On the planetary interpretation of multiple gaps and rings in protoplanetary disks seen by ALMA
最近有人提出，ALMA在许多原行星盘中发现的多个同心环和间隙可能是由一颗行星产生的，这是它在盘中激发的多个螺旋密度波复杂传播和消散的结果。验证这一想法的数值计算工作主要利用了所谓的局部等温近似与规定的磁盘温度分布。然而，在原行星盘中，这种近似不能提供几十个金尺度上的密度波动动力学的精确描述。此外，我们表明，局部等温模拟往往高估了环和间隙功能的对比度，以及歪曲他们的位置，相比，在模拟中的能量方程是明确的演变。这一结果是由局部等温圆盘中线性扰动的角动量通量不守恒引起的。我们证明了这种效果使用模拟的局部等温和绝热磁盘（基本上相同的温度分布），并显示如何尘埃分布，探测毫米波长观测，这两种情况下不同。因此，局部等温模拟可能低估了ALMA观察到的数十个Au尺度上的多个间隙和环形成的行星质量。我们建议，在使用局部等温模拟探索行星盘相互作用，以及在天体物理磁盘中的波动现象的其他研究中，应谨慎。
2019-05-20 astro-ph.EP
Radial migration of gap-opening planets in protoplanetary disks. II. The case of a planet pair
当两颗行星在一个原行星盘中诞生时，它们可能会进入一个平均运动共振，这是行星会聚迁移的结果。平均运动共振的形成对于理解行星系是如何在盘环境中形成的具有重要意义。最近的进展的理解的部分间隙开放的行星的迁移的动机，我们已经调查了行星对的轨道演化在广泛的质量和磁盘属性，目的是找出共振捕获时可能发生。使用我们以前工作中开发的间隙开放行星的迁移时标公式，我们推导出一个简单的标准，使我们能够预测迁移何时收敛（发散）。此外，我们已经验证了标准使用二维流体动力学模拟。我们发现，在演化早期形成的共振行星对可以在稍后的时间脱离共振，因为外层行星的迁移速度由于间隙的形成而减慢。此外，采用我们的迁移时间尺度公式，我们还进行了三体模拟，证实了水动力模拟的结果。最后，我们选择了已知的双行星系统样本，将我们的预测与观测结果进行了比较。
2020-05-08 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
Vortex migration in protoplanetary disks
本文研究二维等温气体圆盘中涡旋的径向迁移。我们发现，一个涡核，在当地的气体速度轨道，诱导速度扰动传播远离旋涡的密度波。由此产生的螺旋波图案让人想起嵌入式行星。这些尾流中的不对称性有两个主要原因：几何效应倾向于有利于外波，而径向涡度梯度导致不对称的涡核，这有利于具有最低密度的一侧的波。在非对称波的情况下，我们总是发现除了一个恒定压力的磁盘，有一个净交换的角动量之间的旋涡和周围的磁盘，这导致轨道迁移的旋涡。数值流体动力学模拟表明，这种迁移可以是非常迅速的，在几千个轨道的时间尺度上，与盘的尺度高度的大小相媲美的旋涡。我们讨论了涡旋迁移对行星形成的可能影响。
2010-09-27 astro-ph.EP
Radial migration of gap-opening planets in protoplanetary disks. I. The case of a single planet
一颗在原行星盘中绕恒星运行的大行星，由于盘与行星的强烈相互作用，沿其轨道打开一个密度间隙，并随着盘中的间隙迁移。预计在理想情况下，一个间隙开放的行星以粘性漂移速度迁移，这被称为II型迁移。然而，最近的流体动力学模拟表明，在一般情况下，间隙开放的行星是不锁定的粘性盘的演变。需要一个新的物理模型来解释这样一颗行星的迁移速度。为此，我们通过在较宽的参数范围内进行二维流体动力学模拟，重新研究了行星在盘中的迁移。我们已经发现，施加在间隙打开行星上的扭矩取决于间隙底部的表面密度。行星迁移的速度随着间隙底部表面密度的降低而减慢。利用我们以前研究中建立的间隙模型，我们建立了一个间隙开放行星迁移速度的经验公式，这与我们和其他研究人员进行的流体动力学模拟结果一致。我们的模型很容易解释为什么间隙开放行星的迁移速度可以比粘性气体漂移速度更快。它还可以预测行星质量，在那里I型迁移不再是足够的，由于在磁盘中的差距发展，提供了一个基于行星迁移的差距形成标准。
2018-05-28 astro-ph.EP
Migration and Growth of Protoplanetary Embryos I: Convergence of Embryos in Protoplanetary Disks
根据核心吸积理论，行星在原恒星盘中通过尘埃的凝结、微行星的凝聚和原行星胚胎的出现而形成。在最小质量星云中的几个天文单位处，由于在其供养区中的星子耗尽，胚胎的生长被动力学隔离所淬灭。然而，胚胎与质量（$M_p$）在几个地球质量（$M_\oplus$）的范围内迁移到一个过渡半径之间的内部粘性加热和外部辐射区域的出生盘。它们的极限隔离质量随着微行星表面密度的增加而增加。当$M_p > 10 M_\oplus$，胚胎有效地吸积气体，并演变成气体巨星的核心。我们用数值模拟表明，尽管流线干扰，收敛胚胎基本上保留了非相互作用胚胎的林德布拉德和共转扭矩的出生盘的强度。在具有适度表面密度（或等效吸积率）的圆盘中，胚胎在相互的平均运动共振中捕获彼此，并形成超级地球的护卫队。在质量更大的盘中，它们可以克服这些共振障碍，经历反复的近距离接触，包括凝聚碰撞，从而形成大质量的核心。
2014-11-04 astro-ph.EP
Gap formation and stability in non-isothermal protoplanetary discs
对过渡盘的几次观测显示出不平衡的尘埃分布。一个可能的解释是，在一个巨大的行星打开的间隙边缘形成了一个大规模的漩涡，充当尘埃陷阱。到目前为止，间隙边缘涡的数值模型采用了局部等温圆盘，但这种涡形成或“Rossby波”不稳定性的理论最初是为绝热圆盘开发的。我们推广的研究，行星间隙的稳定性，非等温光盘使用定制的数值模拟的磁盘行星系统的行星打开一个不稳定的差距。我们包括在能量方程中的一个简单的冷却功能与冷却时间尺度$t_c=βΩ_k^{-1}$，其中$Ω_k$是开普勒频率，并检查的效果$β$上的间隙边缘和涡旋寿命的稳定性。我们发现增加$β$会降低非轴对称扰动的增长率，并且主方位波数$m$会减小。我们发现一个准稳态组成的一个大规模的，过密的旋涡循环外间隙边缘，通常持久的$O(10^3)$轨道。涡流寿命被发现，一般增加冷却时间的最佳值，超过涡流寿命降低。这种非单调的依赖性是定性一致的最近的研究，使用严格的等温光盘，改变光盘的纵横比。
2015-03-30 astro-ph.EP
On the vortex evolution in non-isothermal protoplanetary discs
