Formation of satellites in circumplanetary discs generated by disc instability
研究了一颗直径为10 $M_{\rm{Jupiter}}$的气体巨星周围的行星盘中卫星系统的形成和演化。盘参数来自3D全局SPH模拟。我们使用了一种群体合成的方法，我们把卫星胚胎放在这个圆盘上，让它们吸积质量，迁移，碰撞，直到气体圆盘消散。在每次运行中，我们在合理的范围内改变了初始的灰尘与气体的比例，分散和再填充的时间尺度，以及胚胎的数量和它们的起始位置。我们发现大多数卫星的质量与伽利略卫星相似，但由于巨大的环行星盘，很少有卫星能达到最大3 $M_{\rm{Earth}}$。大的卫星通常在0.5 $R_{\rm{disc}}$的范围内形成。卫星的迁移速度很快，因此在圆盘的寿命期间，平均有10个$M_{\rm{Earth}}$的卫星将被行星吞没，大大增加了它的金属量。我们还研究了行星的半长轴对卫星系统的影响，通过重新调整我们的模型。这项测试表明，对于更接近恒星的圆盘，形成的卫星更轻，并且由于更快的迁移，大量的卫星丢失到行星中。最后，我们检查了探测到像我们这样的卫星的概率，这导致即使使用即将到来的强大望远镜，如E-ELT，也只有$\leq$ 3\%的低数量。
2020-09-10 astro-ph.EP
Formation of single-moon systems around gas giants
已经提出了几种机制来解释卫星系统的形成过程，相对较大的卫星被认为是在环行星盘中诞生的。众所周知，制造单月系统比制造多月系统或无月系统更困难。我们的目标是找到一种方法，形成一个系统，一个单一的大卫星，如土卫六围绕土星。我们研究了卫星的轨道迁移，这改变了它们的方向和速度取决于环行星盘的属性。考虑温度结构的影响，建立了耗散环行星盘模型，计算了不同环行星盘演化末期泰坦质量卫星的轨道演化。我们还对最初有多颗卫星的系统进行了N体模拟，以确定最终是否会保留单月系统。以尘埃不透明度为特征的圆盘温度结构的径向斜率产生了一片轨道，其中泰坦质量的卫星停止向内迁移，甚至在一定的圆盘粘度范围内向外迁移。这片补丁帮助最初位于外轨道的卫星留在盘中，而那些位于内轨道的卫星则落在行星上。我们第一次证明，系统可以形成，只有一个大卫星周围的巨大行星。我们的N体模拟表明，卫星的形成是没有效率的外半径的环行星盘。
2020-03-11 astro-ph.EP
Three-dimensional circumplanetary flows in a PDS 70c-inspired system: hydrodynamic simulations with FARGO3D and analysis with FARGOpy
Universidad Técnica Federico Santa María（智利联邦圣马利亚技术大学）；Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学）
本研究针对类PDS 70c系统，用FARGO3D开展三维流体动力学模拟，结合自主开发的FARGOpy分析框架，揭示了不同质量行星的行星周流结构特征，为相关研究提供基准与可复现分析框架。
2026-09-02 astro-ph.EP
Impact of embedded circumplanetary winds on the circumstellar disk: I. Reshaping the local accretion environment
Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学工程与科学学院）；Data Observatory Foundation（数据天文台基金会）；Departamento de Astronomía, Universidad de Chile（智利大学天文学系）
研究环行星风对环星盘环境及行星成长的影响，发现风改变吸积流方向，降低吸积率，可能限制行星增长。
2026-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Circumplanetary Dust Ring May Explain the Extreme Spectral Slope of the 10 Myr Young Exoplanet K2-33b
年轻的系外行星是大气特征的有吸引力的目标，以探索行星演化的早期阶段和周围环境。最近对1000万年前年轻海王星大小的系外行星K2- 33 b的观测显示，该行星的过境深度从光学到近红外波长急剧下降。Thao et al.（2022）认为，厚厚的行星薄雾和/或恒星斑点可能是原因;然而，即使是最适合的模型也只能勉强解释数据。在这里，我们提出，特殊的透射光谱可能表明，K2- 33 b拥有一个环行星尘埃环，类似于木星的尘埃环。我们证明，即使它的光学深度是低至$\sim {10}^{-2}$的环可以产生一个陡峭的斜率的透射谱。然后，我们应用一种新的联合大气环检索K2- 33 b，发现环的情况下，可以很好地解释各种可能的环组成的观测光谱。重要的是，尘埃环还表现出突出的$\sim$ 10 $\rmμm$周围的环颗粒的吸收特征，其形状和强度取决于环的组成。因此，JWST-MIRI的未来观测不仅能够检验环假设，而且如果确实存在，还能够限制环的组成-提供一个独特的机会，在行星系统形成后不久探索其母行星周围尘埃环的起源。
2022-11-14 astro-ph.EP
Boundary Layers of Circumplanetary Disks around Spinning Planets I. Effects of Rossby Waves
气体巨行星被认为是从它们的环行星盘（CPD）中吸积出来的。CPD通常涉及通过行星附近的边界层（BL）的吸积。以前的研究集中在非旋转行星的BL上。我们研究了行星自旋对BL内波动行为的影响。这种BL中的旋转轮廓将显示从刚性旋转到开普勒旋转的急剧过渡。我们研究的角动量输运在这些BL的线性微扰分析。我们发现，与旋转行星相关的全球惯性声学模式将引起角动量的流入和气体的吸积。在这项工作中，我们确定了一种新的全球模式，即Rossby模式。Rossby模式可以导致角动量的外流和气体从旋转的行星中的减少。Rossby模式提供负反馈，调节行星的自旋和质量。我们比较了两种模式的增长率随边界层宽度、马赫数和行星自转速率的变化。我们的结果揭示了巨行星的终旋和渐近质量的流体动力学机制。
2022-12-05 astro-ph.EP
Kozai-Lidov oscillations triggered by a tilt instability of detached circumplanetary discs
在恒星-行星系统的潮汐势中，行星盘倾斜的增长会导致行星盘的线性不稳定。我们使用三维流体动力学模拟来表征不稳定所需的光盘条件，连同其长期演变。圆盘的长宽比，评估附近的圆盘外边缘，$H/r\gtrsim 0.05$，与一个弱的依赖性的波动状制度的翘曲传播的粘度，发生了微增长。质量较低的巨行星更有可能拥有满足不稳定条件的环行星盘。我们表明，倾斜不稳定性可以激发的倾斜度超过阈值，在那里的环行星盘变得不稳定的Kozai-Lidov（KL）振荡。耗散在Kozai-Lidov不稳定的制度帽进一步倾斜增长，但光盘经历了大的振荡在倾斜度和偏心率。行星吸积发生在幕式吸积事件中。我们讨论的联合倾斜-KL不稳定性的可探测性的环行星盘，形成巨行星的演化，和卫星系统的形成的影响。
2021-01-23 astro-ph.EP
Meridional Circulation of Dust and Gas in the Circumstellar Disk: Delivery of Solids onto the Circumplanetary Region
我们进行了形成行星的3D尘埃+气体辐射流体动力学模拟。我们研究了海王星，土星，木星和5个冥王星质量的行星在5.2，30，50 AU距离他们的恒星的参数网格。我们发现，纬向环流\citep{Szulagyi14,FC16}驱动一个强大的垂直流动的灰尘，以及，因此，灰尘是不解决在中面，即使是毫米大小的颗粒。环周环流将把尘埃和气体垂直地输送到环行区域，有效地桥接了间隙。尘埃的希尔球吸积率为$\sim10^{-8}$到$10^{-10}$ $\rm{M_{Jup}/yr}$，随行星质量增加而增加。对于气体成分，增益为$10^{-6}$至$10^{-8}$ $\rm{M_{Jup}/yr}$。随着行星质量的减小，尘埃和气体吸积速率之间的差异越来越小。在行星附近，毫米颗粒比气体更容易被捕获，这意味着环行星盘可能比环星盘更富含固体。我们计算了星周盘中各处的局部尘气比（DTG），并确定了DTG为1，0.1，0.01，0.001的中平面以上的高度。行星质量越大，毫米级的尘埃就被输送得越高，行星所携带的尘埃盘的比例也就越大。对于海王星质量或以下的行星来说，毫米尘埃的搅动可以忽略不计，但在土星质量以上的行星上是很重要的。
2021-10-22 astro-ph.EP
Boundary Layer Circumplanetary Accretion: How Fast Could an Unmagnetized Planet Spin Up Through Its Disk?
