Primordial migration of co-orbital satellites as a mechanism for the horseshoe orbit of Janus-Epimetheus
我们分析了两颗天然卫星的轨道运动，最初是在共轨配置与第三（指导）卫星嵌入到一个环行星的气体盘，并进行潮汐与中央行星的相互作用。通过求解包含耗散效应和相互引力扰动的精确运动方程，研究了在轨道衰减过程中，当导航卫星与中心行星越过Roche极限时，导航卫星被破坏后系统的构型。该应用程序是由土星和两个小的共轨卫星Janus和Epimetheus组成的系统。我们进行了大量的数值模拟，不同的质量的假设指导卫星，土星的潮汐品质因数和初始配置和质量的小卫星。分析了引导卫星被破坏后不久的Janus和Epimetheus的轨道构型，我们得到相互的马蹄形共轨轨道出现作为数值模拟的自然结果。
2019-05-21 astro-ph.EP
Saturated torque formula for planetary migration in viscous disks with thermal diffusion: recipe for protoplanet population synthesis
我们提供的扭矩公式的低质量行星进行I型迁移的气体磁盘。这些扭矩公式特别强调了马蹄形阻力，这是倾向于饱和：马蹄形阻力达到的渐近值取决于共轨动力学（这往往会抵消或饱和的扭矩）和扩散过程（这往往会恢复未扰动的磁盘轮廓，从而使扭矩去饱和）之间的平衡。我们在这里招待这个渐近值的问题，我们推导出扭矩公式，给出总扭矩作为磁盘的粘度和热扩散率的函数。马蹄形阻力具有两个组成部分：一个与涡度梯度成比例，一个与熵梯度成比例，并且构成了停止向内的I型迁移的最有希望的候选者。我们的分析，这是由数值模拟的补充，恢复已经注意到的特性，即整个马蹄形区域的粘性时标必须短于天平动时间，以避免饱和，并且，提供了这个条件是满足的，熵相关的部分马蹄形阻力仍然很大，如果热时标短于天平动时间。侧的结果包括一个研究的Lindblad扭矩作为热扩散率的函数，并产生的涡粘性产生的接触不连续性，出现在马蹄形分界线的共转扭矩的贡献。为了方便对转矩公式最感兴趣的读者，第8节是独立的。
2010-10-27 astro-ph.EP
A torque formula for non-isothermal Type I planetary migration - II. Effects of diffusion
我们研究扩散的非线性共转扭矩，或马蹄阻力，在二维的限制，专注于低质量行星的马蹄区域的宽度远小于盘的尺度高度的影响。在没有扩散的情况下，非线性共转力矩饱和，只剩下Lindblad力矩。热量和动量的扩散可以起到维持共转扭矩的作用。在很强的扩散极限下，线性共转力矩得到恢复。对于热扩散的情况，该极限对应于具有局部等温状态方程。我们提出了一些简单的模型，能够捕获的扭矩扩散过程的依赖性在20%的数值模拟。
2010-07-28 astro-ph.EP
Convergence zones for Type I migration: an inward shift for multiple planet systems
嵌入气态原行星盘中的地球质量行星经历I型轨道迁移。在辐射盘中，马蹄形区域内熵梯度缩放的共转扭矩的额外分量可以抵消一般的向内迁移，然后可以根据局部盘的属性将I型迁移引导向内或向外。因此，盘中存在着行星以会聚的方式向其迁移的特殊位置。在这里，我们提出了N体模拟的收敛迁移的低质量（M=1-10 m_地球）的行星系统。我们表明，行星实际上并不收敛于收敛区。相反，它们被困在平均运动共振（MMR）链中。这导致行星的偏心率增加到足够高的值，以影响马蹄形区域的结构，并削弱正共转扭矩。行星谐振链的零扭矩平衡点由作用在每个行星上的衰减的共转扭矩和未衰减的差分Lindblad扭矩的总和确定。有效会聚区向内移动。由于行星进入和离开共振的连续扰动，具有多个行星的系统可以作为一个整体经历随机迁移。
2013-02-11 astro-ph.EP
Type I Migration in Radiatively Efficient Discs
我们研究I型迁移的行星在一个辐射有效的磁盘使用全球二维流体动力学模拟。当绝热盘具有陡峭的负熵梯度时，绝热盘在行星上产生较大的正共转力矩。行星马蹄形轨道上的气体在从慢轨道到快轨道的轨道变化过程中被压缩，增加其密度并对行星施加正扭矩。在达到饱和之前，行星会在绝热盘中向外迁移。我们进一步研究了辐射引起的能量耗散对行星I型迁移的影响。由于马蹄形轨道上的气体密度与绝热盘上的气体密度相比没有因压缩而增加，因此当能量有效耗散时，共转力矩减小。总扭矩主要由负Lindblad扭矩决定，并变为负值。这颗行星在辐射效率高的圆盘中向中心恒星移动。迁移速度取决于辐射效率，如果辐射冷却效率低下，迁移速度会大大降低。
2010-10-01 astro-ph.EP
Fast migration of low-mass planets in radiative discs
低质量行星会经历I型迁移，这一过程在行星系的演化过程中扮演了关键角色。假设行星在一个固定的圆形轨道上运行，推导出了圆盘力矩的解析公式。然而，最近的工作表明，在等温盘，迁移的原行星也可能会经历动态的共转扭矩与行星漂移率的比例。本研究的目的是探讨是否动态共转力矩也可以影响迁移的低质量行星在非等温盘。我们进行了二维辐射流体动力学模拟，以检查迁移的原行星作为光盘质量的函数的轨道演化结果。我们发现，一个原行星可以进入一个快速的迁移制度时，它在由熵相关的马蹄形阻力和Toomre稳定性参数设置的方向迁移时，是小于一个阈值，低于该阈值的马蹄形区域收缩成蝌蚪状区域。在这种情况下，行星附近会出现一个密度不足的被困区域，与周围的圆盘相比，熵过剩。如果粘性和热扩散率足够小，使得在迁移过程中熵过剩守恒，那么行星就会经历由流过行星轨道的物质产生的强大的共转扭矩。在快速迁移过程中，我们观察到一个原行星可以通过静态扭矩预测的零扭矩线。我们还发现，快速迁移可能有助于破坏胚胎会聚迁移形成的平均运动共振。
2015-08-31 astro-ph.EP
The 3D Flow Field Around an Embedded Planet
围绕嵌入式行星的二维流动拓扑结构的三维修改有可能解决行星形成理论中长期存在的问题。我们提出了一个详细的分析的3D等温流场周围的5地球质量的行星在一个固定的圆形轨道上，模拟使用我们的多GPU流体动力学代码PEnGUIn。我们发现，总的来说，马蹄形区域有一个垂直延伸的柱状结构，远远超出了地球的希尔球。这种柱状结构只在一些最宽的马蹄形流线中被打破，高海拔的流体沿着这些流线迅速下降到行星的邦迪球，执行一个马蹄形转弯，然后在中平面径向离开邦迪球。该流动的一部分完全离开马蹄形区域，我们称之为“瞬态”马蹄形流动。流动继续，因为它卷起成一对上下对称的水平涡线脱落到行星的尾流。这种流动是3D独有的，影响着行星的吸积和迁移。它阻止了行星维持流体静力大气层，因为它侵入了邦迪球，并导致了行星上的显著的共转扭矩，这是2D分析所无法预料的。在所报告的模拟中，从$Σ\sim r^{-3/2}$径向表面密度分布开始，该扭矩为正，并与负微分Lindblad扭矩部分抵消，导致行星迁移速率减慢3倍。最后，我们报告3D效果可以抑制足够大的磁盘粘度，导致类似于2D的结果。
2015-09-19 astro-ph.EP