据信，在几十个过渡原行星盘中发现的大规模马蹄形亮度不对称是由反气旋涡旋引起的。这些漩涡在行星形成中起着关键作用，因为毫米大小的尘埃--行星的基石--可以在它们内部积累。反气旋涡旋是由Rossby波不稳定性形成的，它可以在巨行星打开的间隙边缘或吸积不活跃区域的急剧粘度转变处激发。众所周知，在等温近似下，对于典型的盘质量，由于盘的自重，涡易于拉伸和随后的溶解。为了改进原行星盘的流体动力学模型，我们在模型中加入了盘热力学。在本文中，我们提出了我们的研究结果的外边缘的吸积不活跃的区域（死区）假设一个理想的状态方程，并考虑$PdV$工作，磁盘冷却的$β$ -近似，和磁盘的自引力。热力学影响RWI激发的偏移和模式数（指早期阶段的小涡的数量），以及通过初始小涡合并形成的大尺度涡的强度、形状和寿命。我们发现，列入气体热力学的结果在更强的，但减少寿命的旋涡。我们的研究结果表明，一个假设的涡流辅助行星形成的情况下，有利于有效地冷却磁盘。
2020-02-08 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
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
On the migration of three planets in a protoplanetary disc and the formation of chains of mean motion resonances
利用光蒸发技术研究了1+ 1维$α$ -圆盘中三行星系统的迁移。我们用不同的行星质量和初始轨道进行了$2700$模拟。我们发现，大多数的系统，最终作为紧凑的配置形式链的平均运动共振（MMR）的第一和更高的订单。在MMR链中涉及的大多数系统是周期性构型。然而，这样的系统的周期比不一定接近精确的可调和性。如果一个给定的系统位于圆盘中的发散迁移带中，周期比增加并沿着共振发散迁移路径在（$P_2/P_1, P_3/P_2)$）图上演化，其中$P_1, P_2, P_3$分别是第一、第二和第三颗行星的轨道周期。然而，观察到的系统并不位于这些路径上。我们表明，合成和观察到的系统分布之间的协议可以实现，如果轨道圆化是慢于它的结果从模型的行星盘相互作用。因此，我们得出结论，这些系统中的大多数不太可能形成的结果，从名义上的MMR链的发散迁移。
2016-02-16 astro-ph.EP
Suppression of atmospheric recycling of planets embedded in a protoplanetary disc by buoyancy barrier
超级地球的普遍存在给行星形成理论提出了一个问题，即如何解释它们如何避免成为气体巨星。嵌入原行星盘中的行星的包层气体的快速再循环已经被提出来延迟盘气体的冷却和随后的吸积。我们比较了等温和非等温的三维流体动力学模拟的气体流过去的行星，调查回收机制的可行性的影响。辐射冷却是通过使用β冷却模型实现的。我们发现，在这两种情况下，气体进入邦迪球在高纬度地区，并通过中平面区域，反之亦然，当磁盘气体旋转子开普勒。然而，在等温的情况下，再循环流到达的信封的较深的部分，流入被禁止到达深信封在非等温的情况下。一旦大气开始冷却，浮力就能阻止高熵圆盘气体侵入低熵大气。我们认为，浮力屏障隔离较低的信封从再循环，并允许进一步冷却，这可能会导致失控的气体吸积到核心。
2018-06-05 astro-ph.EP
Trapping of Low-Mass Planets Outside the Truncated Inner Edges of Protoplanetary Discs
本文利用二维粘性流体动力学模拟研究了低质量行星（$\lesssim 10 M_\oplus$）在原行星盘内缘附近的迁移。我们采用了一个内边界条件表示截断的光盘在恒星的共转半径。如Tsang（2011）所述，内盘边界的波反射改变了行星上的I型迁移扭矩，使迁移在行星到达盘的内边缘之前停止。对于低粘度盘（$α\lesssim 10^{-3}$），行星可能被困与半长轴一样大的$3-5$倍的内部磁盘半径。一般来说，行星被困在更接近内边缘的行星质量或光盘粘度参数$α$增加，和远离内边缘的光盘厚度增加。这种行星捕获机制可能会影响紧密多行星系统的形成和迁移历史。
2017-10-27 astro-ph.EP
Resonant Chains and the Convergent Migration of Planets in Protoplanetary Disks
本研究提出绝热盘中I型迁移的解析判据，用于维持行星共振链的汇聚迁移，应用于多个系统后发现需极端盘参数，并揭示最内行星距离与恒星质量的经验关系，支持磁场截断盘内边缘的停驻机制。
2024-02-07 astro-ph.EP
Torques Induced by Scattered Pebble-flow in Protoplanetary Disks
行星核心的快速向内迁移是当前行星形成范式中的一个常见问题。尽管尘埃在原行星盘中无处不在，但它在行星胚胎迁移历史中的动力学作用尚未得到评估。在这封信中，我们表明，由低质量行星胚胎引起的散射球流导致了不对称的尘埃密度分布，能够施加净扭矩。通过分析一个大型的多流体流体动力学模拟解决磁盘和低质量行星之间的相互作用在一个固定的圆形轨道，并忽略尘埃反馈到气体，我们确定了两个不同的制度，气体和重力为主，分散的球流结果在几乎所有情况下，在正扭矩。我们收集我们的测量在第一个扭矩图的尘埃盘，这将使人口合成模型的尘埃动力学迁移的影响纳入。根据尘埃漂移速度、尘埃-气体质量比/分布和胚胎质量，尘埃引起的扭矩有可能阻止行星核心向内迁移，甚至诱导行星核心快速向外迁移。因此，我们预计，尘埃驱动的迁移可能在行星的形成历史中发挥主导作用。由于尘埃扭矩与磁盘金属丰度的比例，我们建议，尘埃驱动的向外迁移可能会提高遥远的巨行星在高金属丰度系统的发生。
2018-11-22 astro-ph.EP
The growth of planets by pebble accretion in evolving protoplanetary discs
行星的形成取决于原行星盘的结构，它影响着嵌入行星的吸积和迁移速率。盘本身的演化时间尺度为几个百万年，在此期间，温度和密度的轮廓变化的物质吸积到中央恒星。在这里，我们使用一个详细的模型，一个不断发展的磁盘，以确定行星的增长卵石吸积和他们的迁移通过磁盘。达到卵石隔离质量的核心吸积气体，最终形成具有大量气体包层的巨行星，而没有达到卵石隔离质量的行星则被困为冰巨星和冰行星，其包层中只含有少量气体。与早期的人口合成模型不同，我们的模型在没有任何人为减少迁移速度和原行星盘的气体和尘埃柱密度类似的观测推断。我们发现，在我们的名义盘模型中，行星胚胎的出现最好发生在大约200万年之后，以便不仅形成气体巨星，而且形成冰巨星和较小的行星。高的卵石吸积率确保了在所有轨道距离上都能达到气体吸积的临界核心质量。然而，气体巨行星的半长轴会因迁移而显著缩短。考虑到行星的生长，而不是星子吸积，我们表明，形成的时间尺度太长，以竞争的迁移时间尺度和原行星盘的耗散时间。总之，我们发现卵石吸积克服了许多挑战，在形成冰和气体巨人在不断发展的原行星盘。
2015-08-07 astro-ph.EP
Can the giant planets of the Solar System form via pebble accretion in a smooth protoplanetary disc?
