Two-source terrestrial planet formation with a sweeping secular resonance
该研究提出双源模型解释内太阳系氧化梯度，通过长期共振将外盘迁移形成火星并贡献氧化材料。
2026-01-07 astro-ph.EP
Comparisons of the core and mantle compositions of earth analogs from different terrestrial planet formation scenarios
地核和地幔的化学成分提供了对导致其形成的过程的深入了解。另一方面，N体模拟通常不包含化学信息，并且只试图再现类地行星的质量和轨道。这些模拟可以分为四个潜在的可行的方案太阳系形成（经典，环，大钉，早期不稳定），我们共编译433 N体模拟。我们使用熔融标度定律结合地核形成的多阶段模型，将这些模拟的输出与地核和地幔的化学成分联系起来。我们发现地球类似物的组成在很大程度上取决于平衡胚胎核心的分数和N体模拟中的初始胚胎质量。在考虑岩浆海洋的生命周期时，模拟类型可能很重要，其中Grand Tack模拟在最后一次巨大撞击后有最大数量的物质增生。然而，由于地球地幔成分对不同参数的敏感性和N体模拟的随机性，我们不能排除任何吸积情景或初始胚胎质量。将地球类似物经历的最后一次胚胎撞击与特定的月球形成情景进行比较，我们发现月球形成撞击的特征取决于N体模拟中的初始条件，其中较大的初始胚胎质量促进较大和较慢的月球形成撞击物。火星大小的初始胚胎最符合典型的打了就跑的场景到一个固体地幔。我们的研究结果表明，约束平衡的冲击器核心和N体模拟的初始胚胎质量的分数可能是重要的了解地球的吸积历史和月球形成的影响的特点。
2023-02-21 astro-ph.EP
Formation of the terrestrial planets in the solar system around 1 au via radial concentration of planetesimals
水星的轨道内没有行星存在，而太阳系的类地行星则呈现出局部化的结构。根据原行星盘的热结构计算，除了盘演化的早期阶段外，在距太阳0.1 au处有一条硅酸盐凝聚线（~ 1300 K），星子可能在水星轨道内形成。最近的一项关于磁盘演化的研究，包括磁驱动磁盘风的研究表明，气体磁盘在距离中心恒星约1 au的范围内获得了正的表面密度斜率。在一个具有正的中平面压力梯度的区域中，微行星发生向外的径向漂移。我们调查的径向漂移的星子和I型迁移的行星胚胎在磁盘中的粘性发展与磁驱动盘风。我们展示的情况下，没有行星留在附近的区域。微行星的径向漂移模拟使用最近的磁盘演变模型，包括磁盘风的影响。行星形成的后期阶段，也进行了行星胚胎的N体模拟检查。我们表明，在磁盘演化的中期阶段，星子可以进行收敛径向漂移磁旋转不稳定性（MRI）不活跃的磁盘，其中的压力最大值创建，并积累在一个狭窄的环状区域与内边缘在~ 0.7 AU从太阳。我们还表明，行星胚胎，可能会从狭窄的星子环不表现出显着的I型迁移在磁盘演化的后期阶段。太阳系的类地行星的定域结构，特别是近区行星的缺乏，可以用近区正压梯度盘中的星子的会聚径向漂移来解释。
2018-04-06 astro-ph.EP
The Empty Primordial Asteroid Belt
小行星带的质量不到地球质量的千分之一，并且呈放射状分布，S型小行星主要分布在内带，C型小行星则分布在外带。一般认为，该带形成时的质量要大得多，后来被强烈耗尽。在这里，我们表明，今天的小行星带是一致的，已经形成空的，没有任何星子之间的火星和木星的今天的轨道。这与漂移的尘埃集中在一个孤立的陆地微行星环中的模型是一致的。在类地行星形成过程中的引力散射导致了径向扩张，将1-1.5天文单位内的微行星输送到带外。几倍的总电流质量在S型植入，优先考虑内部的主带。C型是从外部注入的，因为巨行星的气体吸积使附近的星子不稳定，并将一部分注入小行星带，优先注入外部主带。这些注入机制是类地行星和巨型行星形成的简单副产品。因此，小行星带可能代表了一个行星残余物的储存库，这些行星残余物在太阳系中增生，但不在小行星带本身。
2017-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the Formation of the Four Terrestrial Planets in the Solar System
