Kozai-Lidov oscillations triggered by a tilt instability of detached circumplanetary discs
在恒星-行星系统的潮汐势中,行星盘倾斜的增长会导致行星盘的线性不稳定。我们使用三维流体动力学模拟来表征不稳定所需的光盘条件,连同其长期演变。圆盘的长宽比,评估附近的圆盘外边缘,$H/r\gtrsim 0.05$,与一个弱的依赖性的波动状制度的翘曲传播的粘度,发生了微增长。质量较低的巨行星更有可能拥有满足不稳定条件的环行星盘。我们表明,倾斜不稳定性可以激发的倾斜度超过阈值,在那里的环行星盘变得不稳定的Kozai-Lidov(KL)振荡。耗散在Kozai-Lidov不稳定的制度帽进一步倾斜增长,但光盘经历了大的振荡在倾斜度和偏心率。行星吸积发生在幕式吸积事件中。我们讨论的联合倾斜-KL不稳定性的可探测性的环行星盘,形成巨行星的演化,和卫星系统的形成的影响。
2021-01-23 astro-ph.EP
The Structure and Stability of Extended, Inclined Circumplanetary Disk or Ring Systems
许多恒星的亮度都有大幅度的下降,对此的初步解释是恒星被一个凌日的环行星盘或环系统掩星。为了使环行星盘/环阻挡主星的光线,盘必须倾斜出行星的轨道平面,这就造成了稳定性问题,因为盘的径向范围需要解释亮度下降的持续时间。这项工作使用N-体积分来研究旋转行星的质量四极杆倾斜出行星轨道平面的环行星盘/环系统的结构和稳定性。模拟磁盘作为一个集合的测试粒子的轨道初始化附近的拉普拉斯表面(来自主恒星的潮汐力和来自行星的质量四极子的力之间的平衡),我们发现,许多扩展,倾斜的环行星盘保持稳定的整合的持续时间(~3 - 16百万年)。两种动力学共振/不稳定性激发粒子的偏心率和倾角:在盘的外部区域发生的Lidov-Kozai效应,以及在盘的内部区域发生的诱导共振。我们的工作的最大径向范围内的倾斜环行星盘/环系统的限制,并表明,存在于环行星盘的差距并不一定意味着存在的系外卫星。
2020-09-10 astro-ph.EP
The evolution of a circumplanetary disc with a dead zone
我们调查是否有规律的伽利略卫星可以形成在一个环行星盘的死区。死区是一个弱湍流的区域,其中磁旋转不稳定性(MRI)被抑制,可能是卫星形成的理想环境。基于网格的流体动力学代码,FARGO3D,我们研究了一个环行星盘模型与死区的演变。材料积聚在盘的死区中,导致更高的总质量,但与完全湍流盘模型相比具有相似的温度分布。潮汐扭矩增加了通过死区的质量传输速率,导致具有不经历吸积爆发的死区的稳定状态盘。我们探索了一系列的光盘,死区和质量流入参数,并发现光盘的最大质量约为0.001兆焦耳。由于这样的盘的总固体质量要低得多,我们发现,没有足够的材料在现场形成的伽利略卫星的盘和外部补充是必需的。
2020-11-02 astro-ph.EP
Accretion of Gas Giants Constrained by the Tidal Barrier
在原行星获得足够的质量,在它们的出生原恒星盘上打开部分间隙后,残留的气体在粘性耗散的作用下继续扩散到马蹄形流线上,并蜿蜒进出行星的希尔球。在希尔球内,马蹄形流线在环行星圆盘中拦截气体流动。主星的潮汐扰动在会聚流线的界面上产生了一个势垒。穿过潮汐屏障的角动量的粘性转移决定了从马蹄形流线到环行星盘的质量扩散速率,并最终决定了到原行星的吸积速率。我们进行了一系列的数值模拟,以测试这种潮汐屏障对超热行星的影响。在弱粘性盘中,原行星的吸积率随着它们的质量超过热极限而急剧下降。当它们的生长时间超过气体耗尽的时间尺度时,它们的质量会达到与木星相当的渐近值。在相对较厚且粘性较强的圆盘中,原行星的渐近质量超过木星的数倍。二维数值模拟表明,这种巨大的原行星强烈激发附近的马蹄形流线的偏心率,不稳定有序的流动,大大提高了跨潮汐屏障的扩散速率,并提高其生长速度,直到其出生盘严重耗尽。相比之下,偏心流线在三维模拟中保持稳定。根据已知系外行星质量分布的上衰减,我们认为它们的出生盘具有相对较低的粘度α sim 0.001,中等厚度H/R sim 0.03 ~ 0.05,质量有限,与最小质量太阳星云模型相当。
