Orbital evolution of a planet on an inclined orbit interacting with a disc
我们研究行星在相对于圆盘倾斜的轨道上的动力学。如果轨道的初始倾角大于某个临界值，圆盘施加在行星上的引力会导致一个Kozai循环，在这个循环中，轨道的偏心率会被抽到很大的值，并随着时间以与倾角反相的方式振荡。另一方面，倾角和偏心率都受到行星穿过圆盘时所受到的摩擦力的阻尼。我们表明，通过保持在大值的倾斜或偏心率，Kozai效应提供了一种延迟与光盘和圆化的轨道对齐的方式。我们发现临界值的特点是小到大约20度。通常情况下，海王星或质量较低的行星在盘的寿命期间会保持在倾斜和偏心的轨道上，而木星或质量较高的行星的轨道会对齐和圆化。这可能在行星形成的情景中发挥重要作用。
2012-09-21 astro-ph.EP
Interaction between massive planets on inclined orbits and circumstellar discs
我们研究了大质量行星和气体盘之间的相互作用，其质量在原行星盘的预期范围内。我们使用SPH模拟来研究大质量行星的轨道演化以及行星质量在1和$6\ \rmn{M_J}$之间的盘的动力学响应，以及初始相对轨道倾角的全范围。在倾斜轨道上的行星可能会形成间隙。对于给定的行星质量，存在一个阈值相对轨道倾角，在该阈值之下形成间隙。在高相对倾角时，倾角衰减率随行星质量的增大和初始相对倾角的减小而增大。对于初始半长轴为5 AU和$i_0=80^\circ,$的相对倾角，$10^\circ$的倾角衰减所需的时间分别为$\sim10^{6}\ \rmn{yr}$和$\sim10^{5}\ \rmn{yr}$（对于$1\ \rmn{M_J}$和$6\ \rmn{M_J}$）。倾斜轨道上的行星会使盘产生一定程度的弯曲，这对$1\ \rmn{M_J}$来说可以忽略不计，但对质量为$6\ \rmn{M_J}$的行星来说，随着质量的增加，这种弯曲会变得相当显著。我们还发现了一个固体进动的总盘角动量矢量和行星轨道动量矢量的总角动量矢量。我们的结果表明，一个倾斜的大质量行星对原行星盘的影响可以导致显着的磁盘结构和方向的变化，从而可以影响行星的轨道演化显着。
2013-02-08 astro-ph.EP
Generation of highly inclined protoplanetary discs through single stellar flybys
本文研究了在抛物轨道上经过的恒星扰动下粘性原行星盘的三维演化。其目的是测试一个单一的恒星飞越是否能够激发显着的磁盘倾斜，这将有利于形成所谓的错位行星。利用光滑粒子流体动力学方法研究了不同质量恒星经过时的倾角、星盘质量和角动量的变化。我们探索不同的轨道配置的摄动的轨道，以找到参数空间，使显着的光盘倾斜的产生。顺行倾斜抛物轨道是最具破坏性的，导致重大的光盘质量和角动量损失。在剩余的椎间盘中，最终椎间盘倾角仅低于$20^\circ$。这是由于经历了最强烈的扰动效应的圆盘颗粒的去除。逆行倾斜抛物线轨道破坏性较小，可产生高达$60^\circ$的盘倾角。最后的光盘取向是由光盘角动量矢量的进动约扰动的轨道角动量矢量和光盘轨道倾角的变化。我们提出了一系列的恒星飞掠产生的失调角以上$60^\circ$。结果表明，恒星飞掠是有前途的和现实的解释失调角高达60 \degr的失调热彗星。
2015-10-26 astro-ph.EP
Evolution of a disc-planet system with a binary companion on an inclined orbit
我们研究轨道倾角的变化与岁差的盘行星系统，发生通过引力相互作用与一个倾斜的轨道上的双伴侣。我们调查这种情况下是否可以解释巨大的行星在近轨道上高度倾斜的恒星赤道平面。我们获得的条件保持近似共面性和测试他们与SPH模拟。对于感兴趣的参数，系统经历近似的刚体进动与适度的翘曲，而行星向内迁移。由于压力的作用，不需要阀瓣自身重力来保持这种结构。我们认为一个磁盘和单一的行星不同的初始倾角的二进制轨道的组合系统和系统的三个行星的迁移导致动力学不稳定，重新排序的行星的中平面。由于相互作用主要是由时间平均的四极分量的二进制的扰动潜力，结果为圆形轨道可以缩放适用于偏心轨道。当双星轨道参数的变化发生在超过轨道周期的时间尺度上时，系统会自动作出反应。因此，在缓慢移除的情况下，保持倾斜度的变化。因此，这里研究的产生高倾角行星轨道的方案是有希望的。
2014-02-12 astro-ph.EP
Warping a protoplanetary disc with a planet on an inclined orbit
最近对几个原行星盘的观测发现了在盘的内部区域偏离平面圆周运动的证据。对这些观测结果的一个可能的解释是圆盘弯曲，这可能是由一颗行星在未对准的轨道上引起的。我们对原行星盘和未对准的行星之间的潮汐相互作用进行了三维数值模拟。对于低行星质量，我们表明，我们的模拟准确地模拟倾斜的行星轨道（中等倾角）的演变。对于一颗质量足以形成间隙的行星，圆盘被分成两个部分，行星轨道内部和外部的气体分别演化，形成内部和外部圆盘。由于行星的倾斜，在行星轨道上产生了翘曲，使得这些圆盘之间存在相对倾斜和扭曲。我们表明，当其他参数保持不变，相对倾角，发展之间的内部和外部光盘取决于外半径的总光盘建模。对于一个给定的光盘质量，我们的研究结果表明，观测相关的翘曲更强烈地依赖于行星的质量，而不是轨道的倾角。