为了重现太阳系类地行星（类似物）的轨道和质量，大多数研究都将模拟作为一个批次进行仔细审查。然而，在文献中没有足够的讨论在同一系统（类似系统）中同时形成行星类似物的可能性。为了解决这个问题，我们进行了540 N-体模拟的原行星盘的典型模型在文献中的代表。我们总共确定了194个包含至少三个类似物的类似系统，但只有17个系统同时包含四个类地行星的类似物。通过对我们的模拟系统的分析，我们发现，与真正的行星相比，基于Grand Tack模型的典型结果的截断盘产生了水星和火星的类似物，这些类似物的动力学温度太低，并且离金星和地球的类似物太近。此外，所有的水星类似物都太大了，而大多数火星类似物都比火星更大。此外，在这些系统中，形成月球的撞击时间太早，事件发生后增加的额外质量太大。因此，这种被截断的盘不能解释类地行星的形成。结果表明，形成这4颗类地行星所需的盘具有以下性质：1）质量集中在0.7-0.9 ~1.0- 1.2au的狭窄核心区，2）从0.3- 0.4au开始的内区成分，3）从1.0- 1.2au开始的质量较小的成分，4）从0.7 - 0.9 ~ 1.2au开始的质量较小的成分，4）从0.3- 0.4au开始的质量较小的成分，5）从1.0- 1.2au开始的质量较小的成分。4）胚胎而不是星子携带大部分的磁盘质量;和5）木星和土星放置在偏心轨道。
2019-09-09 astro-ph.EP
Close-in planetesimal formation by pile-up of drifting pebbles
行星形成模型的一致性受到小天体和大天体状态之间脱节的影响。这主要是由所谓的生长障碍引起的：较大天体的直接生长在厘米大小的物体上停止，并且需要特殊的条件才能形成较大的引力约束的微行星。我们的目标是连接尘埃演化和微行星形成的模型，以确定有利于形成小行星大小的机构和第一个行星胚胎的原行星盘的区域。我们结合半解析模型的粘性原行星盘的演变，尘埃的生长和漂移，包括气体上的尘埃颗粒的反作用，通过流不稳定性和星子形成到一个数字代码。我们调查如何星子的形成是受原行星盘的质量，其初始尘埃含量，尘埃聚集体的粘性。我们发现，尘埃的增长和漂移导致全球固体的重新分配。内部圆盘中卵石的堆积提供了流动不稳定性有效的局部条件。微行星形成一个环形，其内缘位于0.3 AU至1 AU之间，宽度在0.3 AU至3 AU之间。由此产生的星子表面密度遵循一个径向轮廓，比初始盘轮廓陡得多。这些结果支持了太阳系中的类地行星是从一个狭窄的星子环中形成的，这个环再现了它们特有的质量比。
2016-09-05 astro-ph.EP
Water loss from terrestrial planets with CO2-rich atmospheres
类地行星高层大气中的水的光解和氢的损失对气候演变具有根本的重要性，但总体上仍知之甚少。在这里，我们提出了一系列的计算，我们进行了研究的依赖性，从类地行星的大气和外部参数的范围内的水损失率。我们表明，CO2只能造成显着的水分流失增加地面温度在一个狭窄的条件范围内，与冷却的中层和高层大气作为一个瓶颈逃逸在其他情况下。在G星周围，有效的损失只发生在具有中等CO2大气分压（0.1至1巴）的行星上，这些行星的净通量接近临界失控温室极限。由于G星的总光度随时间增加，而XUV/UV光度则减少，这对像地球这样的行星的水分流失有很大的限制。相比之下，对于富含二氧化碳的早期金星来说，只有当云层引起强烈冷却时，水损失的扩散限制才是重要的，这意味着地球表面从未有过液态水的情况确实是合理的。在M星周围，水分的流失主要是轨道距离的函数，行星吸收的通量小于~270 W/m^2（全球平均值）不太可能在它们的一生中失去超过一个地球海洋的H2O，除非它们在早期失去所有的大气N2/CO2。我们的研究结果表明，许多“类地”系外行星在宜居带可能有海洋覆盖的表面，稳定的富CO2/H2O的大气层，和高的平均地面温度。
2013-10-12 astro-ph.EP
Oxidation Constraints on Terrestrial Planet Formation from a Ring
Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth（拜罗伊特大学地球科学研究所）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Department of Earth & Environmental Sciences, Michigan State University（密歇根州立大学地球与环境科学系）；Collège de France, CNRS, PSL Univ., Sorbonne Univ.（法兰西学院，法国国家科学研究中心，巴黎文理研究大学，索邦大学）；Solar System Science & Exploration Division, Southwest Research Institute（西南研究院太阳系科学与探索部）
研究通过分析行星胚胎从窄环吸积不同氧化状态星子的过程，发现地球的氧化状态约束要求氧化物质在行星形成末期才被输送到环中，以匹配硅酸盐地球的组成。
2026-05-29 astro-ph.EP
A Low-order Model of Water Vapor, Clouds, and Thermal Emission for Tidally Locked Terrestrial Planets
基于复杂系统最小化建模的思想，我们建立了一个理想化的双柱模型，用来研究M型矮星宜居带中具有类地大气的潮汐锁定类地行星的气候。该模式能够近似三维（3D）大气环流模式（GCM）模拟得到的气候的基本特征。双柱模型成功的一个重要原因是它再现了GCM模拟的高云密度，这降低了地球的温度，推迟了失控的温室状态的发生。双柱模型还清楚地说明了决定气候的第二种机制：夜面充当“散热鳍”，红外线能量很容易通过它损失到太空中。这种散热片是由逆温和干燥的空气在夜面维持的，并发挥着类似于现代地球上的亚热带的作用。由于一维辐射-对流模型不能捕捉到云的对流和散热片的影响，它们系统地偏向于一个更窄的宜居带。我们还表明，云参数是最重要的确定昼夜热辐射对比度的两列模型，这减少，并最终逆转恒星通量的增加。这种逆转很重要，因为它可以被未来的太阳系外行星表征任务检测到，这将表明该行星有类似地球的水云，并且可能适合居住。
2014-03-04 astro-ph.EP
The Pulsar Planets: A Test Case of Terrestrial Planet Assembly
我们模拟了在毫秒脉冲星B1257 + 12周围形成行星系的各种情景所建议的条件下，行星胚胎的行星组装。我们发现，最有可能的模型落在低角动量端的建议范围。虽然我们发现太阳成分盘比主要由重元素组成的盘更有可能产生演化，但调用超新星回落的模型会产生这样的盘。此外，我们发现尘埃沉降必须迅速发生的磁盘冷却，以使固体物质被限制在一个足够窄的半径范围。观测和最佳拟合模型之间的定量比较表明，模拟可以再现观测到的偏心率和质量，但很难再现脉冲星行星系统的紧凑性。最后，我们检查了太阳系类地行星积累的类似研究的结果，并讨论了从比较中可以学到什么。
2009-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
In the Presence of a Wrecking Ball: Orbital Stability in the HR 5183 System
随着调查持续时间的不断攀升，使用径向速度方法发现的系外行星逐渐延伸到越来越长的轨道周期。对潜在木星类似物的敏感性不断提高，揭示了轨道结构的多样性，这些结构与我们太阳系中发现的结构有很大不同。最近发现的HR 5183 b就是一个很好的例子;它是一颗在高偏心率（$e = 0.84$）$\sim$ 75年轨道上的巨行星。从行星系动力学历史的角度来看，这种巨行星轨道的存在本质上是有趣的，也是为了研究这些系统的持续动力学稳定性和可居住性的影响。在这项工作中，我们研究后者，提供动力学模拟的结果，探索HR 5183巨行星的偏心轨道允许存在于宿主恒星的宜居带内的稳定区域。我们的研究结果表明，尽管巨大的行星令人难以置信的扰动影响，仍然有一个狭窄的位置宜居带，类地行星可能居住在长期稳定的轨道。我们讨论了巨行星对稳定的类地行星潜在可居住性的影响，包括对类地行星偏心率的调制和从类地行星位置观测巨行星的周期性壮观景象。
2019-10-25 astro-ph.EP
Stability analysis of single planet systems and their habitable zones
