Toward a new paradigm for Type II migration
上下文巨行星在其原行星中打开缺口，随后遭受所谓的II型迁移。从示意图上看，行星被认为紧紧地锁在周围的圆盘中，被迫跟随粘性气体平流到中央恒星上。然而，这一基本原理最近受到了质疑，因为迁移的行星被证明与气体的径向漂移无关。目标。在这个框架下，我们的问题是否传统上使用的线性标度的迁移率的巨行星盘的粘度仍然成立。此外，我们评估的作用的轨道交叉材料的去耦机制的一部分。方法.我们对嵌入局部等温α盘中的点质量行星在不同α值下的稳态吸积进行了二维（r，θ）数值模拟。任意的行星吸积率被用作减少或抵消轨道交叉流的一种手段。结果我们确认，一个缺口开放的行星的迁移率确实是成正比的磁盘的粘度，但不等于在未扰动磁盘的气体漂移速度。我们表明，跨间隙流动的作用实际上是可以忽略不计的。结论.从这些观察，我们提出了一个新的范例II型迁移：一个巨大的行星感觉到从磁盘的扭矩，促进其迁移，而相对于行星的间隙配置文件恢复粘性时标，从而限制了行星的迁移率成比例的磁盘的粘度。因此，在行星区域的低粘度盘中，II型迁移应该仍然非常缓慢。关键词。原行星盘;行星盘相互作用;行星和卫星：形成
2018-08-01 astro-ph.EP
The Solar System could have formed in a low-viscosity disc: A dynamical study from giant planet migration to the Nice model
本文通过流体动力学与N体模拟，研究低粘度原行星盘中巨行星共振链的形成与演化，发现约1%的构型可从冷低粘度盘最终拟合太阳系，为太阳系巨行星动力学历史提供了自洽解释。
2024-06-28 astro-ph.EP
Saving super-Earths: Interplay between pebble accretion and type I migration
克服I型迁移和防止低质量行星螺旋进入中央恒星是一个长期研究的课题。众所周知，向外迁移是可能的，在粘性加热盘相对接近中央恒星，因为熵梯度可以足够陡峭的正共转扭矩克服负Lindblad扭矩。然而，在这个区域有效地捕获行星仍然是难以捉摸的。在这里，我们研究光盘条件下产生向外迁移的低质量行星特定的行星迁移处方。使用具有恒定α粘度的稳态圆盘模型，只有当负温度梯度超过~0.87时才可能向外迁移。我们推导出一个隐含的关系，在向外迁移的最大质量是可能的粘度和光盘规模的高度的函数。我们应用这些标准，使用一个简单的幂律盘模型，行星已经达到他们的卵石隔离质量后，一个插曲的快速吸积。对于年龄超过100万年的圆盘，如果α_crit >~ 0.004，那么用卵石隔离质量捕获行星是可能的。在非常年轻的圆盘中，高温导致行星增长到超过向外迁移的最大质量。随着圆盘的演化，这些更大质量的行星通常会到达中心恒星，通常只有在圆盘生命的末期。因此，拯救超级地球是一个微妙的相互作用之间的光盘粘度，不透明度的轮廓和温度梯度在粘性加热的内部光盘。
2017-04-05 astro-ph.EP
Halting the migration of super-Earths by efficient gap opening in radiative, low viscosity disks
本研究通过高分辨率辐射流体动力学模拟，揭示了近无黏辐射盘中辐射转移对超级地球迁移的关键作用，发现超热质量行星可因冷却介导的高效开缝停滞迁移，完善了行星迁移区域图谱。
2025-07-29 astro-ph.EP
Towards a global model for planet formation in layered MHD wind-driven discs: A population synthesis approach to investigate the impact of low viscosity and accretion layer thickness
Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居性中心）；Division of Space Research and Planetary Sciences, Physics Institute, University of Bern（伯尔尼大学物理研究所空间研究与行星科学系）
本文通过种群合成方法研究低粘性与吸积层厚度对行星形成的影响，发现薄层导致原地形成，厚层导致迁移热木星，揭示II型迁移模式与盘结构的关联。
2026-01-05 astro-ph.EP
Migration of Jupiter mass planets in discs with laminar accretion flows
近年来，人们研究了巨行星在低粘度盘中的迁移。迁移速度和盘的粘性之间的比例关系被出现在行星引起的间隙边缘的涡流所打破。我们的目标是调查涡流驱动的迁移在低粘度光盘中存在的径向平流的气体，预期从角动量去除磁化盘风。我们使用基于网格的代码FARGOCA进行三维模拟。我们模拟了盘风的影响，方法是在盘的表面层上施加一个合成扭矩，其特征是指定的柱密度Sigma_A，因此它导致盘的吸积速率为每年10^-8太阳质量。具有这种结构的盘被称为“分层”，并且施加扭矩的层被表示为“主动”。我们还考虑了吸积的情况下，集中在光盘的中平面附近，模仿输运性质引起的大霍尔效应或弱欧姆扩散。我们观察到两个迁移阶段：在第一阶段，行星的迁移是由涡旋驱动的，并指向内部。当漩涡消失时，这个阶段结束。迁移取决于来自行星的扭矩阻止吸积流的能力。当流动快速且不受阻碍（小Sigma_A）时，迁移非常缓慢。当吸积流被完全阻塞时，迁移速度更快，速度由吸积流重新填充迁移行星后面的间隙的速率控制。巨行星在层状原行星盘中的迁移速度取决于吸积层的厚度。如果吸积层足够薄，允许通过盘不受阻碍地吸积，那么大多数巨型系外行星明显经历的大规模迁移的缺乏可以解释。