2018-08-16 astro-ph.EP
Highly inclined and eccentric massive planets. II. Planet-planet interactions during the disc phase
我们的目标是调查的偏心率和倾斜阻尼的影响，由于行星盘的相互作用对系统的最终配置，概括以前的研究在光盘阶段的气体盘和行星-行星散射的联合行动。代替简单的$K$ -处方，我们的n体模拟采用我们的同伴论文的流体动力学模拟提供的偏心率和倾斜度的阻尼公式。我们跟踪了三颗巨行星在气盘后期阶段的$11000$数值实验的演化，探索了不同的初始构型、行星质量比和盘质量。在模拟过程中研究了行星系的动力学演化，重点讨论了共振捕获和倾角增长机制。大多数系统在盘的分散处具有小倾角（$\le10^{\circ}$）。即使许多系统在迁移过程中进入倾斜型共振，圆盘通常在短时间尺度上阻尼倾斜。虽然我们的结果中的大多数多个系统是准共面的，但它们中的$\sim5\%$最终具有高的相互倾斜（$\ge10^{\circ}$）。这些高度相互倾斜的系统中有一半是由两体或三体MMR捕获产生的，另一半是由轨道不稳定性和/或行星-行星散射产生的。当考虑$100$ Myr的长期演化时，共振系统的不稳定是常见的，并且仍然在共振中演化的高度相互倾斜系统的百分比下降到$30\%$。最后，最终系统配置的参数与观测中的半长轴和偏心率分布非常一致，表明行星-行星在盘阶段的相互作用可能在塑造行星系中发挥了重要作用。
2016-12-08 astro-ph.EP
A highly mutually-inclined, compact warm-Jupiter system KOI-984 ?
一群近轨道巨行星（$\le$ 1 au）的发现引发了许多关于它们起源和动力学历史的问题。尽管20多年来对系外行星的探测和大量发现的系外行星，这些问题仍然没有完全解决。特别是，目前尚不清楚暖木星（WJ）是否在原地形成，或者它们是否从更远的地方迁移，甚至目前正在迁移形成热木星（HJ）。在这里，我们报告了在一个高度相互倾斜（$I_{\rm mut}\simeq 45^\circ$），紧凑的双行星系统（KOI-984），其中新发现的温暖木星KOI-984 $c$是在一个21.5天，中等偏心（$e\simeq 0.4$）的轨道上，除了以前已知的4.3天的行星候选人KOI-984 $b$的行星可能的发现和表征。同时，一颗中等倾角（$I_{\rm mut}\simeq 15^\circ$）、低质量（$m_{c}\simeq 24 M_{\oplus}$ ; $P_b\simeq 8.6$天）扰动行星与KOI-984（$b$）的1：2平均运动共振附近的轨道构型也能很好地再现观测到的KOI-984（$b$）凌日变化和凌日持续时间变化。如果在不久的将来有更多的证据支持第一种情况，这种具有近距离兄弟的偏心WJ将对WJ的形成和迁移机制提出挑战;该系统与其他几个测量良好的倾斜WJ系统（例如，Kepler-419和Kepler-108）可能为WJ的起源和动力学历史提供额外的线索。
2021-11-22 astro-ph.EP
Dust Traffic Jams in Inclined Circumbinary Protoplanetary Discs I. Morphology and Formation Theory
气体和尘埃在倾斜的轨道上围绕着双星经历由双星引力矩引起的进动。气体和尘埃之间的岁差的差异改变了弱耦合尘埃的径向漂移，并导致密度增强的径向漂移最小化。我们探索这一现象，使用三维流体动力学模拟研究这些“尘埃交通堵塞”的突出性和由此产生的尘埃子结构在不同的光盘倾角和二进制偏心率的演变。然后，我们推导出翘曲的尘埃盘的角动量的演化方程，并将其实现在一个一维代码和目前的计算，以进一步解释这些交通堵塞。我们发现，尘埃交通堵塞在倾斜的circumbinary光盘提供显着的尘埃密度增强，寿命长，可以有重要的影响，星子的形成。
2021-09-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Scattering and sublimation: a multi-scale view of $μ$m-sized dust in the inclined disc of HD 145718