我们研究由一颗假设的类地行星（$1 $或$10 \mearth$）和一颗大质量行星（$10 \mearth - 10 \mjup$）组成的行星系的动力学稳定性。我们考虑的质量和轨道，覆盖范围内观察到的行星系架构（包括非零的初始偏心率），通过N体模拟确定的稳定性限制，并将其分析希尔稳定性边界。我们表明，对于给定的质量和轨道的两个行星系统，一个单一的参数，可以计算分析，描述了拉格朗日稳定性边界（没有喷射或交流），但显着偏离希尔稳定性边界。然而，我们发现，实际的边界是分形的，因此，我们也确定了第二个参数，它划分从稳定到不稳定的演变过渡。我们展示了$ρ$ CrB、HD 164922、GJ 674和HD 7924的部分宜居带，这些宜居带可以支持一颗类地行星。这些分析澄清了系外行星系统的稳定性边界，并表明，对于大多数系外行星系统，数值模拟的稳定性潜在的宜居行星是必要的参数空间的一个狭窄的区域。最后，我们还确定并提供了一个目录的已知系统，可以主机类地行星在其宜居带。
2010-05-03 astro-ph.EP
Water Cycling Between Ocean and Mantle: Super-Earths Need Not be Waterworlds
大型的类地行星被认为具有柔和的地形和深海，这意味着大多数超级地球应该完全被水覆盖，即所谓的水世界。这一点很重要，因为水世界缺乏硅酸盐风化恒温器，因此预测其气候不如具有暴露大陆的行星稳定。换句话说，水世界的持续宜居带比类地行星要窄得多。然而，行星上的水是在表面水库（海洋）和内部水库（地幔）之间分配的。板块构造在地质时间尺度上在这些储层之间输送水。洋中脊熔体的脱气作用和洋壳的蛇纹化作用分别对海底压力产生消极和积极的影响，从而对长期的海洋体积提供稳定的反馈。受地球近似稳态的深层水循环的启发，我们建立了水圈的两箱模型，并推导了类地行星上水分配的稳态解。至关重要的是，海底静水压力与表面重力成正比，因此具有深水循环的超级地球将倾向于在地幔中储存更多的水。我们的结论是，任何质量的构造活跃的类地行星都可以保持暴露的大陆，如果它的水团质量分数小于0.2%，大大增加了超级地球适合居住的几率。在我们的研究中，最大的不确定性来源是地球目前的地幔水库存：其价值越大，行星就越容易被淹没。最后，我们讨论了未来的任务如何通过绘制大型类地行星的海洋和大陆来测试我们的假设。
2014-01-03 astro-ph.EP
Thermal phase curves of nontransiting terrestrial exoplanets 1. Characterizing atmospheres
虽然凌日光谱是研究系外行星大气的组成、热性质和动力学的一种强大方法，但只有少数凌日的类地系外行星足够接近，可以进行重要的凌日光谱。热相位曲线（行星的视红外辐射随轨道相位的变化）已经在凌日和非凌日两种构型的热彗星上观测到，并且可以在热的类地系外行星上观测到。我们研究了潮汐锁定的类地行星的热辐射的波长和相位的变化作为大气压力的增加，并解决这些多波段的相位曲线的可观测性和使用它们来检测大气成分的能力。我们使用了一个三维气候模式（GCM）来模拟一个类地行星在围绕M3矮星的8天轨道上的CO2大气及其作为其轨道相位的函数的表观红外辐射。我们估计的信号，光子噪声比在2.5和20微米之间的窄带为10 pc的目标观察6和1.5米的望远镜（分别为JWST和ECHO的大小）。我们发现，大气吸收带产生的签名，我们称之为变化谱。没有大气层的行星产生很大的变化，可以很容易地从密集的吸收大气层中区分出来。光子噪声限制附近系统的分光光度法可以使我们能够检测和表征的大气层的非过境类地行星已知的径向速度调查。这类观测的两个明显障碍是在至少一个轨道期间所需的光度灵敏度（1 E-5）和恒星的内在变化。然而，克服这些障碍将使获得一个数量级以上的目标比过境光谱。
2011-05-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Large-scale Volcanism and the Heat Death of Terrestrial Worlds
大规模的火山活动在地球的长期可居住性中发挥了关键作用。与普遍持有的观点相反，火山活动，而不是撞击物，对整个地球历史上的大规模灭绝事件产生了最大的影响，并承担了大部分责任。我们研究了整个地球历史上大火成岩省（LIPs）的时间，以估计几乎同时发生的事件的可能性，这些事件可能会使一个行星进入极端潮湿或失控的温室，导致挥发性循环的结束，并导致以前温带陆地世界的热死。在一种方法中，我们对几乎同时发生的LIP（成对，三胞胎和四胞胎）在统计上与地球相同的随机历史中发生的速率进行了保守估计。我们发现，LIP接近的时间比0.1-1万年是可能的，显着的，这是小于陆地LIP环境影响的时间是已知的持续。在另一种方法中，我们评估的累积效应与模拟的时间序列组成的随机发生的LIP事件与现实的时间配置文件。这两种方法都支持这样的猜想，即LIPs的环境影响，虽然勉强避免了对地球气候历史的严重影响，但可能是我们的姐妹世界金星热寂的原因。