2020-11-05 astro-ph.EP
Extended Transiting Disks and Rings Around Planets and Brown Dwarfs: Theoretical Constraints
新形成的行星(或棕矮星)可能拥有盘或环,占据行星希尔球的相当一部分,并延伸到拉普拉斯半径之外,在那里来自主恒星的潮汐扭矩超过来自扁圆行星的扭矩。这样的圆盘/环可以表现出独特的、可检测的凌日信号,只要圆盘/环与行星的轨道平面明显不对准。有初步证据表明,年轻的K5恒星1 SWASP J140747-354542周围有一个扩展的环系统。我们提出了一个一般的理论研究的倾斜(翘曲)的轮廓下,从中央恒星的潮汐扭矩,从扁圆行星的扭矩和磁盘的自引力的综合影响的环行磁盘。我们计算了稳定状态的翘曲轮廓(“广义拉普拉斯曲面”),并研究了磁盘的相干进动的条件。我们发现,要保持不可忽略的扩展外盘和行星的轨道平面之间的错位,并确保连贯的磁盘进动,磁盘的表面密度必须足够大,使自重力扭矩克服来自中央恒星的潮汐扭矩。我们的分析和定量结果可以用来限制过境环行星盘的参数,可能会被发现在未来。
2016-10-11 astro-ph.EP
Formation of Multiple-Satellite Systems From Low-Mass Circumplanetary Particle Disks
环行行星的粒子盘可能是在行星形成的后期由行星体的撞击或卫星或经过的天体的破坏而产生的,而卫星可以由盘粒子在洛希极限上的吸积而形成。以前的月球吸积N体模拟主要集中在从具有大的盘-行星质量比的盘形成单卫星系统,而最近的从具有较小质量比的盘形成多卫星系统的模型没有考虑形成的卫星之间的引力相互作用。在本工作中,我们研究卫星吸积从粒子盘具有不同的质量,使用N体模拟。在吸积盘的质量比月球吸积盘小的情况下,形成的卫星质量不足以清除盘,但可以变得足够大,以引力引导盘外缘,并由于与盘的引力相互作用而开始向外迁移。当卫星的2:1平均运动共振的径向位置到达罗氏极限之外时,第二颗卫星可以在盘外缘附近形成,然后两颗卫星继续向外迁移,同时被锁定在共振中。在第一颗卫星的轨道上偶尔会形成共轨卫星。我们的模拟还表明,在潮汐环境中,引力相互作用和聚集体之间的碰撞所涉及的随机性可能导致最终质量和轨道结构的多样性,这在系外行星的卫星系统中是可以预期的。
2014-11-17 astro-ph.EP
Magnetic shielding of exomoons beyond the circumplanetary habitable edge
由于在恒星宜居带(HZ)中发现的大多数行星和行星候选者都是超级地球和气体巨星,而不是类地行星,我们自然想知道它们的卫星是否适合居住。第一次探测到这样的系外卫星现在已经变得可行,由于观测偏差,它的质量至少是火星的两倍。但是形成模型预测卫星很难像地球一样大。因此,一颗巨大行星的磁层可能是这样一颗卫星被宇宙和恒星高能辐射屏蔽的唯一可能性。然而,行星辐射带也可能对系外卫星的可居住性产生不利影响。在这里,我们综合模型的巨行星的磁环境的演变与阈值从失控的温室效应(RG)来评估的可居住性的系外卫星。对于适度的偏心率,我们发现,在K矮星周围的HZ中心的海王星大小的行星周围的卫星要么处于RG状态,不适合居住,要么它们将在宽轨道上,它们不会受到行星磁层的影响。类似土星的行星有更强的磁场,而类似木星的行星在形成后不久就可以覆盖住附近的可居住卫星。从照明和潮汐加热的角度来看,距离巨行星约5到20个行星半径的卫星可以居住,但行星磁层仍然会严重影响它们的可居住性。
2013-09-03 astro-ph.EP
The formation of transiting circumplanetary debris discs from the disruption of satellite systems during planet-planet scattering
本研究提出行星-行星散射期间卫星系统瓦解可自然形成观测到的凌星行星周碎片盘,通过N体模拟验证了该机制能同时解释碎片存在、盘倾角及行星偏心率等特征。
2024-04-18 astro-ph.EP