On the importance of wave planet interactions for the migration of two super-Earths embedded in a protoplanetary disk
研究了在原行星盘中迁移的两颗小质量行星之间的排斥机制，使得相对迁移从会聚转变为发散。这个机制调用了一颗行星发射的密度波，将角动量传递到另一颗行星的共轨区域，然后通过马蹄形阻力直接传递到另一颗行星。我们制定简单的分析估计，这表明当排斥机制是有效的。行星被排斥的一个条件是它在盘中形成一个部分的间隙，另一个是这应该包含足够的材料，以支持与它的角动量交换.使用二维流体动力学模拟，我们得到了两个超级地球嵌入在一个原行星盘，因为它们之间的排斥发散迁移，并验证这些条件.为了研究共振相互作用的重要性，我们研究了一阶近似下行星对的迁移。似乎接近共振是重要的，但不是必要的。在这种情况下，我们发现排斥仍然发生时，行星之间的引力相互作用被删除，这表明角动量转移的重要性，通过波激发另一个行星。这可能通过共轨物质（马蹄形阻力）或附近轨道物质的散射而发生。我们的研究结果表明，如果条件有利于上述两颗行星之间的排斥，我们希望观察到行星对的周期比大于，往往只是略大于共振值或可能罕见的可互换性。
2021-08-02 astro-ph.EP
3D MHD Simulations of Planet Migration in Turbulent Stratified Disks
我们进行了3D MHD模拟行星迁移分层磁盘使用Goddom代码PLUTO，磁盘是动荡的，由于磁旋转的不稳定性。我们研究了不同行星-恒星质量比$q=M_{p}/M_{s}$的行星迁移。与以前的研究一致，对于低质量行星的情况下（$q=5\times10^{-6}$和$10^{-5}$），迁移是由随机波动的扭矩。对于一颗质量为1000亿光年的行星$(q=M_{p}/M_{s}=10^{-3}$和$M_{s}=1M_{\odot})$，我们发现行星轨道内部和间隙区域周围的磁应力减小。在行星上的扭矩为正的初始阶段之后，它反转，并且我们恢复了与由$α$粘度模拟湍流粘度的磁盘中发现的迁移率类似的迁移率。对于中等质量的行星（$q=5\times10^{-5}, 10^{-4}$和$2\times10^{-4}$），我们发现了一个新的和迄今为止意想不到的行为。在某些情况下，他们在整个模拟期间经历持续和系统的向外迁移。在这种情况下，马蹄形区域被解决，来自共转区域的扭矩可以保持不饱和，由于在磁盘中的应力。这些应力直接由磁场产生。当局部表面密度分布是平坦的或向外增加时，马蹄形阻力的大小可以克服负Lindblad贡献，这是由于纬向流的存在，我们在模拟中的某些位置看到的。这颗中等质量的行星正在径向向外迁移，在那里有一个正梯度的压力隆起（纬向流）。
2011-05-11 astro-ph.EP
Type I planet migration in weakly magnetised laminar discs
[摘要]在流体动力盘模型中，低质量行星的迁移已经研究了三十多年，但原行星盘中磁场的影响鲜为人知。当圆盘的磁场足够强以防止马蹄运动时，由磁共振产生的扭矩代替了共转扭矩。对于足够弱的磁场，马蹄运动和共转力矩存在，最近的湍流MHD模拟报告了存在一个新的组成部分的共转力矩的平均环向场的存在。本文的目的是探讨这种新的共转力矩的物理来源和性质。我们进行了MHD模拟的低质量的行星嵌入在一个2D层流盘线程由弱环形磁场，与湍流的影响建模的粘度和电阻率。我们确认，之间的相互作用的磁场和马蹄运动的结果在一个额外的行星上的共转扭矩，我们称之为磁流体动力学扭矩过剩。它是由磁场沿着行星马蹄形区域下游分界线的积累造成的，这导致了该位置的方位角不对称的低密度区域。的MHD扭矩过剩的属性的特征在于通过改变的密度，温度和磁场剖面的斜率，以及扩散系数和磁场的强度。磁流体动力学扭矩过剩的迹象只取决于密度和温度梯度，是积极的档案预计在原行星盘。其大小又主要由磁场的强度和湍流电阻率决定。即使磁压力小于热压力的百分之一，磁流体动力学扭矩过剩也足以逆转迁移。
2013-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Concurrent effects of gas drag and planet migration on pebble accretion
我们研究了迁移行星（$10<M_p<20$地球质量）的影响，在一个辐射盘卵石的动力学使用二维双流体模拟进行的RoSSBi代码。由迁移行星引起的波动和对气体的拖曳反作用的共同作用产生了卵石通量的复杂演化。波浪激发了纬向流，这些纬向流起到了灰尘陷阱的作用，并积聚了卵石。由于拖曳反作用，开尔文-亥姆霍兹不稳定性发展，产生湍流尘埃环，其中包含几个地球质量的固体，那里可能形成微行星。行星质量越大，尘埃环发展得越快。在与行星迁移的竞争中，这个过程触发了几个尘埃环，径向分离尺度为$1/M_p$。我们发现了围绕$13$地球质量的转变。在那之下，卵石停在行星轨道的内侧，但卵石在行星上的吸积是持续的。在此之上，尘埃环区域的阻力反作用在行星迁移时改变了压力分布，这限制了卵石吸积的进一步增长。这种新的{ \it卵石隔离质量}比文献中经常报道的低约2倍。这减少了超级地球行星的整体形成时间尺度，同时有利于它们在圆盘消散后的生存，因为进一步的吸积被扼杀。最后，我们的研究结果支持一个混合模型的形成木星通过卵石和星子吸积。
2020-09-10 astro-ph.EP
Outward migration of a giant planet with a gravitationally unstable gap edge
我们提出了盘行星相互作用的数值模拟，行星打开一个引力不稳定的差距，否则引力稳定盘。在我们的圆盘模型中，外部间隙边缘可能对全球螺旋模式不稳定，我们发现，随着我们增加表面密度尺度，间隙变得更加不稳定，行星向外迁移的速度更快。我们表明，正扭矩是由螺旋臂带入行星共轨区域的材料提供的。这种材料预计将执行马蹄形转向接近的行星，因此扭矩it.Our研究结果表明，标准的II型迁移，适用于巨行星在非自引力粘性盘，很可能会显着修改大规模光盘时，与差距的引力不稳定性发生。
2011-12-07 astro-ph.EP
On the width and shape of the corotation region for low-mass planets
我们研究嵌入式，低质量行星的共轨流。我们提供了一个简单的半解析模型的共旋区域，随后进行了比较，高分辨率的数值模拟。利用该模型导出了马蹄形区半宽x_s的表达式，在零软化极限下，其表达式为x_s/r_p = 1.68（q/h）^（1/2），其中q为行星与中心恒星的质量比，h为盘的长宽比，r_p为轨道半径。这与模拟测量的相同数量非常一致。这一结果表明，马蹄形阻力是约一个数量级大于线性共转扭矩在零软化极限。因此，马蹄形阻力，其符号取决于特定涡度的梯度，对于估计作用在行星上的总扭矩是重要的。我们进一步指出，即使对于小质量行星x_s << H，像Lindblad尾流这样与共转有~ a压力标度高度H的径向分离的现象也会影响x_s。其效果是使流线变形，并通过背压的作用使x_s减小.当引力软化参数较小，行星质量较大时，这种效应减弱，此时x_s与H相当。
2009-01-15 astro-ph.EP
Low mass planet migration in magnetically torqued dead zones - II. Flow-locked and runaway migration, and a torque prescription