2022-04-26 astro-ph.EP physics.geo-ph
An optimal Earth Trojan asteroid search strategy
特洛伊小行星是一种小行星，它们与一颗行星共享围绕太阳的轨道，并围绕L4或L5拉格朗日稳定点进行平动。它们是重要的太阳系化石，因为它们携带了早期太阳系形成的信息，当时天体之间的碰撞更为频繁。对类地行星特洛伊的发现和研究将有助于约束内太阳系天体分布和相互作用的模型。自从1906年发现第一颗外行星特洛伊以来，已经发现了几千颗木星特洛伊。在类地行星中，有四颗已知的火星特洛伊，最近发现了一颗地球特洛伊。我们提出了一个新的模型，约束最佳的搜索区域，和成像节奏的窄视场和宽视场的调查望远镜，包括盖亚卫星最有效地利用望远镜的时间，以最大限度地提高检测到更多的地球特洛伊木马的概率。
2011-11-04 astro-ph.EP
Gen-EBM: an energy balance model for terrestrial planets. Climate multistability from snowball to post-runaway greenhouse climates
University of Geneva（日内瓦大学）；University of Bern（伯尔尼大学）
研究人员开发了Gen-EBM一维能量平衡模型，探究行星自转、偏心率等对类地行星气候多稳定性的影响，该模型可高效探索多类气候，连接简单模型与三维环流模型。
2026-10-09 astro-ph.EP
Formation of Venus, Earth and Mars: Constrained by isotopes
本文从不同的行星形成模型和来自182 Hf-182 W、U-Pb、亲石-亲铁元素、来自行星构造块的48 Ca/44 Ca同位素样品、金星和地球大气中的36 Ar/38 Ar、20 Ne/22 Ne、36 Ar/22 Ne同位素比值等方面讨论了类地行星形成的认识现状。地球深部地幔中预期的太阳3 He丰度和地球的D/H海水比率，揭示了早期原行星的吸积时间。可以解释不同同位素比的吸积情景，包括大约在月球形成之后的月球形成事件。5000万年，支持地球质量的大部分（>80%）最有可能在10- 3000万年内增加的理论。通过对上述同位素的综合分析，我们发现，在最初的~4-5百万年（原行星盘的近似寿命）内，原地球吸积了0.5-0.6百万年。对于金星来说，现有的大气惰性气体数据太不确定，无法准确地限制行星的吸积情况。然而，根据现有的Ar和Ne同位素测量，我们发现原金星在盘消散之前可能已经增长到0.85-1.0 MVenus。经典的类地行星形成模型一直在努力在原行星盘的典型寿命内从最微小的材料中快速生长出大型行星胚胎。卵石吸积可以解决这个长期存在的时间尺度争议。卵石吸积和流动不稳定性产生大的星子，在早期吸积阶段成长为火星大小和更大的行星胚胎。吸积的后期阶段可以用Grand-Tack、环带或耗尽盘模型很好地解释。卵石吸积和星子吸积/巨行星撞击的相对作用知之甚少，应该用包括卵石和多颗原行星的N体模拟来研…
2021-02-11 astro-ph.EP
A Distinct Population of Small Planets: Sub-Earths
已知小行星的大小是双峰的，有一个间隙将失去原始大气层的行星（超级地球）和保留原始大气层的行星（迷你海王星）分开。在这里，我们报告的证据，另一个不同的人口规模较小。通过关注围绕GK矮星向内运行16天的行星，并校正观测的完整性，我们发现超级地球的数量在1.4地球半径附近达到峰值，并在低于这个尺寸时消失。相反，一个新的行星群体（亚地球）似乎在小于1个地球半径的大小占主导地位，随着大小的减小而增加。在超短周期行星中也观察到这种模式。超级地球的终结支持了先前的说法，即超级地球和迷你海王星，可能形成于气态原行星盘中的行星，具有狭窄的质量分布。相比之下，次地球可以用幂律质量分布来描述，并可以用类地行星形成理论来解释。因此，我们推测它们是在气体盘消散之后很久才形成的。这些亚地球向更长轨道周期的延伸，目前还看不见，可能是真正的地球类似物。这强烈地激发了新的搜索。