气体巨行星被认为是通过一个环绕行星的圆盘来吸积它们的大部分质量。如果这颗行星没有被磁化，并且开始缓慢旋转，它将通过一个径向狭窄的边界层吸积气体，并迅速旋转起来。当行星旋转时，边界层的径向加宽减少了吸积气体的特定角动量，使行星能够找到一个低于分裂速率的终端旋转速率。在这里，我们使用轴对称粘性流体动力学模拟来量化的终端旋转速率的行星吸积从他们的环行星盘。对于一个等温的行星-盘系统，其盘尺度高度$h/r =0.1$接近行星表面，在行星分裂角速度的70%和80%之间，自旋向上切换到自旋向下。在一个定性的差异，从垂直平均模型-自旋下降可以与质量吸积共存-我们观察到\emph{decretion}伴随的解决方案，角动量正在丢失。临界旋转速率取决于行星附近的盘厚度。对于行星附近圆盘尺度高度为$h/r = 0.15$的等温系统，临界自旋速率下降到行星分裂角速度的60%到70%之间。在边界层外的圆盘中，我们识别出非定常且瞬时不对称的跨中平面的回旋环流。模拟的流动足够强大，可以在早期卫星编队中垂直重新分配固体物质。我们讨论了如何太阳系外行星的旋转测量，结合光谱和变化的原行星与环行星盘的研究，可以确定在设置巨行星自旋的磁性和非磁性过程中的作用。
2020-12-11 astro-ph.EP
Accretion of Solid Materials onto Circumplanetary Disks from Protoplanetary Disks
本文研究了在原行星盘中，从日心轨道到环行星盘的固体物质吸积过程，这是规则卫星系统形成的关键过程。在巨行星形成的气体捕获阶段后期，来自原行星盘的吸积气体形成环行星盘。由于吸积流对环行星盘通过气体阻力影响粒子的运动，我们使用流体动力学模拟数据的气体阻力项来计算固体材料的运动。我们考虑了固体颗粒的宽尺寸范围（$10^{-2}$ - $10^6$ m），发现固体颗粒的吸积效率在10 m左右达到峰值，这是因为在这个尺寸范围内绕行星盘气体的阻力能量耗散是最有效的。对于大于10 m尺寸的颗粒，效率变得较低，因为气体阻力变得不那么有效。对于小于10 m的颗粒，由于颗粒与背景气流的强耦合，阻止了颗粒的吸积，因此效率较低。我们还发现，从行星的距离，粒子被捕获的环行星盘是在一个狭窄的范围内，以及描述为一个功能的颗粒大小。
2014-01-17 astro-ph.EP
On the structure and mass delivery towards circumplanetary discs
环行星盘（CPD）在年轻的气体巨星周围形成，被认为是月球形成的地点，也是气体巨星生长的中间气体储存库。这类CPD的物理性质如何受到行星质量和整体不透明度的影响，目前还知之甚少。为了澄清这一点，我们使用全球辐射流体动力学代码FARGOCA，网格结构，允许解决行星引力势足够好的CPD形成。然后，我们研究的气体流动和密度/温度结构，出现作为行星质量，不透明度和潜在的深度的函数。我们的研究结果表明，有趣的结构形成的小行星质量的行星在低不透明度，我们随后详细分析。使用比ISM尘埃低100倍的不透明度水平，我们的彗星质量原行星具有足够冷的CPD形成的包层，以及分离CPD和拱星盘的自由落体区域出现。有趣的是，这个自由落体区域似乎是外层包层材料的超音速侵蚀的结果，而不是人们在低不透明度下预期的静态结构形成。我们的分析表明，行星的螺旋臂似乎构成了一个重要的压力障碍，需要克服通过辐射冷却，以使气体自由落体到CPD。CPD内的循环是近开普勒和修改的CPD螺旋臂的存在。对于高不透明度，我们从文献中恢复结果，发现一个基本上没有特征的热信封。有了这项工作，我们展示了第一次模拟和分析的一个完整的分离过程的原行星从其母盘在三维辐射流体力学设置。
2020-03-30 astro-ph.EP
JWST-TST High Contrast: Medium-resolution spectroscopy reveals a carbon-rich circumplanetary disk around the young accreting exoplanet Delorme 1 AB b
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Smith College（史密斯学院）；Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；Schmidt Sciences（施密特科学）；Université Paris-Saclay（巴黎-萨克雷大学）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Gemini Observatory/NSF NOIRLab（双子座天文台/美国国家光学红外天文研究实验室）；European Space Agency (ESA)（欧洲空间局）；Alfred University（阿尔弗雷德大学）；Cornell University（康奈尔大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Sellers Exoplanets Environment Collaboration（塞勒斯系外行星环境合作组织）；NASA Headquarters（美国宇航局总部）；Association of Universities for Research in Astronomy（天文学研究大学协会）
JWST观测揭示Delorme 1 AB b周围存在碳丰富的环状行星盘，首次检测到含碳物种及盘风，为盘研究提供新视角。
2025-12-15 astro-ph.EP
The Two-Dimensional Structure of Circumplanetary Disks and their Radiative Signatures
University of Michigan（密歇根大学）
本文研究了类行星盘的二维结构及其辐射特征，揭示了其厚度、温度及几何对辐射特征的影响，并探讨了未来观测对系统参数的约束。
2025-12-09 astro-ph.EP
Dust Settling and Rapid Planetary Migration
行星迁移对于解释观测到的系外行星质量-周期关系至关重要。如果没有某种阻止机制，行星和它们的气体盘之间的潮汐共振相互作用通常会导致行星向内迁移，以至于它们在气体盘的寿命（$\sim $ 1 - 3 Myrs）内陷入宿主恒星。我们研究行星迁移的分析计算的迁移率和时间内自洽计算，辐射加热盘周围的M星，其中包括尘埃沉降的影响。我们发现，尘埃沉降降低光盘的温度，并提高了中平面的气体密度。这种不可避免的圆盘结构的演化加速了低质量天体的I型行星迁移，最高可达2倍。我们还研究了灰尘沉降对间隙开口质量和II型迁移的影响，发现间隙开口质量减少了2倍，II型迁移变慢了2倍。虽然尘埃沉降可以在一定程度上缓解更大质量行星的行星迁移问题，但低质量行星和行星核心的更快迁移需要一个强大的减速机制。
2010-12-01 astro-ph.EP
The steady-state hydrodynamics of a long-lived disc: planetary system architecture and prospects of observing a circumplanetary disc shadow in V4046$\,$Sgr