我们研究了低质量行星在层流原行星盘中的迁移，在驱动径向气体流动的死区中通过大规模磁场穿过。如在文件I中所示，一个动态的共转扭矩的出现，由于流动引起的不对称变形的共转区域和不断变化的涡度之间的对比度振动马蹄形材料和背景盘流。使用模拟层流扭矩盘包含迁移行星，我们证明了存在的四个不同的迁移制度中预测的文件I。在两个区域中，迁移近似锁定于向内或向外的径向气流，而在其他区域中，行星经历向外的失控迁移，最终稳定到快速稳定的迁移。此外，我们证明扭矩和迁移逆转引起的中平面磁应力，与分叉依赖于光盘表面密度。我们开发了一个快速迁移的模型，并显示为什么向外失控饱和到一个稳定的速度，并检查其终止由于改变当地的光盘条件的现象。我们还开发了一个分析模型的共转扭矩在晚些时候，包括粘度，适用于光盘，维持适度的湍流。最后，我们使用模拟结果开发扭矩处方列入人口合成模型的行星形成。
2018-04-06 astro-ph.EP
Aero-Resonant Migration
行星聚集的过程，主要是在一个几何上薄的气体和尘埃盘中展开，通常伴随着形成行星和微行星的动力学激发。随后的轨道交叉可能导致大规模的碰撞碎裂，使系统充满冰和岩石碎片。在气体星云中，由于空气动力学阻力，这些残余的固体物质倾向于螺旋下降到主恒星。一路上，向内漂移的碎片可能会遇到行星，并通过平均运动共振与它们引力耦合，消耗它们的轨道能量并导致它们迁移。在这里，我们开发了一个简单的理论，这种迁移机制，我们称之为“航空共振迁移”（ARM），其中小的星子（$10\,$ m $\lesssim s \lesssim 10\,$ km）由于空气动力学阻力和共振牧羊人行星在他们面前进行轨道衰减。使用的分析计算和数值实验相结合，我们表明，ARM是一个强大的迁移机制，能够显着运输行星的时间尺度$\lesssim1$ MYR，并提出简单的公式ARM率。
2019-09-14 astro-ph.EP
Halting Migration: Numerical Calculations of Corotation Torques in the Weakly Nonlinear Regime
行星在它们形成的年代可能会迁移，这是由于它们所居住的原行星盘中的引力扭矩的影响。对于等温盘中的低质量行星，已知由于其对盘的线性扰动，行星上存在强烈的负扭矩，导致快速向内迁移。目前的研究表明，在这些相同的等温盘，对于中等质量的行星，有一个强大的正非线性共转扭矩由于气体被拉通过间隙的影响马蹄形轨道。对于中等质量的行星，这种正扭矩可以部分或完全抵消线性（I型）扭矩，导致更慢或向外迁移，即使在等温盘中。这种效应对于超级地球和次类木行星来说是最显著的，在从低质量线性扰动到非线性间隙开放行星的过渡期间，当行星打开了所谓的“部分间隙”时。在这项研究中，行星盘相互作用的数值计算明确计算这些扭矩，并根据经验构建在这个弱非线性制度的迁移率的缩放。这些结果发现，对于质量在20 - 100地球质量范围内的行星来说，向外迁移是可能的。
2015-05-04 astro-ph.EP
Effects of Radiative Diffusion on the Dynamical Corotation Torque in Three-Dimensional Protoplanetary Disks
由马蹄形轨道变形引起的动力学共转力矩以及背景盘中的涡度梯度对确定低质量行星的轨道迁移速率和方向具有重要意义。之前的二维研究预测动态共转扭矩为正，从而减缓了行星向内迁移的速度。相反，最近的三维研究表明，浮力共振使动力学共转力矩为负，加速向内迁移。在本文中，我们研究的依赖性的动力学共转力矩的热输运使用三维模拟。我们首先表明，我们的结果与以前的三维研究时，磁盘是完全绝热的。然而，在更现实的辐射盘，辐射扩散抑制浮力共振显着，特别是在高海拔地区，并产生一个积极的动力学共转扭矩。这就解释了绝热盘中负动力学共转力矩引起的快速迁移问题。我们的研究结果表明，辐射扩散与恒星辐射和吸积加热一起需要准确地描述低质量行星的迁移。
2022-09-12 astro-ph.EP
The Importance of Disk Structure in Stalling Type I Migration
当行星形成时，它们会与它们的出生盘发生潮汐相互作用。虽然由地球和超级地球质量的行星引起的潮汐扰动通常太弱，不足以显著改变盘的结构，但这种相互作用可能足够强，导致行星经历快速的I型迁移。这一物理过程可能提供了短周期超级地球的来源，尽管它也可能对长周期轨道上具有足够质量的核心的出现和保留构成挑战，以演变成气体巨星。以前的数值模拟表明，I型迁移率敏感地依赖于拱星盘的属性，特别是温度和表面密度梯度。在这里，我们推导出这些结构参数的1）一个自洽的粘性盘模型的基础上常数α处方，2）照射盘模型，考虑到由于恒星光子的吸收加热，3）分层吸积盘模型与可变的α参数。我们发现，在典型的原恒星盘的内部粘性加热区域，超级地球的马蹄铁和共转扭矩可以超过他们的差分Lindblad扭矩，并导致他们进行向外迁移。然而，由于被动恒星辐射的温度分布导致I型迁移是向内的大部分磁盘。对于磁盘中有向外迁移，我们表明，“行星陷阱”的位置和质量范围取决于这些磁盘模型采用的一些不确定的假设。相互竞争的物理效应可能会导致超级地球的质量周期分布分散。
2012-05-17 astro-ph.EP
Low-mass planet migration in three dimensional wind-driven inviscid discs: a negative corotation torque
我们提出了模拟低质量的行星-磁盘在无粘三维光盘的相互作用。我们表明，风驱动的层流吸积流通过表面层的磁盘不会显着修改嵌入式行星所经历的迁移扭矩。更重要的是，我们发现，3D效应导致的动态共转扭矩的行为相比，早期的2D理论和模拟的戏剧性变化。虽然之前已经表明，动力学共转力矩可以减缓并基本上停止低质量行星的向内迁移，但我们在3D中的结果表明，动力学共转力矩具有完全相反的效果，并加速向内迁移。我们的数值实验暗示浮力共振的原因。这有两个效果：（i）它们对行星施加直接转矩，其相对于Lindblad转矩的大小在我们的模拟中测量为小的;（ii）它们对在正转区域中的马蹄形轨道上振动的气体施加转矩，并驱动其涡度的演化，导致负动力学正转转矩。这表明，在低湍流粘度下，原行星盘的详细垂直热结构在确定嵌入行星的迁移行为中起着重要作用。如果这一结果在更精细的盘热演化处理下成立，那么它对理解行星系的形成和早期演化具有重要意义。
2020-03-13 astro-ph.EP
Fast Modes and Dusty Horseshoes in Transitional Disks
最明亮的过渡原行星盘通常是方位不对称的：它们的毫米波热发射峰值强烈地集中在一侧。粉尘超密度可超过$\sim$ 100：1，而气体密度的变化系数小于几个。我们提出，这些显着的ALMA观测-这可能会影响到如何形成星子-反映了气体盘的引力全球模式。该模式是（1）快--其图案速度等于磁盘的平均开普勒频率;（2）的方位波数$m=1$，从重心位移的主机星;和（3）托姆稳定。在气体不感受自身引力的极端简化条件下，我们求解了包含间接恒星势的气体流线。接近共同旋转时，气盘呈马蹄形环。空气动力学停止时间比轨道周期短或长得多的尘埃颗粒被气体拖向马蹄形中心。对于中间停止时间，尘埃收敛到$\sim$ 45 $^\circ$宽的弧上的共同旋转的圆。由于气体湍流或长的粒子漂移时间，在圆盘寿命内没有达到其最终聚集点的粒子符合马蹄形气体流线。我们的模式是不自洽的，因为我们忽略了气体的自引力;尽管如此，我们预计，积累的位置和颗粒大小之间的趋势，类似于我们发现的，一般预测的快速模式，是潜在的可观察的。与涡旋不同的是，全球模式的径向宽度不受压力尺度高度的限制;它们的径向和方位角范围可能更好地匹配观测。
