DESTINY: Database for the Effects of STellar encounters on dIsks and plaNetary sYstems
大多数恒星都是恒星群的一部分。这些年轻的恒星大部分被一个圆盘所包围,从这个圆盘中可能会形成一个行星系。无论是磁盘,后来的行星系,可能会受到影响的集群环境,由于近飞。该数据库可用于确定这种飞越对非粘性盘和行星系的引力效应。该数据库载有飞越设想的数据,范围包括扰动星和主星之间的质量比从0.3到50.0,近星点距离从30天文单位到1000天文单位,轨道倾角从$0^{\circ}$到${180^\circ}$,以及$0^{\circ}$、${45^\circ}$和${90^\circ}$的近星点角度。因此,涵盖了广泛的参数空间相关的飞越星团。可以下载数据以执行自己的诊断,例如在特定遭遇之后确定磁盘大小、磁盘质量等,获得参数依赖性,或者可以交互地可视化不同的粒子属性。目前,该数据库仅限于抛物线轨道上的飞越,但今后将扩展到双曲线轨道。这项广泛的参数研究的所有数据现在都作为DESTINY公开提供。
2019-09-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Birth environment of circumbinary planets: are there CBPs on the inclined orbits?
环联行星的倾角分布是一个重要的科学问题。这对估算煤层气赋存速率、研究煤层气形成演化具有重要意义。虽然目前通过中星法发现的CBPs几乎是共面的,但CBPs的真实倾角分布仍然未知。以往对CBPs的研究大多将其视为孤立的双星系统,而没有考虑其宿主双星的诞生环境。一般认为,几乎所有的恒星都是在星团中诞生的。因此,有必要考虑恒星近距离碰撞对CBP系统的影响。本文讨论了近距离擦肩星碰撞对CBP倾角的影响。基于大量的数值模拟,我们发现,CBPs在密近双星的间距约0.2 AU几乎不受恒星飞掠。它们的轨道保持共面。当双星间距大于1au时,即使在双星不稳定边界附近,入侵星的2-3次飞掠也能激发出相当大的倾斜角。对于外区的行星,一颗恒星的掠过可以激发出超过5度的倾角。特别是,在近极或逆行轨道上的CBPs可以通过双星相遇自然形成。如果密近双星诞生于疏散星团,我们的模拟表明,可能有高倾角的CBPs的双星间距> 1 au。
2020-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of dynamical interactions in stellar birth environments on the orbits of young close-in planetary systems
本文通过N体模拟研究恒星飞掠对近距离超级地球/亚海王星系统的影响,发现单次飞掠即可通过碰撞和相互倾角激发改变系统结构,减少可观测凌星行星数量,从而解释单次凌星系统过剩现象。
2024-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical evolution of a young planetary system: stellar flybys in co-planar orbital configuration
恒星在星团中的飞掠可能会扰动年轻行星系的演化,表现为盘截短、行星迁移和行星质量吸积。我们研究了在一个典型的开放的年轻星团中,一个年轻的行星系在一次近距离恒星相遇过程中的反馈。我们考虑5个质量的恒星扰动:0.5,0.8,1,3和8 M $_{Sun}$,在共面,顺时针和逆行轨道相对于行星盘,变化的pertruber-host星轨道近星点从100 AU到500 AU。我们用光滑粒子流体动力学程序GaSPH对一个由太阳型恒星组成的系统进行了3D建模,该恒星被一个低密度盘包围,其中嵌入了一颗巨大的行星。我们重点讨论了表征盘和行星的全局参数的动力学演化,如包含盘质量的$63.2\%$的拉格朗日半径、行星到其主星的距离、行星轨道偏心率和行星质量吸积。我们发现,大部分的模拟系统显示一个显着的磁盘截断后,一个单一的近距离接触,木星的最终轨道距离,从中央恒星,低于未扰动的情况下,最后,扰动系统显示出最终的质量吸积的类木行星大于非扰动的情况。因此,恒星飞掠会显著地扰动年轻行星系的动力学,而不管恒星扰动的轨道配置如何。在这样的实验中,恒星近距离碰撞对最终的圆盘半径和类木行星的轨道参数有很大的影响。
2020-10-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fly-by encounters between two planetary systems II: Exploring the interactions of diverse planetary system architectures
在星团中形成的行星系可能会遭遇恒星飞掠。在这里,我们创建了一个具有不同轨道尺度和行星质量的代表性行星系,并在一个典型的疏散星团中研究它们之间的相遇。我们首先探讨了近距离的多超级地球系统$\lesssim0.1$ au。它们对飞越具有抵抗力,因为只有在几个天文单位内的飞越才能破坏行星的稳定或破坏行星之间的共振。但是这些系统可能会在遥远的飞掠过程中将巨行星捕获到入侵恒星的广阔轨道上。如果是这样的话,那么原来靠近的小行星的轨道可能会通过Kozai-Lidov机制一起倾斜,形成一个相对于中央宿主赤道明显倾斜的“冷”系统。移动到类太阳恒星周围的中间位置的行星,我们发现行星的质量梯度决定了系统在遭遇后的长期演化:质量越大的行星生存的机会越大。此外,一个系统的角动量亏损,一个描述轨道偏心/倾斜程度的量,在相遇后立即测量,与系统的寿命密切相关-无论系统是否以及何时在相遇后数百万年的后续演化中变得不稳定。我们通过(1)恒星飞行的直接后果或(2)遭遇后很长时间的行星际内部散射来比较不稳定系统中幸存行星的轨道,发现前者的轨道系统地更冷。最后,我们证明了像HR 8799这样的大规模宽轨道多行星系统很容易被破坏,并且在几百个天文单位的情况下相遇就足够了。
2020-06-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Photo-evaporation of proto-planetary gas discs due to flybys of external single stars in different orbits
在原行星盘的演化过程中,中心恒星和外围恒星的光蒸发都起着重要的作用。考虑到恒星形成的星团中复杂的辐射环境,由于飞越事件,原行星盘在不同的寿命中存活。本文主要研究金牛座T星与另一颗不同温度的主序星在不同近心距、偏心率和倾角的双曲轨道上相遇时的盘状结构。我们找到了飞掠事件发生后,由于中心恒星的光蒸发而导致间隙打开的判据。在气盘后期,气盘上出现了一个缺口,导致缺口对行星形成和迁移的影响有限。如果飞越轨道具有一个中等的近心距,这对偏心率和倾角的依赖性很弱,外部光蒸发导致飞越事件期间的最大质量损失。在小偏心率或大倾角轨道上的飞掠星会引起较大的质量损失。采用一个简单的多个飞越模型,我们得出结论,在疏散星团,气体盘通常生存在典型的寿命在1和10万年之间,除了有许多大质量的恒星在密集的疏散星团。在球状星团中,盘状物分散得非常快,很难产生气体巨行星。快速耗尽的盘可能是球状星团中巨行星零检测的原因。