最近对V4046 $\,$ Sgr光谱双星周围圆盘的成像显示了尘埃环和间隙的同心区域。该天体的接近性和由于其年老（>20 $\,$ Myr）而预期的平衡状态使其成为流体动力学研究的极好试验台，直接与观测结果进行比较。我们采用二维流体动力学模拟的气体和多种尘埃物种，以测试所观察到的结构是否符合嵌入在磁盘中的巨行星的存在。然后，我们进行辐射转移计算的天空图像，我们过滤的望远镜响应与近红外和毫米观测比较。我们发现，现有的数据是非常一致的耀斑光盘和存在两个巨大的行星，在9 $\,$ au和20 $\,$ au，分别。不同的环宽度恢复的气体压力最大值内的扩散平衡的灰尘捕获。在我们的辐射转移模型中，垂直方向上的扩散与径向值相比减少了五倍，以恢复光谱能量分布。此外，我们报告了一个以前未解决的，在近红外散射光观测明亮的内环方位角限制强度递减。我们的模型表明，这种递减可以解释的阴影由一个绕行星盘周围的同一个巨大的行星，创造了内部空腔的流体动力学模拟。我们检查的强度压痕的形状，并讨论了一个巨大的行星及其相关的光盘的散射光观测投影的阴影的潜在特性。
2021-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Making systems of Super Earths by inward migration of planetary embryos
使用N体模拟与行星盘相互作用，我们提出了一种机制，能够形成紧凑的系统，如开普勒11号热超级地球。最近的研究表明，向外迁移是常见的内部辐射盘。然而，我们发现，两个过程自然倾向于向内迁移的平衡。首先，对于质量小于$4\mearth$的行星胚胎来说，共转力矩太弱，无法产生向外的迁移。第二，多个胚胎的系统产生持续的非零偏心率，这抑制了共转扭矩并再次有利于向内迁移。行星胚胎在真实的圆盘中的迁移和吸积自然会在圆盘内边缘附近的共振链中产生超级地球。它们的紧凑结构与观测到的系统相似。
2013-07-10 astro-ph.EP
Dead Zones as Thermal Barriers to Rapid Planetary Migration in Protoplanetary Disks
在气体原行星盘的标准模型中，行星迁移的速度非常快（$\sim 10^5$年），这会危及行星系的存在。我们提出了一个新的机制，显着减缓快速行星迁移，发现通过辐射转移计算的热结构的原行星盘照射其中心恒星。尘埃快速沉降在盘的死区--一个湍流非常小的区域--在它的外缘留下了一堵尘埃墙。我们发现，这个辐射壁的死区的回热产生了一个积极的磁盘温度梯度，作为一个热屏障行星迁移，持续磁盘的寿命。虽然我们详细分析了M星周围低质量盘中超级地球的迁移，但我们的研究结果可以应用于各种年轻的行星系。我们比较我们的研究结果与其他潜在的重要停止机制，并表明，有大的参数空间，死区很可能发挥最重要的作用，再现所观察到的质量周期关系在较长的行星周期。
2010-01-27 astro-ph.EP
Observing Circumplanetary Disks with METIS
内容：要全面了解行星和月球的形成过程，需要对巨行星的环行环境进行观测。中红外ELT成像仪和摄谱仪（METIS）将提供一种独特的能力来探测来自环行星盘的暖气体发射谱线。目的：我们的目标是证明在极大望远镜（ELT）上的METIS仪器探测4.5-5 $μ$ m的$^{12}$ CO的基本v=1-0跃迁的环行星盘（CPD）的能力。方法：我们考虑充分研究的HD 100546前过渡盘的情况，以告知我们的盘建模方法。我们使用辐射热化学磁盘建模代码ProDiMo产生合成光谱通道图。观测模拟器SimMETIS被用来产生具有积分场光谱（IFU）模式的真实数据产品。结果如下：CPD的可探测性很大程度上取决于外部辐射的水平和盘的物理范围，有利于大质量（~10 M $_{\rm J}$）行星和空间扩展的磁盘，半径接近行星希尔半径。大部分的$^{12}$ CO线发射起源于外盘表面，因此，CO线轮廓的中心峰值。行星光度对激发盘气线辐射没有显著贡献。如果CPD是灰尘耗尽的，则$^{12}$ CO线发射增强，因为外部辐射可以更深地穿透到线发射区域中。结论：具有前过渡盘的紫外亮恒星系统是用ELT/METIS寻找CO发射CPD的理想候选者。METIS将能够通过它们的基本$^{12}$ CO振转谱线发射在仅60 s的总探测器积分时间内探测各种环行星盘。
2022-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary Migration and Eccentricity and Inclination Resonances in Extrasolar Planetary Systems
由于行星-盘相互作用，两颗行星的差异迁移可以导致捕获到2：1偏心型平均运动共振中。系统通过连续迁移驱动的2：1偏心率共振序列和随后捕获到4：2倾斜共振的可能性对II型迁移预期范围内的迁移率敏感。如果迁移速度很快，共振对可以演化成一个2：1偏心率共振族，与Lee（2004）发现的不同。这个新的族具有外轨道偏心率e_2 > 0.4-0.5，两个偏心率共振变量的非对称平动，以及如果它们精确共面则相交的轨道。虽然这个家族存在于内外行星质量比m_1/m_2 > 0.2的情况下，但只有在m_1/m_2 > 2的情况下，才有可能通过快速迁移演化成这个家族。Lissauer（2003）发现，只有当m_1/m_2 < 2时，才有可能捕获到4：2倾角共振。我们表明，这种捕获也是可能的m_1/m_2 > 2，如果迁移率是稍微慢于所采用的Lissauer和Lissauer。行星-盘相互作用对行星轨道偏心率的净影响的符号和大小在理论上都有很大的不确定性。如果偏心率在与迁移时间尺度相当或更短的时间尺度上被阻尼，则e_2可能无法达到进入新的2：1偏心率共振或4：2倾斜共振所需的值。因此，如果未来对太阳系外行星系的观测要揭示质量比和共振构型的某些组合，它们将对迁移过程中偏心阻尼的强度以及迁移速率本身施加限制。
2009-07-28 astro-ph.EP
The effect of orbital damping during planet migration on the Inclination and Eccentricity Distributions of Neptune Trojans
我们探讨行星迁移的情况下形成的高倾角海王星特洛伊（NT），以及它们是如何受到海王星和天王星的行星迁移。如果海王星和天王星的离心率和倾角在行星迁移期间被阻尼，那么它们的离心率和倾角在迁移之前和迁移期间都比它们现在的值高。使用测试粒子集成，我们研究了原始NT的稳定性，对象最初是特洛伊与海王星迁移之前。我们还研究了海王星外天体与海王星共振，并在行星迁移过程中成为NT。我们发现，大多数原始NTs是不稳定的，如果偏心率和倾斜阻尼发生在行星迁移。在阻尼的情况下，与海王星的长期共振可以增加跨海王星天体的低偏心率和倾角人口，增加它们被捕获到与海王星1：1共振的概率，成为高倾角NT。我们认为，共振捕获的情况下是一个有前途的和更有效的机制解释NTs的起源是特别有效的，如果天王星和海王星经历了偏心率和倾斜阻尼在行星迁移。
2016-02-13 astro-ph.EP
Tilting Jupiter (a bit) and Saturn (a lot) During Planetary Migration