本研究以微行星为起点模拟包含行星迁移的行星形成过程，发现动力学相互作用会阻碍卵石吸积，且行星迁移导致大质量核内迁，需替代机制解释太阳系冷巨行星的形成。
2024-03-25 astro-ph.EP
Effects of Thermodynamics on the Concurrent Accretion and Migration of Gas Giants in Protoplanetary Disks
本文使用 Athena++ 进行 2D 流体动力学模拟，通过 $β$ 冷却方案研究热力学对原行星盘中气态巨行星并发吸积与迁移的影响，发现冷却时标增加会降低吸积率并导致行星从向外迁移转为向内迁移。
2025-01-27 astro-ph.EP
Influence of the water content in protoplanetary discs on planet migration and formation
原行星盘的温度和密度分布主要取决于微米级尘埃颗粒的质量分数及其化学成分。大量的微米大小的颗粒导致圆盘的整体加热，因此水冰线远离恒星。在保持固定的尘埃丰度的情况下，圆盘内部水分的增加会增加圆盘结冰区域的温度，并降低内部区域的温度。具有较大硅酸盐分数的盘具有相反的效果。在这里，我们将探讨尘埃成分和丰度对行星形成和迁移的影响。我们发现，低水含量的磁盘只能维持向外迁移的行星高达4个地球质量，而向外迁移的磁盘具有较大的水含量持续到8个地球质量在磁盘演化的后期阶段。因此，如果水的丰度很低，没有达到逃逸气体吸积的冰冷行星核心可以迁移到靠近主恒星的轨道。我们的结果意味着，在系外行星调查中发现的热和温暖的超级地球可能是在冰线之外形成的，因此含有很大一部分水。这些富含水的超级地球应该主要围绕低氧丰度的恒星运行，其中低氧丰度是由低水-硅酸盐比率或整体低金属含量造成的。
2016-03-03 astro-ph.EP
Capture and migration of Jupiter and Saturn in mean motion resonance in a gaseous protoplanetary disc
我们研究了木星和土星嵌入在一个气态的，太阳星云型盘的流体动力学模拟与FARGO2D1D代码的动力学演化。我们研究了行星轨道的不同初始间隔Δ a_SJ的演变，以调查它们是否被捕获在平均运动共振（MMR）中以及行星随后的迁移方向（向内或向外）。我们还提供了一个评估的行星的轨道动力学在不同时期的土星的增长。我们发现初始紧轨道构型的演化依赖于Δ aSJ的值。这意味着，大塔克模型中提出的演化取决于木星和土星的精确初始轨道及其形成的时间尺度。在1：2 MMR中捕获和向内或（几乎）停滞的迁移非常有利。在其限度内，我们的工作表明，与木星和土星的共振捕获相关的反向迁移可能是一种低概率的进化情景，因此其他拥有巨行星的行星系预计不会经历类似于大追踪的进化路径。
2020-01-25 astro-ph.EP
Formation of Isothermal Disks around Protoplanets. I. Introductory Three-Dimensional Global Simulations for Sub-Neptune-Mass Protoplanets
在海王星（$\approx 17~M_{\Earth}$）和天王星（$\approx 14.5~M_{\Earth}$）周围发现的规则卫星表明，过去的气体环行星盘可能与亚海王星质量的原行星（$< 17~M_{\Earth}$）周围的固体共存。这些磁盘已被证明是冷的，光学薄，静态的，具有低表面密度和低粘度。地层的数值研究是困难的，技术上具有挑战性。作为一个介绍性的尝试，三维全球模拟进行探索的形成环行星盘周围的亚海王星质量的原行星嵌入在一个等温的原行星盘在无粘性极限的流体在没有自引力。在这样的条件下，亚海王星质量的原行星可以合理地拥有旋转支撑的环行星盘。环行星盘的大小大约是希尔半径的十分之一，这与天王星不规则卫星的轨道半径一致。原行星气体从高空垂直地吸积到环行星盘上，并在中平面附近再次返回到原行星盘。这意味着一个开放的系统，在这个系统中，环行星盘不断地与周围的原行星气体交换角动量和物质。
2014-06-04 astro-ph.EP
Toroidal vortices as a solution to the dust migration problem
在之前的一封信中，我们报道了尘埃在原行星盘中的沉降可能导致动力学尘埃气体不稳定性，从而产生全球环形涡旋。在这封信中，我们调查的尘埃原行星盘的两种不同的尘埃物种（1毫米和50厘米的尘埃颗粒），在不稳定性的存在下的演变。我们展示了如何环形涡，触发毫米颗粒与气体的相互作用，停止米级尘埃的径向迁移，可能提供一个自然和有效的解决方案的尘埃迁移问题。
2015-12-18 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
Migration of Planets Into and Out of Mean Motion Resonances in Protoplanetary Discs: Overstability of Capture and Nonlinear Eccentricity Damping
许多多行星系统被观察到包含非常接近平均运动共振的行星，尽管没有精确共振对的显著堆积。我们目前的理论和数值研究的结果捕获到一阶平均运动共振（MMR）使用参数化的行星迁移模型，考虑到非线性偏心阻尼由于行星盘相互作用。这种参数化是基于数值流体动力学模拟，比以前的分析研究中广泛使用的简单的线性参数化更现实。我们发现，非线性偏心阻尼可以显着影响的稳定性和结果的共振捕获。特别地，被捕获到MMR的行星的平衡偏心率变得更大，并且被捕获的MMR状态与基于简单迁移模型的预测相比趋于更稳定。此外，当迁移是足够快或/和行星质量比是足够小，我们观察到一个新的现象偏心率过冲，行星的偏心率变得非常大，然后才安定下来，以较低的平衡值。如果小行星的偏心率在过冲期间接近于1，这可能导致小行星被抛出。这可能有助于解释与温暖的彗星相比，热彗星缺乏低质量的行星伴侣。
2018-05-19 astro-ph.EP