Tidal Truncation of Inclined Circumstellar and Circumbinary Discs in Young Stellar Binaries
最近的观测表明,在年轻的恒星双星中,星周盘和星周双星盘往往与双星轨道平面不重合。我们分析了潮汐截断这种错位光盘由于扭矩施加到光盘的Lindblad共振从潮汐强迫的二进制。我们考虑具有任意双星盘倾角的偏心双星。我们确定的潮汐强迫强度的二元参数的依赖关系,并表明它们是复杂的偏心率和倾角的非单调函数。采用由共振力矩和粘性力矩平衡确定的截断准则,计算了环星盘的外半径和环双星盘的内半径。未对准的拱星盘比对准的盘具有系统性的更大的外半径,并且如果倾斜超过$45^\circ - 90^\circ$,则可能填充它们的罗氏瓣,这取决于二元质量比和盘的粘度参数。未对齐的环双星盘通常比对齐的盘具有更小的内半径,但是细节敏感地取决于双星和盘的参数。
2015-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Circumplanetary Disk Around PDS70c
PDS 70是一个独特的系统,其中两颗原行星,PDS 70 b和c,在其盘的尘埃耗尽的空腔中被发现,分别在$\sim$ 22和34 au,通过红外波长的直接成像。随后在H $α$线上探测到的行星表明它们仍然在通过环行星盘吸积物质。在这封信中,我们提出了新的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的尘埃连续发射在855 $μ$米的高角分辨率($\sim$ 20 mas,2.3 au),旨在解决环行星盘和限制他们的尘埃质量。我们的观测结果证实了与PDS 70 c共位的紧凑发射源的存在,空间上与拱星盘分离,半径小于$\sim$ 1.2 au,接近预期的希尔半径三分之一的cicumplanetary盘的截断半径。在PDS 70 c附近的发射具有$\sim$ 86 $\pm$ 16 $μ\mathrm{Jy}~\mathrm{beam}^{-1}$的峰值强度,这对应于$\sim$ 0.031 M $_{\oplus}$或$\sim$ 0.007 M $_{\oplus}$的尘埃质量,假设它分别仅由1 $μ$ m或1 mm大小的颗粒构成。我们还检测到扩展,低表面亮度连续发射内的腔附近的PDS 70 b。我们观察到一个光学薄的内盘在18天文单位的恒星与发射,可能是由于小微米大小的颗粒从外盘通过b和c的轨道传输。此外,我们还发现外盘分解成一个狭窄而明亮的环,有一个微弱的内肩。
2021-08-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exomoon habitability constrained by illumination and tidal heating
探测围绕太阳系外行星运行的卫星(“系外卫星”)现在已经变得可行。一旦它们在星周宜居带被发现,关于它们适居性的问题就会出现。系外卫星很可能被潮汐锁定在它们的行星上,因此经历的天数比它们围绕恒星的轨道周期短得多,并且有季节,所有这些都有利于宜居性。这些卫星可以比它们的主行星接收更多的照明,因为行星反射恒星光并发射热光子。相反,日食可以通过减少恒星照明来显着改变系外卫星的局部气候。除了辐射加热,潮汐加热在系外卫星上可能非常大,甚至可能大到足以消毒。我们确定的物理和轨道参数的组合,辐射和潮汐加热是强大到足以触发失控的温室。通过与星周宜居带的类比,这些限制定义了一个环行星的“适居边缘”。我们将我们的模型应用于最近发现的系外行星Kepler-22 b和巨行星候选者KOI211.01周围的假设卫星,并首次描述了可居住的系外卫星的轨道。如果这两颗行星中的任何一颗都有一颗卫星,距离大于10个行星半径,那么这可能表明存在一颗可居住的卫星。
2013-10-30 astro-ph.EP
Protoplanetary disc truncation mechanisms in stellar clusters: comparing external photoevaporation and tidal encounters