2021-11-08 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
Low mass planet migration in magnetically torqued dead zones - I. Static migration torque
出于模型表明，内行星形成区域的原行星盘主要是缺乏粘性诱导湍流，并可能通过霍尔效应产生的大规模水平磁场线程，我们研究了在这样的环境中的低质量行星的共转区域的动力学。在一个无粘性的，等温的，死区的共转扭矩应该饱和，与天平动区域成为对称和均匀的涡度，导致快速向内迁移驱动的林德布拉德扭矩单独。然而，在这种低粘度的情况下，振动流线上的物质基本上保持其涡度。如果在圆盘气体和行星之间有相对的径向运动，振动的流线将不再对称。因此，如果气体被大尺度磁场扭转，使得其经历经过行星的净流入或流出，驱动涡度的演化并引起共转区域的不对称，则共转扭矩可以增长，从而导致正扭矩。在本文中，我们对待这种影响，通过应用对称性参数以前研究的情况下，一个迁移的行星在一个无粘盘。我们的研究结果表明，由于在死区的层状霍尔感应磁场的共转扭矩的行为完全不同于以前研究的粘性盘。此外，磁场诱导的共转力矩和低粘度圆盘中的动力学共转力矩可以看作是一个统一的效应。
2017-08-30 astro-ph.EP
The importance of the dynamical corotation torque for the migration of low-mass planets -- 1D analytical prescriptions verified by 2D hydrodynamical simulations
本文提出一维解析公式描述动力学共转力矩对低质量行星迁移的影响，并通过二维流体动力学模拟验证，表明在低黏度盘中该力矩可显著减缓I型迁移。
2025-07-02 astro-ph.EP
Diversity of disc viscosities can explain the period ratios of resonant and non-resonant systems of hot super-Earths and mini-Neptunes
本研究通过N体模拟发现，盘黏度多样性导致的迁移速率差异可解释热超级地球和迷你海王星系统的共振链周期比分布，低黏度盘更易形成宽共振链并经历不稳定演化。
2024-11-30 astro-ph.EP
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets II: accreting-discs
嵌入的低质量行星迁移的强度和方向取决于盘的结构。它已被证明，在光盘与粘性加热和辐射传输，迁移可以指向向外。在本文中，我们调查的影响，一个恒定的dM/dt-通量通过光盘，以及光盘的金属盘的热力学的影响。我们专注于dM/dt光盘，其中有一个净质量通量通过他们。利用由此产生的光盘结构，我们确定的区域向外迁移的光盘。我们在二维r-z平面上对dM/dt盘进行了粘性加热、辐射冷却和恒星辐射的数值模拟。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，以及两个温度求解器，其中包括在通量限制扩散近似辐射传输。利用力矩公式研究了嵌入行星的迁移。对于具有表面密度和粘性的圆盘，我们发现圆盘的热结构取决于σ_G ν的乘积和重元素的量，而行星的迁移除了上述量外，还取决于粘性本身的量。因此，圆盘结构不能用简单的幂律近似。在盘的寿命期间，盘的结构在内部部分中以非线性方式显著变化。在盘演化的后期，向外迁移只有在盘的金属丰度高的情况下才有可能。对于低金属量，行星将向内迁移，并可能丢失。所提出的盘结构和迁移图对行星的形成有重要影响，因为它们可以暗示不同类型行星的不同形成机制，作为金属丰度的函数。
2014-01-13 astro-ph.EP
Predicting the observational signature of migrating Neptune-sized planets in low-viscosity disks
嵌入在原行星盘中的行星核的迁移是行星形成理论中的一个重要机制，与行星系的结构有关。因此，行星迁移被积极讨论，但往往是独立的理论或数值研究的结果是不受约束的，由于缺乏观测诊断设计的光行星迁移。在这项工作中，我们遵循的想法是通过嵌入行星在磁盘尘埃密度分布中留下的特征径向结构来推断嵌入行星的迁移行为。我们运行流体动力学多流体模拟的气体和几个尘埃物种在一个局部等温$α$-磁盘在低粘度制度（$α=10^{-5}$），并调查所获得的尘埃结构。在这个框架中，一颗质量近似海王星的行星可以创造三个（或更多）尘埃聚集的环。我们发现，这些环的相对间距取决于行星的迁移速度和方向。通过执行随后的辐射转移计算和图像合成，我们表明，-总是在一个近无粘性磁盘的条件下-不同的迁移情况下，在原则上，区分长基线，国家的最先进的ALMA观测。
2019-10-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Turbulent Disk Viscosity and the Bifurcation of Planet Formation Histories
ALMA对少数但越来越多的原行星盘样本中的尘埃环/间隙结构的观测可以用大圆盘半径行星的存在来解释-但这些行星的起源仍然存在争议。我们进行行星形成模拟使用半解析模型的HL Tau磁盘的增长和迁移的数百个行星胚胎最初分布在整个磁盘，假设一个高或低的湍流$α$粘度。我们已经发现，有一个分叉的迁移历史中形成的行星作为一个结果，改变磁盘的粘度。在我们的高粘度磁盘，向内迁移占主导地位，并产生紧凑的行星系，只有在5 au左右的水冰线行星捕获锻炼。然而，在我们的低粘度模型中，低质量行星可以向外迁移到其初始轨道半径的两倍，由位于热转换附近的径向延伸区域的强向外指向的共转扭矩驱动（恒星对磁盘的辐射加热与粘性加热相当）-最终向内迁移。我们推导出行星质量的解析表达式，在那里的共转扭矩占主导地位，并发现这个“共转质量”的规模为$M_{\rm p, corot} \sim α^{2/3}$。如果圆盘风主导着共转力矩，则共转质量与风的强度成线性比例。我们建议，所观察到的分叉盘人口统计成大多数的紧凑的尘埃盘和少数的扩展环/间隙系统是整个磁盘人口的粘度分布的结果。