Formation of close-in super-Earths in evolving protoplanetary disks due to disk winds
质量大于0.1地球质量的行星在标准的原行星盘中经历快速向内迁移（I型迁移）。最近的磁流体动力学模拟揭示了磁驱动盘风的存在，这将改变磁盘的配置文件和I型迁移在近距离区域。我们研究了在盘风影响下粘性演化的盘中行星胚胎的轨道演化。目的是讨论改变磁盘配置文件的影响，I型迁移。此外，我们的目标是研究是否可以通过模拟，包括磁盘风的影响，复制观察到的分布接近超级地球。我们进行N体模拟超级地球形成的行星胚胎，其中使用了最近的磁盘演化模型。我们探索了广泛的参数并得出了总体趋势。我们还进行了N体模拟的近距离超级地球形成的胚胎在这样的磁盘在各种条件下。我们发现，在许多情况下，I型迁移显着抑制。即使在发生向内迁移的情况下，迁移的时间尺度也延长到100万年，这减轻了第一类迁移问题。这是因为气体表面密度降低，并且由于盘风而在接近区域中具有更平坦的轮廓。我们发现，当I型迁移被显着抑制，行星经历后期轨道不稳定性期间的气体耗尽，导致非共振配置。我们还发现，观测到的近距离超级地球的分布（例如，周期比、质量比）。此外，我们表明，在一些结果的模拟，系统与链的共振行星，如TRAPPIST-1系统，形成。
2018-04-03 astro-ph.EP
Giant planet formation at the pressure maxima of protoplanetary disks
在经典的核心吸积行星形成的情况下，快速向内迁移和吸积的时间尺度公里大小的星子可能不利于形成巨大的核心之前，原行星盘消散的巨行星。另一方面，压力最大值的存在可以作为迁移陷阱和固体物质积累的位置，有利于形成块状核。我们的目标是研究径向漂移的卵石和星子和行星迁移的压力最大值在一个原行星盘和它们的影响形成的大规模的核心触发气体逃逸吸积阶段。在原行星盘中引入一个低粘滞死区，数值求解了粘滞驱动吸积盘的时间演化。人口的卵石和星子的径向漂移和吸积的行星演变也被认为是。最后，嵌入盘中的胚胎通过卵石、微行星和周围气体的同时吸积而生长。我们的模拟结果表明，在磁盘的低粘度区域的边缘产生的压力最大值作为行星迁移陷阱，卵石和微行星的表面密度显着增加，由于径向漂移的压力最大值的位置。然而，我们的模拟也表明，迁移陷阱的位置和固体物质积累的位置并不完全在同一位置。因此，一个行星的半长轴振荡周围的零扭矩的位置，预测的MHD和HD模拟，需要为行星吸积所有可用的材料积累在压力最大值。在原行星盘的低粘度区域的边缘产生的压力极大值似乎是大质量核形成和捕获的优先位置。
2017-03-24 astro-ph.EP
Making giant planet cores: convergent migration and growth of planetary embryos in non-isothermal discs
地球质量的天体预计将经历I型迁移，根据原行星盘的几何状态，迁移方向是向内或向外。在I型扭矩抵消的地方存在会聚迁移区。我们研究了嵌入在非等温原行星盘中的几个地球质量的多个原行星的演化。原行星位于两个不同不透明度区域之间的过渡区附近。在会聚区内部，I型迁移是向外的，而在会聚区外部，迁移是向内的。我们使用了基于网格的流体动力学代码，包括辐射效应。我们进行了不同的初始数量的胚胎模拟和测试的效果，包括随机力来模仿湍流产生的影响。我们还进行了N体运行校准流体动力学计算，以遵循万年时间尺度的演变。对于少量的初始胚胎（N = 5-7），在没有随机强迫的情况下，原行星的人口向零扭矩半径收敛，并形成一个稳定的共振链，保护胚胎免受近距离接触。在具有较大初始数量的胚胎的系统中，或者在其中包括随机力的系统中，这些共振配置被破坏。这反过来又导致了更大的核心通过一个阶段的巨大影响，之后系统解决了一个新的稳定的共振配置。在初始原行星质量为3地球质量的模拟中，大约有一半的模拟中形成了质量为10地球质量的巨行星核，而在初始原行星质量为1地球质量的模拟中，只有15%的模拟中形成了质量为1地球质量的巨行星核。这表明，如果2-3个地球质量的原行星可以在不到100万年的时间内形成，会聚迁移和巨大的碰撞可以在I型迁移会聚区生长出巨大的行星核。
2013-08-12 astro-ph.EP
Using planet migration and dust drift to weigh protoplanetary discs
该研究以原行星盘HD 163296为例，结合行星迁移与尘埃漂移的动力学约束打破稳态模型简并，得出盘质量上限远低于此前估计且尘埃为多孔结构的结论，并提出将该方法推广至其他含疑似行星的原行星盘。
2023-06-13 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
Thermal torque effects on the migration of growing low-mass planets
当行星成长时，角动量与原行星盘气体部分的交换产生净扭矩，导致行星的半长轴发生变化。对于低质量的行星不能在气体盘上打开一个缺口，这种状态被称为I型迁移。先驱者在等温盘中研究了这种机制，发现了快速向内的I型迁移率，无法重现太阳系外行星的观测特性。在过去的几年中，已经作出了一些改进，以扩大研究的I型迁移率的非等温磁盘。此外，最近的研究表明，如果考虑到由于固体吸积而导致的行星光度，向内迁移可能会减慢甚至逆转。在这项工作中，我们研究的行星形成过程中纳入，并比较，更新的I型迁移率的非等温光盘和行星的光度超过这样的利率的作用。我们发现，后者可能对行星演化产生重要影响，为成长中的行星产生显著的向外迁移。
2019-04-24 astro-ph.EP
Importance of radiative effects in gap opening by planets in protoplanetary disks