大多数恒星形成并在恒星密度增强的区域度过早期生命。因此,这些恒星所承载的原行星盘(PPD)的演化会受到星团其他成员的影响。在物理上,PPD可能会被截断的光蒸发由于紫外线通量从大质量的恒星,或潮汐截断由于近距离恒星相遇。在这里,我们的目标是在真实的集群环境中比较这两种效果。在这种情况下,我们首先审查的性能,以及研究星团的重点是恒星的数量密度,这在很大程度上决定了潮汐截断的程度,和远紫外线(FUV)通量,这是外部光蒸发率的指示。然后,我们回顾了理论PPD截断半径由于一个任意的遭遇,另外考虑到偏心遇到的作用,发挥作用的热集群与一维速度色散$σ_v > 2$公里/秒。然后,我们的治疗统计上应用到不同的本地环境,建立一个典型的阈值的本地恒星密度($n_{c} > 10^4$ PC $^{-3}$),遇到可以发挥重要作用,在塑造PPD半径的分布在一个时间尺度$\sim 3$ MYR。通过结合理论的质量损失率,由于FUV通量与粘性传播的PPD,我们建立了一个类似的阈值,一个巨大的光盘被完全摧毁外部光蒸发。比较这些阈值在本地集群,我们发现,如果任何一种机制有显着的PPD人口的影响,然后光蒸发总是占主导地位的影响。
2018-04-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Magnetospheric Truncation, Tidal Inspiral, and the Creation of Short and Ultra-Short Period Planets
FGKM矮星周围的亚海王星在对数轨道周期内均匀分布,最短为$\sim$ 10天,但在较短的周期内数量减少。无论是在$\sim$ 10天的中断和发生率下降到$\sim$ 1天的斜率可以归因于截断的原行星盘由他们的主恒星磁层在共同旋转。我们证明了这一点,推导出行星发生率配置文件的经验分布的前主序星旋转周期。观察到的配置文件更好地复制时,行星随机分布在磁盘-可能是预期的,如果行星形成在原地-而不是堆积在磁盘边缘附近,如果他们迁移的磁盘扭矩的情况下。行星可以从盘边缘带到超短($< 1$天)周期的异步平衡潮汐在他们的恒星。潮汐迁移可以解释超短周期行星(USP)比长周期行星的间隔更宽。我们的图片为理解为什么富含金属的恒星倾向于拥有更多的USP提供了一个起点,以及为什么无论宿主恒星是FGK型还是早期M型,亚海王星的人口在$\sim$ 10天后都会下降。我们预测A星周围的行星出现率也会在短时间内破裂,但在$\sim$ 1天而不是$\sim$ 10天,因为A星比低质量恒星旋转得更快(这个预测假设行星的微行星构建块可以在尘埃升华半径内漂移)。
2017-04-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sub-Snowline Formation of Gas-Giant Planets in Binary Systems
Technion(以色列理工学院)
研究双星系统中存在气体巨行星的现象,探讨其形成机制,并提出基于尘埃陷阱的亚雪线形成模型,建立预测其轨道半长轴的实证关系。
2026-04-16 astro-ph.EP
The PAIRS project: a global formation model for planets in binaries. I. Effect of disc truncation on the growth of S-type planets
University of Geneva(日内瓦大学);Instituto de Astrofísica de La Plata, CCT La Plata-CONICET-UNLP(拉普拉塔天体物理研究所,拉普拉塔国家科学研究委员会-拉普拉塔国立大学联合中心);University of Bern(伯尔尼大学)
研究探讨了双星系统中盘截断对S型行星形成的影响,通过调整尘埃盘模型,量化了双星参数对行星形成的影响,发现盘截断显著抑制了行星形成,尤其在双星分离小于160天文单位时。
2026-01-20 astro-ph.EP
Revisiting the picture of circumbinary disc truncation