2014-12-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Outward Migration of a Gas Accreting Planet: A Semi-Analytical Formula
该研究推导出一种半解析公式，揭示了气体吸积行星向外迁移的条件，并解释了其在塑造气态巨行星分布中的作用。
2025-11-29 astro-ph.EP
Outwards migration for planets in stellar irradiated 3D discs
我们第一次提出了嵌入恒星辐射盘的行星的3D模拟。众所周知，热效应可能会将行星迁移的方向从内向外逆转，从而有可能挽救原行星盘内部光学厚度较厚部分的行星。当考虑恒星辐射，除了作为热源的粘性摩擦，外盘的变化从阴影到耀斑结构。使用一个合适的分析公式，它已经表明，在张开的部分光盘的迁移是向内的;行星可以向外迁移，只有在光盘的阴影区，{因为熵的径向梯度更强}。为了证实这一结果的数值，我们已经计算了总扭矩作用于行星上的固定轨道嵌入恒星辐照的3D光盘使用流体动力学代码FARGOCA。我们发现定性良好的数值模拟得到的总扭矩和预测的解析公式之间的协议。对于大质量（>20个地球质量），我们发现定量的协议，我们获得向外迁移区域的行星高达60个地球质量的早期阶段的吸积盘。然而，我们发现，与解析公式的协议是相当偶然的，因为该公式低估了马蹄形区域的大小，这个错误是由其他条款，最有可能的冷却速率和饱和度的不完善的估计补偿。
2015-07-20 astro-ph.EP
Planetesimal-driven planet migration in the presence of a gas disk
我们在这里报告了Kirsh等人（2009）使用我们的N体代码SyMBA（Duncan等人，1998年）。以前的工作集中在一个单一的行星的质量Mem的情况下，沉浸在一个小行星盘与幂律表面密度分布和瑞利分布的偏心率和倾角。通常使用10^4 - 10^5个等质量的微行星，其中包括太阳和微行星对每个微行星的引力（和反作用力），而微行星与微行星的相互作用被忽略。这里所报告的试验包括了气盘的动力学效应，其中Adachi等人（1976）的气动气体阻力公式适用于所有物体。在某些情况下，Papaloizou和Larwood（2000）对行星的I型迁移的处方被实施，以及质量分布。在没有气体的情况下，可以观察到快速的行星迁移--速度与行星的质量无关--只要行星的质量与能够进入希尔球的星子的质量相比不太大。在这种情况下，向内和向外移徙都可以自我维持，但向内移徙的倾向很强。当存在气盘时，气动阻力可以大大改变分散的星子的动力学。对于足够大或足够小的单分散星子，行星通常向内迁移。然而，对于一系列看似合理的小行星（即在最小质量Hayashi盘中，在5.0 AU处为0.5 - 5.0 km），通常会引发向外迁移，通常伴随着大量的行星质量吸积。这种行为的起源解释了一个玩具模型。还讨论了与I型迁移相关的尺寸分布和扭矩的影响。
2010-09-23 astro-ph.EP
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets III: viscosity transitions
嵌入的低质量行星的迁移强度和方向取决于盘的结构。在具有有效辐射传输的圆盘中，对于质量超过3-5个地球的行星，迁移可以向外定向。这是由于熵驱动的共转扭矩，这一过程延长了行星胚胎的寿命。我们调查的影响所造成的跳跃的α参数的粘度模型的死区结构中的光盘结构。我们专注于M-dot光盘，它有一个恒定的净质量流量。使用由此产生的光盘结构，我们调查的后果，形成的星子，并确定向外迁移的原行星的区域。我们在r-z平面上对M点圆盘进行了数值模拟。我们使用显式/隐式流体动力学代码FARGOCA，其中包括一个完整的张量粘度和恒星辐射，以及一个两个温度的求解器，其中包括在通量限制扩散近似辐射传输。圆盘内部的粘度转变产生了密度的转变，通过所谓的“行星陷阱”机制阻止了小行星的向内迁移。这一机制也适用于M_P > 0.5M_E的行星。此外，粘度转变改变了圆盘中的压力梯度，这通过流动不稳定性促进了星子的形成。然而，需要粘度的非常陡峭的转变以在盘中的压力冲击中实现。粘度的转变有利于微行星的形成，可以阻止小质量行星（M_P>0.5M_E）的迁移，但不能阻止小行星和微行星在气体拖曳作用下的向内迁移。需要一个非常陡峭的，可能不切实际的粘度梯度来捕获质量较小的行星，并在压力隆起处停止气体拖曳驱动的微行星迁移。
2014-08-05 astro-ph.EP
Planetesimal fragmentation and giant planet formation: the role of planet migration
在核心吸积的标准模型中，巨行星的核心是由星子吸积形成的。在这种情况下，星子人口的演变在大规模核心的形成中起着重要作用。最近，我们研究了星子碎裂在巨行星原位形成中的作用。然而，行星和气体盘之间的角动量交换导致行星在盘中迁移。在这项新的工作中，我们纳入了行星的迁移，并在全球范围内研究行星迁移在形成一个巨大的核心时，星子的人口演变的行星吸积，迁移由于星云的阻力，和碎片由于星子碰撞的作用。
2014-09-24 astro-ph.EP
Runaway gas accretion and gap opening versus type~I migration
成长中的行星与它们的出生原行星盘相互作用，这对它们施加了一个扭矩，使它们能够在盘中迁移。小质量行星不影响气体剖面，以快速I型迁移方式迁移。虽然小于$20-30 M_\oplus$的行星可以向外迁移，但大于这个质量的行星应该在圆盘分散之前很久就消失在中心恒星中了。大质量行星打开一个缺口，随后以较慢的II型迁移方式迁移，这可以使它们免于一路迁移到恒星。因此，当且仅当它们能够达到间隙开放质量时，成长中的巨行星才能被拯救，因为这延长了它们的迁移时间尺度，使它们最终能够在大轨道上生存，直到圆盘本身分散。然而，以前的研究大多只测量了固定质量和轨道的行星上的扭矩，以确定迁移率。另外，对于I型运移和II型运移之间的转换本身也没有很好的研究.在这里，我们使用等温2D光盘模拟与FARGO-2D 1D研究气体吸积原行星在光盘的迁移行为。我们发现迁移的巨行星总是在圆盘上打开缺口。我们进一步分析和数值计算表明，行星生长在失控的气体吸积制度将达到间隙开放质量迁移之前，所有的方式到中央恒星，如果光盘不是非常粘和/或厚。相比之下，仅限于圆盘中径向气流的吸积速率不够快。当考虑到行星的气体吸积时，由于行星吸积了来自其马蹄形区域的物质，因此间隙打开过程加速。这使得一个吸积行星在丢失之前过渡到II型迁移，即使气体不能提供足够快的增长，也没有达到间隙开放质量。
2016-10-18 astro-ph.EP
On wave interference in planet migration: dead zone torques modified by active zone forcing
本文通过三维 MHD 模拟研究死区中活跃区激发的螺旋波与行星迁移的波干涉效应，发现其可加速向内迁移并改变大质量行星间隙结构，从而修正标准迁移理论。
2023-06-29 astro-ph.EP