2021-02-19 astro-ph.EP
How terrestrial planets traverse spin-orbit resonances: A camel goes through a needle's eye
利用潮汐力矩的综合谐波展开式，考虑了与频率相关的品质因数和Love数，研究了类水星类地行星在自旋轨道共振附近的动力学演化.扭矩方程的数值积分与一个小的时间步长，包括振荡的三轴扭矩分量，但忽略了分层结构的行星，并假设为零的曲率。我们发现一个类水星行星的轨道偏心率（0.2056）的当前值总是在3：2共振捕获。在较高的2：1共振中捕获的概率约为0.23。这些结果证实了半解析估计的捕获概率作为偏心率的函数的自旋速率的逆和逆行演变。从平衡扭矩的分析可以看出，在偏心率为0.2至0.41时，3：2共振中的截留是不可避免的。考虑到近星点时刻的相空间参数，触发即时共振通道的自旋速率和相位角范围非常窄，然而，像水星这样的行星在穿越2：1共振之前很少会无法将自己调整到这种不稳定平衡状态。
2012-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Influence of CO versus CH$_4$ on organic haze formation in atmospheres of diverse terrestrial exoplanets
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；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）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Univ. Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
研究不同碳源对地外行星大气中烟雾形成的影响，发现CH4比CO更有效，导致更高的烟雾产量和更复杂的化学组成。
2026-04-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Making the Solar System
我们模拟了太阳系中行星形成的早期阶段，包括连续的星子形成，以及星子和卵石在由盘风驱动的不断发展的盘中吸积到行星胚胎上。其目的是通过匹配太阳系的关键特征来限制行星形成方面的不确定性。该模型产生了一个很好的适合这些特性的参数空间范围很窄。冰线以外的行星生长主要由卵石吸积控制。在冰线内，星子的吸积作用更为重要。冰线内的卵石吸积被更高的温度减缓，通过星子形成和卵石吸积进一步在磁盘中的部分去除流入的卵石，以及由于气体平流增加的径向速度。类地行星被阻止吸积大量的水冰，因为冰线之外的胚胎在冰线进入类地行星区域之前就到达了卵石隔离块。当只考虑卵石吸积时，胚胎通常保持在其初始质量附近或生长到卵石隔离质量。增加微行星的吸积可以使火星大小的物体在冰线内形成，并使巨型行星的核心在冰线以外更广阔的区域形成。在水星所占据的区域，卵石斯托克斯数很小。这延迟了胚胎的形成并阻碍了它们的生长，因此只有低质量的行星才能在这里形成。
2022-12-08 astro-ph.EP
Tidal evolution of packed moon systems around an Earth-mass planet
East Texas A&M University（东德克萨斯农工大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究地球质量行星周围紧密堆积卫星系统的潮汐演化，用REBOUND N体积分器及相关模块，在多种潮汐耗散参数下评估稳定性，发现地球质量行星可稳定容纳不同质量卫星数，其多卫星系统的存在依赖潮汐耗散，十亿年尺度下潮汐要更弱。
2026-07-17 astro-ph.EP
Projections of Earth's Technosphere: Strategies for Observing Technosignatures on Terrestrial Exoplanets
通过HWO和未来任务探测地外类地行星上的技术痕迹，如工业气体和农业排放，以寻找外星文明的证据。
2025-12-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Water Evolution & Inventories of Super-Earths Orbiting Late M Dwarfs