我们研究了行星晚期迁移对气态巨星的影响。我们考虑Nesvorny & Morbidelli（2012）的行星不稳定性模型，其中木星和土星的不稳定性可以在自旋轨道共振发生时被激发。当$s_7$和$s_8$的频率随着行星的迁移而改变，并与木星和土星的自旋矢量的进动频率相匹配时，就会发生最显著的共振。我们表明，木星可能已经获得了它目前的木星通过交叉的$s_8$共振。这将在早期阶段对移徙的性质规定严格的限制。当接近$s_7$共振时，在木星迁移的最后时刻，预计会对木星的质量产生额外的影响。这些效应的大小取决于木星岁差常数的精确值。土星的巨大引力很可能是被捕获到$s_8$共振中而激发的。这可能发生在行星迁移的后期，此时$s_8$频率的演化非常缓慢，并且满足捕获到与$s_8$的自旋轨道共振的条件。然而，土星是否与$s_8$处于自旋轨道共振目前尚不清楚，因为现有的土星自旋岁差观测和内部结构模型存在很大的不确定性。
2015-05-12 astro-ph.EP
Circumplanetary Disks are Rare around Planets at Large Orbital Radii: A Parameter Survey of Flow Morphology around Giant Planets
本文通过近等温流体动力学参数巡测研究行星质量与原行星盘纵横比对CPD形成的影响，发现经典CPD要求行星显著超热，从而解释宽轨道巨行星周围CPD罕见。
2025-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet heating prevents inward migration of planetary cores
行星系诞生于围绕着新形成恒星的气体、尘埃和岩石碎片的圆盘中。固体物质聚集成越来越大的岩石碎片，最终成为行星胚胎。然后，它们通过在圆盘中增加剩余物质来继续生长。同时，圆盘中的潮汐效应导致胚胎轨道的径向漂移，这一过程被称为迁移。根据理论，小于三到五个地球质量的胚胎会快速向内迁移。由于只有向内迁移，这些胚胎很少能成为位于地球与太阳之间的巨大行星，与观测相反。在这里，我们报告说，在温度上升的不对称性与吸积下落的材料产生的力（这引起了一种效果，我们称之为“加热扭矩”），抵消向内迁移。这为巨行星的形成提供了一个通道，也解释了巨行星的发生率和宿主恒星的重元素丰度之间存在强烈的行星金属丰度相关性。
2015-10-06 astro-ph.EP
Influence of grain sizes and composition on the contraction rates of planetary envelopes and on planetary migration
行星成长过程中的一个关键阶段是行星核心已经组装好的迁移，但行星还没有打开一个很深的缺口。在这一阶段，行星会经历快速的I型迁移，主要是向内迁移，行星会失去其半长轴的很大一部分。这个阶段的持续时间取决于行星外壳需要收缩多久，直到它达到与行星核心质量相似的质量，这是失控的气体吸积可以开始的时候，行星可以在圆盘中打开一个更深的缝隙，过渡到较慢的II型迁移。这个包层收缩阶段主要取决于行星质量和行星包层内部的不透明度。在这里，我们研究不同的不透明度处方如何影响信封收缩时间，这反过来又如何影响行星迁移通过光盘。我们在模拟中发现，颗粒的大小分布以及颗粒的化学成分对行星在到达失控的气体吸积阶段之前迁移的距离有着至关重要的影响。具有较大晶粒尺寸的晶粒尺寸分布导致生长中的行星向内迁移较少，这是由于更有效的冷却使气体吸积更快。此外，我们发现在贫水环境中形成的行星可以更快地收缩它们的包层，从而减少迁移，这意味着在贫水环境中形成的气体巨星可能比在富水环境中形成的气体巨星更远离它们的中心恒星。未来对行星形成的研究，旨在调查形成的气体巨星的化学成分，需要考虑这些影响的自我一致性。
2021-01-11 astro-ph.EP
Delivery of Dust Particles from Protoplanetary Disks onto Circumplanetary Disks of Giant Planets
本研究通过轨道积分与三维流体模拟，探究原行星盘尘埃向不同质量巨行星环行星盘的输送规律，发现尘埃保留度随行星质量升高，为系外气态巨行星的卫星形成模型提供依据。
2024-04-18 astro-ph.EP
Gravitational instability of planetary gaps and its effect on orbital migration
巨行星在自引力盘中形成的间隙可能导致引力边缘不稳定性（GEI）。我们证明了全球的3D和2D自引力盘行星模拟使用ZEUS，PLUTO和FARGO流体动力学代码的GEI。高分辨率的二维模拟表明，不稳定的外间隙边缘可以导致向外的轨道迁移。我们的研究结果对大质量盘中巨行星形成的理论有重要的意义。
2014-01-20 astro-ph.EP
Vertical instability and inclination excitation during planetary migration
我们考虑一个双行星系统，它模仿气体驱动（II型）迁移的影响下的耗散力的影响下迁移。它已被证明，在平面的情况下，迁移导致共振捕获后的演变，迫使系统遵循家庭的周期性轨道。从与共面配置略有不同的行星开始，捕获也可以发生，此外，在某些情况下观察到行星倾角的激发。我们表明，激励的倾角发生时，平面家庭的周期性轨道，这是在行星迁移的初始阶段，成为垂直不稳定。在这些点上，{ \em垂直临界轨道}可能会产生稳定的$3D$周期轨道族，这将驱动迁移行星向非共面运动的演化。本文计算并给出了行星质量比不同值时，$2/1$和$3/1$共振的垂直临界轨道。此外，我们确定的极限值的偏心度的“倾斜共振”发生。
2014-07-14 astro-ph.EP
Acceleration of planetary migration: Resonance crossing and planetesimal ring
本文通过数值模拟揭示行星迁移的正反馈机制，识别Uranus–Neptune MMR穿越与星子环两种加速来源，并据此推断Neptune当前位置可能具有随机性。
2025-10-21 astro-ph.EP
How planetary growth outperforms migration
行星迁移是对行星形成理论的一个重大挑战。I型迁移的速度与原行星的质量成正比，而一个卵石增生的行星核心的最后十年的增长速度与质量的三分之二次方成正比。这导致行星增长轨迹（即，原行星的质量随其与恒星距离的变化），随着原行星质量的增加而变得越来越水平（迁移主导）。最近的研究表明，原行星上的迁移扭矩与生长中的行星所形成的气隙的相对高度成比例地减小。在这里，我们表明，从1-D模拟行星盘的相互作用，在一个行星雕刻50%的差距的质量约为2.3倍的卵石隔离质量。我们的测量卵石隔离质量从1-D模拟匹配发表的3-D结果相对较好，除了在非常低的粘度，3-D卵石隔离质量显着较高，可能是由于间隙边缘不稳定性没有捕获在1-D。卵石隔离体标志着卵石吸积到气体吸积的转变。因此，气体吸积形成气体巨行星的过程是在到达卵石隔离质量和50%的间隙质量后，经过几个天文单位的迁移。我们的研究结果表明，行星的增长可以胜过迁移，无论是在核心吸积和气体吸积过程中，即使当的Stokes数的卵石是小的，St~0.01，和卵石-气体流量比在原行星盘的标称范围为0.01-0.02。我们发现，行星的增长是非常迅速的，在第一个百万年的原行星盘和形成气体巨行星的可能性增加的初始大小的原行星盘和减少湍流扩散。