Planet Migration in Windy Discs
该研究通过二维模拟发现，盘风强度通过影响马蹄形区域平流时标与天平动时标的层级关系，可导致行星出现非线性向外迁移或线性向内迁移，且向外迁移区域位于约10-100天文单位。
2024-11-07 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Improved torque formula for low and intermediate mass planetary migration
在原行星盘中，行星在接近圆形、非倾斜轨道上的迁移完全由盘的扭矩来描述。该扭矩是盘参数的复杂函数，并且基本上等于两个分量的总和：Lindblad扭矩和共转扭矩。已知的扭矩公式不能准确地再现辐射盘中的低质量和中等质量行星在数值模拟中实际经历的扭矩。这种不准确的主要原因之一是这些公式是在二维分析中得出的。在这里，我们重新审视扭矩公式，并通过定制的三维数值模拟更新其许多无量纲系数。特别是，我们推导出Lindblad扭矩对温度梯度的依赖关系，共转扭矩对径向熵梯度的依赖关系（并在三维圆盘中计算出该梯度的合适表达式）。我们还计算出了迄今为止被忽略的共转力矩对径向温度梯度的依赖关系。已知共转力矩与马蹄形区域的宽度成非常陡峭的比例。我们将这个宽度的表达式扩展到中等质量行星的域，因此我们更新的扭矩公式对于通常高达几十个地球质量的行星仍然有效，只要这些相对大质量的行星不会显着耗尽它们的共轨区域。我们的扭矩表达式可以适用于低质量和中等质量的行星在光学厚的原行星盘，以及嵌入在环行星盘的原月亮。
2017-07-27 astro-ph.EP
Protoplanetary migration in non-isothermal discs with turbulence driven by stochastic forcing
嵌入等温原行星盘中的低质量物体被认为会遭受快速向内的I型迁移。在非等温圆盘中，最近的研究表明，圆盘熵的径向分布的减小可以导致强的正共转扭矩，这可以显着减缓或逆转层流粘性圆盘模型中的I型迁移。然而，在湍流圆盘模型中，这一图像如何变化还不清楚。本研究的目的是研究湍流对嵌入非等温原行星盘中的低质量行星所经历的扭矩的影响。我们特别关注的作用，湍流的振幅取决于在地球的马蹄形区域的扩散过程的效率的共转扭矩。我们进行了二维数值模拟，使用基于网格的流体动力学代码，其中湍流建模为随机强迫。为了提供的粘性和热扩散系数作为湍流的振幅的函数的估计，我们首先建立了非等温盘模型的湍流强迫的振幅的不同值。然后，我们包括一个低质量的行星，并确定其运行时间平均扭矩的演变。我们表明，在非等温光盘，熵相关的共转扭矩确实可以保持不饱和湍流的存在。对于湍流振幅，不强烈影响磁盘的温度分布，我们发现，运行的时间平均扭矩所经历的嵌入式原行星是在相当好的协议与层流光盘模型具有适当的值的热和粘性扩散系数。因此，在随机强迫驱动的湍流盘中，共转扭矩的行为与层流粘性盘中的行为相似，并且可以显著减缓或逆转I型迁移。
2012-08-29 astro-ph.EP
The 1:1 resonance in Extrasolar Systems: Migration from planetary to satellite orbits
我们提出了家庭的对称和非对称的周期轨道在1/1共振，一个行星系组成的一个恒星和两个小机构，在比较的恒星，在同一个平面内移动的相互吸引力。稳定的1/1共振周期轨道属于一个有行星分支和卫星分支的家族，行星分支中的两颗行星以非零偏心率运行在近似开普勒轨道上，卫星分支中的两颗行星之间的引力相互作用主导了来自恒星的吸引力，两颗行星形成了一个围绕恒星旋转的近距离双星。研究了该族周期轨道的稳定区域。接下来，我们研究了一个包含两颗行星的行星系，当系统中包含一个拖曳力时，系统初始处于稳定的1/1共振周期运动。我们证明，如果我们开始与1/1共振的行星系与大偏心率，系统迁移，由于阻力，{ \it沿家庭的周期轨道}，并最终被困在一个卫星轨道。原则上，这提供了一个产生卫星系统的机制：我们从一个行星系开始，最后一个阶段是一个系统，其中两个小天体形成一个近距离双星，其质心围绕恒星旋转。
2011-05-13 astro-ph.EP
The Migration of Gap-Opening Planets is not Locked to Viscous Disk Evolution
大多数对II型迁移的标准描述都指出，大质量的、有间隙的行星必须以粘性漂移率迁移。这是基于这样的想法，即盘被分成内部区域和外部区域，并且气体被认为不能穿过间隙。事实上，气体很容易穿过马蹄形轨道上的间隙，使这个确定迁移速率的必要前提无效。在这项工作中，它是使用高精度的数值计算表明，实际的迁移率是依赖于磁盘和行星参数，可以显着大于或小于粘性漂移率。在极限情况下的磁盘更大的质量比第二，迁移率饱和到一个常数，这是敏感的磁盘参数，并不一定是顺序粘性率。在相反的低质量磁盘的限制，迁移率与磁盘质量线性下降。在低盘质量极限的稳态解显示次级轨道外没有堆积，也没有相应的内盘排水。
2014-08-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Orbital migration and circularization of tidal debris by Alfvén-wave drag: circumstellar debris and pollution around white dwarfs
相当一部分白矮星（WD）表现出以$\sim10^3$ - $10^7$ kg s $^{-1}$的速率持续吸积难熔元素的迹象，其中，37个WD被检测到携带尘埃碎片盘。这样的同时发生不仅需要行星材料的肥沃储存，而且还需要高占空比的金属输送。一般认为，这种物质可能来自太阳系类似的主带小行星或柯伊伯带天体。在这里，我们认为WD污染物的原始祖先作为一个人口的残留高偏心率的星子，去挥发过程中的恒星巨星阶段。相当于太阳系的长周期彗星，它们被分散到WD附近，受到来自剩余行星、银河系潮汐、经过的分子云和附近恒星的扰动。当这些物体在潮汐扰动极限内冒险时，它们会经历缩小。我们定量地展示了材料强度和重力如何决定破碎条件和碎片尺寸。此后，碎片的半长轴需要衰减至少$\sim$ 6个数量级，然后它们的成分才能最终吸积到WD的表面上。我们研究了这些碎片在WD周围的轨道演化，并表明WD的磁场在其近星点通道期间引起阿尔文波阻力，并迅速使其轨道圆化。这一过程可能是负责所观察到的吸积率的重元素和周围WD碎片盘的产生。一个推测性的暗示是，巨行星可能在WD的祖先周围很常见，它们今天可能仍然与一些WD绑定。
2021-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
A systematic survey of the dynamics of Uranus Trojans
我们的目标是找到天王星特洛伊（UT）的稳定区域，并找出动力学机制相空间中的结构负责。利用谱数作为稳定性指标，构造了（a0，i 0）平面上的动力学映射.精确地确定了UT的固有频率，以便我们可以通过半解析方法来描述谐振网络。发现两个主要的稳定区域，分别为低倾角（0- 14度）和高倾角制度（32- 59度）。在它们中也有一个不稳定带，分别在9度和51度。所有的稳定区域都在蝌蚪政权，没有稳定的马蹄铁轨道存在的UT。缺乏适度倾斜的UT是由nu 5和nu 7长期共振引起的。动力学图中的精细结构是由高次长期共振和二次共振形成的。在行星迁移过程中，大约36.3%和0.4%的预形成轨道分别经历了快迁移和慢迁移（迁移时间尺度分别为100万年和1000万年），其中大部分处于高倾角。由于低倾角的UT更有可能在太阳系的年龄中存活下来，因此在迁移结束时，它们占所有长寿命轨道的77%，在快速和缓慢迁移中，它们的总数分别为原始人口的4.06 E-3和9.07 E-5。大约3.81%的UT能够存活到太阳系的年龄，其中95.5%的UT位于低倾角轨道上，i 0 <7.5度。然而，行星迁移的耗尽似乎阻止了大部分这样的轨道，特别是对于慢迁移模型。