本研究模拟了晚期 M 矮星宜居带内类地行星的水循环与流失，发现初始水量决定其最终演化为类地表面、海洋世界或干涸表面，且 Dune 行星可能比预期更少。
2024-08-27 astro-ph.EP
A More Precise Mass for GJ 1214 b and the Frequency of Multi-Planet Systems Around Mid-M Dwarfs
我们提出了一个密集的努力，完善的质量和轨道的包裹类地行星GJ 1214 b使用165径向速度（RV）的测量与HARPS摄谱仪在一个为期十年。我们进行联合分析的RV档案斯皮策/IRAC过境和测量行星的质量和半径的$8.17\pm 0.43 M_{\oplus}$和$2.742^{+0.050}_{-0.053} R_{\oplus}$。假设GJ 1214 b是一个被H/He包层包围的类地核，我们测量到包层质量分数为$X_{\rm env}= 5.24^{+0.30}_{-0.29}$ %。GJ 1214 b仍然是一个主要的目标，二次日食观测的一个包膜的陆地，其调度受益于我们的严格约束的轨道偏心率的$<0.063$在95%的信心，这缩小了二次日食窗口到2.8小时。通过将GJ 1214与其他具有密集RV后续的中M矮行星系统相结合，我们计算了具有多个小行星的中M矮行星系统的频率，并发现具有质量为$\in [1,10] M_{\oplus}$且轨道周期为$\in [0.5,50]$天的已知行星的中M矮行星系统的$90^{+5}_{-21}$ %将至少拥有一颗额外的行星。我们排除了GJ 1214周围的其他行星在10天内下降到$3 M_{\oplus}$，这样GJ 1214在这些限制内是一个单行星系统，考虑到中M矮星周围多行星系统的普遍性，这个结果有$44^{+9}_{-5}$ %的概率。我们还…
2021-07-30 astro-ph.EP
Forming Mercury from excited initial conditions
本研究通过在巨行星存在下模拟太阳系形成，测试添加胚胎内盘的效果，发现约10%的模拟中形成了CMF>0.4的水星类似物，但碎屑吸积导致CMF偏低，需进一步研究碎屑损失机制。
2024-04-26 astro-ph.EP
Pebble-driven planet formation for TRAPPIST-1 and other compact systems
最近，在M矮星TRAPPIST-1周围发现了七颗地球大小的行星。由于凌日时间的变化，行星的质量和体积密度都受到了限制，这表明所有TRAPPIST-1行星的水团质量分数都在10%左右。这些水的分数，以及系统内类似的行星质量，对TRAPPIST-1系统的起源构成了强有力的限制。在以前的工作中，我们概述了一个卵石驱动的形成方案。在本文中，我们调查这种形成的情况下，更详细。我们使用拉格朗日光滑粒子方法模拟卵石的生长和漂移以及卵石通过流动不稳定性向星子的转化。我们使用N体代码\texttt{MERCURY}来跟踪微行星通过合并和吸积鹅卵石成长为原行星时的组成。该代码适用于解释卵石堆积、I型迁移和气体拖曳。通过这种方式，我们模拟了整个行星形成过程（与行星质量和成分有关，而不是动力学配置）。我们发现，星子形式在一个单一的，早期阶段的流动不稳定性。在雪线之外的星子最初狭窄的环带由于散射而迅速变宽。我们的模拟结果证实，这种形成途径确实会导致类似大小的行星，并且在将鹅卵石转化为行星方面非常有效（$\sim$ 50%的固体-行星转化效率）。[...]从我们的模拟中得出的行星含水量约为10%，我们的结果预测行星含水量随轨道距离呈“V形”趋势：从相对较高（最内层行星）到相对较低（中间行星）再到相对较高（最外层行星）。
2019-06-15 astro-ph.EP
Rotational Doppler Cartography of Technosignatures on Unresolved Planets
Kumamoto University（熊本大学）
本文提出了一种利用行星自转引起的多普勒漂移，通过时间分辨光谱学对未解析行星上的技术特征进行定量制图的方法，以推断文明活动和宿主行星特性。
2026-03-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Mass and Mass Scalings of Super-Earths