2019-01-10 astro-ph.EP
Resonant Removal of Exomoons During Planetary Migration
木星和土星拥有一系列令人印象深刻的卫星，这使得人们有理由怀疑类似的卫星系统可能存在于巨大的太阳系外行星周围。此外，已知有相当数量的这类行星居住在几个天文单位（AU）的距离上，这导致人们猜测它们的一些卫星可能在其表面上支持液态水。然而，巨行星被认为是在其出生的原行星盘内向内迁移，这表明目前占据其宿主恒星宜居带的气体巨星在更远的地方形成。在这里，我们表明，当一个拥有月球的行星经历向内迁移时，动力学相互作用可能会通过捕获到所谓的“逃逸共振”中而自然地摧毁月球。“在这种共振中，月球轨道的偏心率会增加，直到月球最终与行星相撞。我们的工作表明，在大约10个行星半径范围内运行的卫星容易受到这种机制的影响，确切的数量取决于行星的质量，扁率和物理大小。卫星是否幸存与行星开始向内迁移的位置以及月际扰动的性质密切相关。例如，一个目前居住在1AU的类木星行星，如果它在5AU之后形成，可能会失去卫星。累积起来，我们认为，对外卫星的观测普查可能会告诉我们向内行星迁移的程度，目前还没有可靠的观测代理。
2015-11-30 astro-ph.EP
Global models of planetary system formation in radiatively-inefficient protoplanetary discs
（节略）我们在辐射效率低下的圆盘模型中展示了行星系形成的N体模拟结果，其中正共转扭矩可能会抵消林德布拉德扭矩驱动的低质量行星的快速向内迁移。这项工作的目的是研究的性质，行星系所产生的寡头增长，在这样的磁盘。我们适应常用的水星-6辛积分，包括简单的处方行星迁移（I型和II型），行星大气，提高了由原行星，气体吸积到形成行星核，和气体盘分散的星子吸积的概率。我们进行了一系列的模拟与幂律的表面密度和温度分布的各种磁盘模型，重点是模型中，不饱和的共转扭矩可以驱动原行星向外迁移。在某些模型中，我们考虑到了行星轨道偏心时产生的共转力矩的淬灭。我们的模拟结果中，大约有一半成功地形成了具有广泛质量和半长轴的气体巨行星。我们的结论是，收敛迁移引起的共转力矩操作在行星形成可以提高行星核心的增长率，但这些往往迁移到中央恒星，因为共转力矩饱和。中等质量的行星核心的外移可能导致在距离中心恒星很远的地方形成气体巨行星，类似于最近通过直接成像调查观察到的情况。然而，在寡头增长期间，通过行星-行星散射激发行星偏心率可能会抑制共转扭矩的影响，因此向内迁移是由Lindblad扭矩驱动的。
2011-12-13 astro-ph.EP
A torque formula for non-isothermal Type I planetary migration - I. Unsaturated horseshoe drag
我们在二维近似下研究了嵌入原行星盘中的低质量行星的扭矩，并考虑了非等温效应。我们耦合的Lindblad（或波）扭矩的线性估计到一个简单的，但非线性的，模型的绝热共转扭矩（或马蹄形阻力），导致在一个简单的公式，管理I型迁移在非等温盘。这个公式应该适用于圆盘的光学厚度区域，在那里粘性和热扩散作用使马蹄形阻力保持不饱和。我们检查这个公式对数值流体动力学模拟，使用三个独立的数值方法，并找到良好的协议。
2009-09-24 astro-ph.EP
Dynamical architectures of planetary systems induced by orbital migration
本次演讲的目的是介绍建立合理的行星系架构的最新进展，该架构由行星和它们在行星系形成的早期嵌入盘之间的引力潮汐相互作用决定。我们专注于一个非常明确的和深入研究的过程中，盘行星相互作用导致行星迁移。我们专注于低质量行星存在的系统的动力学。特别注意的是专门调查的谐振配置的作用。我们的研究除了补充目前在观测各种各样的行星系和揭示其结构和起源方面取得的迅速进展外，还可以为支持计划增加探测到的多行星系数目的飞行任务作出宝贵贡献。
2009-11-08 astro-ph.EP
Evolutionary outcomes for pairs of planets undergoing orbital migration and circularization: second order resonances and observed period ratios in Kepler's planetary systems
为了研究低质量行星系结构的起源，我们对质量范围为$(1-4)\ \rmn{M}_{\oplus}.$的共面行星对的演化进行了数值研究。这些共面行星在轨道迁移扭矩和圆化率的范围内演化到$2\times10^7 \rmn{yr}$，假设这些轨道迁移扭矩和圆化率是通过与原行星盘的相互作用产生的。在内盘边界附近，粘性的显著变化、与密度波或与恒星磁场的相互作用可能发生并停止迁移，但允许环流继续。这是通过修改移民和循环率来模拟的。在没有迁移扭矩的情况下，没有延长的循环周期的终止会引起碰撞或接近共振的系统。这些主要是一阶共振，少数$\%$终止于二阶共振。两个行星的偏心率都很小，$< 0.1$和所有的共振角解放。这种类型的调查只产生了有限范围的周期比，不能重现开普勒观测。当循环作用单独作用于最后阶段时，发散性迁移发生，导致周期比增加。根据其强度，可以获得$1$和$2$之间的整个周期比范围。也有一些系统接近二阶可逆性。与通过会聚迁移产生的情况相反，不发生共振捕获，共振角循环。因此，共振角的行为可以指示导致近共振的迁移形式。
2015-04-20 astro-ph.EP
Planetary Construction Zones in Occultation: Discovery of an Extrasolar Ring System Transiting a Young Sun-like Star and Future Prospects for Detecting Eclipses by Circumsecondary and Circumplanetary Disks
<abridged>星周盘和行星周盘相对较大的尺寸意味着它们可能在恒星光变曲线的日食中被看到。我们估计，对大约10年的10^4颗年轻（大约1000万年前）吸积后的前MS恒星进行监测，至少会从环绕行星的盘和围绕低质量伴星的盘中产生一些深食。我们提供了一颗前MS K5星（1 SWASP J140747.93-394542.6）的光度和光谱数据，这是一颗新发现的~0.9 Msun成员，位于Sco-Cen的1600万年前的Upper Cen-Lup子群中，运动学距离为128 pc。这颗恒星的SuperWASP和ASAS光变曲线显示了一个非常长、深和复杂的日食事件，发生在2007年4月29日。至少有5个>0.5等的多日变暗事件被确定，其中一个>3.3等的深食被两对~1等的食包围，它们对称地发生在前后+-12天和+-26天。因此，在2007年，这颗恒星的显着变暗发生在至少54天的时间内，并且在大约12天的时间内发生了一次强烈的>1等变暗事件。我们对850天的周期设定了一个严格的下限（即日食的轨道半径必须大于1.7天文单位，轨道速度必须小于22公里/秒）。光变曲线的形状类似于Be星EE Cep的不平衡食。我们怀疑这颗新星被一个低质量的天体所遮蔽，该天体被一个致密的内盘所环绕，内盘周围至少有3个光学深度较低的尘埃环。在这些环之间至少有两个光学深度接近于零的环带（即间隙），可能被行…