最近的ALMA观测显示，在几个年轻的II类天体中有同心环状结构。为了在这些系统中产生环和间隙，它们已经用一个嵌入的行星进行了数值模拟，假设局部等温状态方程。这通常是合理的观测目标的辐射为主的磁盘（约100 AU）的外部区域。我们测试这一假设进行流体动力学模拟嵌入式行星在薄的局部等温和辐射盘，模仿系统HD 163296和AS 209，以检查包括能量方程在一个看似局部等温的环境中的影响，就行星盘相互作用而言。我们发现，这样的磁盘与一个理想的状态方程建模产生的环和旋臂的对比度在磁盘的数量方面的差异。局部等温盘产生更尖锐的环形或方位角特征，并通过产生多个间隙而高估了单个行星的间隙打开能力。相比之下，辐射盘中的行星在典型的盘参数上刻出一个单一的间隙。因此，准确的半长轴约100天文单位的行星建模，辐射效应应考虑到即使在看似局部等温磁盘。此外，对于AS 209的情况下，我们发现，主要的差距是显着不同的局部等温和辐射模型。我们的研究结果表明，需要多个行星来解释这些系统中的环丰富的结构。
2020-03-04 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
Migration of Planets Into and Out of Mean Motion Resonances in Protoplanetary Disks: Analytical Theory of Second-Order Resonances
最近对开普勒多行星系统的观测揭示了许多系统的行星非常接近二阶平均运动共振（MMR，周期比为$1:3$，$3:5$等）。我们提出了一个解析研究的共振捕获及其稳定性的行星迁移在气体盘。共振捕获需要缓慢收敛迁移的行星，足够大的偏心阻尼时标$T_e$和小的预共振偏心。我们量化这些要求，并发现他们可以满足超级地球的原行星盘条件下。对于捕获到共振的行星，可以达到平衡态，其中由于共振行星-行星相互作用而引起的偏心激励平衡由于行星-盘相互作用而引起的偏心阻尼。我们表明，这种“捕获”的平衡可以是超稳定的，导致部分或永久逃逸的行星的共振。通常，捕获状态的稳定性取决于内外行星质量比$q=m_1/m_2$和偏心阻尼时间比。超稳定增长时间的顺序为$T_e$，但可以大得多的系统接近稳定阈值。对于经历I型（非间隙开放）迁移的低质量行星，收敛迁移需要$q \lesssim 1$，而捕获的稳定性需要$q\gtrsim 1$。这些结果表明，稳定捕获到二级MMR的行星对具有可比的质量。这与一阶MMR相反，在一阶MMR中，存在用于稳定共振捕获的较大参数空间。我们证实和扩展我们的分析结果与$N$体模拟，并表明，过稳定的捕获，从MMR逃逸时间可以媲美的时间，行星之间的共振迁移。
2017-03-11 astro-ph.EP
Two phase, inward-then-outward migration of Jupiter and Saturn in the gaseous Solar Nebula
最近的研究表明，如果巨行星经历了向内然后向外的迁移，类地行星和小行星带可以重现（“大钉”; Walsh et al 2011）。向内迁移发生在木星打开一个缺口时，II型向内迁移。当土星到达质量间隙并与木星发生3：2共振时，行星会向外移动。其目的是测试Grand Tack模型的可行性，并研究木星和土星从10个地球质量的核心成长过程中的动态演变。我们已经进行了数值模拟，使用基于网格的流体动力学代码。我们大多数的模拟假设一个等温状态方程的磁盘，但一个子集使用完全辐射版本的代码。对于一个等温盘，木星和土星的两相迁移是非常强大的，并独立于这些行星的质量增长的历史，如果磁盘是足够冷。对于辐射盘，我们发现一些结果与两相迁移和其他更复杂的行为。我们构建了一个简单的，1-D模型的不断发展的粘性磁盘计算磁盘的辐射特性的演变：磁盘从辐射到等温从其最外层区域向内的时间过渡。我们表明，一个两相迁移是一个自然的结果，即使在有限的假设下，等温条件是必需的。因此，我们的模拟提供了强有力的支持，大塔克的情况。
2011-07-28 astro-ph.EP
Planet Migration in Protoplanetary Disks with Rims
Westlake University（西湖大学）；Tsinghua University（清华大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Institute for Advanced Studies, Tsinghua University（清华大学高等研究院）
研究发现气态巨行星倾向于迁移远离盘边缘，而超级地球则被保留，导致木星多出现在暗环，超级地球多出现在亮环。
2026-02-03 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
On corotation torques, horseshoe drag and the possibility of sustained stalled or outward protoplanetary migration
我们研究的扭矩低质量的原行星上固定的圆形轨道，嵌入在原行星盘的等温极限。对于低质量的原行星和大粘度的共转扭矩的行为，从线性理论的预期。然而，当粘性变小到足以使马蹄形转弯发生时，线性共转扭矩仅在行星插入圆盘后暂时存在，被沃德首先讨论的马蹄形阻力所取代。这发生在一段时间之后，这段时间等于马蹄形振动周期减少了一个因子，大约是圆盘纵横比的两倍。这个扭矩与比涡度的径向梯度成比例，线性扭矩也是如此，但我们发现它要大很多倍。如果粘性足够大，使得在振动期间发生跨共轨区域的粘性扩散，我们发现马蹄形阻力可能会持续存在。如果不是，则共转转矩饱和，仅留下线性Lindblad转矩。由于非线性共轨扭矩（马蹄形阻力）的大小总是大于线性扭矩，我们发现，即使对于轻度正表面密度梯度，总扭矩的符号也可能发生变化。结合足够大的运动粘度以保持扭矩不饱和，在这种情况下可能发生与线性理论的强烈持续偏差和向外或停滞的迁移（简略）。
2009-01-15 astro-ph.EP
Constrained Evolution of a Radially Magnetized Protoplanetary Disk: Implications for Planetary Migration