利用几何和蒙特卡罗辐射传输模型，对Herbig~Ae星HD~145718周围的星盘进行了多仪器观测，探讨了星盘的方位、近红外（NIR）散射面的垂直和径向范围以及星盘表面和升华边缘尘埃的性质。椎间盘在$67-71^{\circ}$处倾斜，位置角PA\，$=-1.0-0.6^{\circ}$与先前的估计一致。近红外散射表面延伸到$\sim75\,$ au，我们推断出一个纵横比，在$J$带中为$h_{\rm{scat}}(r)/r\sim0.24$，在$H$带中为$\sim0.22$.我们的GPI图像和VLTI+CHARA近红外干涉表明，光盘表面层填充颗粒$\gtrsim λ/2π$的大小，表明这些颗粒的空气动力学支持对沉降和/或密度较小的颗粒是相对较低的。我们证明，我们的几何分析提供了一个合理的评估的高度的近红外散射表面的外边缘的光盘，如果倾斜可以独立约束，有可能探测的散射表面的耀斑指数在类似的倾斜（$i\gtrsim70^{\circ}$）光盘。在重新评估HD~145718的恒星属性时，我们发现该天体的变暗事件-以前被描述为UX~Or和北斗星变率-与平均比ISM中发现的更大的颗粒的尘埃掩星一致。这种掩星尘埃可能起源于接近推断的尘埃升华半径在$0.17\,$ au。
2022-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spin-orbit angle in compact planetary systems perturbed by an inclined companion. Application to the 55 Cancri system
恒星相对于多行星系统轨道平面的自旋方向越来越容易观测。例如，巨蟹座55是一个由5颗行星组成的系统，它围绕着一个双星系统的一个成员运行，据报道，它相对于最里面的行星的轨道的投影倾斜度为72+-12度（Bourrier & Hebrard 2014）。这种大的双折射率是由双星引起的微扰引起的。在这里，我们描述了类似系统的长期演化，我们更深入地讨论了55 Cancri系统的情况。我们提供了两种不同的轨道配置与目前可用的观测兼容。
2014-10-20 astro-ph.EP
Shadows cast by precessing annuli as evidence for an inclined planet in HD 139614
University of Exeter（埃克塞特大学）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；University of Michigan（密歇根大学）；University of Exeter Medical School（埃克塞特大学医学院）；NIHR Applied Research Collaboration South West (ARC South West)（NIHR西南应用研究合作中心（ARC西南））；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）
通过分析 HD 139614 的多历元散射光图像，结合一维翘曲模型，证明内环进动投射阴影，为倾斜行星的存在提供证据。
2026-10-06 astro-ph.EP
Eccentricity pumping of a planet on an inclined orbit by a disc
在本文中，我们表明，偏心率的行星在一个倾斜的轨道上相对于一个磁盘可以泵到高值的引力位的磁盘，即使当行星的轨道穿过磁盘平面。这个过程是Kozai效应的延伸。如果行星的轨道正好在圆盘的内腔内，这个过程在形式上与经典的Kozai效应相同。如果行星的轨道穿过圆盘，但圆盘的大部分质量都在轨道之外，当轨道和圆盘之间的初始角度大于某个临界值时，行星的偏心率会增加，这个临界值可能比经典的39度小得多。偏心率和倾斜角都随时间周期性地变化。当偏心率的振荡周期小于圆盘的寿命时，行星可能随着圆盘的消散而留在偏心轨道上。
2010-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Kinematic signatures of a low-mass planet with a moderately inclined orbit in a protoplanetary disk
本研究通过三维流体模拟发现，中等倾角的低质量行星可产生与大质量共面行星相当的运动学特征，且该特征对CO同位素的依赖性可区分轨道倾角，还解释了HD 163296盘的两处观测扭结。
2023-08-23 astro-ph.EP
Highly inclined and eccentric massive planets I: Planet-disc interactions
在太阳系中，行星相对于太阳赤道平面的倾角很小，但有证据表明，在太阳系外的系统中，倾角可能非常大。这种自旋-轨道错位是出乎意料的，因为行星形成于原行星盘中，据称与恒星自旋对齐。行星与行星之间的相互作用被认为会导致相互倾斜，但原行星盘的影响仍然未知。因此，我们调查行星盘的相互作用，行星以上1M_JUP。我们检查的倾角i，偏心率e，和质量M_p的行星的影响。我们进行3D数值模拟的原行星盘嵌入高质量的行星。给出了i和e作为i、e和M_p的函数的阻尼公式，并与数值结果进行了拟合。对于高度倾斜的大质量行星，间隙的张开度减小，i的阻尼发生在10^-4 deg/yr M_disc/（0.01 M_star）的时间尺度上，e的阻尼发生在更小的时间尺度上。当小行星质量（<5M_Jup）的倾角总是被阻尼时，大行星质量和大i可以与圆盘一起经历Kozai循环。这些Kozai周期在时间上是阻尼的。偏心率一般是阻尼的，除了非常大质量的行星（M_p = 5M_Jup），偏心率可以增加低倾角。动力学趋向于最终状态：行星最终处于中平面，然后随着时间的推移，由于与圆盘的相互作用，它们的偏心率会增加。与盘的相互作用导致高质量行星散射事件后i和e的阻尼。如果i被充分地减小，则由于与盘的相互作用，偏心率可以被泵送。如果行星被分散到高倾角，它可能会经历一个Kozai循环，这使得很难预测行星的确切运动及其轨道参数。
2013-05-31 astro-ph.EP
N-body interactions and collisions in circumstellar disks for planar and inclined binary star configurations
University of Vienna（维也纳大学）；TU Graz（格拉茨工业大学）；Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所）
研究双星系统中行星形成受倾斜影响，发现胚胎迁移和碰撞特性差异。
2025-12-18 astro-ph.EP
Self-gravity of debris discs can strongly change the outcomes of interactions with inclined planets
本文通过N体模拟研究了自引力碎屑盘与内部倾斜行星的相互作用，发现自引力使系统趋于准共面且盘形态趋同，与无质量盘结果差异显著，警示需谨慎由盘外观推断隐行星动力学历史。
2023-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-disk interaction in highly inclined systems
我们研究了线性区域中原行星盘与大倾角轨道上行星的相互作用。行星的演化是由动力摩擦主导的行星质量超过几个地球的质量。较小的行星主要受空气动力阻力的影响，特别是在非常高的倾角和逆行轨道上。计算了与偏移和倾斜阻尼相关的时间尺度。对于一定的倾角值，倾角阻尼时间尺度大于迁移时间尺度和盘寿命。这一结果表明，高度倾斜的行星不能（重新）与原行星盘对齐。我们讨论了数值模拟的引力软化参数的依赖性。我们发现只有一个对数的依赖关系，使全球三维模拟这个过程的计算可行。大部分的热彗星都在相对于恒星旋转轴高度倾斜的轨道上。另一方面，开普勒任务发现的小质量行星系相互倾角较低。这表明有两种不同的形成机制在起作用。产生倾斜的热彗星的过程在小质量行星上不起作用，因为阻尼时间尺度太长，这些系统今天仍然是倾斜的。
2012-03-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
On the dynamics and collisional growth of planetesimals in misaligned binary systems
上下文节录。许多恒星是双星系统的成员。在早期阶段，当恒星被圆盘包围时，双星轨道和圆盘中平面可能相互倾斜。金牛座T星周围的圆盘将变得轻微弯曲，并围绕双星系统的角动量矢量进行固体进动。目前还不清楚这样一个圆盘中的星子将如何演变和影响行星形成。目标。我们研究了嵌入在圆盘中的微行星的动力学，圆盘是由一个双伴星在一个圆形的倾斜轨道上扰动的。我们检查的星子碰撞速度，以确定何时可以通过吸积增长。我们改变双星倾角、双星间隔、D、盘质量和星子半径。我们的标准模型具有D=60 AU，倾角=45度，和相当于MMSN的盘质量。方法.我们使用三维流体动力学代码来模拟光盘。微行星是测试粒子，它们经历气体阻力，圆盘的引力，伴星的引力。微行星轨道交叉事件的检测和用于估计碰撞速度。结果对于具有适度倾角（25度）的双星系统，盘引力阻止微行星轨道经历强烈的微分节进动（在没有盘的情况下发生），并迫使微行星平均与盘进动。对于不同大小的天体，轨道平面会适度地相互倾斜，导致碰撞速度，抑制增长。对于较大的倾角（45度），Kozai效应起作用，导致破坏性的大相对速度。结论.在具有类似于本文所考虑的参数的倾斜双星系统中，通过星子吸积形成行星形成是困难的。对于Kozai机制运行的系统，形成行星的前景非常遥远。
2011-04-07 astro-ph.EP
Protoplanetary disk size under non-ideal magnetohydrodynamics: A general formalism with inclined magnetic field
针对磁灾变阻碍开普勒盘形成的问题，本研究提出一个同时考虑垂直场和水平场的新模型，以探讨倾斜磁场和非理想磁流体力学效应对原行星盘大小的影响。
2024-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet Formation in Highly Inclined Binary Systems. II. Orbital Alignment or Anti-alignment and Planet Growth Boost in Intermediate Separation Binaries
恒星通常在双星系统中形成，这为研究极端条件下的行星形成提供了天然实验室。在谢等人（2011）的第一篇论文（论文I）中，我们证明了即使在高度倾斜的双星系统中，行星形成的中间阶段--从微行星到行星胚胎/核心--也可以进行。本文继第一篇论文之后，对类地行星形成的晚期阶段，即从胚胎到完整的行星，在各种轨道配置的双星系统中。我们确定了一种轨道对准或反对准效应;也就是说，尽管倾斜双星通常会使行星轨道相对于主宿主恒星的自旋轴不对准（即，导致大的不对称性），它可以使行星轨道相对于双星轨道对齐或反对齐。这种轨道（反）对准效应是由轨道微分进动和自阻尼的组合引起的，并且在中间双星分离的情况下，即，a_B~40-200 AU，距离主星约1 AU的类地行星形成。在这种中间分离的双星中，与直觉有些相反，双星伴星可以通过增加碰撞率来帮助行星生长，形成更大质量但更少的行星。在另外两端，伴星太近，因此起着剧烈的破坏作用，或者太宽，对行星形成没有显著的影响。未来的观测，可以发现更多的行星轴承双星系统和约束他们的质量和三维轨道运动将测试我们的数值结果。
2018-05-28 astro-ph.EP
Evolution of a migrating giant planet in the presence of an inclined binary companion
目的。有越来越多的巨行星被发现围绕双星的一个恒星组成部分运动，其中大多数都有非常不同的偏心率。这些发现提出了它们的形成和长期演化的问题，因为恒星伴星可以强烈影响行星形成过程。我们的目标是研究宽双星伴星对在原行星盘中迁移的单个巨行星演化的动力学影响。方法.使用辛n-体积分器适用于双星系统和建模的耗散由于磁盘出现从流体动力学模拟适当的公式，我们进行了3600模拟与不同的轨道参数的行星和不同的偏心率和倾角值的二进制伴侣。行星的长期演化被追踪了1亿年，不同的动力学行为被用四极哈密顿方法揭示出来。结果我们强调的概率很高，行星的经验，在磁盘阶段，散射事件或喷射由于存在一个二进制的同伴。我们发现，捕获在Lidov-Kozai共振态是远远自动的双星时，伴星是高度倾斜的，因为只有$11 \%$的系统最终锁定在共振在模拟结束。然而，在存在一个高度倾斜的双伴星，所有的行星演化的强烈影响的Lidov-Kozai共振和非共振的演变表现出高偏心率和倾角的变化与周围的Lidov-Kozai岛的环流。
2020-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Small solar system objects on highly inclined orbits: Surface colours and lifetimes
在已发现的太阳系小天体中，只有不到百分之一的天体具有高度倾斜的轨道（$i>60^{\circ}$），并在近极或逆行轨道上围绕太阳旋转。这些物体的起源和演化历史尚不清楚。在这项工作中，我们研究了选定的高倾角物体的表面特性和轨道动力学。BVRI测光观测于2019-2020年使用Terskol天文台的2.0米望远镜和克里米亚天体物理天文台的2.6米望远镜进行。此外，我们还在斯隆数字巡天和泛星中搜索了高倾角天体。使用数值模拟研究了所选物体的动力学。我们获得了六个高倾角天体的新光度观测结果。所有的天体都有相似的$B-V$、$V-R$、$R-I$颜色，接近于中等红色的TNO和灰色的半人马座。从全天巡天中提取的光度数据也与高倾角物体的中等红色表面相对应。在高倾角小行星表面没有发现红外线物质的迹象，这支持了以前的工作结果。彗星C/2018 DO 4（莱蒙）揭示了一些复杂的形态，其结构可能与从彗星核喷射出的粒子有关。对于2013 LU 28，2015 KZ 120和2020 EP，我们估计了它们轨道上的未来和过去的寿命。看来，所考虑的物体的轨道是非常混乱的，并与现有的轨道要素的准确性没有可靠的预测可以作出关于他们遥远的过去或未来。结果表明，大倾角物体的寿命对轨道要素的精确度和Yarkovsky轨道漂移的影响很小。
2021-01-14 astro-ph.EP
The determination of planetary structure in tidally relaxed inclined systems
最近发现一颗在非圆形轨道上运行的行星，它有一个巨大的高偏心率伴星围绕HAT-P-13运行，这为探测短周期行星的结构提供了可能性。这样做的能力依赖于系统处于准平衡态，在这个意义上，偏心率在通常的长期时间尺度上是恒定的，并且在比系统的年龄长得多的时间尺度上衰减。由于平衡偏心率实际上只是可观测系统参数和短周期行星未知勒夫数的函数，后者可以通过精确测量行星的偏心率和半径来确定。然而，这种分析依赖于不太可能的假设，即系统是共面的。在这里，我们推广我们最近的分析，这种不动点现象相互倾斜的系统，并表明，共面系统的不动点是由一个极限环所取代，随着偏心率的平均值减少，其变化幅度增加，增加相互倾斜。这种行为大大降低了明确确定短周期行星的勒夫数的能力，如果相互倾斜大于10 ^o左右。我们证明，当Q值小于10^6时，HAT-P-13系统的互倾角不可能在54 ~ 126 ^o之间，因为与潮汐耗散耦合的Kozai振荡会迅速将倾角移动到这个范围之外，并且逆行系统的行为是逆行系统的镜像。我们导出了短周期行星的平衡半径、Q值和核心质量之间的关系，并表明，根据目前对e_b和行星半径的估计，HAT-P-13系统可能接近共面[...]
2010-04-11 astro-ph.EP
Damping Obliquities of Hot Jupiter Hosts by Resonance Locking
本文提出共振锁定机制解释热木星宿主恒星倾角与有效温度的相关性，首次证明轴对称g模锁定可阻尼倾角，使冷恒星周围热木星趋于自旋-轨道对齐。
2024-05-02 astro-ph.EP
Stellar wobble caused by a nearby binary system: eccentric and inclined orbits
目前已知的大多数太阳系外行星都是通过测量行星引起的恒星摆动的间接方法发现的。我们以前研究了一个由一颗恒星和一颗邻近的双星组成的三元系统。我们发现，虽然双星对恒星的影响可以与行星引起的恒星摆动区分开来，但由于观测的限制，这两种影响往往无法区分。在这里，我们开发了一个模型，适用于偏心和倾斜的轨道。结果表明，在共面运动的情况下，双星的影响更容易被行星所误认为是赤道上的，而且，当轨道偏心时，双星的影响可能比圆轨道情况下的大。此外，一颗偏心双星可以模仿两颗轨道周期比为2/1的行星。然而，当恒星围绕双星质心的轨道有很高的离心率和合理的约束周期时，应该更容易区分双星和行星的影响。
2010-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Transit Probabilities in Secularly Evolving Planetary Systems
本文考虑是否人口的已知凌日系外行星提供了证据，额外的外行星在倾斜轨道上，由于这些行星的扰动效应的内行星的轨道。因此，我们开发了一种半分析方法来计算两个相互倾斜的行星被观察到过境的概率。随后，我们推导出一个简化的分析形式来描述两颗行星之间的相互倾斜如何演变，由于长期的相互作用与一个宽轨道倾斜的行星，并使用它来确定平均概率，这两个内行星被观察到过境。从开普勒-48和HD-106315的应用中，我们限制了这些系统中外行星的倾角（从RV得知）。我们也将这项工作应用到所谓的开普勒二分法，它描述了开普勒观测到的单凌日系统的过剩。我们发现了三种不同的方式来解释这种二分法：一些系统可能天生是单一的，一些多行星系统可能天生就有很大的相互倾斜，而一些多行星系统可能通过与倾斜的外行星相互作用而周期性地获得很大的相互倾斜。我们展示了如何将不同的机制结合起来，以适应开普勒系统与一个和两个过境行星的观察到的人口。我们还展示了如何过境两个行星系统的相互倾斜的分布约束的两个行星系统的扰动外行星的分数，因为这样的系统应该优先发现开普勒时，由于过境概率增加的内行星共面。
2017-03-29 astro-ph.EP
Transit Timing Variations for Inclined and Retrograde Exoplanetary Systems
我们进行数值计算的预期过境时间变化（TTVs）引起的热木星上的地球质量扰动。最近发现的逆行凌日行星的动机，我们集中在不同的相对行星倾角的影响，并包括完全逆行系统的调查。我们发现，行星在低阶（如2：1）平均运动共振（MMR）保持近似恒定的TTV振幅为$0<\,^{\circ}i<170\,^{\circ}$，只有减少振幅为$i > 170\,^{\circ}$。高阶MMR（例如5：1）系统的TTV振幅随着朝向$45\,^{\circ}$的倾角增加而增加，对于$45 < i < 135$变得近似恒定，然后对于$i > 135\,^{\circ}$下降。远离共振的行星随着倾角从0增加到180，TTV振幅缓慢减小，其中邻近共振的行星可以表现出TTV振幅作为偏心率和倾角的函数的巨大变化范围。对于高度逆行系统（$135\,^{\circ} < i \leq 180\,^{\circ}$），TTV信号将在几乎整个参数空间中不可检测，例外情况发生在扰动器具有高偏心率或非常接近MMR时。TTV振幅的这种高倾角下降（在共振时和远离共振时）对于分析已知的逆行和多行星凌日系统非常重要，因为如果TTV被用来排除任何假定的行星伴星的存在，就需要考虑倾角效应：缺乏证据并不意味着没有证据。
2010-03-11 astro-ph.EP
Long-lived Chaotic Orbital Evolution of Exoplanets in Mean Motion Resonances with Mutual Inclinations
我们提出了N-体模拟共振行星倾斜轨道，显示混乱不断变化的偏心率和倾角，可以持续至少10 Gyr。从快速、低振幅变化到偏心率达到0.9999和倾角达到179.9度的系统，都有可能出现广泛的行为。虽然轨道要素的演化是混乱的，但至少有一个共振的论点总是自由活动的。我们表明，HD 73526，HD 45364和HD 60532系统可能处于混沌演化共振。混沌演化在2：1、3：1和3：2共振态以及从月球质量到木星质量的行星质量中是明显的。在某些情况下，轨道中断发生在几个Gyr之后，这意味着该机制并不严格稳定，只是相对于太阳型恒星的主序星寿命而言寿命较长。行星-行星散射似乎产生了倾斜共振的行星，在大约0.5%的情况下会混乱地发展。这些结果表明：1）用于识别不稳定轨道结构的近似方法可能具有有限的适用性，2）观察到的近距离系外行星可能在倾斜共振引起的高偏心率阶段产生，3）这些系外行星的轨道平面可能与宿主恒星的自旋轴不对齐，4）具有共振的系统可能系统地比没有共振的系统年轻，5）通过凌日探测到的相邻行星的周期比分布可能由于倾斜的共振而偏斜，以及6）共振中的潜在可居住行星可能具有与地球截然不同的气候演化。GAIA航天器能够在这些类型的轨道上发现巨行星。
2015-01-14 astro-ph.EP
The effect of radiative feedback on disc fragmentation
原恒星盘可能会变得足够大，产生次级低质量物体：行星，棕矮星和低质量恒星。我们使用辐射流体动力学模拟研究了这种新形成的次级物体的辐射反馈效应。我们比较模拟的结果，没有任何辐射反馈的次级对象与那些被认为是两种类型的辐射反馈：（i）连续的，和（ii）情节。我们发现：（一）持续的辐射反馈稳定了盘，并抑制了进一步的分裂，减少了形成的次级物体的数量;（二）当爆发发生时，来自次级物体的间歇性反馈加热并稳定了盘，但在爆发停止后不久，盘变得不稳定并再次分裂。然而，与没有辐射反馈的情况相比，形成较少的次级物体。我们还发现，次级物体的质量增长是温和的抑制，由于其辐射反馈的效果。然而，它们的质量增长也取决于它们在圆盘中形成的位置以及它们随后的相互作用，因此它们的最终质量与没有辐射反馈的情况没有显著差异。我们发现，由光盘碎片形成的次级对象的质量从几个M $_{\rm J}$到几个0.1 M $_{\odot}$。由碎片形成的行星倾向于从盘中被弹出。我们的结论是，行星质量的物体在宽轨道（宽轨道行星）是不太可能形成的光盘碎片。尽管如此，圆盘的碎裂可能是自由漂浮行星和褐矮星的重要来源。
2016-10-26 astro-ph.EP
Self-gravitating discs with radiative transfer: their role in giant planet formation
我们目前的初步结果的能力，自引力盘冷却，以响应其内部加热。这些光盘建模使用光滑粒子流体动力学（SPH）代码与辐射转移（怀特豪斯，贝特和Monaghan 2005年），我们调查这些光盘的能力，以保持一个状态的热平衡与他们的边界作为其可能性的指示碎片。
2009-05-13 astro-ph.EP
Dynamical evolution of an eccentric planet and a less massive debris disc
我们研究了偏心行星和质量较小的外部碎片盘之间的相互作用。这种情况可能发生在行星-行星散射或合并事件之后。我们在广泛的初始条件下，使用一套的n体积分结合理论的演变。靠近圆盘中面的行星会移除内部的碎片区域，而残留的微粒会形成一个偏心圆盘，与行星的径向对齐。内盘边缘是椭圆形的，正好位于行星的轨道之外。中等倾斜的行星（$i_{\rm plt} \gtrsim 20^\circ$代表$e_{\rm plt} = 0.8$）可能会将碎片雕刻成一个钟形结构，包裹着行星的轨道。最后，一些高度倾斜的行星（$i_{\rm plt} \sim 90^\circ$）可以保持一个垂直于行星平面的圆盘。在所有情况下，圆盘颗粒经历快速演化，而整体结构演化较慢。这些结构的形状和它们的密度分布的特点。在共面的情况下，使用偏心希尔半径参数的行星轨道周围的混沌区的宽度。这个区域在大约10个长期或扩散时间（以较长者为准）内被清除，碎片在几个长期时间内呈现其最终形状。我们量化了行星的迁移，并表明在这种质量制度下，它几乎总是很小的。我们的研究结果可能会被用来利用观测到的碎片特征来识别看不见的偏心行星。
2014-06-27 astro-ph.EP
Disc-planet misalignment from an unstable triple system: IRAS04125
本文提出IRAS01425+2902系统中行星与盘面60度错位可能源于不稳定三体系统的解体，通过模拟高倾角逆行飞掠弹射相互作用，成功再现了观测到的盘面、双星和行星轨道错位，并预测双星具有高偏心率轨道。
2025-04-09 astro-ph.EP
Orbital alignment of circumbinary planets that form in misaligned circumbinary discs: the case of Kepler-413b
虽然开普勒探测器发现的大多数环联星行星的轨道都与联星轨道平面紧密对齐，但开普勒-413和开普勒-453系统表现出$\sim 2.5^\circ$的小偏差。一种可能性是这些行星形成于一个环双星盘，其中间平面相对于双星轨道平面倾斜。这样的配置预计将导致一个扭曲和扭曲的磁盘，我们的目标是检查嵌入这些磁盘的行星的倾角演变。我们采用了三维流体动力学模拟，研究光盘的存在下，一个适度倾斜的二进制参数相匹配的开普勒-413系统，作为光盘参数和二进制倾角的函数的响应。圆盘都发展缓慢变化的翘曲，通常显示非常少量的扭曲。由于采用了大的外圆盘半径，所以会发生非常慢的固体进动。对嵌入这些圆盘中的行星的模拟导致行星与双星轨道平面对齐，圆盘质量接近最小质量的太阳星云，这样行星的节点岁差就被双星控制。对于更高的光盘质量，行星保持与当地光盘中面近共面。我们的研究结果表明，在倾斜的环双星盘出生的环双星行星应该与双星轨道平面对齐的光盘年龄和失去质量，即使环双星盘仍然偏离双星轨道。这一结果对于理解已知的环双星行星的起源具有重要意义。
2018-03-27 astro-ph.EP
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 gravitational interaction between planets on inclined orbits and protoplanetary disks as the origin of primordial spin--orbit misalignments
许多观测到的系外行星的自旋-轨道对齐特性可以在原始盘错位模型的背景下解释，在该模型中，最初对齐的原行星盘被偏离轨道的遥远恒星伴星扭转，导致岁差运动，这可能导致自旋-轨道角的大幅度振荡。我们考虑这个模型的一个变种，其中的同伴是一个巨大的行星，轨道半径为几个天文单位。在已发表的数值模拟结果的指导下，我们通过将磁盘划分为内部和外部部分来模拟该系统的动态演化-在行星的位置处分离-表现为不同的刚性磁盘。我们表明，即使外盘的方向保持不变，行星也会偏离内盘。除了由岁差运动引起的振荡，其幅度越大，初始内盘与行星的质量比越小，自旋轨道角也表现出长期增长，在这种情况下-由正在进行的质量消耗驱动从磁盘-当内盘的角动量下降到行星的角动量以下时，这变得很重要。总之，这两种效应可以产生显着的失准角的内盘，包括逆行配置。我们讨论这些结果的框架内的搁浅热木星的情况下，并考虑其影响，包括碎片磁盘的对齐属性的解释。
2016-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star - Planet - Debris Disk Alignment in the HD 82943 system: Is planetary system coplanarity actually the norm?
最近的结果表明，HD 82943系统中的两颗行星与天平面的夹角为20 +/-4度。在这里，我们发现这个系统中的碎片盘倾斜了27 +/-4度，从而增加了导出的行星倾斜度的强度，并表明行星和碎片盘在类似于太阳系的水平上对齐。此外，恒星赤道被推断为倾斜28 +/-4度，这表明整个恒星-行星-盘系统是对齐的，这是第一次在~AU宽轨道上发现的径向速度行星中测试这种对齐。我们表明，行星盘排列是原始的，而不是行星长期扰动的磁盘倾角的结果。此外，我们注意到另外三个通过直接成像发现的行星距离大于10天文单位的系统已经有了很好的证据，并提出了系统范围内恒星-行星-盘对齐的经验证据，除了拥有热彗星的系统之外。虽然这种排列需要在更多的系统中进行测试，也许并不令人惊讶，但它提醒人们，在考虑行星轨道的方向时，应该将系统作为一个整体来考虑。
2013-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal evolution of hierarchical and inclined systems
研究了在潮汐作用下，轨道半长轴比较小，轨道互倾较大（大于20 °）时，层次三体系统的动力学演化.使用四极非限制近似的引力相互作用和粘性线性模型的潮汐，我们推导出的平均运动方程的矢量形式主义，这是适合于模拟大量的各种系外行星系统在非常偏心和倾斜的轨道的长期演变。特别是，它可以被用来获得约束恒星自旋轨道不对准，捕获卡西尼状态，潮汐Kozai迁移，或阻尼的相互倾斜。因为我们的模型是有效的非限制性的问题，它可以用来研究系统的质量相同或外部限制性的问题，如一个行星的演化围绕一个双星系统。在这里，我们将我们的模型应用于三种不同的情况：1）HD 80606行星系，我们获得了失准角的概率密度函数分布，在53度和109度附近有两个明显的高概率峰值;（2）HD 98800双星系统，我们证明了在观测盘内的初始逆轨道可能变为逆轨道，反之亦然;（3）HD 11964行星系，我们证明了潮汐耗散与引力摄动的结合可能导致互倾角的减小和内轨道的快速圆化。
2011-07-04 astro-ph.EP astro-ph.SR math.DS