2019-12-21 astro-ph.EP
Application of gas dynamical friction for planetesimals: I. Evolution of single planetesimals
小的星子成长为大的行星胚胎发生在气体从原行星盘扩散之前很久。微行星-气体-盘的相互作用引起微行星/行星的迁移和轨道演化。小微行星主要是由空气动力学气体阻力。大型原行星$m\sim0.1M_{\oplus}$主要由I型迁移\emph{differential}扭矩控制。还有一个额外的质量范围，\emph{intermediate mass}微行星（IMP）的$m\sim10^{21}-10^{25}g$，在这个范围内，引力与盘的相互作用超过了气动气体阻力，但这种相互作用通常被忽略。在这里，我们使用\emph{gas dynamical friction}（GDF）的方法，以前用于研究在行星质量范围内的磁盘行星的相互作用，这些相互作用的模型。我们发现的临界尺寸GDF占主导地位的气体阻力，然后研究的影响，GDF上的单个IMP。我们发现，小倾角的星子迅速成为共面。偏心轨道在几百万年内形成圆形，前提是星子质量大（$m\gtrsim10^{23}g$），初始偏心率低（$e\lesssim0.1$）。质量更大的星子$m\sim10^{24}-10^{25}g$在几百万年的时间尺度上螺旋上升，导致\emph{an embryonic migration}进入内部圆盘。这可能导致内部原行星盘（$<1$ AU）中岩石物质（以IMP的形式）过多，并导致行星快速生长。这可以解释超级地球行星的起源。此外，G…
2015-08-17 astro-ph.EP
Terrestrial Planets Formation under Migration: the Systems near 4:2:1 Mean Motion Resonance
在这项工作中，我们广泛的调查近4：2：1平均运动共振（MMR）配置的形成，通过执行两套N体模拟。在第一组中，我们模拟了偏心阻尼、气体阻力、微行星、行星胚胎和巨行星的I型和II型行星迁移。对于II型迁移的巨行星的模拟，大质量的类地行星，质量高达几个地球质量，可能会在系统中产生。我们进一步证明，通过类木行星II型迁移的牧羊和/或散射机制，系统中的类地行星和巨行星可以演化成近4：2：1的MMR。此外，这些模型也适用于Kepler-238和302系统的形成。在第二组中，我们研究了类地行星系中4：2：1 MMR的形成，其中行星经历了I型迁移和偏心阻尼。通过考虑I型迁移，$\sim$ 17.1%的模拟结果表明类地行星演化为4：2：1的MMR.然而，这个概率应该取决于行星的初始条件。因此，我们得出结论，第一和第二类迁移可以发挥至关重要的作用，在近距离类地行星的形成。
2017-01-11 astro-ph.EP
Low-mass planets falling into gaps with cyclonic vortices
本文利用FARGO3D三维模拟发现，深环缝边缘由Rossby波不稳定性产生的气旋风涡会拓宽低质量行星的马蹄区、增强共转转矩并阻止其向内迁移。
2024-06-18 astro-ph.EP
Type I migration in optically thick accretion discs
我们研究的扭矩嵌入在一个光学厚吸积盘的行星上，使用全球二维流体动力学模拟。光学厚吸积盘的温度是由粘性加热和辐射冷却之间的能量平衡决定的。辐射冷却速率取决于圆盘的不透明度。不透明度表示为温度的函数。我们发现圆盘分为三个区域，具有不同的温度分布。随着温度的升高，熵分布的斜率在盘的内部区域变陡，在盘的外部区域变低，而在中间区域变浅。位于内外区的行星由于绝热盘对行星施加的巨大正共转力矩而向外移动，另一方面，位于中间区的行星则向内朝向中心恒星移动。行星预计会聚集在绝热盘的内部和中间区域之间的边界处。正的共转扭矩随着圆盘粘度的增加而减小。我们发现，当考虑大的粘性时，作用在行星内部区域的正的共转力矩变得太小，以至于不能抵消负的Lindblad力矩，这破坏了行星马蹄形轨道密度的增强。这导致了行星在圆盘内部区域的向内迁移。当圆盘的吸积速率小于2 × 10 ^{-8}太阳质量/年时，一颗内区质量为5个地球的行星可以在1天文单位的面密度为100 g/cm ^2的圆盘中向外运动。
2012-05-28 astro-ph.EP
Not Just Gas: How Solid-Driven Torques Shaped the Migration of the Galilean Moons
Universidad de Concepción（康塞普西翁大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Universidad Mayor（马约尔大学）；Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）
本研究通过引入固体力学，揭示了固体扭矩在伽利略卫星轨道迁移中的关键作用，解决了长期存在的迁移灾难问题。
2026-01-07 astro-ph.EP
Self-consistent $N$-body simulation of Planetesimal-Driven Migration I. The trajectories of single planets in the uniform background
本文采用包含星子引力作用、气体阻力和 I 型迁移的高分辨率自洽 $N$ 体模拟，研究最小质量太阳星云中单颗行星的 PDM，发现小型原行星也可主动迁移且部分向外迁移。
2024-10-02 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation in low eccentricity warm-Jupiter systems
我们研究了巨行星迁移对内类地行星系统形成的影响。我们考虑的情况下，巨行星停止迁移在半长轴范围内0.13 - 1.7 AU由于气盘分散。一个N-体的代码，是链接到一个粘性气体盘算法能够模拟：气体损失通过吸积到中央恒星和光蒸发;间隙形成的巨行星; II型迁移的巨人;可选的I型迁移的原行星;气体阻力的星子。我们发现，大部分内部系统的行星构件在巨行星的通过中幸存下来，要么被向内引导，要么被分散到外部轨道。一个或多个热地球的系统预计会形成并保持在巨行星的内部，特别是如果II型迁移受到限制，或者I型迁移影响了原行星动力学。在低离心率的暖木星系统中，如果巨行星有限度地侵入宜居带（HZ）的外部区域，或者横穿其整个宽度，并在不到HZ内缘一半的径向距离处停止迁移，那么可能存在宜居行星。我们的结论是，II型迁移并不能阻止类地行星的形成。
2009-01-31 astro-ph.EP
Migrating Low-Mass Planets in Inviscid Dusty Protoplanetary Discs