我们认为内部$\sim$ AU的一个原行星盘（PPD），在一个阶段，角动量输运驱动的混合径向磁场到磁盘从T-金牛星风。由于施加的磁场的径向轮廓受到很好的约束，因此盘质量流量的确定性计算成为可能。在论文I中得到的垂直盘的轮廓意味着一个更强的磁化在内部磁盘，更快的吸积，和长期的磁盘材料耗尽。向内传输的固体允许磁盘保持广泛的光吸收层，即使当颗粒丰度变得太小，以抑制其电离。因此，即使PPD的质量分布与最小质量太阳星云完全不同，它也可能显示出强烈的中到近红外光谱过剩。磁盘表面密度缓冲在$\sim 30$ g cm $^{-2}$：低于此值，X射线在中平面触发足够强的磁旋转湍流，使磁盘中mm-cm大小的颗粒升高，然后发生灾难性的碎片化。一个尖锐的密度梯度边界内耗尽盘，并向外传播到$\sim 1$-2 AU超过几个百万年。地球质量的行星在类似的时间尺度内通过内盘迁移，而彗星的迁移则受到气体供应的限制。气体介导的迁移必须在0.04天文单位之外停止，在那里硅酸盐升华，磁盘转移到一个低得多的柱。当MRI活性层中的灰尘/气体比低于$X_d \sim 10^{-6}(a_d/μ{\rm m})$时，出现过渡盘，其中$a_d$是晶粒尺寸。
2015-10-14 astro-ph.EP
On the evolution of vortices in massive protoplanetary discs
可以预期的是，可以在死区的内边缘处形成压力隆起，并且可以通过Rossby波不稳定性（RWI）在该处发展旋涡。有人认为，自重力可以显着影响这种旋涡的演变。我们提出的二维流体动力学模拟的结果形成的自引力盘与Toomre参数的范围$4-30$的压力凸起处的涡的演变。我们考虑等温加非等温光盘模型，采用经典的$β$处方或更现实的治疗冷却。其主要目的是研究自重力的凝聚效应是否能稳定足够大质量圆盘中的旋涡。我们证实，在等温圆盘模型与${\cal Q} \gtrsim 15$，涡衰减发生由于涡的自引力矩。对于含有$3\lesssim {\cal Q} \lesssim 7$的盘，涡旋在其核心内发展引力不稳定性并经历引力坍缩，而更大质量的盘引起全局偏心模的形成。在$β$冷却的非等温盘中，对于$β\lesssim 0.1$，涡旋在经历引力坍缩之前保持湍流核心，而对于$β\ge 1$，涡旋则衰减。然而，在既考虑了自重又考虑了更好的冷却处理的模型中，形成了具有纵横比$χ\sim 3-4$的稳定涡流。我们的研究结果表明，自引力显着影响形成在原行星盘的旋涡的演变，虽然旋涡的几何结构是同样重要的，以确定其长期动力学。
2018-05-15 astro-ph.EP
Intermittent planet migration and the formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary disks
原行星盘和行星形成模型的一个关键挑战是能够在盘发射中观察到的结构（如亮环和暗环或不对称性）与触发这些结构的行星的假设存在之间建立可靠的联系。观测到的N个暗环通常被解释为N个行星存在的证据，这些行星清除了轨道周围的尘埃间隙，并在盘中形成了尘埃捕获压力最大值。绝大多数研究行星对原行星盘中尘埃和气体动力学影响的模型都假设行星处于固定轨道上。在这里，我们走了一条不同的路线，并研究了一颗行星的大规模向内迁移是如何构成一个巨大圆盘的尘埃含量的。在许多情况下，质量与土星相当的部分间隙开放行星的迁移被发现间歇性地逃跑。通过二维气体和尘埃流体动力学模拟，我们表明，间歇性的失控迁移可以形成多个尘埃环和整个磁盘的差距。每次迁移速度减慢时，在行星间隙之外形成一个压力最大值，以捕获大型尘埃。我们的模拟结果与三维尘埃辐射转移计算后处理证实，间歇性失控迁移可以导致形成多套明亮和黑暗的连续发射环（亚）毫米以外的行星位置。
2020-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the horseshoe drag of a low-mass planet. I - Migration in isothermal disks
研究了等温气体盘对低质量行星的非饱和马蹄形阻力。在全球等温的情况下，我们使用的形式主义，基于使用的伯努利不变量，考虑到压力的影响，并扩展到一个区域的扭矩估计比马蹄形区域更宽。我们发现一个结果是严格相同的标准马蹄形阻力。这表明，马蹄形阻力占整个共转区的扭矩，而不仅仅是马蹄形区域，因此值得称为共转扭矩。我们发现，倏逝波发射的马蹄形U形转弯下游的涡度扰动施加反馈的上游区域，使马蹄形区域的不对称。这种不对称性与涡度梯度和盘的长宽比成比例。它不依赖于行星质量，也不会对马蹄形阻力产生任何影响。由于马蹄形阻力有一个陡峭的依赖于马蹄形区域的宽度，我们提供了一个足够的定义的宽度，需要使用在马蹄形阻力估计。然后，我们考虑的情况下，局部等温盘，其中的温度是恒定的时间，但取决于到恒星的距离。马蹄形阻力似乎与整体等温圆盘的情况不同。这种差异是由于行星附近的涡度驱动造成的，与气流的拓扑结构密切相关。我们提供了一个描述性的解释，这些影响，以及一个粗略的估计，对温度梯度的过度依赖。
2009-07-27 astro-ph.EP
Two-Dimensional Study of the Propagation of Planetary Wake and the Indication to Gap Opening in an Inviscid Protoplanetary Disk
利用二维局域剪切片模型，分析了含原行星的无粘原行星盘中间隙形成的物理过程。螺旋密度波由行星激波发射，波携带的角动量被传递到背景流中。角动量的交换会影响行星附近的质量通量，从而在行星轨道周围形成一个密度不足的区域或间隙。我们首先进行弱非线性分析表明，由密度波的冲击耗散所形成的特定涡度可以是行星附近的质量通量的来源，并且即使对于低质量行星也可以打开间隙，除非行星的迁移是实质性的。然后，我们进行高分辨率的数值模拟，以检查分析的考虑。通过比较能隙开放时间尺度和I型迁移时间尺度，我们提出了一个与以往研究有质的不同的关于行星轨道周围欠密区形成的判据.如果我们将I型迁移时间尺度的标准值结合起来，行星形成倾角所需的最小质量是以前研究的两倍，但是如果在圆盘中有一个I型迁移停止的位置，它可以小得多。
2010-09-25 astro-ph.EP
