学演化有关的最令人感兴趣的问题是行星形成带中的前生物有机分子的起源。在这篇文章中，我们简要地回顾了目前的观测知识的物理结构和化学成分的磁盘和讨论是否有机分子可以在大量的行星形成的边缘。我们预测，由于高能恒星辐射和尘埃颗粒表面的化学作用，低质量恒星周围吸积原行星盘的内部区域可能会出现一些分子（包括含CO的物种，如H $_2$ CO）丰度不足的现象.这些理论预测与高分辨率观测数据进行了进一步比较，并讨论了当前模型的局限性。
2008-05-15 astro-ph
Two-Dimensional Transport of Solids in Viscous Protoplanetary Disks
固体的大规模径向传输似乎是基于彗星和其他恒星周围的原行星盘外部区域的高温矿物存在的原行星盘演化的基本结果。此外，从太阳星云外部区域向内输送的固体被认为是短寿命放射性核素被引入类地行星区域的方式，也是原始物质中氧同位素比例变化的原因。在这里，向外和向内的固体运输的上下文中的一个二维的，粘性不断发展的原行星盘的调查。固体动力学的研究，以确定它们如何依赖于颗粒大小和特定阶段的原行星盘的演变，对应于不同的质量传输率。它被发现，向外流动，出现在磁盘的原行星盘的磁盘中平面周围的援助向外运输的固体的大小的CAIs和可以增加的结晶度分数的硅酸盐尘埃在10 AU周围的太阳质量的恒星高达$\sim$ 40%的情况下，迅速发展的磁盘，减少到恒星的吸积速率减慢。沿圆盘表面的高速向内流动有助于将固体从外盘快速输送到内盘，特别是对于小灰尘。尽管在整个盘中发生扩散，但与质量输送相关的大规模经向流动阻止了盘的完全均匀化，允许成分梯度发展，其强度在一百万年的时间尺度上变化。
2009-01-06 astro-ph
On the Ionisation Fraction in Protoplanetary Disks II: The Effect of Turbulent Mixing on Gas--phase Chemistry
我们使用两种不同的气相化学网络计算原恒星盘模型中的电离分数，并通过模拟化学物种垂直通过磁盘的扩散来研究湍流混合的效果。目的是确定在哪些区域的磁盘气体可以耦合到一个磁场和维持MHD湍流。我们发现，扩散的效果取决于重金属（镁）的元素丰度的化学模型。在没有重金属的情况下，扩散对盘的电离结构基本上没有影响，因为重组时间尺度比湍流扩散时间尺度短得多。当包括具有高于阈值的元素丰度的金属时，扩散可以显著地减小磁解耦区域的尺寸，或者甚至一起去除磁解耦区域。对于复杂的化学过程，去除死区所需的镁元素丰度为10（-10）-10（-8）。我们还发现，扩散可以修改的反应途径，产生的主导物种时，扩散是次要的物种时，扩散是不存在的。这表明可能存在扩散混合的化学特征，可以用来间接检测原行星盘中的湍流活动。我们发现的例子中，在外部磁盘区域的死区呈现更深的扩散时，切换on. Overall这些结果表明，在原行星盘的全球MHD湍流可能是自我维持在有利的情况下，作为湍流混合可以帮助维持以上的电离分数，必要的，以确保良好的气体和磁场之间的耦合。
2005-09-19 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