开普勒任务发现的大多数凌日行星（这里称为超级地球，包括所谓的“次海王星”）的轨道靠近它们的恒星。因此，它们的氢包层的光蒸发在行星半径和轨道周期所覆盖的空白空间中蚀刻出尖锐的特征。除了径向速度和凌日时间变化等技术之外，这反过来还可以用来揭示这些行星的质量。在这里，使用更新的半径开普勒行星主机从盖亚DR 2，我表明，光蒸发功能系统地转移到更大的半径更大的行星周围更大的恒星（从M-矮星到F-矮星），对应于行星质量和其主机质量之间的近线性缩放。通过模拟行星在光蒸发下的演化，人们进一步推断出超级地球的质量在$8 M_\oplus (M_*/M_\odot)$附近达到峰值。此外，它们的核心成分可能是陆地的，它们最初被H/He包层包裹，质量为百分之几。有趣的是，这些行星的质量似乎并不依赖于其宿主恒星的金属丰度值，而它们可能依赖于轨道分离，可能是$r^{1/2}$。总之，对我们结果的最简单解释是，超级地球处于所谓的“热质量”，即行星的希尔半径等于气体盘的垂直尺度高度。
2019-03-07 astro-ph.EP
Coupling dynamical accretion and chemical differentiation: A unified framework for the diversity of Earth and Mars
Zhejiang University（浙江大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Zurich（苏黎世大学）
通过耦合高分辨率N体模拟与撞击驱动的金属-硅酸盐平衡，提出了一个统一框架，揭示了地球和火星在吸积路径、盘径向氧化还原结构和撞击控制分异共同作用下产生的地球化学多样性。
2026-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Statistical geochemical constraints on present-day water outgassing as a source of secondary atmospheres on the TRAPPIST-1 exoplanets
本文通过模拟TRAPPIST-1行星的水脱气过程并结合观测与地球化学约束，发现其脱气速率约为地球0.03倍、上限8倍，足以平衡水逃逸，为长期维持次生大气和地表水提供理论依据。
2025-05-06 astro-ph.EP physics.geo-ph
Scaled three-dimensional simulations of giant-planet accretion and disk clearing
San José State University（圣何塞州立大学）
本研究提出环带压缩缩放方案A，开发加速三维行星吸积模拟，可在保持关键参数的同时缩短计算时间，通过PDS 70与太阳系构型验证，为吸积理论验证提供实用途径。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Machine learning applied to simulations of collisions between rotating, differentiated planets
在类地行星形成的后期，行星大小的天体之间的成对碰撞是行星生长的基本因素。这些碰撞可能导致所涉及的天体的生长或分裂，并在很大程度上决定了行星的最终特征。尽管它们在行星形成中起着关键作用，但对碰撞的准确处理还有待实现。虽然已经提出了半分析方法，但它们仍然限于一组狭窄的撞击后特性，并且仅实现了相对较低的准确性。然而，机器学习的兴起和计算能力的提高使新的数据驱动方法成为可能。在这项工作中，我们表明，数据驱动的仿真技术能够预测碰撞的结果具有高精度，并可推广到任何可量化的影响后的数量。特别是，我们专注于数据集的要求，训练管道，和回归性能的四个不同的数据驱动的技术，从机器学习（集成方法和神经网络）和不确定性量化（高斯过程和多项式混沌扩展）。我们将这些方法与现有的解析和半解析方法进行比较。这种数据驱动的仿真器有望取代目前在N体模拟中使用的方法。这项工作是基于一组新的10,700 SPH模拟旋转，分化机构之间的成对碰撞在所有可能的相互方向。
2020-01-27 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.comp-ph