Migration and Growth of Protoplanetary Embryos II: Emergence of Proto-Gas-Giants Cores versus Super Earths' Progenitor
几乎$15-20%$的太阳型恒星包含一个或多个气体巨行星。根据地核吸积的设想，在获得它们的气体包层之前，必须形成质量是地球质量十倍或更大的超临界地核。将气态巨行星的形成概率与其出生盘中气体和固体的供应联系起来是很自然的。然而，更多的超级地球人口表明：1）行星的构建材料并不短缺，2）气体巨星的生长障碍可能与它们是否可以合并成超临界核心有关，3）超级地球可能是失败的核心，在严重耗尽之前没有达到足够的质量来启动有效的气体吸积。在这里，我们构建了一个模型的基础上的假设，原行星胚胎广泛迁移之前，他们组装成真正的行星。我们构造了一个厄米-胚胎代码的基础上统一的粘性照射盘模型和处方的胚胎盘潮汐相互作用。该代码用于模拟1）胚胎的会聚迁移，以及2）它们的近距离接触和凝结。在太阳型恒星的祖先周围，气体巨行星的祖先超临界质量核心主要形成于具有相对较高（$\gtrsim 10^{-7} M_\odot$ yr $^{-1}$）质量吸积率的原恒星盘中，而超级地球系统（失败的核心）更有可能出现在具有适度质量吸积率的出生盘中，这是由于平均运动共振势垒和保留效率。
2014-10-29 astro-ph.EP
Halting Migration in Magnetospherically Sculpted Protoplanetary Disks
本研究提出恒星磁场塑造原行星盘内边缘的物理模型，发现磁场扩散形成的过渡带外边缘存在迁移陷阱，模拟证实恒星磁通量与行星最终位置紧密相关，特定磁场强度和幂律指数可重现近距行星发生率的斜率变化位置。
2022-10-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the formation of our solar system and many other protoplanetary systems observed by ALMA and SPHERE
鉴于ALMA和SPHERE最近进行的许多观测，越来越清楚的是，在这些原恒星实际上完全形成之前，原行星盘在距离中央原恒星不同距离的狭窄环形间隙中形成行星，气体盘已经完成了它们的吸积/扩散过程。这与许多不符合这一原始图像的多行星系外行星系统形成鲜明对比。这一重大差异需要作出解释。在这项工作中，我们提供了这样的解释，基于解析解的圆柱形等温Lane-Emden方程的旋转，不依赖于边界条件。微分方程的这些“本征”解吸引柯西问题的解，并迫使它们永久振荡。这种振荡产生了密度最大值，尘埃和微行星被困其中，它们可以在这种原行星状星云非常早期的等温演化过程中形成原行星核。我们将这个模型应用到我们的太阳星云，它在原地形成了至少11个原行星核心，这些核心已经成长为行星，这些行星已经不受干扰地存活到今天。我们也正在将相同的模型应用于ALMA/DSHARP磁盘。
2019-03-03 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
Application of recent results on the orbital migration of low mass planets: convergence zones
以前的模型的组合增长和迁移的原行星需要大的特设减少因子的I型迁移率发现在等温近似。为了消除这些因素，一个简单的半解析模型，结合最近的结果，在非等温磁盘的低质量行星的迁移。它允许向外移民。该模型用于进行行星种群综合计算。在圆盘中发现两个零扭矩点。行星向这些会聚带向内或向外迁移。它们可以通过将物质集中在一点来加速行星的生长。我们还发现，更新的I型迁移模型允许形成两个接近的低质量行星，但也有巨大的行星在大的半长轴。移民过快的问题大大缓解。
2011-01-17 astro-ph.EP
Orbital migration of interacting low-mass planets in evolutionary radiative turbulent models
局部等温盘对嵌入行星施加的扭矩导致快速向内迁移。最近的工作表明，在没有局部等温假设的情况下建立热力学模型，揭示了嵌入行星上的净扭矩为正的区域，导致行星向外迁移。当一个负扭矩的区域直接位于其外部时，内部区域中的行星向外迁移，外部区域中的行星向内迁移，在扭矩为零的地方会聚。我们将扭矩从一个不断发展的非等温盘到N体模拟研究的行为的行星或行星胚胎在会聚区相互作用。我们发现，相互作用不会从会聚区喷射物体。在我们研究的1000万年周期内，层流盘中的少数物体进入了近共振轨道，并保持稳定。然而，无论是增加行星的数量，还是包括一个相关的随机力来代表湍流，都会驱动收敛区的轨道交叉和合并。这些过程可以在200万到300万年内从地球质量以下的胚胎中建造出质量为地球质量10倍的气体巨核。
2012-02-16 astro-ph.EP
Revealing signatures of planets migrating in protoplanetary discs with ALMA multi-wavelength observations
最近的观测表明，环和间隙在原行星盘中无处不在。这些特征通常被解释为是由于行星的存在;然而，行星迁移对观测到的形态的影响迄今尚未被研究。在这项工作中，我们调查多波长毫米/亚毫米观测是否可以检测到行星迁移的特征，使用二维尘埃流体动力学模拟来模拟迁移行星产生的结构，并在0.85和3毫米合成ALMA连续观测。一个缓慢迁移的行星与行星轨道外的一个光环有关，一颗快速迁移的行星在其轨道内只形成一个光环，而一颗以中等速度迁移的行星只形成一个光环在行星轨道的两侧我们认为，多波长数据可以区分多环产生的迁移行星从其他情况下创建多个环，如多个行星或低粘度光盘。迁移的特征是外环的光谱指数较低，这是由于较大的尘埃颗粒被困在那里。最近的ALMA观测揭示了具有多个环和间隙的原行星盘，我们认为Elias 24是行星在中速区域迁移的最佳候选者。
2019-03-21 astro-ph.EP