圆盘驱动的行星迁移是行星系形成的一个组成部分。在标准的以气体为主的原行星盘中，低质量行星或行星核心经历快速向内迁移，并丢失到中心恒星。然而，最近的几项研究表明，原行星盘中的固体成分可以对盘-行星相互作用产生显着的动力学影响，特别是当固体与气体的质量比接近1或更大时，尘埃对气体的拖曳力变得显着。由于有几种方法可以提高原行星盘中的固体丰度，例如通过盘风和压力隆起中的尘埃捕获，因此了解行星如何通过尘埃环境迁移是很重要的。为此，我们通过一套系统的高分辨率，二维数值模拟研究行星在尘埃丰富的磁盘迁移。我们表明，低质量行星的向内迁移可以减缓尘埃动力学共转力矩。我们还确定了一个新的制度，随机迁移适用于磁盘的灰尘与气体的质量比$\gtrsim 0.3$和粒子斯托克斯数$\gtrsim 0.03$。在这些情况下，盘-行星的相互作用导致小规模的持续发展，强烈的尘埃漩涡分散了行星，这可能会阻止甚至逆转向内的行星迁移。我们简要讨论了我们的结果的观测意义，并强调了未来工作的方向。
2020-07-16 astro-ph.EP
A semi-analytical model for exploring Galilean satellites formation from a massive disk
更好地了解木星卫星的起源将有助于了解木星形成期间的环境，并有助于我们了解这个独特卫星系统的特征。我们开发了一个半分析模型来研究木星的定期卫星形成，并提出了我们的人口合成计算的结果。我们进行了模拟，采用了大量的，静态的，低粘度的环行星盘模型，与目前的研究在一个环行星盘的磁旋转不稳定性。我们发现，高的气体密度导致非常迅速的迁移的satellitesimals由于气体阻力和II型迁移的卫星在一个更快的磁盘为主的模式。大浓度的固体，大的积木和较长的II型迁移时间尺度有利于形成和生存的大型卫星。然而，像木卫三这样巨大的天体和那些远离木星的天体，如木卫四，很难在这种情况下形成。
2015-11-05 astro-ph.EP
How initial and boundary conditions affect protoplanetary migration in a turbulent sub-Keplerian accretion disc: 2D non viscous SPH simulations
目前关于行星形成的理论认为，巨行星的形成应该与它们快速向中央恒星迁移有关，这是由于原行星与盘的相互作用，对于近10个地球质量的天体来说，时间尺度为$10^5$年。这样的时间尺度应该比原行星通过与其他小天体碰撞而分层成长期间气体吸积到原行星上的时间尺度小一个数量级。这些参数最近被分析使用N体和/或流体动力学代码或它们的混合。在这项工作中，无粘性的2D模拟进行，使用SPH方法，研究一个原行星的迁移，评估吸积盘的有效性的原行星拖向中央恒星，作为一个函数的行星本身的质量，盘切向运动。为此，SPH方案被认为是适合研究湍流，运动学和边界条件的作用，由于其固有的平流湍流，特别是在2D和3D代码。模拟都在光盘子开普勒和开普勒运动学条件下进行的参数研究的原行星迁移，如果发生中度和一致的偏离开普勒动力学。我们的研究结果表明，在亚开普勒条件下，类地行星的几个轨道周期的迁移时间，而对于类地行星的估计给出了大约$10^4$轨道周期需要一半的轨道大小。行星迁移的时间尺度在很大程度上取决于行星相对于盘流的离心屏障附近的激波区域的相对位置。
2009-09-24 astro-ph.EP
Implications of Jupiter Inward Gas-Driven Migration for the Inner Solar System
木星在太阳出生盘中的迁移历史仍然没有受到很好的限制。在这里，我们考虑木星的迁移如何影响小天体的水库，以及这是如何限制其原来的轨道距离太阳。在考虑微行星碰撞演化影响的基础上，研究了木星大尺度向内径向迁移对内太阳系的影响。我们用解析公式模拟了木星在气盘中的生长和迁移。我们假设在木星的初始轨道内存在一个小行星盘。这个小行星盘接受了初始的总质量和大小频率分布（SFD）。微行星感受到空气动力学气体阻力的影响，并相互碰撞，主要是在迁移的木星的引导下。我们的主要目标是测量植入主小行星带（MAB）的星子的质量和植入人口的SFD。我们还监测在小行星碰撞过程中产生的尘埃量。我们发现，SFD的星子人口植入到MAB往往类似于原来的星子人口内部木星。我们还发现，除非在5天文单位和木星的原始轨道之间存在很少或没有质量，否则很难将MAB目前的低质量与木星从15天文单位以外的距离迁移的可能性相协调。这是因为植入MAB的原始磁盘质量的比例非常大。最后，我们讨论了我们的研究结果在尘埃生产方面的影响，所谓的NC-CC同位素二分法。
2022-08-31 astro-ph.EP
Hamiltonian model of capture into mean motion resonance
平均运动共振是我们太阳系和太阳系外行星系的共同特征。当天体的轨道半长轴改变时，例如当它们迁移通过原行星盘时，它们会被困在共振中。我们使用一个哈密顿模型，彻底调查的捕获行为的第一和第二阶共振。使用这种方法，所有相同阶数的共振都可以用一个方程来描述，并通过适当的缩放来应用于特定的共振。我们专注于一个物体是无质量的测试粒子而另一个是大质量行星的极限。我们量化捕获到共振的概率取决于行星和粒子的相对迁移率，以及粒子的偏心率。共振捕获失败的高迁移率，并具有更高的偏心率，虽然对于某些迁移率，捕获概率峰值在一个有限的偏心率降低的概率。我们还计算了被捕获粒子的天平动振幅和天平动中心的偏移量，以及如果没有捕获，偏心率的变化。初始偏心率越大，天平动振幅越大。该模型允许一个完整的描述粒子的行为，因为它连续遇到几个共振。该模型适用于许多情况，包括（一）行星迁移通过气体盘捕获其他行星或微行星共振;（二）行星迁移通过碎片盘;（三）尘埃迁移通过PR阻力。详细信息请参见\cite{2010submitted}。（节录）
2010-11-22 astro-ph.EP
Planet-Disk Interactions and the Convective Overstability. I. Low Mass Planets
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica（中央研究院天文及天文物理研究所）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）
研究低质量行星在原行星盘中的迁移机制，发现对流过不稳定性可显著延长迁移时间，影响超级地球形成窗口。
2026-02-17 astro-ph.EP
Young Planets around Young Accreting Stars: I. Migration and Inner Stalling Orbits
本文通过三维MHD模拟量化年轻行星在湍流盘中的迁移机制，发现低密度盘使地球质量行星迁移时标超过哈勃时间而停滞于死区边界，巨行星则停滞于磁层截断半径，且恒星质量影响行星停滞位置，与观测统计一致。
2025-05-06 astro-ph.EP
Stability of the co-orbital resonance under dissipation: Application to its evolution in protoplanetary discs