Università degli Studi di Milano(米兰大学);ENS de Lyon, CRAL UMR5574, Universite Claude Bernard Lyon 1, CNRS(里昂高等师范学院,CRAL UMR5574,里昂第一大学,法国国家科学研究中心);Institute of Science Tokyo(东京科学大学);University of Leicester(莱斯特大学)
本研究通过80次数值模拟,发现环绕双星盘的截断不仅依赖于双星参数,还受盘瞬时偏心率和拱线方向影响,并提出了半解析公式来预测盘腔大小。
2026-06-29 astro-ph.EP
Stars Don't Eat Their Young Migrating Planets - Empirical Constraints On Planet Migration Halting Mechanisms
摘要:发现的“热木星”非常接近其母星,证实了类木行星通过几种潜在的机制向内迁移。我们提出了行星迁移停止机制的经验约束。我们计算模型的密度函数在轨道半长轴恒星质量平面的近距离系外行星表示行星迁移,通过几种机制停止,包括内部1:2共振与磁层盘截断半径,内部1:2共振与尘埃升华半径,和潮汐停止的几种情况。不同的模型在预测的幂律依赖的系外行星轨道半长轴作为恒星质量的函数,因此,我们也包括一个幂律模型的指数作为一个自由参数。我们使用贝叶斯分析来评估模型在再现确认的系外行星和开普勒候选者的经验分布方面的成功,这些行星和开普勒候选者的轨道内部为0.1 AU。我们的研究结果证实了恒星质量与停止距离的相关性。潮汐停止提供了最好的拟合经验分布的确认木星系外行星在统计上稳健的水平,符合Kozai机制和自旋轨道错位的相当一部分热彗星。对于开普勒候选者,有一个更有限的范围内的恒星质量相比,已确认的行星,我们无法辨别之间的潮汐耗散和磁层盘截断制动机制在统计上显着的水平。幂律模型支持0.38-0.9范围内的指数。这比潮汐停止的预测值(0.23-0.33)要大,这表明潮汐停止理论中可能缺少额外的物理学。
2013-03-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic field of gas giant exoplanets and its influence on the retention of their exomoons
该研究分析气态巨系外行星的磁场演化及磁-潮汐相互作用,揭示磁场强度、行星轨道位置对系外卫星留存的影响规律,并估算相关射电信号的FAST探测距离上限。
2024-03-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Breaking the centrifugal barrier to giant planet contraction by magnetic disc braking
在它们形成的失控阶段,气体巨星将它们的引力影响范围填满到邦迪或希尔半径。当失控结束时,行星的半径会缩小几个数量级,直到它们的大小与现在的木星相当;在一维模型中,收缩发生在开尔文-亥姆霍兹时间尺度$t_{\rm KH}$上,最初是几千年。然而,如果角动量守恒,收缩就不可能完成,因为行星不可避免地会旋转到它们的分裂期$P_{\rm break}$。我们考虑如何一个环行星盘(CPD)可以去自旋的原始磁化的气体巨星,并消除离心障碍,提供磁盘是热到足以耦合到磁场,一个条件,更容易满足在以后的时间。通过从对流冷却光度推断行星的磁场,我们表明,在整个失控后的收缩过程中,磁自旋下降的时间比收缩时间短:$t_{\rm mag}/t_{\rm KH}\sim(P_{\rm break}/t_{\rm KH})^{1/21}\lesssim 1$。行星可以向下旋转,直到它们与CPD的磁层截断半径共转,周期为$P_{\rm max}/P_{\rm break} \sim (t_{\rm KH}/P_{\rm break})^{1/7}$。当圆盘分散时,$P_{\rm max}/P_{\rm break}\sim 20-30$ ;在固定角动量下的进一步收缩可以使行星旋转回到$\sim$ $10 P_{\rm break}$,这可能解释了观测到的巨行星和棕矮星的旋转周期。
2019-10-25 astro-ph.EP