Growing dust grains in protoplanetary discs - I. Radial drift with toy growth models
在一系列的论文中，我们提出了一个全面的分析研究的全球运动的增长尘埃颗粒在原行星盘，解决径向漂移和垂直沉降的颗粒。在这里，我们研究尘埃颗粒的径向漂移如何受到颗粒生长的影响。在第一步中，玩具模型，其中晶粒生长可以是恒定的，加速或减速。运动方程是解析可积的，因此颗粒动力学很容易理解。生长晶粒的径向运动由生长和迁移过程的相对效率决定，该相对效率由无量纲参数λ以及分别表示为p和q的气体表面密度和温度分布的指数表示。当λ是为了统一，增长和迁移强烈耦合，提供最有效的径向漂移。对于所考虑的玩具模型，当-p+q+1/2<0时，颗粒堆积。重要的是，我们显示了第二个过程的存在，可以帮助光盘保留其固体材料。为了加速生长，颗粒以有限半径结束迁移，从而避免被吸积到中心恒星上。
2013-11-06 astro-ph.EP
Density Waves Excited by Low-Mass Planets in Protoplanetary Disks I: Linear Regime
嵌入在原行星盘中的行星激发的密度波在行星迁移和间隙打开过程中起着核心作用。我们进行了二维剪切片模拟研究的线性政权波的演变与基于网格的代码雅典娜，并提供详细的比较与理论预测。选择低质量行星（在1天文单位时低至约0.03地球质量）和高空间分辨率（每标度高度256个网格点）来减轻波非线性的影响。为了补充现有的数值研究，我们专注于主要的物理变量，如波的空间分布，扭矩密度，和波携带的角动量通量，而不是次要的量，如行星迁移率。我们的研究结果表明，在物理和傅立叶空间的百分比水平与理论一致。发现并讨论了远离行星的转矩密度符号变化等新现象。此外，我们探讨的数值算法的效果，并发现，高精度，高分辨率，和一个准确的行星势是至关重要的，以实现良好的协议与理论。我们发现，使用一个太大的时间步长，没有适当解决的动力学时间尺度周围的行星产生不正确的结果，并可能导致虚假的间隙开放。违反这一要求的行星迁移和间隙开放的全球模拟可能会受到虚假效应的影响，例如导致不正确的行星迁移速率和间隙开放质量。
2011-10-14 astro-ph.EP
Architecture of three-planet systems predicted from the observed protoplanetary disk of HL Tau
ALMA观测到的一些原行星盘可能为行星系的初始条件提供了直接的例子。特别是，HL Tau盘已经被深入研究，它的环/间隙通常被解释为嵌入间隙中的不可见的大质量行星的结果。基于这一解释，我们进行了N体模拟研究行星的轨道演化的原行星盘内和磁盘分散后。在盘分散之前，我们的N体模拟包括行星的迁移和质量增长以及盘的演化。通过改变盘的参数，我们产生了各种广泛分离的行星系组成的三个超级彗星在盘分散结束。我们发现外行星的质量比内行星大，由于外行星的吸积，最内行星的迁移效率很低。我们还展示了最终的配置和最终的行星质量如何取决于磁盘参数。迁移被发现是收敛的，没有行星对的周期比小于2。在磁盘分散之后，我们切换到纯引力N体模拟，并将轨道积分到10 Gyr。大多数模拟系统至少在10 Gyr内保持稳定。我们讨论的影响，我们的结果中观察到的广泛分离的行星系HR 8799和PDS 70。
2020-02-19 astro-ph.EP
Three-dimensional Disk-Planet Torques in a Locally Isothermal Disk
基于三维非线性流体动力学模拟，我们确定了I型行星迁移扭矩的表达式，涉及局部等温盘，具有中等湍流粘度（~0.0005 <α < ~0.05）。密度和温度的径向梯度（以无量纲对数形式）在行星附近被假定为常数。我们发现，扭矩是大致同样敏感的表面密度和温度径向梯度。当这两个梯度为负时，它们都有助于向内迁移。我们的研究结果表明，二维计算与平滑的行星潜力，用于占第三维的影响，不准确地确定密度和温度梯度的三维扭矩的影响。结果表明，通过改变盘的不透明度或阴影来大幅减缓或阻止行星迁移是困难的，对于局部等温的盘来说似乎不太可能。扭矩和扭矩密度与行星质量和气体声速的比例符合线性理论的预期。我们还确定了一个改进的扭矩密度分布的公式，可用于嵌入在局部等温磁盘的行星的一维长期演化研究。这个公式也可以应用于存在轻微变化的径向梯度和行星打开间隙的情况。我们说明其使用的情况下，迁移的超级地球，并确定一些条件足以生存。
2010-10-12 astro-ph.EP
Migration and Growth of Protoplanetary Embryos III: Mass and Metallicity Dependence for FGKM main-sequence stars
视向速度和凌日观测发现，FGKM恒星中有近距离超级地球（$η_\oplus$）的比例大约为$30 \%- 50\%$，与恒星质量$M_\ast$和金属丰度$Z_\ast$无关。相比之下，拥有一个或多个质量为$M_{\rm p} > 100 \ M_\oplus $的气体巨星（$η_J $）的太阳型恒星的比例接近$ 10\%-15\%$，并且似乎随着$M_\ast$和$Z_\ast$的增加而增加。不管其宿主恒星的性质如何，一些多个超级地球系统的总质量超过了木星和土星的核心质量。我们认为，无论是超级地球和超临界气体巨星的核心组装从人口的胚胎进行收敛I型迁移从他们的出生地之间的过渡位置粘性加热和辐射加热盘区域。我们将$η_\oplus$ - $η_{\rm J}$二分法的原因归因于胚胎合并和获得有效气体包层吸积开始的超临界核心质量（$M_c \sim 10 \ M_\oplus$）所需的条件。我们将这个条件转化为一个临界吸积率，分析和模拟结果表明，它对$M_\ast$的依赖性很弱，并随着盘气体金属丰度$Z_{\rm d}$的增加而减小。我们发现，胚胎更有可能合并成超临界核心周围相对大质量和富含金属的恒星。这种依赖性解释了观察到的$η_{\rm J}$ - $M_\ast$。我们还考虑了$Z_{\rm d}$ - $Z_\ast$分散关系，并重现了观察到的$η_J$ - $Z_\ast$相…
2016-05-17 astro-ph.EP