2022-02-04 astro-ph.EP
Type I planet migration in nearly laminar disks - long term behavior
我们进行了不同盘粘性的I型行星迁移的二维高分辨率数值模拟。我们发现，行星迁移是强烈依赖于磁盘的粘度。讨论了两种密度波阻尼机理。因此，角动量输运可以是粘性主导的，也可以是激波主导的，这取决于盘的粘性。长期的迁移行为也是不同的。文中还讨论了Rossby涡旋不稳定性对行星迁移的影响。此外，我们研究了小质量行星在无粘盘中产生的非常弱的激波，并将结果与先前的分析结果进行了比较。
2010-02-01 astro-ph.EP
Type II migration strikes back -- An old paradigm for planet migration in discs
在本文中，我们分析了巨大的差距开放的行星迁移原行星盘，专注于II型迁移制度。根据标准的II型理论，行星的迁移速度与圆盘中的气体相同，因为它们与圆盘粘性演化相耦合;然而，最近的研究质疑了这一范式，表明行星的迁移速度比圆盘材料更快。我们研究的问题，通过二维长时间模拟系统符合II型制度，使用流体动力网格代码FARGO 3D。尽管我们的模拟证实了以快速迁移为特征的初始阶段的存在，但它们也揭示了迁移速度会减慢，如果我们允许系统演化足够长的时间，最终会达到理论预测。当我们分析通过间隙的质量流和作用在行星上的扭矩时，我们发现同样的趋势朝着理论预测发展。这种瞬变与我们（和以前）模拟的初始条件有关，并且是由于一旦行星开始运动，间隙的形状必须调整到新的轮廓。其次，我们测试是否II型理论的预期，巨行星迁移是由粘性驱动的是一致的，我们的模拟与相同的粘度和不同的磁盘质量（反之亦然）的模拟比较。我们发现一个很好的协议与理论，因为当光盘的特点是相同的粘度，迁移性能是相同的。
2019-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
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
Outward Migration of Jupiter and Saturn in Evolved Gaseous Disks
在演化的太阳星云模型的背景下，研究了一对共振轨道行星的向外迁移，这对行星是由潮汐与以气体为主的盘的相互作用驱动的。行星的质量M1和M2与木星和土星的质量相当。在二维和三维的流体动力学计算被用来量化的迁移率和分析的条件下，向外迁移机制可能会运作。行星被认为是在1 e6年之后和3e 6年之前完全形成的。然后计算行星在演化盘中的轨道演化，直到盘中的气体完全消散。在适当的盘粘性和温度条件下，3：2平均运动共振中的轨道锁定可能导致向外迁移。然而，共振锁定不一定导致向外迁移。例如，如果会聚迁移导致锁定在2：1的平均运动共振中，则情况就是这样，因为形成后的磁盘条件似乎表明。行星上气体的吸积可能会通过提高质量比M2/M1和/或通过降低朝向恒星的吸积速率而使向外迁移机制失效，从而耗尽内部盘。对于被锁定在3：2平均运动共振中的迁移行星，当它决定圆盘的热平衡时，有取决于圆盘粘性和恒星辐射的失速半径。锁定在3：2轨道共振的行星，从1-2天文单位开始向外移动，只有在有利的条件下才可能达到5天文单位以上。然而，在探索的磁盘参数空间内，只有一小部分-不到百分之几-的模型预测内部行星超过4 AU。
2012-09-10 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
Save the Planet, Feed the Star: How Super-Earths Survive Migration and Drive Disk Accretion
行星形成的两个长期存在的问题包括：（1）了解行星是如何在迁移中幸存下来的;（2）阐明原行星盘分散的过程，特别是它们是如何与中心恒星吸积的。如果行星周围的盘状气体没有固有的扩散系数（“粘性”），我们可以在解决这两个问题上走很长的路。在无粘性的层流盘中，行星很容易将气体排斥出轨道。在短时间尺度上，零粘度气体在行星轨道内积累，以减缓I型迁移的数量级。在更长的时间尺度上，多个超级地球（分布在$\sim$ 0.1- 10 AU之间）可以将非粘性气体从行星际空间中扭转出来，要么向内喂养它们的恒星，要么向外被风吹走。我们探索这张图片与2D流体动力学模拟地球和超级地球嵌入在无粘性磁盘，确认他们的缓慢/停滞迁移，即使在富含气体的条件下，并显示磁盘传输率范围高达$\sim$ $10^{-7} M_\odot~{\rm yr^{-1}}$和规模为$\dot{M} \propto ΣM_{\rm p}^{3/2}$，其中$Σ$是磁盘表面密度和$M_{\rm p}$是行星质量。最初夹在两颗行星之间的气体被扭转过去，进入内外盘。总而言之，足够紧凑的超级地球系统可以清除它们的出生盘气体，在一个可能是复杂和不稳定的扩散历史中，但可以想象的是，在百万年的时间尺度上，这将导致类似于过渡盘特征的大规模气体耗尽。
2017-03-24 astro-ph.EP
Trapping (sub-)Neptunes similar to TOI-216b at the inner disk rim: Implications for the disk viscosity and the Neptunian desert