Towards a Population Synthesis Model of Objects formed by Self-Gravitating Disc Fragmentation and Tidal Downsizing
最近,巨行星和褐矮星形成的引力不稳定性(GI)模型被重新审视,并被重新塑造成通常被称为“潮汐缩小”的假设。自引力原恒星盘分裂成引力束缚的胚胎-质量为几到几十个木星质量,半长轴在30 - 40 au以上-随后是胚胎内的颗粒沉积,向中央恒星的径向迁移和胚胎上层的潮汐破裂。所得到的物体的性质敏感地取决于每个过程发生的时间尺度。因此,GI之后的潮汐缩小理论上可以产生跨越大质量范围的物体,从类地行星到巨行星和褐矮星。这些物体是否可以在实践中形成,以及它们将代表观察到的人口的比例,需要更多的统计分析。我们提出了一个简单的人口综合模型的恒星和行星形成通过GI和潮汐缩编。我们耦合的半解析模型的原恒星盘演化的分析计算的碎片,初始胚胎质量,晶粒生长和沉积,胚胎迁移和潮汐破裂。虽然还有一些关键的物理学知识有待整合,但它代表了迈向GI和潮汐缩小作为恒星和行星形成模式的成熟统计模型的第一步。我们从四个运行的人口合成模型的结果,不同的不透明度法律和迁移的强度,以及调查的影响,光盘截断在破碎过程中。我们的早期结果表明,GI加上潮汐缩小不是行星形成的主要模式,但仍然是一个很好的方式形成气体巨行星,棕矮星和低质量恒星在大半长轴。(节录)
2013-04-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Collisionless Encounters and the Origin of the Lunar Inclination
月球通常被认为是由一个行星大小的物体在行星吸积接近尾声时与原地球撞击所喷射出的碎片形成的。撞击过程的模型预测,月球物质被分解成一个环行星盘,月球的吸积随后将月球置于近赤道轨道。从这个初始状态开始的月球轨道的前向积分预测了一个比月球值小至少一个数量级的现代倾角,这是一个长期存在的差异,被称为月球倾角问题。在这里,我们表明,现代月球轨道提供了一个敏感的记录与地球交叉的星子尚未吸积在月球形成事件的时间引力相互作用。激发的月球轨道可以自然地通过与少量质量(相当于0.0075-0.015 ME最终吸积到地球)的相互作用而复制,这些质量由几个天体携带,与晚期吸积的约束和模型一致。虽然这一过程具有随机因素,但月球倾角的观测值是各种参数最有可能的结果之一。月球轨道的激发最容易通过与早期地球上强潮汐耗散的无碰撞相遇来再现。这种机制消除了以前提出的(但理想化的)激发机制的必要性,并可以限制月球形成事件的行星形成背景和地月系统动力学状态的原始性。
2016-04-16 astro-ph.EP
Formation of wide-orbit gas giants near the stability limit in multi-stellar systems
我们研究了在多恒星系统中星周宽轨道气体巨行星的形成。我们考虑了菊池等人(2014)提出的巨行星核心被更大质量的行星从内部盘区域散射后的轨道圆化模型。我们扩展他们的单星系统的模型,以二进制(多)星系统,考虑到潮汐截断的原行星气盘的二进制同伴。作为一个例子,我们考虑一个宽轨道的气体巨星在一个分层的三重系统,HD 131399 Ab。行星的最佳拟合轨道是半长轴$\sim 80$ au和偏心率$\sim 0.35$。由于二元分离是$\sim 350$ au,所以它非常接近稳定极限,这是令人困惑的。利用原始核心位置$\sim 20$ -30 au、核心(行星)质量$\sim 50 M_{\rm E}$和盘截断半径$\sim 150$ au,我们的模型再现了HD 131399 Ab的最佳拟合轨道。我们发现,圆化后的轨道通常是接近稳定的限制,对双同伴的扰动,因为分散的核心吸积气体从截断盘。我们的结论也适用于更大或更紧凑的双星系统,只要距离不是太大,并且在系统的内部区域存在另一颗$> \sim$ 20-30地球质量的行星分散在核心上。
2017-08-14 astro-ph.EP
Protoplanetary Disc Response to Distant Tidal Encounters in Stellar Clusters