尽管太阳系中存在共轨天体，并且行星系形成模型预测了共轨行星的形成，但迄今为止还没有发现共轨系外行星（也称为特洛伊）。在这篇论文中，我们将研究一对共轨的系外行星在原行星盘中的迁移过程中是如何发生的。为此，我们计算了拉格朗日平衡L4和L5下的一般耗散和缓慢的质量演化的稳定性标准。根据这些扰动的强度和形状，系统可以朝着拉格朗日平衡发展，或者倾向于增加其振动幅度，可能一直到马蹄形轨道，甚至退出共振。我们估计我们的标准使用一组流体动力学模拟的各种条款，并表明，光盘扰动和两个行星之间的动力学耦合的稳定性有显着的影响：结构诱导的每个行星在光盘扰动的耗散力施加在其他行星在每个天平动周期。在我们关于共轨道稳定性的结果中，有几个对限制这种配置的可观测性很感兴趣：长距离向内迁移和较小的领先行星倾向于增加拉格朗日平衡附近的天平动振幅，而领先的大质量行星和属于共振链倾向于稳定它。我们还表明，取决于耗散力的强度，在共轨道对向内迁移的过程中，两个共轨道中较小的一个的倾角和偏心率都可以显著增加，这可以对通过这种构型的过境的可探测性产生显著影响。
2019-11-19 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation by torque-driven convergent migration of planetary embryos
巨行星的大质量核心被认为是由卵石大小的颗粒吸积在气体盘中形成的，这些颗粒的吸积截面被气动气体阻力增强[1][2]。一个普遍的观点是，类地行星系统是在后来（气体盘分散后3 - 2亿年）由数十颗大约火星大小的原行星的巨大碰撞形成的[3]。在这里，我们提出，相反，类地行星形成早期的气体驱动收敛迁移的原行星向$\sim\!1\,{\rm au}$（相关参考文献[4]调用了不同的过程，以集中星子）。为了研究会聚迁移发生的情况，我们开发了一个具有真实不透明度的辐射流体动力学模型[5][6]，以确定类地行星带中气体和卵石盘的热结构。我们发现原行星通过相互碰撞和卵石吸积快速生长，并通过引力散射和热尾效应获得轨道偏心率[7][8]。类地行星系统的轨道结构在我们的模拟中得到了很好的再现，包括它在0.7-1 au的紧密质量浓度和水星和火星的小尺寸。早期的原太阳盘温度超过1500 K，在0.4 Au内，这意味着水星生长在一个高度还原的环境中，靠近铁和硅酸盐的蒸发线，影响了水星的整体组成[9]。在后期的冷气盘中，冰/水化卵石的吸积将有助于地球的水预算。
2021-09-23 astro-ph.EP
Dust Dynamics in Transitional Disks: Clumping and Disk Recession
本文重新讨论了辐射压力在尘埃迁移和过渡盘内腔开启中的作用。尘埃动力学，包括辐射压力，经常在轴对称模型中进行研究，但在这项工作中，我们表明，高度非轴对称的功能，可以从内部磁盘边缘的不稳定性。尘埃颗粒在那里聚集成高密度的特征，允许辐射在它们周围泄漏并渗透到更深的圆盘中，改变尘埃迁移的过程。我们的概念验证，二维，垂直平均模拟表明，辐射压力，阴影和气体阻力的组合可以产生净向外迁移，或衰退，磁盘的尘埃成分。在我们的参数空间中，内盘边缘的后退速度大约为$10^{-5}$乘以开普勒速度，这比背景粘性流快，假设为Shakura & Sunyaev粘度α $\lesssim 10^{-3}$。这种速度，如果在磁盘的寿命持续，可能会导致一个尘埃腔大几十金。
2022-02-15 astro-ph.EP
The effect of self-gravity on vortex instabilities in disc-planet interactions
我们研究了圆盘自引力对与土星质量行星在原行星圆盘中打开的间隙相关的涡旋形成不稳定性的影响。分析表明并通过线性计算证实，如果基本状态固定，则具有低方位角模式数的涡旋模式$,m,$可以通过增加自重力来稳定。然而，线性计算表明，通过背景和通过线性响应的自引力的组合效应将最不稳定的涡旋模式转移到更高的$m.$行星间隙的非线性流体动力学模拟显示，随着自引力强度的增加，更多的涡旋发展。对于足够大的光盘质量的涡不稳定性被抑制，并取代一个新的全球不稳定性，与分析预期一致。在非线性状态下，随着盘质量的增加，涡合并越来越延迟，并且多个涡可能持续到模拟结束。在自重力作用下，合并后的涡旋在方位角上是局部的，并且具有类似于Kida涡旋的结构。这与没有自重的情况不同，在没有自重的情况下，涡旋合并形成在方位角上延伸的单个涡旋。我们还进行了一系列的补充模拟共轨道的Kida类涡，并发现自引力使这样的涡执行马蹄形转弯时遇到对方。因此，在没有自重力的情况下，在时间尺度上避免了旋涡合并。因此，我们认为，自引力涡在旋转流中的相互排斥是造成上述延迟涡合并的原因。简要讨论了自重力对涡致迁移的影响。我们发现，当包括自重力时，Lin & Papaloizou（2010）的涡旋诱导的III型迁移被延迟，但迁移的程度不变。
2011-03-25 astro-ph.EP
A general model of resonance capture in planetary systems: First and second order resonances
平均运动共振是我们太阳系和太阳系外行星系的共同特征。当天体的轨道半长轴改变时，例如当它们迁移通过原行星盘时，它们会被困在共振中。我们使用一个哈密顿模型，彻底调查的捕获行为的第一和第二阶共振。使用这种方法，所有相同阶数的共振都可以用一个方程来描述，并通过适当的缩放来应用于特定的共振。我们专注于一个物体是无质量的测试粒子而另一个是大质量行星的极限。我们量化捕获到共振的概率取决于行星和粒子的相对迁移率，以及粒子的偏心率。共振捕获失败的高迁移率，并有更高的偏心率的概率下降。更大质量的行星可以捕获更高偏心率和迁移率的粒子。我们还计算了被捕获粒子的天平动振幅和天平动中心的偏移量，以及如果没有捕获，偏心率的变化。初始偏心率越大，天平动振幅越大。该模型允许一个完整的描述粒子的行为，因为它连续遇到几个共振。我们讨论了几种情况下的影响：（一）行星迁移通过气体盘捕获其他行星或星子共振。(ii)行星迁移通过碎片盘。(iii)尘埃通过PR阻力迁移。利用哈密尔顿模型可以快速解释太阳系外行星和柯伊伯带天体的共振特性，并可以快速生成碎片盘结构的合成图像，这将有助于预测和解释ALMA、Darwin/TPF或类似飞行任务制作的盘图像。[摘要]
2010-12-14 astro-ph.EP
Migration of Extrasolar Planets: Effects from X-Wind Accretion Disks
磁场在形成恒星/盘系统的引力坍缩过程中从星际介质中被拉了进来。考虑平均场磁流体动力学（MHD）在这些磁盘表明，磁效应产生的次开普勒旋转曲线和截断内盘。这封信探讨了这些预测的太阳系外行星迁移磁盘属性的后果。气体盘中的次开普勒流驱动了嵌入行星的新迁移机制，并修改了较大行星的间隙打开过程。对于足够小的行星（m_P < 1 M_ \earth）和/或轨道较近的行星（r < 1 AU），这种次开普勒迁移机制优于I型迁移机制。虽然包括次开普勒扭矩缩短总迁移时间只有一个中等的量，迁移行星的核心吸积的质量显着减少。内盘边缘的截断（对于典型的系统参数）自然地解释了周期P=4天的行星轨道。周期较短的行星P=2天，可以解释为在FU-奥利爆发期间的迁移，当质量吸积率高，盘边缘向内移动。最后，中面密度在盘的内部截断点（X点）处大大增加;这种增强，加上持续的气体和固体流动，支持巨行星的原位形成。
2009-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