2012-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet migration, resonant locking and accretion streams in PDS70: Comparing models and data
PDS 70周围的圆盘，有两颗直接成像的嵌入式巨行星，是研究行星-圆盘相互作用的理想实验室。我们提出了三维光滑粒子流体动力学模拟系统。在我们的模拟中，行星可以自由迁移和吸积质量，最终处于动态稳定的锁定共振配置中。我们发现，在红外（散射光）和毫米（热连续）波长下观察到的特征可以很自然地用外行星上的吸积流来解释，而不需要行星c周围的环行星盘。我们对近红外合成图像进行了后处理，以考虑已知会影响高对比度图像的观测偏差。我们成功地再现了观测结果，这表明行星盘动力学相互作用本身就足以解释PDS 70的观测结果。
2020-10-08 astro-ph.EP
The effects of a magnetic field on planetary migration in laminar and turbulent discs
利用极坐标系下的二维MHD程序研究了小质量行星（$5 M_{\oplus}$和$20 M_{\oplus}$）在有磁场的吸积盘中的迁移。我们观察到，在强方位磁场的情况下，等离子体参数为$β\sim 1-2$，在磁共振的密度波施加在行星上的正扭矩，并可能减缓或逆转其迁移。然而，当磁场较弱时（即，等离子体参数$β$相对较大），那么由行星激发的非轴对称密度波导致场的径向分量的增长，并且随后导致磁旋转不稳定性的发展，使得盘变成湍流。在湍流盘中的迁移是随机的，并且迁移方向可能因此而改变。为了理解湍流盘中的迁移，研究了行星与单个湍流细胞之间的相互作用，以及行星与有序密度波之间的相互作用。
2015-08-13 astro-ph.EP
Formation of planetary systems by pebble accretion and migration: Growth of gas giants
巨大的行星在成长过程中会穿过原行星盘迁移。我们研究了行星系的形成如何依赖于通过原行星盘的卵石的径向通量和行星的迁移率。我们的N体模拟证实了以前的发现，即在水冰线以外的轨道上的类木星行星起源于20-40 AU的胚胎，当使用名义I型和II型迁移率和每百万年100-200地球质量的卵石通量时，足以在太阳星云的寿命内生长木星。放置在30天文单位的行星胚胎迁移到内部系统（r<1天文单位），形成超级地球或热而温暖的气体巨星，产生与太阳系配置不一致的系统，但与一些系外行星系统一致。我们还探讨了较慢的迁移速率，使形成的气体巨星从胚胎起源于5-10AU的区域，这是搁浅外部1 AU在年底的气体盘阶段。我们确定了一个卵石通量阈值低于迁移占主导地位，并移动行星核心的内盘，卵石隔离质量太低，行星有效地吸积气体。巨行星的增长需要一个非常高的卵石流量，使增长能够超过迁移。更高的卵石流量产生多个气体巨星的系统。我们发现，行星胚胎开始内部5AU不成长为气体巨星，即使迁移是缓慢的，卵石流量是大的。相反，它们会成长为超级地球的质量体系。这种发育不良的增长是由内部圆盘中的低卵石隔离质量引起的，并且与卵石通量无关。此外，我们表明，我们形成的行星系的长期演化可以产生系统的热超级地球和外部气体巨星以及系统的巨人偏心轨道（删节）。
2019-03-01 astro-ph.EP
Influence of migration models and thermal torque on planetary growth in the pebble accretion scenario
研究在卵石吸积情景下，热力矩对I型行星迁移的影响，发现尽管热力矩在高吸积率下能促进外迁，但对单一行星演化情景的最终质量和轨道位置影响极小。
2020-04-02 astro-ph.EP
The HR 8799 Debris Disc: Shaped by Planetary Migration and a Possible Fifth Outermost Planet
本文通过 N 体模拟研究 HR 8799 系统中行星向外迁移与共振相互作用对碎片盘的塑造，发现引入第五颗低质量行星能更好地再现寒冷碎片盘的形态特征，为该系统结构提供了新解释。
2025-07-02 astro-ph.EP
Formation of a planetary Laplace resonance through migration in an eccentric disk - The case of GJ876
行星系中的轨道平均运动共振起源于导致轨道迁移的盘-行星相互作用中的耗散过程。在拥有巨行星的多行星系统中，原行星盘的扰动强烈地影响着伴星的迁移。通过研究GJ 876周围的共振行星系，我们的目标是探索在这样一个多行星系统中，是什么影响了形状盘驱动的迁移，以形成共振链。我们利用二维局部等温流体动力学模拟方法模拟了嵌入原行星盘中的三颗行星的轨道迁移。我们通过改变盘的厚度，$α$粘度，质量以及行星的初始位置进行了参数研究。此外，我们分析和比较了各种边界条件的模拟在磁盘的内缘。我们发现，由于巨行星的高质量，大量的偏心率可以激发在磁盘。这导致作用在外部低质量行星上的扭矩变化很大，我们将其归因于由于磁盘偏心率引起的Lindblad和共转共振的转变。根据磁盘参数，外行星的迁移可以在非共振状态下停止。在其他模型中，外行星能够打开一个部分间隙，并再次使圆盘圆化，然后与系统中质量最大的行星进入2：1共振，以完成观测到的拉普拉斯共振。由于螺旋波和圆盘偏心率的激发，行星之间的相互作用导致外部低质量行星的平滑向内迁移发生偏差。因此，必须对磁盘驱动的多行星系统迁移进行自洽建模。我们的研究结果与最外层行星进入共振链的后期迁移是一致的，当时巨行星对已经处于共振状态。
2018-08-13 astro-ph.EP
The destruction of inner planetary systems during high-eccentricity migration of gas giants
热彗星是巨大的行星，其轨道是一个天文单位的百分之几。它们不与低质量的近距离行星共享系统，尽管后者非常常见。有两种热行星的迁移通道被提出：通过原行星气体盘或通过高偏心行星的潮汐循环。我们发现，将成为热彗星的高偏心巨行星清除了系统中任何低质量的内行星，解释了观测到的热彗星缺乏这样的同伴。这种相互作用的一个不太常见的结果是，巨行星被内行星抛射出去。此外，这种相互作用可以在半长轴$<1$ AU的中高偏心率上植入巨行星，这是一个难以填充的区域。我们的工作支持了这样一个假设，即大多数热彗星在高离心率阶段之后到达它们当前的轨道，可能是由其他行星或恒星同伴激发的。
2015-06-04 astro-ph.EP
A Disk Around the Planetary-Mass Companion GSC 06214-00210 b: Clues About the Formation of Gas Giants on Wide Orbits
我们提出了凯克/OSIRIS 1.1-1.8微米自适应光学积分场光谱的行星质量的同伴GSC 06214-00210，一个成员的~5百万年上天蝎座OB协会。我们推断L0+/-1的光谱型，并且我们的光谱显示出多个年轻的迹象。最显著的特征是异常强烈的PaBeta发射（EW=-11.4 +/- 0.3 A），这表明存在一个环行星吸积盘。GSC 06214-00210 b的光度加上它的年龄，产生了14 +/- 2 MJup的质量，使它成为最低质量的伴星。由于预计的距离为320天文单位，GSC 06214-00210 b和其他质量非常低的伴星在类似宽轨道上的形成尚不清楚。一个被提出的机制是在近距离形成，然后行星-行星散射到更大的轨道。由于这种情况涉及到与另一个大质量天体的近距离接触，这可能对环行星盘具有破坏性，因此GSC 06214-00210 b过去不太可能经历过散射事件。这意味着行星-行星散射并不是宽轨道上气体巨星数量的唯一原因。更一般地说，在宽轨道上识别年轻行星伴星周围的盘提供了一种新的方法来限制这些物体的形成路径，这对于单个系统来说是非常困难的。我们还完善了光谱型的主要从M1到K7，并检测到一个温和的（2-西格玛）在22微米使用WISE光度过剩。
2011-09-26 astro-ph.EP
Predicting the Configuration of Planetary System: KOI-152 Observed by Kepler
最近开普勒发现的KOI-152揭示了一个由三个热的超级地球候选者组成的系统，它们处于或接近4：2：1的平均运动共振。它们不太可能在原地形成，行星可能在形成和演化过程中经历了轨道迁移。这三颗行星的小半长轴表明，迁移停止在原始气体盘的内边缘。在本文中，我们重点讨论的迁移停止机制的影响，包括迁移“死区”，内部截断恒星磁场。研究表明，恒星吸积速率、恒星磁场和原行星盘中的恒星迁移速度是影响KOI-152最终构型的主要因素。我们的模拟表明，三颗行星可能围绕着一颗恒星吸积率低或磁场高的恒星。另一方面，缓慢的I型迁移，其降低到线性分析结果的十分之一，有利于形成KOI-152的构型。在这样的形成场景下，系统中的行星质量不足以在气体盘中打开缺口。行星质量的上限估计分别约为$15,~19$和$24 M_\oplus$。我们的结果也表明，近拉普拉斯配置是相当常见的行星系。
2012-05-11 astro-ph.EP
Capturing Trojans and Irregular Satellites - the key required to unlock planetary migration
现在人们接受了太阳系的年轻时代是一个充满活力和混乱的时代。这些巨行星迁移了相当长的距离才到达它们现在的位置，证明这种迁移对太阳系影响的证据比比皆是。这种迁移的速度，以及它发生的距离，仍然存在很大的争议。一些模型的特点是，巨行星最初处于一个非常紧凑的结构中，天王星和海王星混乱地分散到外太阳系中。其他一些则具有最初更轻松、更平滑、更稳定的迁移架构。为了确定哪一种情景最能代表我们太阳系的形成，我们必须转向系统中小天体种群的结构，在那里，迁移的伤疤仍然清晰可见。我们提出了一个计划的第一个结果，调查巨行星迁移对当时存在的小天体的水库的影响。当行星迁移时，它们搅动这些水库，将大量的小天体分散到外太阳系的动态不稳定轨道上。这些天体中的绝大多数通过碰撞和抛射迅速从系统中移除，但也有一小部分被捕获为行星特洛伊或不规则卫星。另一些则是由迁移驱动的，导致了小行星带和外海王星区域的重大雕刻。这些稳定储层的捕获和保留效率取决于所使用的特定迁移方案。支持从最初紧凑的场景中混乱迁移的人认为，更平稳，更平静的迁移不能解释观察到的特洛伊人和不规则卫星的数量。我们的研究结果描绘了一幅截然不同的画面，揭示了这种平滑的迁移完全能够复制所观察到的种群。
2013-02-10 astro-ph.EP
Concurrent Accretion and Migration of Giant Planets in their Natal Disks with Consistent Accretion Torque (II): Parameter Survey and Condition for Outward Migration
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Department of Astrophysics, Princeton University（普林斯顿大学天体物理系）；Earth-Life Science Institute, Institute of Science Tokyo（东京科学研究所地球生命理工学院）；Department of Astronomy, School of Science, Westlake University（西湖大学理学院天文学系）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理学系）；Institute for Advanced Studies, Tsinghua University（清华大学高等研究院）
该研究通过数值模拟发现，吸积行星的向外迁移取决于其质量比和盘条件，且与正扭矩有关。
2025-11-26 astro-ph.EP
Planet migration: self-gravitating radiation hydrodynamical models of protoplanets with surfaces
利用三维自引力辐射流体动力学（RHD）模型计算了层流最小质量太阳星云盘中原行星的径向迁移率。原行星可以自由迁移，因此它们的迁移率被测量。对于低质量的原行星（10-50 M_ \oplus），我们发现在局域等温模型和RHD模型之间，迁移时间尺度增加了一个数量级。在高质量区，迁移率变化很小。这些结果是通过在局部等温模型中计算迁移率得出的，然后依次引入自引力和辐射转移，使我们能够隔离附加物理的影响。我们发现，使用局部等温状态方程，没有自引力，我们重现了以前的分析和数值模型获得的迁移率。我们探讨了不同的原行星模型的影响，并改变其假设的半径，迁移。自引力的引入使迁移率略有降低，而惯性质量问题，这已被提出的高质量原行星与环行星盘，再现。在引入辐射转移到低质量原行星模型（\approx 10 M_ \oplus），模拟为小半径吸积点质量，我们发现向外迁移的速度约为两倍的分析向内速率。然而，当以更现实的方式模拟这样一颗原行星时，它的表面可以形成一个深的包层，这种向外的迁移是看不到的。
2010-06-10 astro-ph.EP
On the formation of compact planetary systems via concurrent core accretion and migration
我们提出的结果行星形成N体模拟的基础上，一个全面的物理模型，包括行星质量增长，通过相互胚胎碰撞和星子/巨石吸积，粘性盘的演变，行星迁移和气体吸积到行星的核心。本研究的主要目的是确定哪一组模型参数导致形成的行星系，类似于紧凑的低质量多行星系统，已发现的径向速度调查和开普勒任务。我们改变初始光盘质量，固体与气体的比例和巨石/星子的大小，并为一个有限的体积的参数空间，我们发现，紧凑的系统包含类地行星，超级地球和海王星般的机构出现作为自然结果的模拟。当小的微行星/巨砾提供主要的吸积源时，具有低的固气比值的圆盘模型只能形成短周期的超级地球和海王星，因为这些天体的流动性需要克服生长胚胎的局部隔离质量。在低金属量恒星周围存在短周期的超级地球提供了强有力的证据，表明小的移动物体（星子，巨石或卵石）在所观察到的行星的形成中发挥了核心作用。
2016-01-14 astro-ph.EP
Planetary Migration in Protoplanetary Disks
已知的系外行星群显示出多种多样的轨道结构，解释这种结构的起源是行星形成理论的一个主要挑战。年轻行星和它们的原行星盘之间的引力相互作用提供了一种在形成时期形成行星轨道的方式。原行星与行星之间的相互作用受到驱动原行星盘演化的结构和物理过程的强烈影响。在这篇评论中，我们专注于如何磁盘行星的相互作用驱动迁移的行星时，不同的假设是关于角动量传输的物理，以及它如何驱动吸积流的原行星盘模型。特别是，我们认为移民光盘：（i）吸积流出现，因为湍流扩散传输角动量;（ii）层流吸积流被限制在薄，电离层附近的磁盘表面和驱动发射的磁离心风，与中平面是完全惰性的;（iii）层流吸积流遍及盘的整个柱密度，并且由大尺度水平和垂直磁场的组合驱动。
2018-04-27 astro-ph.EP
On the formation of planetary systems via oligarchic growth in thermally evolving viscous discs
我们提出了N体模拟的行星系形成的热演化，粘性盘模型。模拟包括I型迁移（包括共转力矩及其饱和度），间隙形成，II型迁移，气体吸积到行星核心，通过光蒸发和气体盘分散。其目的是检查是否寡头增长的情况下，结合自洽的磁盘模型和最新的处方光盘驱动的迁移，可以产生类似的行星系已被观察到的。结果与初始椎间盘质量相关。低质量盘形成了地球质量行星和超级地球的紧密系统。更高质量的盘形成了多代行星，质量范围为10 < mp <45 M_Earth。这些行星通常会迁移到内盘的I型，因为共旋力矩饱和，在那里它们会打开缺口，而II型则会迁移到中央恒星。偶尔，最后一代的低到中等质量的行星形成并由于气盘分散而存活下来。在我们的模拟中没有幸存的气体巨星形成。分析表明，这些行星只有在II型迁移开始之前，在轨道半径r > 10 au处形成核心并经历失控的气体吸积，才能在迁移中幸存下来。我们的结论是，在气体盘的生命周期中，质量mp > 10M_Earth以上的行星生长导致了同旋扭矩饱和和快速向内迁移，阻止了气体巨星的形成和生存。这一结果与一些人口合成模型显示的形成气体巨行星的成功相反。这种差异的出现，部分原因是，在人口合成模型中采用的II型移民处方导致太大的减少时，在行星占主导地位的制度的移民速度。
2014-08-29 astro-ph.EP
Planet formation signposts: observability of circumplanetary disks via gas kinematics
识别正在进行的行星形成需要最好的角分辨率和最深的灵敏度，在国家的最先进的数值模拟的启发观察。行星-盘相互作用的流体动力学模拟预测了在吸积行星核周围形成的环行星盘（CPD）。这些CPD已经逃避了明确的检测-它们的识别需要CPD示踪剂的预测。在这项工作中，我们的目标是评估嵌入式CPD的可观测性与ALMA的特征烙印在气体运动学。我们使用3D光滑粒子流体动力学（SPH）模拟CPD周围的1和5 M_Jup行星在大的星心半径，在局部等温和绝热盘。然后将模拟与3D辐射转移连接起来，用于CO同位素的预测。可观测性评估腐败与现实的长基线相位噪声提取的最新HL Tau ALMA数据。我们发现，CPD的存在下产生不同的路标：1）紧凑的发射分离的速度从整个拱星盘的开普勒模式，2）一个强大的影响时，多普勒频移线发射扫过CPD的位置，和3）在速度色散的局部增加的速度模式。我们测试我们的预测与模拟量身定制的HD 100546 -其中有一个报告的原行星候选人。我们发现，CPDs是可检测的所有3个路标与ALMA周期3的能力，为1和5 M_Jup原行星，当嵌入在等温盘。
2015-11-03 astro-ph.EP
Effect of wind-driven accretion on planetary migration
行星迁移是联系行星形成模型和观测到的系外行星统计数据的关键环节。到目前为止，迁移理论的重点是行星与无粘性或粘性演化盘的相互作用。湍流粘性被认为是盘演化的主要驱动力，并且已知会影响迁移过程。最近，风驱动的吸积的主题正在经历一个复兴，越来越多的证据表明，PPD可能比以前认为的湍流，和3-D非理想MHD建模的风发射过程正在成熟。目的：我们希望研究风驱动的吸积如何影响迁移。我们的目标是对主要影响进行定性探索，而不是定量预测。方法：采用FARGO 3D软件，在$(r,ϕ)$平面上进行二维水动力学模拟。垂直坐标和风的发射没有明确处理。相反，到磁盘上的风的扭矩处理使用一个简单的2参数公式治疗风的质量损失率和杠杆arm. Results：我们发现，风驱动的吸积过程有不同的方式补充的共轨区域比粘性吸积。前者总是从共轨区域的外缘注入质量并从内缘去除质量，而后者则根据圆盘中的径向密度梯度从共轨区域注入或去除质量。迁移行为可能差异很大，在某些条件下，它可以驱动快速的III型向外迁移。我们推导出的参数下，这种向外迁移发生的解析表达式。结论：如果风驱动的吸积在PPD的长期演化中发挥作用，则迁移研究也必须包括这一过程，因为它会强烈影响由此产生的迁移速率和方向。
2019-10-28 astro-ph.EP
Minimum Mass Solar Nebulae and Planetary Migration
最小质量太阳星云（MMSN）是一个原行星盘，它包含了构成太阳系行星所需的最少量固体。假设巨行星形成于“尼斯模型”开始时的紧凑结构中，Desch（2007）建立了一个新的MMSN。他发现了一个衰减盘，大约比著名的Hayashi MMSN密度高10倍。在大约一千万年的时间里，圆盘的轮廓几乎是静止的。然而，在原行星盘中的行星会迁移。在一个巨大的，长寿的磁盘中，这个问题必须得到解决。通过数值模拟，我们证明了太阳系的四颗巨行星不能在这个盘中生存。特别是，木星进入III型，失控状态，像石头一样落入太阳。与Hayashi MMSN相比，已知的行星-行星相互作用机制，以防止迁移，在这个星云中失败。行星迁移制约了MMSN的构建。我们展示了如何做到这一点应该自我一致。
2009-03-29 astro-ph.EP
On the dynamics of Extrasolar Planetary Systems under dissipation. Migration of planets
我们研究两个行星在同一平面内运动的行星系的动力学，当摩擦力作用在两个行星上时，除了引力。采用一般的三体问题模型。考虑了不同的摩擦定律。相空间的拓扑结构对于理解系统的演化是必不可少的。拓扑是由稳定和不稳定的周期轨道，对称和非对称的家庭。当耗散力起作用时，行星就是沿着稳定族或靠近稳定族迁移的。在临界点处，沿家庭的稳定性的变化，有一个新的家庭的稳定的周期轨道和迁移过程的分支改变路线，并遵循新的稳定家庭大偏心率或混沌区域。我们考虑共振和非共振行星系。研究了2/1、3/1和3/2共振。向更大或更小偏心率的迁移取决于特定的摩擦定律。此外，在某些情况下，半长轴增加，在其他情况下，它们是稳定的。对于特定的摩擦定律和摩擦力参数的特定值，有可能得到部分定常解，其中偏心率和半长轴是固定的。
2010-03-18 astro-ph.EP