[摘要]观测到的亚海王星的出现率在0.1天文单位处有一个转折点，这通常归因于原行星盘内缘的迁移陷阱，在那里正的共同旋转扭矩阻止了向内迁移。我们认为，在内部磁盘区域的条件是这样的，子海王星很可能打开的差距，失去了支持的共同旋转扭矩，因为他们的共同旋转区域变得枯竭，和捕获效率，然后变得不确定。我们研究了如何将这种间隙开放的行星困在内盘边缘。我们进行了2D局部等温和非等温流体动力学模拟行星迁移。在圆盘中引入了粘度转变，以（i）产生密度下降，以及（ii）模拟行星从死区向具有主动磁旋转不稳定性（MRI）的区域迁移时的粘度增加。我们选择TOI-216 b作为海王星类上限测试案例，但我们也探索了不同的行星质量，包括固定轨道和演变轨道。对于行星与恒星的质量比$q\simeq(4$-$8)\times10^{-5}$，由于间隙的打开，盘边缘的密度下降会被重塑，并且通常会被以行星的共转为中心的小密度隆起所取代。只有当隆起保留了足够的气体质量，并且共同旋转区域变得方位不对称时，才有可能捕获行星，因为在行星前方有一个由振动流线组成的岛屿，积累了气体密度过高。过密度产生的正扭矩可以抵消旋臂的负扭矩。在我们的模型中，有效的捕获取决于$α$粘度及其在粘度转变过程中的对比度。为了捕获TOI-216 b，死区中的$α_{\mathrm{DZ}}=10^{-3}$需要MRI活性区中的$α_{\mathrm{MRI}}…
2022-08-30 astro-ph.EP
Low mass planet migration in magnetically torqued dead zones - II. Flow-locked and runaway migration, and a torque prescription
我们研究了低质量行星在层流原行星盘中的迁移，在驱动径向气体流动的死区中通过大规模磁场穿过。如在文件I中所示，一个动态的共转扭矩的出现，由于流动引起的不对称变形的共转区域和不断变化的涡度之间的对比度振动马蹄形材料和背景盘流。使用模拟层流扭矩盘包含迁移行星，我们证明了存在的四个不同的迁移制度中预测的文件I。在两个区域中，迁移近似锁定于向内或向外的径向气流，而在其他区域中，行星经历向外的失控迁移，最终稳定到快速稳定的迁移。此外，我们证明扭矩和迁移逆转引起的中平面磁应力，与分叉依赖于光盘表面密度。我们开发了一个快速迁移的模型，并显示为什么向外失控饱和到一个稳定的速度，并检查其终止由于改变当地的光盘条件的现象。我们还开发了一个分析模型的共转扭矩在晚些时候，包括粘度，适用于光盘，维持适度的湍流。最后，我们使用模拟结果开发扭矩处方列入人口合成模型的行星形成。
2018-04-06 astro-ph.EP
Thermally Regulated Viscoelastic Tidal Migration of Eccentric Planets
Indiana University（印第安纳大学）
研究偏心海王星类行星的潮汐耗散受粘弹性Maxwell核控制时的轨道与热演化耦合，发现热自调节导致长期偏心相，解释热海王星在宽轨道距离上保持偏心的观测现象。
2026-06-16 astro-ph.EP
Outward migration of Jupiter and Saturn in 3:2 or 2:1 resonance in radiative disks: implications for the Grand Tack and Nice models
嵌入气体原行星盘中，木星和土星自然陷入3：2共振并向外迁移。这是Grand Tack模型的基础。然而，以前的流体动力学模拟仅限于等温磁盘，具有中等的纵横比和粘度。在这里，我们模拟的气体巨星的轨道演化盘粘性加热和辐射冷却。我们发现木星和土星在中等质量（$M_{disk} \approx M_{MMSN}$，MMSN是“最小质量太阳星云“）盘中以3：2共振向外迁移，粘性应力参数$α$介于$10^{-3}$和$10^{-2} $之间.在相对低质量的圆盘（$M_{disk} \lesssim M_{MMSN}$）中，木星和土星以2：1的共振被捕获，甚至可以在低粘度圆盘（$α\le 10^{-4}$）中向外迁移。这种盘具有非常小的纵横比（$h\sim 0.02-0.03$），其有利于在2：1共振中捕获后向外迁移，如通过等温运行所证实的，其导致$h \sim 0.02$和$α\le 10^{-4}$的类似结果。我们还从我们的流体动力学模拟结果开始，包括2-3个冰巨星，进行了外太阳系的N体运行。气体盘扩散后，一个尼斯模型的不稳定性开始与木星和土星在2：1共振的结果在良好的太阳系的类似。我们的结论是，在一个寒冷的太阳星云，木星和土星之间的2：1共振可以导致系统向外迁移，这可能代表了太阳系演化的另一种情况。
2014-10-02 astro-ph.EP
Outward Migration of Super-Jupiters
最近的模拟显示，大约一个木星质量的巨行星向内迁移的速度与II型预测不同。在这里，我们表明，在更高的质量，行星向外迁移。我们的结果不同于以前的，因为我们的模拟时间较长，较低的粘度，我们的边界条件，使磁盘达到粘性稳定状态。我们表明，对于圆形轨道上的行星，从向内到向外迁移的过渡与已知的从圆形到偏心盘的过渡相吻合，这种过渡发生在质量比几颗小行星大的行星上。在偏心圆盘中，作用在外盘上的扭矩由于两种效应而减弱：行星发射较弱的波，并且这些波在阻尼之前传播得更远。结果，内盘上的扭矩占主导地位，行星将自己向外推。我们的研究结果表明，在距离恒星很远的地方通过直接成像观察到的许多超级彗星可能是通过向外迁移到达那里的。
2021-09-03 astro-ph.EP
The effects of viscosity on the circumplanetary disks
采用剪切片模型，通过二维流体动力学模拟，研究了粘性对原行星附近的环行星盘的影响。我们发现，当原行星的质量为$M_p \lesssim 33M_\oplus$，其中$M_\oplus$是地球的质量时，粘度可以影响的性质显着的环行星盘。然而，当原行星$M_p \gtrsim 33M_\oplus$的质量为1.5 μ m时，粘滞性对行星盘的影响可以忽略不计。我们发现，当$M_p \lesssim 33M_\oplus$时，粘性可以大大扰乱行星周围气体的螺旋结构，使气体均匀分布，从而使施加在原行星上的扭矩减弱。因此，粘性可以降低原行星的迁移速度。在包括粘度之后，环行星盘的尺寸可以减小$\gtrsim 20%$的因子。粘性有助于将气体从差速旋转的环星盘输送到环星盘。当考虑$M_p \lesssim 33M_\oplus$时，考虑粘度后，行星盘的质量可以增加50%。简要讨论了粘性对行星和卫星形成的影响。
2012-07-18 astro-ph.EP
Termination of an inward migration of a gap-opening planet triggered by dust feedback
由盘-行星相互作用引起的行星迁移是决定行星系结构的重要过程之一。一个足够大的行星会形成一个密度间隙，并随着间隙一起迁移。通过进行二维和双流体（气体和尘埃颗粒）流体动力学模拟，我们研究了尘埃反馈对间隙开放行星迁移的影响，这在以前的研究中没有考虑到。我们发现，在间隙的外缘的气体表面密度变得更小，由于灰尘反馈，从而从外盘施加的扭矩减小。这种机制随着差距的扩大和加深而变得有效。特别地，当行星的质量是行星大小并且湍流粘度是$α= 3\times 10^{-4}$时，行星可以由于从外盘施加的扭矩的减小而向外迁移。即使是一个较小的行星，迁移也会明显减慢。这种由尘埃反馈触发的向内迁移的终止可以解释为什么在原行星盘内经常可以观察到环和间隙结构。
2019-07-05 astro-ph.EP
Migration of massive planets in accreting disks
大质量行星在吸积盘中打开一个缺口，被认为是以盘的粘性速度迁移，这种状态被称为II型迁移。人口综合模型表明，标准的第二类迁移太快，与观察结果不一致。我们研究了$2\times10^{-4}$和$2\times10^{-3} M_\odot$之间对应于0.2到2个木星质量$M_J$的大质量行星的迁移。以估计与第二类移徙相比的移徙率。我们遵循嵌入在二维，局部等温盘与非零质量吸积，这是明确建模使用合适的在和流出的边界条件，以确保特定的吸积率的行星的演变。经过一定的弛豫时间后，我们释放行星并测量其通过磁盘的迁移以及对粘度，吸积率和行星质量等参数的依赖性。我们研究吸积和非吸积行星。推测的行星迁移率完全由作用在其上的盘扭矩决定，并且完全独立于粘性流入速度，因此不存在经典的II型迁移机制。根据本地磁盘的质量，迁移速率可能比II型迁移快或慢。从盘中的扭矩和吸积率曲线，我们看到行星形成的间隙并没有将内部与外部盘分开，而不是像II型迁移所必需的那样，气体穿过间隙或吸积到行星上。
2014-12-12 astro-ph.EP
Concurrent Accretion and Migration of Giant Planets in their Natal Disks with Consistent Accretion Torque
本文通过高分辨率二维与三维流体动力学模拟，自洽研究吸积嵌入天体的迁移，发现木星质量行星在高黏滞盘中可因非对称吸积旋臂向外迁移，转变临界α约为0.003。
2024-06-18 astro-ph.EP astro-ph.HE
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
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
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
Probing the impact of varied migration and gas accretion rates for the formation of giant planets in the pebble accretion scenario
成长中行星的最终轨道位置取决于它们的迁移速度，而迁移速度基本上是由行星质量决定的。小质量的行星以I型迁移的方式迁移，而大质量的行星则以II型迁移的方式迁移，这被认为主要取决于盘的粘性演化速率。一颗行星在达到II型迁移之前最容易受到向内迁移的影响，并且在这个阶段可能会失去其半长轴的很大一部分。我们研究了不同的磁盘粘度的影响，动力扭矩和气体吸积从马蹄形区域内减缓行星迁移的机制。我们的研究证实，在低粘度环境中生长的行星迁移较少，这是由于早期的间隙开放和较慢的II型迁移速率。我们发现，考虑到马蹄形区域的气体吸积，可以更早地打开间隙，这会导致生长行星的向内迁移减少。此外，与不考虑马蹄形区域气体吸积效应的模拟相比，这种效应增加了行星质量。此外，结合动力扭矩的效果与马蹄形区域的气体吸积的效果，显着减缓向内迁移。考虑到这些影响，与以前没有考虑这些影响的模拟相比，可以允许在更靠近水冰线区域的地方形成冷的冰团（a > 1 au）。因此，我们得出结论，气体吸积从马蹄形区域内的动力扭矩发挥至关重要的作用，在塑造行星系。
2020-12-11 astro-ph.EP
Model of a gap formed by a planet with fast inward migration
行星是在原行星盘内形成的。最近的观测揭示了诸如间隙和环之类的子结构，这可能表明盘内正在形成行星。由于盘-行星相互作用，行星在盘内迁移，这可能会影响行星引起的间隙的形状。在本文中，我们调查的快速向内迁移的行星上的间隙形状的影响，通过进行流体动力学模拟。我们发现，当迁移的时间尺度是短于间隙开放的时间尺度，轨道半径向内移动相比，间隙的径向位置。我们还发现了一个缩放关系之间的径向移动的位置的行星和差距的迁移和差距的时间尺度的比例的函数。我们的标度关系也使我们能够约束气体的表面密度和粘度时，间隙和行星的观察。此外，我们还发现了二次能隙的位置与深宽比之间的标度关系。通过结合径向位移和次级能隙，我们可以从观测形态上约束行星形成的物理条件以及行星在原行星盘中的演化。
2020-02-19 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
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
The importance of thermal torques on the migration of planets growing by pebble accretion
行星形成的一个关键过程是生长中的行星与原行星盘之间的角动量交换，这使得行星在盘中迁移。一些工作表明，一般来说，低质量和中等质量的行星会向中心恒星迁移，除非共转力矩占主导地位。最近，一种新的扭矩，称为热扭矩，被提出作为一个新的来源，可以产生向外迁移的低质量行星。虽然林德布拉德扭矩和共转扭矩主要取决于原行星盘的性质和行星质量，但热扭矩也取决于行星的亮度，主要来自固体的吸积。因此，固体的吸积作用不仅在行星的形成过程中起着重要作用，而且在其迁移过程中也起着重要作用。在以前的工作中，我们主要在小行星吸积范式中评估了热扭矩对行星生长和迁移的影响。在这项新的工作中，我们研究了卵石吸积范式中的热扭矩的作用。计算是在全球行星形成模型的框架内进行的，该模型包括圆盘演化、尘埃生长和演化以及卵石形成。我们还将更新处方的热扭矩来自高分辨率流体动力学模拟。我们的模拟结果表明，热扭矩产生的向外迁移的低粘度光盘的扩展区域。这对行星的形成有着重要的影响。
2021-08-10 astro-ph.EP
Edge modes in self-gravitating disc-planet interactions
我们研究了一个巨大的行星在自引力原行星盘打开的间隙的稳定性。我们发现一个线性的不稳定性与自重力的光盘和当地涡度最大值与间隙边缘相吻合。对于我们的模型，这些边缘模式发展并延伸到土星质量行星轨道半径的两倍，圆盘与恒星质量比>0.06，对应于外盘边界的Toomre Q < 1.5。与弱或非自引力低粘度盘中与间隙边缘相关的局部涡形成不稳定性不同，边缘模式是全球性的，仅存在于足够大的盘中，但对于原行星盘采用的典型粘度值。分析建模和线性计算表明，边缘模式可以被解释为一个本地化的干扰与间隙边缘诱导活动的扩展光盘，通过发射密度波激发林德布拉德共振。利用非线性流体动力学模拟研究了圆盘-行星系统边缘模态的演化。不稳定模的形式和增长率与线性理论一致。他们的粘度和重力软化的依赖性也进行了探讨。我们还首次研究了边缘模式对行星迁移的影响。我们发现，如果边缘模式的发展，那么平均磁盘上的行星扭矩变得更加积极的光盘质量增加。在允许行星迁移的模拟中，虽然可以看到快速的III型迁移，这与非自引力盘中看到的相似，但我们发现行星可能与边缘模式相关的螺旋臂相互作用，这可能导致行星向外散射。因此，轨道迁移很可能是复杂的和非单调的大规模磁盘的类型，我们考虑。
2011-03-25 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
Local Linear Analysis of Interaction between a Planet and Viscous Disk and an Implication on Type I Planetary Migration
我们调查的影响，粘度盘行星相互作用，并讨论如何修改I型迁移的行星。我们用剪切片近似进行了线性计算，得到了详细的，高分辨率的密度结构周围的行星嵌入在一个粘性盘具有广泛的粘性系数。我们使用一个依赖于时间的形式主义，是有用的调查各种物理过程对磁盘行星相互作用的影响。我们发现，在行星附近的密度结构的修改和扭矩的主要贡献来自这一地区，在无粘的情况下。虽然在剪切面近似下不可能推导出作用在行星上的总扭矩，但取决于雷诺数，单侧扭矩可能与无粘性情况有很大不同。到目前为止，这种影响一直被忽略，但我们的研究结果表明，粘性盘和行星之间的相互作用可以从一个无粘性的情况下，在行星附近的密度结构的细节是至关重要的是质的不同。
2009-06-02 astro-ph.EP
Final Masses of Giant Planets III: Effect of Photoevaporation and a New Planetary Migration Model
本文提出了一个新的巨行星形成的简单模型，该模型在原有模型的基础上加入了光蒸发引起的盘质量损失和新的II型迁移公式，从而预测了在给定盘中诞生的巨行星的最终质量。该模型提供了一些有趣的结果。首先，它给出了行星质量和轨道半径图中的宇宙演化轨迹，阐明了巨行星在失控气体吸积阶段如何在生长过程中迁移。质量比木星小的巨行星在失控的气体吸积阶段只会发生轻微的径向迁移。第二，巨行星的最终质量近似地作为三个参数的函数给出：在逃逸气体吸积到行星上的开始时间的初始盘质量，由于光蒸发的质量损失率，以及开始时间。另一方面，最终行星质量几乎与盘半径、粘性和初始轨道半径无关。最后得到的行星质量接近或小于初始质量的10%。第三，所提出的模型成功地解释了性质的质量分布的巨型系外行星的质量分布观测到的原行星盘的质量损失率由于光蒸发的合理范围内。
2020-02-18 astro-ph.EP
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets I: equilibrium discs
低质量行星迁移的强度和方向取决于盘的热力学。在圆盘中，粘性加热被辐射传输所平衡，迁移可以向外引导，这一过程延长了生长中的行星胚胎的寿命。我们研究了不透明度和恒星辐射对盘热力学的影响。利用由此产生的光盘结构，我们确定向外迁移的区域。我们进行二维数值模拟的平衡盘粘性加热，辐射冷却和恒星辐射。我们使用的流体动力学代码NIRVANA，其中包括一个完整的张量粘度和恒星辐射，以及两个温度求解器，其中包括辐射传输的通量限制扩散近似。利用力矩公式研究了偏移问题。在恒定的不透明度的情况下，我们再现的黑体光盘的分析结果：恒星辐射占主导地位的外部区域-导致耀斑-而粘性加热占主导地位接近恒星。我们发现，光盘的内边缘不应该被显着的恒星辐射膨胀。如果不透明度取决于局部密度和温度，则盘的结构是不同的，并且由于不同不透明度制度之间的过渡，在纵横比H/r中出现几个凸起。圆盘中的隆起可以保护外圆盘免受恒星辐射。恒星辐射是决定盘结构的一个重要因素，并对嵌入行星的迁移产生重大影响。与只有粘性加热的圆盘相比，恒星辐射的圆盘具有一个小得多的行星质量范围的向外迁移区域。这表明，巨行星核心形成的区域较小，这反过来可能导致生长阶段较短。
2012-12-02 astro-ph.EP
Viscoelastic Tidal Dissipation in Giant Planets and Formation of Hot Jupiters Through High-Eccentricity Migration
我们研究了巨行星固体核中潮汐耗散的可能性及其对通过高离心率迁移形成热彗星的意义。我们提出了一个一般的框架，通过该框架可以计算任何形式的潮汐耗散的行星系的潮汐演化，其特征在于作为强迫频率$ω$的函数的复潮汐勒夫数，${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$的虚部。利用最简单的粘弹性耗散模型（麦克斯韦模型）的岩石核心，包括非耗散流体包络的影响，我们表明，与合理的堆芯（但不确定）物理参数（尺寸、粘度和剪切模量），核心的潮汐耗散可以容纳潮汐-Q约束的太阳系气体巨星，同时允许外行星热彗星形成通过潮汐环流在高e迁移的情况下。相比之下，经常使用的平衡潮汐的弱摩擦理论将导致太阳系约束和高e迁移所需的耗散量之间的差异。我们还表明，潮汐加热的岩石核心可以导致适度的半径膨胀的行星，特别是当行星在高偏心率阶段（$e\sim 0.6$）在其高e迁移。最后，作为一个有趣的副产品，我们的研究，我们注意到，对于一个通用的潮汐响应函数${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$，它是可能的，自旋平衡（零扭矩）可以实现多个自旋频率（在一个给定的$e$），和实际的伪同步自旋速率取决于系统的演化历史。
2013-12-23 astro-ph.EP
Pileups and Migration Rates for Planets in Low Mass Disks
我们研究行星如何与粘性吸积盘相互作用，在磁盘是足够低的质量，行星迁移速度比磁盘材料的限制。在这种情况下，圆盘的表面密度分布是由圆盘在溢出行星轨道时处于粘性稳定状态（VSS）决定的。我们计算的VSS配置文件与二维流体动力学模拟，并显示磁盘材料堆积在行星后面，与行星有效地充当一个漏水的大坝。由于边界条件不正确，以前的2D流体动力学模拟错过了堆积效应，而以前的1D模型由于忽略了非局部沉积而大大高估了堆积。我们的模拟量化了各种行星质量和磁盘粘度的堆积幅度。我们还从理论上计算了中等深的差距堆积的幅度，显示出良好的协议与模拟。对于非常深的差距，目前的理论是不够的，我们展示了为什么和什么必须得到更好的理解。连环相撞之所以重要，有两个原因。首先，它可以在直接成像的原行星盘中观察到，因此可以用来诊断引起它的行星质量或盘内的粘性。其次，它决定了地球的迁移率。我们的模拟确定了新的Type-II迁移率（适用于低质量磁盘），并展示了它如何与经过充分验证的Type-I迁移率持续联系。
2020-02-01 astro-ph.EP
Migration of gap-opening planets in 3D stellar-irradiated accretion disks
上下文中等间距的巨行星$\simeq$ $1$ $-$ $10$ au的起源仍然没有被完全理解，因为对原行星盘中II型迁移的数值研究经常预测半长轴的衰变太快。根据最近的2D模拟，如果外部间隙边缘被来自中央恒星的辐射加热并膨胀，则间隙开放行星的向内迁移可以减缓甚至逆转。目标。在这里，我们研究如何恒星辐射减少磁盘驱动的扭矩，并影响迁移更现实的3D磁盘。方法.利用三维流体动力学模拟与辐射传输，我们研究了静态扭矩作用在一个单一的间隙开放的行星嵌入被动加热吸积盘。结果我们的模拟证实，建立在照射外间隙边缘的温度反转和局部增加的规模高度降低了负外部Lindblad扭矩的大小。然而，温度超出小于2D模拟中假设的，并且扭矩减小仅在特定参数下变得突出。对于粘度$α=10^{-3}$，行星质量从$0.1$到$0.7$木星质量范围内的总扭矩减少，对于土星质量的行星，最大的减少是$-0.17$的因子（意味着向外迁移）。对于一个质量为1000亿的行星，扭矩减小随着$α$的增加而变得更强（当$α=5\times10^{-3}$时扭矩减半）。结论.我们的结论是，行星打开适度宽和深的差距受到最大的扭矩修改和他们的II型迁移可以停滞，由于间隙边缘照明。然后，我们认为，扭矩减少可以帮助稳定的轨道形成的巨行星在$\gtrsim$ $1$ au。
2020-09-29 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
Multiplanet systems in inviscid discs can avoid forming resonant chains
包含多颗行星嵌入粘性原行星盘的会聚迁移预计会产生一系列平均运动共振的行星，但开普勒航天器观测到的多行星系统通常不会共振。我们证明，在等效条件下，在粘性盘收敛迁移将形成一个长期稳定的系统中的行星链的平均运动共振，在无粘性盘迁移往往会产生一个系统，这是非常动态不稳定的。特别是，如果行星的质量足以显著扰动盘表面密度并驱动涡旋的形成，行星进入平均运动共振的平稳捕获就会被破坏。当行星在靠近的轨道上堆积时，没有共振的保护，近距离接触增加了行星与行星碰撞的可能性，即使气体盘仍然存在。虽然无粘圆盘经常产生不稳定的非共振系统，但也可以形成稳定的、紧密堆积的非共振系统。因此，在研究行星迁移产生平均运动共振的行星系的预期时，原行星盘的有效湍流粘度是一个关键参数。
2019-07-22 astro-ph.EP
High-eccentricity migration of planetesimals around polluted white dwarfs
已经发现几颗大气金属污染的白矮星拥有在潮汐扰动半径附近轨道运行的小行星体（微行星）。我们研究了这些天体的物理性质和动力学起源的假设下，他们经历了高离心率迁移从几个天文单位的初始距离。我们研究两个合理的机制轨道迁移和循环：潮汐摩擦和冲压压力阻力光盘。对于每一种机制，我们推导出一般的解析表达式的轨道的演变，可以重新调整各种情况下。我们确定的物理参数，确定是否一个小行星的轨道可以圆在适当的时间尺度和约束这些参数的基础上所观察到的系统的属性。为了使潮汐迁移起作用，需要类似于熔融岩石的内部粘度，这可能是由潮汐加热自然产生的。对于光盘迁移操作，最小的列密度的光盘是隐含的，推断的总光盘质量是一致的估计污染的WD吸积的金属的总质量。
2020-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Trapping of giant-planet cores - I. Vortex aided trapping at the outer dead zone edge
在本文中，迁移的10个地球质量的行星核心的原行星盘的死区的外边界处的FARGO代码的图形处理器单元版本完成的2D流体动力学模拟的装置进行了研究。在死区中，由于圆盘对恒星紫外线辐射、来自恒星磁层的X射线和星际宇宙射线的自屏蔽，有效粘度大大降低。因此，质量积累发生在外部死区边缘附近，这被认为是捕获行星核心，提高核心吸积情景形成巨行星的效率。与一维模型中行星核心的完美捕获相反，我们的二维数值模拟表明，捕获效果在很大程度上取决于粘度降低发生的区域的宽度。行星捕获只发生在粘度降低足够急剧，允许发展大规模的旋涡，由于罗斯贝波不稳定性。捕集只是暂时的，其持续时间与粘度转变的宽度成反比。然而，如果不激发Rossby波不稳定性，则会形成环状轴对称密度跳跃，无法捕获10个地球质量的行星核心。我们发现，施加在行星上的恒星扭矩在迁移历史中起着重要的作用，因为系统的重心显着地远离恒星，由于盘的高度非轴对称密度分布。我们的研究结果仍然支持行星形成在密度/压力最大的想法，因为迁移的核心是相当慢，使他们能够进一步增长和失控的气体吸积在附近的过密区域。
2013-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Parking planets in circumbinary discs
开普勒太空任务发现了大约12颗围绕双星系统运行的行星。这些环联星行星大多数位于它们的不稳定边界附近，大约有3到5个双星分离。过去通过向内迁移过程匹配这些最终位置的尝试只在开普勒-16系统中取得了成功。在这里，我们研究了10个环联星系统，并尝试将行星的最终停放位置和轨道参数与圆盘驱动的迁移场景相匹配。我们进行了2D局部等温流体动力学模拟的circumbinary磁盘嵌入行星，并遵循其迁移演化使用不同的值的磁盘粘度和纵横比。我们发现，对于六个系统与中间的二元偏心率（$0.1 \le e_{bin}\le 0.21$）的最终行星轨道匹配的观察密切为一组光盘参数，特别是光盘粘度的$α= 10^{-4}$，和纵横比的$H/r \sim 0.04$。对于这些系统来说，行星质量足够大，当它们接近双星时，它们的圆盘上至少有一个部分的间隙，迫使圆盘变得圆形，并允许进一步向双星迁移，从而与观测到的行星轨道参数很好地吻合。对于具有非常小或大的双星偏心率的系统，匹配并不那么好，因为在这些情况下，非常偏心的圆盘和大的内腔阻止了近距离的行星迁移。在比观测到的行星质量更大的测试模拟中，可以发现这些系统的一致性更好。在10个模拟系统中，有6个系统的观测结果与模拟的最终行星轨道之间的相对差异为$\leq 10\%$，这一结果非常一致，这有力地支持了行星在盘中迁移将行星带到目前位置的观点。
2020-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Capture and Escape of Planetary Mean-motion Resonances in Turbulent Discs
本研究通过流体动力学模拟对比层流与湍流对行星迁移中平均运动共振稳定性的影响，发现湍流会增强过稳定性导致共振逃逸，且仅共振内天平动不足以解释TESS数据的周期比离散度，需后续动力学过程放大偏移。
2025-05-20 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
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
Linear Corotation Torques in Non-Barotropic Disks
考虑到盘熵梯度的影响，推导了非正压原行星盘中行星偏心率一阶线性共转力矩的完全解析表达式。这个扭矩公式适用于同轨共转扭矩和非同轨共转扭矩-对于轨道偏心率非零的行星-在磁盘中的热扩散率和粘度足以保持这些相互作用的线性。虽然共轨共转力矩对于行星的迁移在第一类迁移中是重要的，但非共轨共转力矩在巨行星的偏心率演化中起着重要的作用，这些巨行星在盘中打开了间隙。在这两种情况下，圆盘中熵梯度的存在可以显着修改共转扭矩。
2014-01-13 astro-ph.EP