大多数恒星都是在集群环境中形成的。由于光蒸发或潮汐截断,这对周围原行星盘(PPD)的演化产生了影响。因此,行星的形成取决于形成环境。在这里,我们提出了第一次彻底的调查潮汐引起的角动量损失在PPD在遥远的政权,部分原因是在文献中的索赔的重要性,遥远的遭遇盘的演变。我们采用理论预测和动力学/流体动力学模拟在2D和3D。我们的理论分析是基于Ostriker(1994)的理论分析,并得出结论:在最接近距离$x_{min} \gg r$(粒子环的半径)的极限下,角动量的分数变化标度为$(x_{min}/r)^{-5}$。这个渐近极限确保了远距离相遇的累积效应对圆盘演化的影响是微小的。角动量转移主要是由$m=2$ Lindblad共振在更近的遭遇和$m=1$,$ω= 0$ Lindblad共振在大$x_{min}/r$。我们的背景下,这些结果通过比较预期的角动量损失的PPD的外缘,由于遥远和近距离的遭遇。与以前的工作的建议相反,我们没有发现,遥远的遭遇显着贡献的角动量损失的PPD。我们定义了一个上限的最接近的距离,其中相互作用是显着的任意主机扰动质量比$M_2/M_1$的函数。
2018-01-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust supply to slose binary systems
本研究通过高分辨率流体动力学模拟探讨致密偏心双星系统对周围盘的引力作用及气尘传输,发现环双星盘向环主星盘的物质供应不仅使主星盘寿命从约10^5年延长至10^6年,还导致传输尘埃在毫米尺寸出现间隙,并促进巨行星及星子带的形成。
2025-02-04 astro-ph.EP
Clearing residual planetesimals by sweeping secular resonances in transitional disks: a lone-planet scenario for the wide gaps in debris disks around Vega and Fomalhaut
在织女星和北落师门的碎片盘中都观察到了扩大的间隙。这些结构被归因于多个超木星气体巨行星的潮汐扰动。然而,在目前的观测范围内,还没有发现这样大的行星。在这里,我们提出了一个不太严格的“孤独行星”的情况下,占观察到的结构与一个单一的偏心气体巨星,并建议清除这些广泛的差距是由其广泛的长期共振。在气盘气体耗尽的过程中,行星的长期共振向内传播,并在气盘的扩展区域上清除了一个很大的间隙。虽然一些残留的中等大小的微行星可能会留在间隙中,但它们的表面密度太低,既不能产生超级地球,也不能导致足够频繁的破坏性碰撞,以产生任何可观测的尘埃特征。与以前的多气体巨星潮汐截断方案相比,这个孤行星扫描长期共振模型的主要优点是对气体巨星数量的要求放宽。如果假设的行星有显著的偏心率,观测推断的质量上限也可以满足。相当一部分的太阳系或更大质量的恒星都有巨大的气体行星,并且有着显著的偏心率。如果这些行星在其出生盘耗尽之前获得了它们现在的运动学特性,那么它们广泛的长期共振将有效地阻止邻近行星和微行星在轨道半长轴范围内的保留。
2017-09-21 astro-ph.EP
Dust dynamics in planet-forming discs in binary systems
在多恒星系统中,伴星和它们的星盘之间的相互作用影响着行星形成。在拱星的情况下,潮汐截断使原行星盘比孤立演化的更小、更暗、寿命更短,从而减少了可用于组装行星胚胎的物质(气体和尘埃)的数量。相反,在环双星的情况下,减少吸积可以增加盘的寿命,有利于行星形成。在本章中,我们回顾了多恒星系统中的主要观测结果,并讨论了它们可能的解释,重点是最近的数值模拟,主要是处理尘埃动力学和光盘的演变。最后,一些开放的问题和未来的研究方向进行了检查。
2022-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
On dust evolution in planet-forming discs in binary systems. II -- Comparison with Taurus and $ρ$ Ophiuchus (sub-)millimetre observations: discs in binaries have small dust sizes