2018-08-17 astro-ph.EP
Theoretical models of planetary system formation. II. Post-formation evolution
我们通过计算合成系统从气体盘的清除到动力学演化阶段的长期演化,扩展了行星形成合成的结果。我们使用辛积分器SyMBA数值积分的行星轨道为100 Ma,人口从以前的研究作为初始条件。我们表明,在人口研究,质量和半长轴分布的经验只有微小的变化,从后形成的演变。我们还表明,根据其初始分布,行星的偏心率可以统计增加或减少的结果,引力相互作用。我们发现,行星质量和轨道间距提供的行星形成模型不会导致偏心率分布相比,观察到的系外行星偏心率,需要其他现象,如恒星飞掠占观察到的偏心率。
2015-02-15 astro-ph.EP
Hot Jupiter formation in dense clusters: secular chaos in multi-planetary systems
系外行星的观测显示,热彗星的出现率与恒星的聚集有关。在星团中,行星系和近距离飞掠恒星之间的相互作用可以显著改变原共面圆形行星系的结构。密集星团中的飞掠对热木星的形成有重大影响,通过激活高偏心率激发机制,如齐佩尔-利多夫-科扎伊(ZLK)效应和行星-行星散射。此前的研究表明,如果行星系中存在两颗巨行星,近距离飞掠可以高效激活ZLK机制,从而引发高偏心率潮汐迁移,最终在星团中形成热彗星。在这里,我们扩展了我们以前的研究与多行星(三重)系统。我们使用代码{ \tt SpaceHub}对恒星飞掠和随后的受扰行星系内的行星迁移进行高精度、高精度的少体模拟。我们的模拟表明,在一个集群中的多行星系统上的一个单一的近距离飞越可以激活长期的混乱,并最终导致热木星形成通过高偏心率迁移。我们发现,每个系统的热木星形成率的增加与行星系的大小以及与外行星的质量,我们量化的相对形成分数的参数范围。通过长期混沌形成的热彗星预计将伴随着具有很长周期的大规模同伴。我们的研究进一步表明,这种飞越引起的长期混乱是首选的低密度集群,多行星系统更有可能生存,它有助于热木星形成的星团相比,飞越引起的ZLK机制的一个显着的部分。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.GA
Fly-by encounters between two planetary systems I: solar system analogues
在星团中形成的恒星可以在近距离遇到其他恒星。在典型的太阳附近的疏散星团中,包含数百或数千颗成员星,预计有10%至20%的太阳质量成员星会在距离小于100 au的地方遇到另一颗恒星。这些近距离接触强烈地扰动了行星系,直接导致行星被抛射或被侵入的恒星捕获,以及激发轨道。使用广泛的$N$ -体模拟,我们研究这样的飞越遇到两个太阳系类似物,每个有四个巨大的行星从木星到海王星。我们在遭遇后立即量化损失率和捕获率,例如,在100天文单位内,海王星类似物在四次相遇中有一次丢失,在十二次相遇中有一次被飞掠的恒星捕获。然后,我们进行长期(高达1 Gyr)模拟调查随后的遭遇后演变。我们发现,大量的行星被从系统中删除,由于行星-行星的相互作用,捕获的行星进一步增强了系统的不稳定性。虽然相遇最初可以通过插入额外的行星来离开包含更多行星的行星系,但长期的不稳定性会导致行星数量的净减少。一颗被捕获的行星在一半的运行中会以逆行轨道结束,在这些运行中它会存活1 Gyr;同样,一颗与它原来的宿主恒星绑定但在遭遇过程中翻转的行星可能会存活下来。因此,行星系之间的相遇是产生反向旋转行星的一个渠道,这将发生在大约1%的系统中,并且这样的行星可能通过天体测量或直接成像来检测。
2019-06-27 astro-ph.EP
The post-main-sequence fate of the HR 8799 planetary system
值得注意的四颗行星HR 8799系统在引力不稳定的边缘摇摇欲坠,包含一颗A型宿主恒星,这是大多数已知白矮星行星系宿主的祖先的特征。Gozdziewski和Migaszewski(2020)已经证明,如果行星在外部无扰动的8:4:2:1平均运动共振配置中演化,系统可以沿着主序保留所有四颗行星至少1 Gyr。在这里,我们向前传播他们最稳定的配合超出了主要的序列,并纳入银河系潮汐和恒星飞掠的外部影响。我们发现:(i)巨大的分支质量损失总是打破共振,通常会引发两个行星的弹射,(ii)恒星飞越和银河潮汐很少打破主序星和巨大的分支阶段的共振,但在确定最终的白矮星宿主恒星周围的最终行星配置中起着至关重要的作用,(iii)幸存行星的曲折变化显着,占据了从不到1 AU到数千AU的区域。至少有一颗行星无处不在的生存和系统中碎片盘的存在应该允许白矮星被金属污染的动力学路径。
2021-05-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the long-term stability of the Solar System in the presence of weak perturbations from stellar flybys
行星系的结构和演化在一定程度上是由恒星飞掠形成的。在这种情况下,我们看看恒星遭遇太弱,立即不稳定的行星系,但仍然足够强大,可测量扰动系统的动力学状态。我们估计这种扰动的强度,长期不断发展的系统,使用一个简单的分析模型,并确认这些估计与直接N体模拟。然后,我们运行长期的积分,并表明,即使是很小的扰动恒星飞越可以影响行星系的稳定性,在他们的生命周期。我们发现,对外层行星轨道的微小扰动会在行星之间传递,增加了内层行星系不稳定的可能性。具体来说,我们对太阳系的研究结果表明,海王星半长轴的0.1%量级的相对扰动足以使太阳系在5个Gyrs内不稳定的概率增加一个数量级。
2022-06-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Hot Jupiter and ultra-cold Saturn formation in dense star clusters
在稠密星团中发现热木星的高发生率挑战了基于场的热木星形成理论。在密集的星团中,行星系和飞掠恒星之间的相互作用相对常见。这对行星系有重大影响,主导了热木星的形成。在本文中,我们进行高精度,少体模拟恒星飞越和随后的行星迁移的集群。大参数空间探测表明,改变行星系结构的近距离飞越可以激活高偏心率迁移机制:Lidov-Kozai和行星-行星散射,导致密集星团中高的热木星形成率。我们的模拟预测,许多热彗星都伴随着“超冷土星”,被驱逐到数千AU的阿帕斯特拉。这种增加对于原本拥有两颗半长轴比为$\sim$ 4的巨行星和接近几乎垂直于行星轨道平面的飞掠星的行星系来说尤其显着。一个维里化星团的热木星形成率的估计下限是每颗恒星的$\sim 1.6\times10^{-4}(σ/{\rm 1kms^{-1}})^5({a_{\rm p}}/{\rm 20 AU})({M_{\rm c}}/{\rm 1000M_\odot})^{-2}$ Gyr $^{-1}$,其中$σ$是星团的速度色散,$a_{\rm p}$是行星系的大小,$M_{\rm c}$是星团的质量。我们的模拟产生了一个热木星丰度是$\sim$ 50倍,比在旧的疏散星团M67中观察到的小。我们预计,涉及双星的相互作用,以及第三个或更多的巨行星,将缩小差异。
2020-11-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
ODEA: Orbital Dynamics in a complex Evolving Architecture -- Application to the planetary system HD 106906
混合变量辛积分在轨道动力学中有着广泛的应用。然而,它们是为太阳系类型的体系结构而开发的,并且不能处理演化的层次结构,特别是在具有两个或更多恒星组件的系统中。HD 106906是一对紧密的F型恒星,被一个碎片盘和一个行星质量的伴星环绕在一个宽轨道上。我们提出了新的算法ODEA,辛算法SWIFT HJS的基础上,可以模拟任何系统(二进制,…)不稳定的结构。我们研究的特殊系统HD 106906作为测试的代码。我们定义和计算一个标准的基础上加速比,以表明当初始层次结构是不相关的了。然后计算新的层次结构。该代码用于研究最近由De Rosa & Kalas(2019)证明的HD 106906系统上发生的两次飞越,以确定它们是否可以解释行星的宽轨道。已经进行了数千次模拟来解释扰动器坐标和速度的不确定性。该算法能够处理任何层次结构的变化,暂时的或没有。我们用它来完全模拟HD 106906遭遇。模拟证实,飞掠可以稳定行星轨道,并表明它可以解释行星相对于磁盘平面以及磁盘形态的可能不对准。然而,这需要在最近的方法小的距离(< 0.05 pc),这种配置是不能保证的。ODEA是研究非太阳能类型建筑的一个很好的选择。它现在可以适应不断发展的层次结构,因此适合研究行星和尘埃的捕获。需要进一步观测扰动物,特别是它们的径向速度,才能得出飞掠对系统HD 106906的影响的结论。
2019-09-10 astro-ph.EP
Shaving the Outskirts of Planetary Systems Probed by Roman via Stellar Flybys
University of Michigan(密歇根大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本研究量化了银河系核球中恒星飞掠对行星系统外围的截断效应,发现宽轨道行星在十亿年尺度上被抛射,贡献自由漂浮行星,幸存行星轨道偏心倾斜,为Roman观测提供基线。
2026-09-09 astro-ph.EP astro-ph.GA
Effects of stellar flybys on planetary systems: 3D modeling of the circumstellar disks damping effects
星团中的恒星飞掠被怀疑会影响行星系的轨道结构,导致偏心率激发和行星轨道与恒星赤道面之间的轨道不对准。我们探讨是否在行星的轨道要素的脉冲变化,所造成的双曲线恒星飞越,可以完全阻尼周围的恒星盘。分散星团所需的时间实际上与星周盘的寿命相当。我们在3D中模拟了一个由太阳型恒星组成的系统,该恒星被一个低密度盘包围,其中嵌入了一颗巨大的行星,第二颗恒星以双曲线的轨道与第二颗恒星相遇,第二颗恒星具有相似的质量和自己的盘。我们专注于极端的配置,一个非常深的恒星飞越扰动外部轨道上的类木行星。这可以完全测试磁盘消除恒星相遇影响的能力。我们发现,在恒星飞掠过程中的磁盘的质量损失量小于在2D模型中,其中一个单一的磁盘被认为是由于在遇到两个磁盘之间的质量交换。偏心率的阻尼比2D模型中的阻尼稍快,并且它发生在几千年量级的时间尺度上。大约10^4年后,在行星系统中留下的唯一痕迹是恒星赤道面和行星轨道之间的一个小于9度的小偏差。在一个现实的模型的基础上的三维模拟的恒星-行星-磁盘的相互作用,我们发现,恒星飞掠不能激发显着的偏心率和倾角的行星在星团。行星所在的星周盘在很短的时间尺度上阻尼了任何恒星相遇过程中产生的两个轨道参数的所有阶跃变化。所有过去的遭遇记录都被删除了。
2014-02-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Dynamics of Planetary Ejection
Yale University(耶鲁大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Univ. Bordeaux(波尔多大学)
本文综述行星抛射的四种机制及相关预测,指出当前及未来微引力透镜观测可检验现有模型、区分抛射机制,以揭示恒星环境中系外行星的种群级结构。
2026-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interactions Between Moderate- and Long-Period Giant Planets: Scattering Experiments for Systems in Isolation and with Stellar Flybys
如果气态巨行星在广阔的轨道上原位形成,那么行星系与其母恒星的新生星团中的另一个成员相互作用的机会将大大增加。在本文中,我们探索的结果,行星-行星散射的分布的多行星系统,都有一个行星的初始轨道为100 AU。散射实验运行和没有恒星飞掠。我们卷积的结果与分布的原行星盘和星团的大小推广的结果在可能的情况下。我们发现,大的相互倾斜和高偏心率的频率是敏感的行星在一个系统中的数量,但不强烈的恒星飞掠。然而,飞越确实在改变相互倾斜分布的低和中等部分方面发挥了作用,并平均消除了动态冷初始条件。宽轨道行星可以在整个行星系中混合,在某些情况下,可能会成为热彗星,我们使用包括潮汐阻尼模型的散射实验证明了这一点。如果行星在原地形成在宽轨道上,那么与纯粹的散射形成机制相比,宽轨道行星样本的自行分布将有明显的差异。恒星飞掠可以提高行星系的抛射频率,但自电离可能仍然是自由漂浮行星的主要来源。
2012-04-23 astro-ph.EP
Outer solar system possibly shaped by a stellar fly-by
我们太阳系的行星是由气尘盘形成的。然而,太阳系的一些性质在这种情况下是特殊的。首先,海王星以外所有天体(TNOs)的累积质量只是人们预期的一小部分。第二,与行星本身不同,TNO并不是在共面的圆形轨道上绕太阳运行,而是主要在倾斜的偏心轨道上运行,并且以复杂的方式分布。这意味着,在太阳系形成后,有某种过程重组了外太阳系。然而,一些TNO,被称为Sednoids,移动到行星的影响范围之外。因此,外力在太阳系外的重组中一定起了重要作用。这里提出的研究表明,邻近恒星的近距离飞越可以同时导致在30 AU之外观察到的较低质量密度,并将TNO激发到偏心的倾斜轨道上,包括Sednoids家族。过去,估计在有关的发展阶段,这种近距离的飞越是罕见的。然而,我们的数值模拟表明,这种情况的可能性比以前预期的要大得多。一次飞越也很自然地解释了海王星比天王星质量大的令人困惑的事实。我们的模拟表明,许多其他的高倾角塞德诺小行星仍在等待发现,也许包括像假设的行星X这样的天体。
2018-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA
Realistic On-The-Fly Outcomes of Planetary Collisions: Machine Learning Applied to Simulations of Giant Impacts
行星形成模拟能够直接整合数百到数千个行星胚胎和微行星的演化,因为它们成对地增生成为行星。原则上,这样的调查使我们能够更好地了解类地行星的最终结构和地球化学,并将我们的太阳系置于其他太阳系的背景下。然而,这些模拟经典地规定碰撞导致完美的合并,但计算的进步已经开始允许实现更复杂的结果。在这里,我们将机器学习应用于大型但稀疏的巨型撞击研究数据库,将模拟简化为碰撞结果的分类器和吸积效率的回归器。分类器将4维参数空间(目标质量、射弹与目标质量比、撞击速度、撞击角度)映射成四种主要碰撞类型:合并、"擦肩而过"、"打了就跑"和破坏。四个区域及其边界的定义完全由数据驱动;结果不受拟合中任何模型假设的影响。分类器映射参数空间的结构,并提供有关结果机制的见解。回归器是一个神经网络,它经过训练,可以精确模拟碰撞参数的四维空间与最大残余物的质量这一实变量结果之间的函数关系。这项工作是一个更完整的代理模型的原型,基于扩展的模拟集("大数据"),将快速可靠地预测具体的碰撞结果,用于行星形成的现实N体动力学研究。
2019-03-11 astro-ph.EP
The Impact of Stellar Clustering on the Observed Multiplicity of Super-Earth systems: Outside-in Cascade of Orbital Misalignments Initiated by Stellar Flybys
最近的一项研究表明,观察到的超级地球(SE)系统的多样性与恒星过密度相关:与低密度场中的恒星相比,高相空间密度环境中的场星具有过多的单行星系统。这种相关性令人困惑,因为恒星聚集预计主要影响行星系的外部。在这里,我们研究的可能性,恒星飞越间接激发最初共面SE的相互倾斜,打破他们的共同过境几何。我们建议,flybys激发外部的亚恒星同伴,然后传播到内部SE的扰动的倾斜。使用分析计算SE和同伴之间的长期耦合,再加上恒星遭遇的数值模拟,我们估计预期的“有效”飞掠每行星系,导致破坏SE共凌几何的数量。我们的分析结果可以很容易地重新调整各种SE和同伴的属性(质量和半长轴)和星团参数(密度,速度色散和寿命)。我们发现,对于一个给定的SE系统,存在一个最佳的同伴架构,导致最大数量的有效飞越,这是从飞越截面和同伴的内部系统的影响之间的权衡结果。在集群参数的不确定性,我们得出结论,这种机制是低效的,如果SE系统有一个单一的外部同伴,但可能会发挥重要作用,在“SE +两个同伴”系统,出生在密集的星团。这种效应是否会导致行星多样性和恒星过密度之间的相关性还有待证实。
2021-11-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planetary Architectures in Interacting Stellar Environments
系外行星系统的发现挑战了一些行星形成的理论,这些理论假设主恒星及其行星的演化是不受干扰的。然而,在一个行星系的生命周期中,星团与飞掠恒星和双星的相互作用可能相对常见。在这里,通过高分辨率的$N$体模拟的恒星行星系统的干扰(恒星和双星),我们探讨了重新配置的行星系,由于遇到。特别是,通过集中在强散射制度的探索,我们得到的遭遇,导致行星喷射,行星转移和碰撞的闯入者恒星/二进制,作为一个功能的环境(密度,速度色散)的特性,并为不同质量的飞越恒星/二进制的分数。我们发现,双闯入者可以显着增加的截面的行星喷射和碰撞,而他们只有轻微的改变截面的行星转移。因此,在双星比例高的环境中,浮动行星预计相对常见,而在双星比例低的环境中,行星抛射和转移的截面相当,两颗恒星之间的行星交换速率将与自由浮动行星的产生速率相当。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A dependence of binary and planetary system destruction on subtle variations in the substructure in young star-forming regions
该研究通过N体模拟揭示恒星形成区的空间与运动学亚结构对双星和行星系统瓦解的影响,发现近距双星在亚结构区域更易瓦解,宽距双星在平滑区域更易瓦解,并指出该效应在行星系统中可能可观测。
2023-08-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Realistic On-the-fly Outcomes of Planetary Collisions II: Bringing Machine Learning to N-body Simulations
类地行星形成理论正处于瓶颈期,人们越来越认识到,成对碰撞的处理过于简单。在这里,以及我们介绍训练方法的配套论文(Cambioni et al. 2019)中,我们展示了机器学习的首次应用,以更真实地模拟巨型撞击行星形成的后期阶段。我们提出了代理模型,提供快速,可靠的答案的质量和速度的两个最大的残余物的巨大的影响,作为碰撞质量和他们的影响速度和角度的函数,与警告,我们的训练数据还不包括预影响旋转或可变的热条件。我们比较典型的N体场景的类地行星形成假设完美的合并(钱伯斯2001年)与我们更现实的处理,包括低效的吸积和打了就跑的碰撞。其结果是一个延长的尾巴的最后事件持续约2亿年,和转换约一半的质量的初始人口的碎片。我们获得了完全不同的太阳系结构,具有更广泛的类地行星质量和增强的成分多样性。
2020-01-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
Flyby-induced high-eccentricity migration and the prevalence of hot Jupiters in M67
Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文研究所);Astronomy Unit, Department of Physics and Astronomy, Queen Mary University of London(伦敦大学玛丽女王学院物理与天文学系天体物理组)
本研究通过混合方法模拟星团环境下行星系统演化,发现初始含各向同性恒星伴星的系统中,飞掠诱导的高偏心率迁移可解释M67热木星高发生率,其形成率较无飞掠情况提升约2倍。
2026-08-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamics of Planetary Systems Within Star Clusters: Aspects of the Solar System's Early Evolution
大多数行星系--包括我们自己的--都诞生在星团内,在那里与邻近恒星的相互作用可以帮助塑造系统架构。本文发展了一个轨道平均的形式主义来描述集群的平均场效应,以及长周期恒星相遇的物理。我们的长期的方法可以分析描述集群环境的动态后果,其组成行星系。我们分析了特殊情况下产生的哈密顿量,对应于偏心率的演变驱动的平面遇到,以及双曲扰动耗散磁盘。随后,我们将我们的研究结果应用到我们的太阳系的早期演化,在那里集群的集体潜力扰动的太阳系的平面,恒星的遭遇行为,以增加柯伊伯带的速度色散。我们的结果是双重的:首先,我们发现星系团效应可以通过$\lesssim1°$改变太阳系的平均面,因此不足以解释太阳的$ψ\approx6°$不稳定性。其次,我们描绘恒星飞掠激发冷经典柯伊伯带的轨道色散的程度,并表明,虽然恒星飞掠可能会增加冷带的倾斜度的观测量,由此产生的分布是不兼容的数据。相应地,我们的计算对恒星数密度和太阳在其诞生星团中的停留时间的乘积$η\,τ\lesssim2\times10^4\,$ Myr/pc $^3$设置了上限。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The impact of internal versus external perturbations on close-in exoplanet architectures
Keele University(基尔大学);Imperial College London(伦敦帝国学院)
本研究对比了内部与外部扰动对近距亚海王星系统的影响,发现近距行星系统经5亿年扰动后会达到偏好最终状态,外部扰动下巨行星质量不影响内行星反应,内部扰动下则会影响内行星碰撞情况。
2026-08-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary Exploration Horizon 2061 Report, Chapter 3: From science questions to Solar System exploration
《行星探测地平线2061报告》的这一章回顾了第一章中确定的关于行星系统的六个关键问题,从它们的起源到它们的工作方式和它们的可居住性,可以通过太阳系探测来解决,以及如何通过飞往太阳系的不同省份来找到这六个问题的部分答案:类地行星、巨行星、小天体,直到它与当地星际介质的界面。从这一分析中得出对未来行星探测飞行任务拟对太阳系不同物体进行的最重要空间观测的综合说明。这些观测要求说明了所使用的测量技术的多样性以及必须进行这些观测的目的地的多样性。它们构成了确定我们需要在绕飞2061年之前进行的未来行星飞行任务的基础,这些任务将在第4章中描述。问题1:我们对行星系统天体的多样性有多了解?问题2:我们对行星系统架构的多样性有多了解?Q3-行星系统的起源和形成场景是什么?Q4-行星系统是如何工作的?问题5:行星系统是否有潜在的栖息地?Q6-在哪里以及如何寻找生命?
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Where the Solar system meets the solar neighbourhood: patterns in the distribution of radiants of observed hyperbolic minor bodies
观测到的双曲小天体可能起源于星际,但它们也可能是太阳系的原住民。与已知行星或太阳的近距离飞行可能会导致一个原本束缚的小天体的双曲线抛射;此外,由于银河系圆盘引起的长期扰动,或者由于与经过的恒星的脉冲相互作用,奥尔特云的成员可能被迫遵循向内的双曲线路径。这四个过程必须在观测到的双曲线物体的辐射分布中留下独特的特征,无论是在坐标还是速度方面。在这里,我们进行了系统的数值探索过去的轨道演化已知的双曲次要机构使用一个完整的N-体的方法和统计分析,研究他们的辐射。我们的研究结果证实了理论预期,强各向异性存在于数据中。我们还确定了一个统计上显着的超密度的高速辐射对星座的双子座,可能是由于最近和最近已知的飞行的恒星到太阳系,即所谓的Scholz的明星。除了1 I/2017 U1('Oumuamua)之外,我们还根据它们的辐射速度选出了八颗候选星际彗星。
2018-03-18 astro-ph.EP
Solar System Dark Matter
我回顾了太阳系束缚的暗物质的限制,并讨论了暗物质可能被地球和其他行星引力束缚的可能性。我简要地调查了各种经验的限制,这样的行星约束暗物质,并讨论它可能产生的影响,如果存在,包括异常的行星加热和飞越速度的变化。
2009-03-27 astro-ph.EP astro-ph.SR hep-ph
A substellar flyby that shaped the orbits of the giant planets
University of Toronto at Scarborough(多伦多大学士嘉堡分校);University of Toronto(多伦多大学);The University of Arizona(亚利桑那大学)
本文提出一次2-50倍木星质量亚恒星天体的近距离飞掠可解释太阳系巨行星的偏心率和倾角,并估计该事件发生概率约为九千分之一。
2025-11-04 astro-ph.EP astro-ph.GA
TNO colours provide new evidence for a past close flyby of another star to the Solar System
该研究通过数值模拟发现,恒星近距离飞掠太阳系产生的旋臂能同时解释海王星外天体的颜色分布与轨道动力学特征,为过去另一颗恒星飞掠太阳系提供了新证据,并预测了可被维拉·鲁宾望远镜检验的TNO颜色特性。
2025-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA
Architecture of planetary systems predicted from protoplanetary disks observed with ALMA II: evolution outcomes and dynamical stability
最近ALMA对盘亚结构的观测表明,在大量的盘中存在嵌入式原行星。这些行星系的原始配置可以推断出从磁盘子结构的形态,并作为初始条件的数值研究其未来的演变。从12个由ALMA盘导出的多行星系的初始构型出发,采用两阶段N体模拟方法研究了行星系在盘阶段的演化以及盘消散后的长期轨道稳定性。在盘阶段,我们的模拟包括轨道迁移和卵石/气体吸积效应。我们发现产生了各种各样的行星系,可以分为遥远的巨行星、类海王星行星、类海王星行星和遥远的小行星。我们发现,盘阶段的演变以及最终的配置是敏感的初始质量分配和粘度。在圆盘阶段之后,我们只实现恒星和行星之间的相互引力,并引入随机扰动力。所有系统都集成了高达10 Gyr,以测试其轨道稳定性。大多数行星系至少在10 Gyr内是稳定的,其摄动力在合理的范围内。我们的结果意味着,一个强扰动源,如恒星飞掠需要驱动的行星系不稳定。我们讨论了我们的研究结果对盘和行星观测的影响,这可能会被下一代望远镜,如JWST和ngVLA证实。
2022-04-19 astro-ph.EP
Habitability in Different Milky Way Stellar Environments: a Stellar Interaction Dynamical Approach
每一个银河系的环境都以恒星密度和速度色散为特征。有了这些文献中的信息,我们模拟了几个银河系区域的飞越遭遇,数值计算恒星轨迹以及磁盘中粒子的轨道;我们的目的是了解典型恒星飞越对银河系行星(碎片)磁盘的影响。对于太阳附近,我们检查了已知距离,自行和径向速度的邻近恒星。我们发现,在接下来的800万年内,对太阳行星盘的干扰性撞击是极不可能的;对奥尔特云的扰动似乎也是不可能的。然而,目前对太阳系附近恒星的全相空间的了解相当贫乏,因此我们不能排除存在一颗比我们拥有完整运动学信息的恒星更有可能接近的恒星。我们研究了在更拥挤的恒星环境(如星团)中恒星的宜居带内恒星相遇对行星轨道的影响。我们发现,在疏散星团中,宜居带不容易被破坏;如果它们在不到108年的时间内蒸发,情况就是如此。对于较旧的集群,结果可能不一样。我们特别研究了已知最古老的疏散星团梅西耶67的情况,并展示了这种环境对碎片盘的影响。我们还考虑了球状星团、星系核和星系膨胀棒的条件。我们计算了奥尔特云是否存在于这些银河系环境中的概率。
2013-06-03 astro-ph.EP
Rendez-vous with massive interstellar objects, as triggers of destabilisation
本研究通过数值实验模拟星际天体(如奥陌陌和鲍里索夫)飞掠太阳系,发现即使木星质量闯入者无近距离遭遇,也能在数百万年内使行星系统失稳;亚恒星质量闯入者则导致外行星轨道剧变、天王星或海王星被弹射,并引发长期扰动波传播。
2024-02-10 astro-ph.EP astro-ph.GA nlin.CD
Dynamics of Binary Planets within Star Clusters
本研究通过分析工具和三体模拟,揭示了星团内双行星的轨道稳定性主要取决于轨道周期,并提出了改进的临界飞越判据,应用于JWST发现的JuMBOs,表明其可能形成于星团核心附近的紧密双星。
2024-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Use of MESSENGER radioscience data to improve planetary ephemeris and to test general relativity
目前对水星轨道的了解主要来自于60年代至1998年的直接雷达测距,以及水手10号在70年代进行的五次水星飞越,以及2008年和2009年的信使号。2011年3月18日,信使号成为第一艘环绕水星的宇宙飞船。在信使号的轨道阶段获得的放射科学观测大大提高了我们对水星轨道的认识。利用GINS定轨软件对一年半的跟踪数据进行拟合,得到了精确的MESSENGER轨道。从全球导航定位系统获得的地球-水星几何位置的系统误差,也称为距离偏差,然后用于拟合INPOP的行星运动动力学模型。一个改进的星历表,然后获得,INPOP 13 a,并用于执行广义相对论测试的PPN形式。我们对PPN参数(beta和gamma?)比以前的结果更严格。
2013-11-28 astro-ph.EP gr-qc
Giant planet swaps during close stellar encounters
太阳系外行星系统的发现挑战了行星形成的一些原则。在难以解释的观测中,有一个系统有一颗巨行星围绕一颗质量非常低的恒星运行,例如最近发现的GJ~ 3512 b行星系统,其中一颗类似木星的行星围绕一颗$M$ -恒星在一个紧密和偏心的轨道上运行。像这样的系统是行星形成的核心吸积理论所无法预测的。在这里,我们提出了一种新的机制,其中巨行星是围绕一个更典型的太阳类恒星($M_{*,1}$),但随后在与低质量恒星($M_{*,2}$)的动态相互作用过程中交换。我们执行国家的最先进的$N$体模拟与$M_{*,1}=1M_\odot$和$M_{*,2}=0.1M_\odot$,研究这种相互作用的统计结果,并表明,交流导致高偏心率的新轨道周围的低质量恒星,而大约一半的结果导致更紧密的轨道比行星围绕其诞生的恒星。我们数值计算的横截面的行星交换,并表明,每个行星系统的概率上限已经经历了这样的事件是$Γ\sim 4.4(M_{\rm c}/100M_\odot)^{-2}(a_{\rm p}/{\rm AU}) (σ/1\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1})^{5}$陀螺仪$^{-1}$,其中$a_{\rm p}$是行星半长轴周围的诞生星,$σ$的速度分散的星团,和$M_{\rm c}$的星团的总质量。因此,这些行星交换对于在疏散星团和疏散星团中出生的恒星来说可能是相对常见的,应该已经在系外行星…
2020-02-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
What and Whence 1I/`Oumuamua: A Contact Binary from the Debris of a Young Planetary System?
我们太阳系中第一个被证实的星际闯入者,1 I/`Oumuamua,很可能是从另一颗恒星喷出的一个小天体,但它短暂的飞越和微弱的光线使它很难研究。两个显着的性质是它的大(高达2.5等)的旋转变化和它的运动相对于太阳之前遇到。前者表明它是一个极其细长的形状(长宽比约为10),后者则是来自附近星协中一颗年轻恒星的原行星盘。与预期相反,它也不像彗星。1 I/`Oumuamua的变异性也可以解释,如果它是一个接触双星组成的近平衡椭球组件和非均匀的表面,即较亮,灰尘覆盖的内朝向半球和较暗,无尘的外朝向两极。这种形状是辐射、潮汐和碰撞的合理结果,在这些系统中,行星正在清除星子盘。1 I/`Oumuamua与一个年轻(<1亿年)恒星协的运动一致的概率<1%。如果它是年轻的,它的检测相对于更多,更老的同行可以解释为选择效应,由于银河系宇宙射线和尘埃的损失使表面变暗。1 I/`Oumuamua表面上没有冰,可以解释为如果喷出的岩石微行星的特征是比它们的冰对应物更小,因此数量远远多于它们的冰对应物:太阳系目前可能有几个这样的物体被木星和太阳的联合引力捕获。
2018-04-15 astro-ph.EP
The Saturnian Kilometric Radiation before the Cassini Grand Finale
土星公里辐射(SKR)是从围绕克朗磁极的极光区辐射出来的,在电离层之上,直到几个行星半径。它直接与来自其他行星磁层(如地球和巨行星)的极光无线电发射进行比较。我们对SKR的了解依赖于旅行者号(1980年和1981年的飞越)和卡西尼号(20世纪90年代的远程观测)的远程观测,直到卡西尼号在2004年开始绕土星运行。从那时起,它一直被定期从大量的远程位置观察到,但也是第一次在地球以外的行星上进行原位观察。本文回顾了SKR平均远程属性的最新技术水平,在其源区域内的原位通行证带来的第一个见解,以及卡西尼大结局之前的一些遗留问题及其接近的极地轨道。
2017-09-22 astro-ph.EP
Ejected from home: C/1980 E1 (Bowell) and C/2024 L5 (ATLAS)
本文通过N体模拟研究了两颗太阳系双曲彗星C/1980 E1和C/2024 L5的抛射过程,确认它们分别因木星和土星的近距离交会被逐出太阳系,证明动力学演化行星系统是星际天体的有效来源。
2024-10-02 astro-ph.EP astro-ph.GA
Understanding the Planetary Formation and Evolution in Star Clusters(UPiC)-I: Evidence of Hot Giant Exoplanets Formation Timescales
本研究依托Gaia高精度数据构建了迄今最大的星团行星星表,通过半径-年龄分析发现星团环境会显著影响热木星形成时标,且光致蒸发与高偏心率迁移共同塑造星团中的热海王星荒漠。
2023-11-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Why planetary and exoplanetary protection differ: The case of long duration Genesis missions to habitable but sterile M-dwarf oxygen planets
时间可以说是星际探索的关键限制因素。在高速情况下,利用激光推进的晶片卫星飞掠邻近恒星的任务需要50-100年的时间是可行的。定向能发射系统还可以在另一侧将数吨重的飞行器加速到1000 km/s(c/300)的巡航速度。在这样的速度下,超导磁帆将能够通过将动能传递给星际介质中的质子来使飞船减速。一个诱人的前景,这将允许星际探测器停止时,时间不是一个限制因素。在这方面,最好的候选者是创世纪探测器,这是一项旨在为可能适合居住但迄今为止贫瘠的系外行星上的地球生命提供新的进化途径的任务。创世纪飞行任务提出了重要的伦理问题,特别是在行星保护方面。在这里,我们认为,系外行星和行星的保护质量不同的有效载荷提供探测器,这是几千年的星际探测器,但只有几年的太阳系天体的巡航时间有很大不同的结果。此外,我们指出,我们的银河系可能拥有大量可居住的系外行星,M-矮行星,由于存在大量原始氧气大气,这些行星可能是无菌的。我们相信,如果未来的研究证实存在这种类型的可居住但无菌的氧气行星,我们银河系中的地球生命前景将在根本层面上发生变化。这也可以解释为什么我们的太阳不是最常见的M矮星,而是中等大小的G类恒星。
2019-01-08 astro-ph.EP physics.pop-ph physics.space-ph
Semi-analytical near-Earth objects propagation: the orbit history of (35107) 1991 VH and (175706) 1996 FG3
本研究提出一种整合行星交会数值求解与木星长期摄动解析计算的半解析近地天体快速推演方法,可高效复现数值积分结果,并用于分析Janus任务两个目标天体的百万年轨道演化史与强飞掠概率。
2022-07-07 astro-ph.EP
NEAT, An Astrometric Telescope To Probe Planetary Systems Down To The Earth Mass Around Nearby Solar-Type Stars
NEAT(近地天体测量望远镜)任务是提交给欧空局的2010年M尺寸任务的建议。主要的科学目标是以详尽的方式探测和表征宜居带和更远的地方,在F,G和K光谱类型的附近恒星周围的行星系统。这项调查将提供行星系统所有组成部分的实际行星质量,包括其倾角在内的轨道的全部特征,直至该质量极限。在太空中,极高精度的天体测量可以探测到即使是低质量的行星在其中心恒星上运行所产生的动力学效应,从而达到这些科学目标。NEAT将继续Hipparcos(1mas精度)和Gaia(7μas目标)的工作,达到两个数量级的精度(0.05μas,1σ精度)。有效载荷的两个模块,望远镜和焦平面,必须放置在40米之外,导致作为参考任务研究的编队飞行选项。NEAT将在L2运行5年,望远镜卫星围绕焦平面移动,指向不同的目标,并在不到20天的时间内覆盖整个天空。有效载荷由3个子系统组成:主镜及其动态支撑、带探测器的焦平面和计量系统。其原理是使用一个将动态杨氏条纹投射到焦平面上的计量系统来测量目标星(通常是明亮的R \leq 6)和较暗的参考星(R \leq 11)之间的角度。拟议的架构依赖于两颗约700公斤的卫星,提供超过20,000次重新配置的能力。这两颗卫星使用联盟ST发射器以堆叠配置发射,并在发射后部署,以单独执行巡航到其运行的Lissajous轨道。
2011-08-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Linking the formation and fate of exo-Kuiper belts within solar system analogues
对穿过太阳系和白矮星行星系的系外小行星及其被摧毁的残骸的观测不断增加,促使人们了解柯伊伯带和小行星盘的轨道历史和命运。在这里,我们探讨如何在一个40-1000 au环的微行星轨道内的太阳系模拟,本身是最初嵌入在一个星团环境的结构变化,通过其所有的恒星阶段的恒星演变。我们尝试这个计算上具有挑战性的链接在四个部分:(1)通过执行星团模拟持续1亿年,(2)通过对随后的静态11 Gyr主序列的演变的假设,(3)通过执行模拟整个巨型分支阶段的演变,和(4)通过对带的演变在白矮星阶段的假设。在这些阶段中,我们估计的星子的引力响应类似的四个太阳系巨行星,以及碰撞研磨,银河系潮汐,恒星飞掠,恒星辐射。我们发现,在恒星演化的所有阶段,除非剧烈的引力不稳定性被触发(1)之间的巨行星,或(2)由于一个密切的($\ll 10^3$ au)恒星飞越的结构上的$\gtrsim 100$公里大小的外柯伊伯带星子的星团动力学的印记被保留。在没有这些不稳定性的情况下,这些小行星只是将它们的半长轴加倍,同时保持它们原始的后星团离心率和倾角分布,这对自由浮动的微行星群和金属污染的白矮星有影响。
2020-02-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Effect of Different Stellar Galactic Environments on Planetary Discs I: The Solar Neighbourhood and the Birth Cloud of the Sun
我们计算了轨道,距离和时间的最接近太阳的恒星在太阳附近的已知位置,径向速度和自行。为此,我们使用了一个完整的银河系势能模型,它再现了银河系的局部z力、奥尔特常数、局部逃逸速度和旋转曲线。从我们的样本中,我们构造了初始条件,在观测的不确定性,与蒙特卡罗计划的12个最可疑的候选人,因为他们的小切向运动。我们发现,恒星Gliese 710将有最接近太阳的方法,在未来1.36百万年的距离约为0.34 pc。我们表明,一个代表太阳系的100 AU的测试粒子盘上的格利泽710的特性的飞越的影响是可以忽略不计的。然而,由于缺乏太阳附近大部分恒星的6D数据,可能存在更接近的方法。我们计算的参数,通过恒星,将导致明显的影响,太阳盘。关于太阳的诞生云,我们进行了实验,以大致再现观测到的轨道参数,如柯伊伯带的偏心率和倾角。现在我们知道,在银河系的环境中,例如恒星形成区,新生恒星的恒星密度足够高,可以在200天文单位内产生近距离相遇。此外,在这些银河系环境中,速度色散相对较低,通常约为1-3 km s-1。我们发现,在这些区域的典型情况下,速度色散约为1 km s-1,接近距离约为150 AU,我们近似地获得了当前太阳系中所见的偏心率和倾角。简单的分析计算恒星相遇对奥尔特云的影响。
2011-08-11 astro-ph.EP
TOI-1136 is a Young, Coplanar, Aligned Planetary System in a Pristine Resonant Chain
长期以来,人们一直怀疑会聚盘迁移是形成具有一系列平均运动共振(MMR)的行星系的原因。随着时间的推移,动力学演化可能会破坏微妙的共振结构。TOI-1136是一颗7亿年前的G星,在$\sim$ 2和$R_\oplus$ 5之间至少有6颗凌日行星。轨道周期比与精确的可伸缩性的偏差仅为$10^{-4}$,小于典型开普勒近共振系统中的$\sim$ \,$10^{-2}$偏差。凌日时间分析测量了行星(3-8 $M_\oplus$)的质量,并证明TOI-1136中的行星与振动共振角处于真正的共振状态。根据罗西特-麦克劳克林对行星d的测量,恒星的自转似乎与行星的轨道平面一致。行星系排列良好,且没有发现双星伴星,这表明TOI-1136的共振链形成于一个孤立的静止盘,没有恒星飞越、盘扭曲或显著的轴向不对称。TOI-1136的周期比接近3:2、2:1、3:2、7:5和3:2,是第一个已知的在两个一阶MMR之间包含二阶MMR(7:5)的谐振链。微妙的7:5共振的形成对系统的迁移历史产生了强有力的约束。短尺度(从$\sim$ 0.1 AU开始)具有内部盘边缘的I型迁移与TOI-1136的形成最为一致。较低的盘表面密度($Σ_{\rm 1AU}\lesssim10^3$ g~cm $^{-2}$ ;低于最小质量太阳星云)和由此产生的较慢的迁移速率可能促进了7:5二级MMR的形成。TOI-1136的深共振表明…
2022-11-15 astro-ph.EP
High precision astrometry mission for the detection and characterization of nearby habitable planetary systems with the Nearby Earth Astrometric Telescope (NEAT)
对太阳系附近的太阳型恒星(FGK矮星)的有限体积样本周围的行星系进行全面普查,这些恒星的灵敏度一致,直到几个天文单位的宜居带内的地球质量行星,这将是太阳系外行星天体物理学的一个重要里程碑。这一基本目标可以通过NEAT -近地天体测量望远镜等任务概念来实现。NEAT的设计目的是进行空间极高精度的天体测量,足以探测质量甚至低于地球的行星绕最近恒星运行所产生的动力学效应。这样一项调查任务将提供实际行星质量和所探测到的行星系所有组成部分的完整轨道几何形状,直至地球质量极限。NEAT的性能极限可以通过在目标和一组合适的参考星之间进行差分天体测量来实现。NEAT仪器的设计包括一个离轴抛物面单镜望远镜,一个探测器与一个大的视场由位于一个固定的中央CCD周围的小型可移动的CCD,和一个干涉校准系统起源于位于主镜的计量光纤。拟议的任务架构依赖于使用两颗在L2运行5年的卫星,编队飞行,并提供20,000多次重新配置的能力(替代选项使用可部署的吊杆)。NEAT的主要科学计划将包括对我们200个最近的F-,G-和K-型恒星邻居的天体测量调查,平均访问50次。剩余的时间可用于改进对特定目标(低质量恒星、年轻恒星等)附近选定的行星系结构的表征。由盖亚发现,地面高精度径向速度测量。
2011-08-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Very-wide-orbit planets from dynamical instabilities during the stellar birth cluster phase
本研究通过数值模拟发现,超大轨道行星是宿主恒星处于诞生星团阶段时行星系统动力学不稳定性的自然产物,行星经引力散射至偏心轨道后由恒星飞掠扰动稳定,太阳系中此类事件发生概率为5%-40%,系外行星系统捕获效率为1%-5%。
2025-05-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interaction of free-floating planets with a star-planet pair
最近发现的自由漂浮的行星和它们作为天体的理论解释,要么是独立凝聚的,要么是从紧密的星团中的母星喷出的,引入了一种有趣的可能性。也就是说,一些系外行星不是从它们的母恒星的原行星盘凝聚而成的。在这个新奇的场景中,一颗自由漂浮的行星与一个已经存在的行星系相互作用,在一个紧密的星团中产生,并被捕获为一颗新行星。在目前的工作中,我们研究这种相互作用的过程中,通过整合的轨迹行星大小的机构,遇到一个双星系统组成的一个行星大小的行星围绕太阳一样的恒星旋转。为了简化问题,我们假设共面轨道的约束和自由浮动的行星和一个最初的抛物线轨道的自由浮动的行星。通过计算的不确定性指数,一个量,衡量系统的最终状态的依赖性的初始条件的微小变化,我们表明,相互作用的过程是一个分形经典散射。不确定性指数在(0.2-0.3)范围内,并且是时间的递减函数。这样,我们就可以看到,我们为解决这一问题而采用的统计方法是合理的。这种相互作用的最终可能结果只有四种,即飞越,行星交换,捕获或破坏。我们给出了每个结果的概率,作为进入行星质量的函数。我们发现,交换或捕获的概率(在逆行轨道以及逆行轨道和很长一段时间)是不可忽略的,这一事实可能解释未来可能观测到的行星系的轨道是逆行或紧密和高度偏心。
2012-07-17 astro-ph.EP
OSS (Outer Solar System): A fundamental and planetary physics mission to Neptune, Triton and the Kuiper Belt
目前的撒萨观测站飞行任务延续了一个悠久而光明的传统,将基础物理学和行星科学界结合在一个单一的飞行任务中,在这两个领域都有雄心勃勃的目标。OSS是一项M级任务,在旅行者2号航天器飞越海王星系统近半个世纪后探索海王星系统。旅行者2号有几个发现,包括大黑斑(现已消失)和海卫一间歇泉。旅行者2号揭示了海王星大气层的动力学,并发现了海王星上方的四个环和环弧的证据。得益于一个大大改进的仪器,它将导致在太阳系最远的行星的研究一个惊人的进步。此外,撒萨观测站将提供一个独特的机会,在海王星系通过之后,对选定的柯伊伯带天体进行访问。它将巩固海卫一起源于海王星捕获的KBO的假设,并提高我们对太阳系形成的认识。探测器将搭载仪器,以便在巡航期间精确跟踪探测器。它允许执行最好的控制实验测试,在深空,广义相对论,基于太阳系形成的所有模型。开放源码软件是作为欧空局和美国航天局之间的一项国际合作提出的,使欧空局有能力向太阳系最远的行星和柯伊伯带天体发射M级飞行任务。拟议的飞行任务概况将允许发射一个500公斤级的航天器。探测器的设计主要受深空重力试验的约束,以尽量减少加速度计测量的扰动。
2012-06-17 astro-ph.EP gr-qc physics.ins-det