最近在双星或更高阶的多恒星系统中发现的系外行星引发了对恒星聚合中原行星盘研究的新兴趣。在这里,我们专注于盘固体,因为它们构成了系外行星组装的水库,并主导了(亚)毫米盘观测。这些观测结果表明,双星系统中的盘比孤立系中的盘更暗、更小。此外,盘尘埃的大小是一致的潮汐截断只有当它们的轨道非常偏心的双星。在之前的研究中,我们发现恒星伴星的存在加速了固体的径向迁移,缩短了圆盘的寿命,并对行星形成提出了挑战。在本文中,我们面对我们的理论和数值结果与观测:光盘尘埃通量和大小从我们的模型计算ALMA波长和金牛座和$ρ$蛇夫座数据进行比较。理论和观测之间的一般协议被发现。特别是,我们表明,尘埃盘的尺寸一般小于二进制截断半径由于晶粒生长和径向漂移的综合影响:因此,小光盘尺寸不需要令人难以置信的高偏心率来解释。此外,所观察到的二进制光盘兼容内$1σ$与二次通量半径相关性类似的单星光盘,并显示出密切的匹配模型。然而,观测样本的解决二进制盘仍然是小的,需要更多的数据得出更强大的结论通量半径相关性,以及它如何取决于二进制属性。
2021-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long live the disk: lifetimes of protoplanetary disks in hierarchical triple star systems and a possible explanation for HD 98800 B
原行星盘的气体耗散是影响行星形成的关键过程之一,人们普遍认为,单颗恒星周围的原行星盘的气体耗散发生在几百万年的时间尺度上。在过去的几年里,在多个恒星系统中发现了几个原行星盘,尽管它们所处的环境很复杂,但其中一些似乎相当古老,这种情况可能有利于行星形成。一个明显的例子是HD 98800 B周围的盘,HD 98800 B是一个等级四恒星系统中的双星,在$\sim$ 1000万年的年龄,它似乎仍然拥有大量的气体。在这里,我们提出了一个1D+1D模型来计算的垂直结构和气体演化的分层三星系统的周围的磁盘考虑不同的恒星和磁盘参数。我们发现,由于内部的二进制连同截断的磁盘由于外部同伴的潮汐扭矩强烈减少粘性吸积和膨胀的磁盘。即使允许潮汐流的粘性吸积,这些环境中的盘也可以存活超过1000万年,这取决于它们的性质,光蒸发是主要的气体耗散机制。我们特别适用于我们的模型,以circumbinary磁盘周围的HD 98800 B,并确认其寿命,以及目前不存在的磁盘周围的伴星HD 98800 A,可以解释与我们的模型,并通过这种机制。
2021-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational constraints on disc sizes in protoplanetary discs in multiple systems in the Taurus region. II. Gas disc sizes
多恒星系统的形成是恒星形成过程的自然副产品,它对原行星盘的性质和行星形成的影响仍有待充分了解。到目前为止,还没有详细的统一的研究气体排放的样本的原行星盘周围的多个恒星系统已经进行。在这里,我们分析了新的ALMA观测在$\sim$ 21 AU分辨率的分子CO气体排放目标光盘在8个多恒星系统的金牛座恒星形成区域。$^{12}$ CO气体排放在所有初级和七个同伴中被检测到。有了这些数据,我们估计的倾斜度和位置角的所有小学光盘和五个二级或三级光盘,并测量这些对象的气体盘半径与空间分辨的零阶矩图像上的累积通量技术。当考虑半径包括95%的流量作为度量,估计的气体盘大小在多个恒星系统被发现是平均$\sim 4.2$倍大于尘埃盘的大小.这一比例高于最近在更孤立和单一的系统中发现的比例。而当考虑68%通量的半径时,多圆盘和单圆盘的比值分布没有差别。这种差异是由于在多个恒星系统中观察到的外部尘埃盘的急剧截断。测量的气体盘的大小是一致的潮汐截断模型在多个恒星系统假设的偏心率$\sim0.15$ - $0.5$,在典型的二元系统中的预期。
2022-01-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR