Effects of Unseen Additional Planetary Perturbers on Compact Extrasolar Planetary Systems
受开普勒任务发现的大量紧凑的太阳系外行星系的启发，本文考虑了由于可能的额外的外行星的扰动。发现的紧凑系统有时包含多个凌日行星，因此它们的轨道角动量矢量紧密对齐。由于行星轨道容易受到倾角强迫振荡的影响，这些系统高度对齐的性质限制了可能的额外（非过境）行星。如果这些太阳系外围区域的行星有足够大的质量或足够小的半长轴，它们将导致紧凑的内部轨道在凌日配置中振荡。本文考虑了被发现拥有五颗或更多行星的紧凑系统的动力学。为了不干扰这些系统的连续，相互过境的状态，额外的行星同伴通常必须有近星点$p>10$ AU。具体的限制被认为是18个行星系，这是通过边缘化其他轨道参数使用三种不同的选择先验的同伴属性（均匀的前，过境启发前，和非过境盘前）。一个单独的合奏数值实验表明，这些紧凑的系统一般不能包含彗星类似物，而不破坏观测到的轨道。我们还考虑了这些约束如何依赖于系统的属性，并发现行星系的表面密度是最重要的变量之一。最后，我们提供了两个系统，WASP-47和开普勒-20，这种分析提供了有趣的限制的具体结果。
2017-02-24 astro-ph.EP
1/1 resonant periodic orbits in three dimensional planetary systems
本文研究了两行星系统的动力学行为，该系统演化为具有非零互倾的$1/1$平均运动共振（共轨运动）。特别是，我们研究的周期轨道从平面到空间的情况下的分叉的存在性。我们发现，这种分歧只存在于行星质量比$ρ=\frac{m_2}{m_1}<0.0205$。对于区间$0<ρ<0.0205$中的$ρ$，我们计算了空间周期轨道的生成族及其线性稳定性。这些空间族形成了桥梁，它们开始于同一平面族，结束于同一平面族。在它们之间，行星的相互倾斜度是变化的。我们构造了动力学稳定性映射，并证明了相空间中正则轨道区域的存在性。
2014-10-18 astro-ph.EP
The Effect of Planetary Illumination on Climate Modelling of Earthlike Exomoons
从潮汐加热，日食和行星照明的分析研究，很明显，系外卫星宜居带（EHZ）-一组月球和宿主行星轨道，允许液态水在类地卫星的表面-是一个比行星HZ更高维度的流形。本文概述了第一次尝试产生气候模型的exoons拥有所有上述来源和汇的能量。我们扩大我们以前的一维纬向能量平衡模型（LEBM），其中遵循的温度演变的类地卫星轨道上的行星，通过添加行星照明。我们调查的EHZ在四个维度，运行两个独立的模拟套件。第一个研究通过改变行星的轨道来研究EHZ，保持月球的轨道固定，将EHZ与行星的宜居带进行比较。一般来说，行星照明会使EHZ稍微远离恒星。其次，我们固定行星的轨道，改变月球的轨道，以调查环行星际内可居住的边缘。我们证明，由于日食（而不仅仅是轨道稳定性），可以存在一个外边缘，但当考虑到碳酸盐-硅酸盐循环的影响时，这个边缘可能会被向外推。
2014-04-17 astro-ph.EP
Refined stellar, orbital and planetary parameters of the eccentric HAT-P-2 planetary system
我们提出了完善的参数太阳系外行星系HAT-P-2（也称为HD 147506），根据新的径向速度和光度数据。HAT-P-2b是一颗凌日的太阳系外行星，轨道偏心。我们提出了一个详细的分析的行星和恒星的参数，产生一致的结果的质量和半径的恒星，更好的约束的轨道偏心率，和完善的行星参数。主恒星的改进参数为M_star = 1.36 +/- 0.04 M_sun和R_star = 1.64 +/- 0.08 R_sun，而行星的质量为M_p = 9.09 +/- 0.24 M_Jup，半径为R_p = 1.16 +/- 0.08 R_Jup。行星的精确凌日时期和周期为E = 2，454，387.49375 +/- 0.00074（BJD）和P = 5.6334729 +/- 0.0000061（天），近星点的轨道偏心率和幅角分别为e = 0.5171 ± 0.0033和omega = 185.22 ± 0.95度。这些轨道要素使我们能够预测日食的时间，准确度约为15分钟。我们还讨论了这种显着的偏心率的影响，包括在过境光变曲线的不对称性的表征。上面给出了一些简单的公式，这些公式又可以用来利用纯粹的测光数据来限制轨道偏心率。这将特别有助于对凌日行星进行非常高精度的星载观测。
2009-10-08 astro-ph.EP
Resonant planetary dynamics: Periodic orbits and long-term stability
在过去十年中发现的许多外太阳系都是由以共振配置轨道运行的行星组成的，因此，它们的演化应该表现出长期的稳定性。然而，由于行星之间的相互作用，多行星系统表现出复杂的动力学，大多数是混沌轨道。通过计算一般平面三体问题的共振周期轨道，我们可以确定可能的稳定构型，这可以用于模拟两行星系统。在这项工作中，我们审查我们的模型的平面和空间的情况下。我们提出了家庭的对称周期性轨迹在各种共振，并研究其线性水平和垂直稳定性。我们表明，稳定的周期轨道周围存在的制度，在相空间中发生定期的演变。不稳定的周期轨道与混沌和行星失稳的存在有关。
2013-06-11 astro-ph.EP
Tracking Advanced Planetary Systems (TAPAS) with HARPS-N VIII. A wide-orbit planetary companion in the hot-Jupiter system HD 118203
本研究基于17年径向速度与TESS光度数据，确认HD 118203系统中存在一颗11倍木星质量的宽轨道伴星，形成层级行星系统，并探讨其动力学与形成机制。
2024-07-16 astro-ph.EP
Long-term orbital stability of exosolar planetary systems with highly eccentric orbits
目前，许多太阳系外的行星系已被发现，至少有一颗行星在一个高偏心率的轨道上。在这项工作中，我们研究了这种系统可能的长期稳定性。我们考虑一般的三体问题作为我们的模型。高偏心率轨道在Hill稳定区之外。然而，平均运动共振可以提供相位保护，并且存在具有长期稳定性的轨道。我们构造的混沌指标的计算的基础上的动态稳定性的地图，我们在相空间中，其中的长期稳定性得到保证的地区。我们专注于至少有一颗行星是高度偏心的区域，并试图将它们与稳定的周期轨道的存在联系起来。根据观测数据得出的轨道要素值往往有很大的偏差。通常，高偏心率的相空间区域是狭窄的，因此，我们的动力学分析可能会大大限制系统的位置的有效域。
2016-12-08 astro-ph.EP
Stellar Spin-Orbit Alignment for Kepler-9, a Multi-transiting Planetary system with Two Outer Planets Near 2:1 Resonance
本文介绍了开普勒9多凌日行星系统中行星b的Rossiter-McLaughlin效应的光谱测量结果。由此产生的天空投影自旋轨道角是$λ=-13^{\circ} \pm 16^{\circ}$，它有利于一个对齐的系统，强烈反对高度失调，极性和逆行轨道。包括开普勒9号在内，现在共有4个多行星系统的罗西特-麦克劳克林效应测量，所有这些都与自旋轨道对齐一致。
2017-12-18 astro-ph.EP
Architectures of Planetary Systems and Implications for their Formation
多普勒行星搜索显示，许多巨行星的轨道靠近它们的主恒星或在高度偏心的轨道上。这些和随后的观测激发了行星形成的新理论，这些理论引用了多行星系统中的引力相互作用来解释轨道偏心率甚至短周期巨行星的激发。最近，美国宇航局的开普勒任务已经确定了300多个具有多个过境行星候选者的系统，其中包括许多潜在的岩石行星。这些系统中的大多数包括多个行星，其轨道和大小在地球和海王星之间。这些系统代表了另一种新的和意想不到的行星系，并提供了一个机会，以测试理论发展，解释性质的巨型系外行星。目前，我们对这种行星系的了解有限，主要是关于它们的大小和轨道周期。随着开普勒长期、几乎连续监测的出现，凌日时间变化（TTV）方法已经发展成为一种新技术，用于表征数百颗行星相互行星摄动的引力效应。TTV可以提供行星质量、密度和轨道的精确（但复杂）约束，即使是对于具有微弱宿主恒星的行星系。在未来的几年里，天文学家将把TTV观测转化为对低质量行星的行星系的形成和轨道演化越来越强大的约束。在TTV、改进的多普勒巡天、高对比度成像活动和微透镜巡天之间，天文学家可以期待在未来十年内更好地了解行星形成。
2014-04-11 astro-ph.EP
The Habitable Zone and Extreme Planetary Orbits
给定恒星的宜居带描述了行星表面可能存在液态水的恒星周距离范围，这取决于恒星的性质。在这里，我们描述的发展宜居带的概念，它的应用到我们自己的太阳系，并随后应用到系外行星系统。我们进一步将其应用于极端偏心轨道的行星，并显示它们如何仍然保留生命的属性，这取决于在宜居带内度过的总轨道的百分比。
2012-05-11 astro-ph.EP
A semi-empirical stability criterion for real planetary systems
我们测试了偏心行星系的交叉轨道稳定性标准，基于智慧的标准的一阶平均运动共振重叠（智慧，1980年）。我们表明，这个标准符合在真正的系外行星系统的稳定区域相当不错。此外，我们表明，椭圆轨道可以保持稳定，即使是区域的远心距离的内轨道大于近心距离的外轨道，只要初始轨道对齐。文中给出的解析表达式可用于对多行星系的稳定区进行快速约束。作为这项研究的副产品，我们进一步表明，偏心率的振幅变化可以作为一个快速计算的稳定性指标。
2013-09-26 astro-ph.EP
Asteroseismic determination of the stellar rotation period of the Kepler transiting planetary systems and its implications for the spin-orbit architecture
我们测量了{ \it Kepler}凌日行星系中19颗恒星的自转周期，其中$P_{\rm rot, astero}$是通过星震学测量的，$P_{\rm rot, phot}$是通过光度变化测量的。两颗恒星在Lomb-Scargle周期图中呈现出两个明显的峰值，这两个峰值都与地震自转周期不一致。其他四个系统没有显示出任何明显的峰值，其恒星自转周期不可能从光度变化可靠地估计;它们的恒星赤道可能相对于行星轨道平面显著倾斜。对于其余13个系统，$P_{\rm rot, astero}$和$P_{\rm rot, phot}$在30%以内一致。有趣的是，13个系统中有3个处于自旋-轨道共振状态，其中$P_{\rm orb, b}/P_{\rm rot, astero} \approx 1$和$P_{\rm orb, b}$是每个系统最内侧行星的轨道周期。根据464个{ \it Kepler}凌日行星系的测光自转周期数据，得到相应的机会概率为（$0.2$ - $4.7$）%。虽然需要对具有可靠自转周期的恒星进行进一步分析，以检验统计意义，但恒星和行星之间的自旋-轨道共振如果得到证实，除了过境行星系的自旋-轨道（错误）对齐的起源外，对恒星-行星潮汐相互作用也有重要影响。
2019-03-12 astro-ph.EP
Orbital stability in the Solar System for arbitrary inclinations and eccentricities: planetary perturbations versus resonances
本文应用动力学映象技术，研究了太阳系中试验粒子在0.1<a<38au，0<e<0.9，0 <i<180定义的空间（a，e，i）中的轨道稳定性，确定了不稳定区和稳定区。我们找到了稳定的小生境，在那里小天体甚至可以在非常高的偏心率下生存。平均运动共振起着基本的作用，特别是对于大倾角轨道，它提供了抵抗行星摄动的稳定性。沿着太阳系，i=150附近存在一个稳定带。根据我们的地图，我们发现半长轴在10到30天文单位之间的天体群在一个高度不稳定的区域内发展。对于内太阳系，我们发现Hildas和木星之间的区域对于高偏心率轨道比低偏心率轨道更稳定。
2019-05-14 astro-ph.EP
A possible correlation between planetary radius and orbital period for small planets
对于半径小于4 R_Earth的行星，我们认为存在着行星半径与轨道周期之间的相关性。使用开普勒的数据，我们发现的相关系数为0.5120，并建议的相关性是不是仅仅由调查不完整。虽然相关系数可能会根据统计分析而变化，但相关性的统计显著性是稳健的。进一步的分析表明，这种相关性源于两个因素。一个似乎是两个量之间的中间周期（3-100天）的幂律依赖关系，另一个是在短周期内缺乏半径大于2 R_地球的行星。这种相关性可能为小行星形成理论和理解行星系的动力学演化提供重要的约束。
2015-10-15 astro-ph.EP
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
Gravitational instability of planetary gaps and its effect on orbital migration
巨行星在自引力盘中形成的间隙可能导致引力边缘不稳定性（GEI）。我们证明了全球的3D和2D自引力盘行星模拟使用ZEUS，PLUTO和FARGO流体动力学代码的GEI。高分辨率的二维模拟表明，不稳定的外间隙边缘可以导致向外的轨道迁移。我们的研究结果对大质量盘中巨行星形成的理论有重要的意义。
2014-01-20 astro-ph.EP
The HD 181433 Planetary System: Dynamics and a New Orbital Solution
我们对HD 181433行星系的轨道稳定性进行了详细的分析，发现它在很宽的轨道偏心率、半长轴和相互倾角范围内表现出很强的动力学不稳定性。我们还分析了Campanella（2011）提出的另一种系统架构的行为，发现它比原来的解决方案提供了更大的稳定性，这是由于行星被困在强烈的相互共振中。我们利用最近的观测结果对系统进行了全面改装，产生了一个新的行星解决方案。HD 181433 d的最佳轨道是半长轴6.60 $\pm$ 0.22天文单位，偏心率0.469 $\pm$ 0.013。对这种新系统架构的广泛模拟表明，它在广泛的潜在轨道参数空间范围内是动态稳定的，这增加了我们对新解决方案代表系统真实情况的信心。我们的工作突出了与轨道拟合过程相一致地对候选行星系进行动力学模拟的优势，以及支持对径向速度行星搜索目标的持续监测。
2019-06-13 astro-ph.EP
Revisiting a gravity-darkened and precessing planetary system PTFO 8-8695: spin-orbit non-synchronous case
我们重新分析了凌日行星系PTFO 8-8695的时变光变曲线，其中一颗质量为3 ~ 4木星的行星围绕一颗快速旋转的前主序星运行。PTFO 8-8695的行星轨道周期为0.448天，恒星自转周期小于0.671天，是检验引力暗化和节点岁差模型的理想系统。虽然之前对PTFO 8-8695的分析假设恒星自旋和行星轨道周期是相同的，但我们通过放弃自旋-轨道同步条件来扩展分析，并找到大致对应于节点岁差周期199 $\pm$ 16，475 $\pm$ 21，和827个$\pm$ 53天，重现了2009年和2010年观测到的凌日光变曲线。我们将三种解决方案的预测光变曲线与2014年和2015年在Koyama天文台获得的百分之几精度的测光数据进行比较，发现岁差周期为199 $\pm$ 16天的解决方案是首选的，即使是初步的。最后简要讨论了未来的发展前景和对其他凌日系统的启示。
2015-06-16 astro-ph.EP
Influence of periodic orbits on the formation of giant planetary systems
巨型行星系形成的后期具有丰富的动力学机制。先前对三颗巨行星最初在气盘中的准圆形和准共面轨道上的模拟表明，尽管气盘具有很强的偏心率和倾斜阻尼，但可以形成高度相互倾斜的配置。许多注意力都集中在倾斜型共振上，要求在行星迁移过程中获得大的偏心率。在这里，我们表明，倾斜激励也存在于小到中等的偏心率在两个行星系统，以前经历了一个喷射或合并，并在气相结束时接近共振的可重复性。我们执行这些行星系的动力学分析，指导计算的平面家庭的周期轨道和分歧的家庭的空间周期轨道。我们表明，在小到中等偏心率的倾斜激励可以产生（临时）捕获倾斜型共振和可能接近的非共面系统的空间周期性轨道有助于保持他们的相互倾斜在很长一段时间。
2018-04-25 astro-ph.EP
Normalized angular momentum deficit: A tool for comparing the violence of the dynamical histories of planetary systems
对多行星系统中系外行星轨道特征的星群研究突出表明，行星的平均轨道偏心率与其宿主系统的行星数量（即其多重性）之间存在一种负相关关系。提出这种效应是为了反映行星系动态演化中不同程度的暴力。以往的工作表明，具有相似轨道结构的行星系动力学演化的相对剧烈程度可以通过计算它们的角动量亏损（AMD）来进行比较。我们研究了使用更一般的度量来对具有不同轨道结构的行星系进行类似比较的可能性。我们考虑了AMD的修改版本，归一化角动量亏损（NAMD），并使用它来研究99个多行星系统的样本，其中包括目前最好的太阳系外系统和太阳系，即具有紧凑和宽轨道结构的行星系。我们验证了NAMD允许我们比较具有不同轨道结构的多行星系统的动力学历史的暴力。我们确定了NAMD和行星系的多重性之间的关系，其中以前观察到的偏心率多重性的关系是一个反射。我们的研究结果似乎表明，动力学不稳定性和混沌演化的阶段并不罕见的行星系。他们还认为，行星形成过程在产生高多重性系统方面的效率可能高于目前已知的人口。
2020-03-23 astro-ph.EP
The atmospheric circulation and climate of terrestrial planets orbiting Sun-like and M-dwarf stars over a broad range of planetary parameters
最近发现的温带类地行星绕附近的恒星和承诺的特点，其大气激发了需要了解的多样性可能的行星参数如何影响气候的类地行星。在这项工作中，我们调查的大气环流和气候的类太阳和M-矮星的类地系外行星的轨道上广泛的可能的行星参数，包括行星自转周期，表面压力，入射恒星通量，表面重力，行星半径和云粒子大小。我们这样做使用的大气环流模式（GCM），其中包括非灰色辐射转移和云的影响。从这套模拟的结果一般表现出定性相似的依赖关系的环流和气候的行星参数作为理想化的GCM，与定量的差异，由于包括额外的模型物理。值得注意的是，我们发现有效云粒子大小是一个关键的未知参数，可以极大地影响类地系外行星的气候。我们证实了低和高白昼侧云覆盖率的同步旋转的类地行星旋转周期增加之间的过渡。我们确定，这种云的过渡是由于涡驱动的收敛附近的亚恒星点，不应该是参数化依赖。最后，我们计算全相位光变曲线从我们的模拟行星绕M-矮星，发现改变入射恒星通量和旋转周期影响可观察到的属性的类地系外行星。我们的GCM结果可以指导对未来太空望远镜观测到的广泛可能的类地系外行星的行星气候的预期。
2019-02-08 astro-ph.EP
Planetary systems with forces other than gravitational forces
在最近的一篇文章（Eur. Phys.J.Plus 2022，137：99）。这里的算法是用来获得行星系的力不同于牛顿平方反比引力。牛顿行星系具有规则的椭圆轨道，证明了具有纯逆力的行星系也是稳定的，具有规则的轨道，而具有逆立方力的行星系是不稳定的，没有规则的轨道.然而，在具有反向力的行星系中的规则轨道偏离通常的椭圆轨道，其旋转轨道倾向于具有三个或八个环的轨道。牛顿在$\textit{Principia}$中的45号命题是关于由引力的附加吸引力引起的月球旋转轨道的，但是，尽管附加的逆力使行星系稳定，但是附加的逆立方力在足够的强度下可以使行星系不稳定。
2022-07-17 astro-ph.EP physics.class-ph
Orbital Dynamics and the Evolution of Planetary Habitability in the AU Mic System
已经发现的行星系的多样性揭示了过多的可能结构，为行星形成和演化提供了见解。它们还增加了我们对可能影响行星可居住性的系统参数的理解，以及这些条件如何受到初始条件的影响。在已知的行星系中，AU~Mic系统是一个独特的年轻的多行星凌日系统。这样一个年轻和特征良好的系统提供了一个机会，研究轨道动力学和可居住性研究的行星在其演变的非常早期的阶段。在这里，我们计算了系统的宜居带随时间的演化，包括系统目前所处的主序前阶段。我们讨论的行星大气过程中发生的地球质量的行星在这个过渡期，并提供计算的气候状态收敛年龄的挥发性丰富和贫穷的初始条件。我们提出的AU~Mic系统的轨道动力学分析的结果表明，快速的离心率演化的已知行星，并表明，类地行星的宜居带的系统可以保持长期稳定。最后，我们讨论了后续的观测前景，可能的宜居带行星的可探测性，以及如何使用AU Mic系统作为行星宜居性演化研究的模板。
2021-11-02 astro-ph.EP
VLT/NACO astrometry of the HR8799 planetary system. L'-band observations of the three outer planets
HR8799是迄今为止唯一直接成像的多系外行星系统。如果能更好地了解其轨道结构，将有助于深入了解宽轨道行星系的形成和动态演变。本文介绍了NACO在VLT获得的HR8799系统的L '波段观测，补充了对行星HR8799b、c和d的天体测量监测。我们研究了两个简单的情况下，（i）一个圆形的轨道和（ii）一个正面的轨道适合的天体测量数据的HR8799d在总时间基线为2年。结果表明，HR8799d的轨道相对于我们的视线是倾斜的，并建议轨道是轻微偏心或不共面的外行星和碎片盘。
2011-03-14 astro-ph.EP
Hot planetary winds near a star: dynamics, wind-wind interactions, and observational signatures
在一些系统中已经观察到了来自围绕其主星的短（热）轨道上的系外行星的“蒸发”风的特征。在本文中，我们提出了全球AMR模拟跟踪发射的风，他们通过拱星环境的扩张，以及他们与恒星风的相互作用。我们专注于纯粹的流体动力学流动，包括风发射的各向异性，并详细探索所产生的流的轨道/流体动力学。特别是，我们发现，潮汐力和科里奥利力的组合强烈扭曲行星“帕克”风创建“上轨道”和“下轨道”流。我们的特点，其轨道要素的变化取决于他们的发射位置在地球上的流量。我们发现，在大气温度的各向异性导致显着回流到地球上。行星风与恒星风强烈相互作用，产生不稳定性，最终导致行星气体沉积在恒星上。我们提出了综合观测过境和吸收线结构为我们的模拟。对于我们的初始条件，我们发现，轨道风材料产生的吸收签名在显着的距离，从行星和大量的轨道到轨道的变化。Ly-α吸收在70 km/s范围内表现出红移和蓝移特征。最后，在均匀吸收近似下，利用半解析模型对辐射压的影响进行了约束。
2016-04-28 astro-ph.EP
Vertical instability and inclination excitation during planetary migration
我们考虑一个双行星系统，它模仿气体驱动（II型）迁移的影响下的耗散力的影响下迁移。它已被证明，在平面的情况下，迁移导致共振捕获后的演变，迫使系统遵循家庭的周期性轨道。从与共面配置略有不同的行星开始，捕获也可以发生，此外，在某些情况下观察到行星倾角的激发。我们表明，激励的倾角发生时，平面家庭的周期性轨道，这是在行星迁移的初始阶段，成为垂直不稳定。在这些点上，{ \em垂直临界轨道}可能会产生稳定的$3D$周期轨道族，这将驱动迁移行星向非共面运动的演化。本文计算并给出了行星质量比不同值时，$2/1$和$3/1$共振的垂直临界轨道。此外，我们确定的极限值的偏心度的“倾斜共振”发生。
2014-07-14 astro-ph.EP
Dynamical architectures of planetary systems induced by orbital migration
本次演讲的目的是介绍建立合理的行星系架构的最新进展，该架构由行星和它们在行星系形成的早期嵌入盘之间的引力潮汐相互作用决定。我们专注于一个非常明确的和深入研究的过程中，盘行星相互作用导致行星迁移。我们专注于低质量行星存在的系统的动力学。特别注意的是专门调查的谐振配置的作用。我们的研究除了补充目前在观测各种各样的行星系和揭示其结构和起源方面取得的迅速进展外，还可以为支持计划增加探测到的多行星系数目的飞行任务作出宝贵贡献。
2009-11-08 astro-ph.EP
Long-term stability of the HR 8799 planetary system without resonant lock
HR 8799是一颗有四颗大质量行星环绕的恒星。观测到的行星结构在一个比估计的系统年龄（约3000万年）短得多的时间尺度上是不稳定的，除非行星被锁定在平均运动共振中。这种情况的特点是一个或多个谐振角的小振幅振动，通过防止近距离接触来稳定系统。我们模拟了类似HR 8799行星系的行星系统，探索了轨道分离、行星质量和太阳到恒星距离等参数空间。我们发现了看起来像HR 8799的系统，并且保持稳定的时间超过了HR 8799的估计年龄。我们的系统都不是被迫共振的。我们发现，与标称质量和在一个狭窄的轨道分离范围内，100个系统中有5个与观测和寿命相匹配。考虑到广泛的轨道分离，我们发现12 900个类似的系统。与从观测位置假设的圆形轨道相比，这些系统的初始轨道间隔略有增加，因此生存时间明显更长。间隔的微小增加导致存活时间的显著增加。由于引力相互作用而形成的低偏心率足以使行星与观测结果相匹配。虽然质量较低，但仍然在估计的行星质量不确定性范围内，我们在狭窄的轨道间隔范围内找到了100个匹配和长寿系统中的18个。在较宽的分离范围内，我们找到了900个匹配系统中的82个。我们的结果意味着HR 8799系统中的行星不一定处于强烈的平均运动共振中。
2016-06-24 astro-ph.EP
On the formation of compact planetary systems via concurrent core accretion and migration
我们提出的结果行星形成N体模拟的基础上，一个全面的物理模型，包括行星质量增长，通过相互胚胎碰撞和星子/巨石吸积，粘性盘的演变，行星迁移和气体吸积到行星的核心。本研究的主要目的是确定哪一组模型参数导致形成的行星系，类似于紧凑的低质量多行星系统，已发现的径向速度调查和开普勒任务。我们改变初始光盘质量，固体与气体的比例和巨石/星子的大小，并为一个有限的体积的参数空间，我们发现，紧凑的系统包含类地行星，超级地球和海王星般的机构出现作为自然结果的模拟。当小的微行星/巨砾提供主要的吸积源时，具有低的固气比值的圆盘模型只能形成短周期的超级地球和海王星，因为这些天体的流动性需要克服生长胚胎的局部隔离质量。在低金属量恒星周围存在短周期的超级地球提供了强有力的证据，表明小的移动物体（星子，巨石或卵石）在所观察到的行星的形成中发挥了核心作用。
2016-01-14 astro-ph.EP
Orbital structure of planetary systems formed by giant impacts: stellar mass dependence
最近的系外行星调查显示，对于太阳型恒星，近距离的超级地球无处不在，其中许多是在多行星系统中。这些系统比太阳系的类地行星更紧凑。然而，关于低质量恒星周围行星形成的理论研究很少。在标准模型中，类地行星形成的最后阶段是巨撞击阶段，原行星在引力作用下相互分散碰撞，然后演化成稳定的行星系。我们研究了恒星质量对大碰撞形成的行星系结构的影响。我们围绕质量为太阳质量的0.1- 2倍的恒星进行{ \it N}体模拟。利用原行星的孤立质量，我们将初始原行星分布在距中心恒星0.05- 0.15au的范围内，跟踪了最内层原行星2亿个轨道周期的演化。我们发现，对于一个给定的原行星系统，行星的质量随着恒星质量的减少而增加，而行星的数量则减少。随着恒星质量的减小，轨道的偏心率和倾角以及相邻行星的轨道间距增大。这是因为随着恒星质量的减小，行星散射的相对强度变得更加有效。我们还利用最小质量太阳系外星云模型讨论了形成于宜居带的行星的性质。
2022-12-17 astro-ph.EP
An Analytic Method to determine Habitable Zones for S-Type Planetary Orbits in Binary Star Systems
随着越来越多的太阳系外行星在双星系统中或其周围被发现，经典宜居带的确定问题也随之产生。第二颗恒星的辐射和引力扰动是否对宜居带的范围有显著的影响，或者仅仅考虑主星就足够了？在这篇文章中，我们研究了恒星的同伴与不同的光谱型的太阳辐射的类地行星收到的影响，围绕太阳的主要。我们目前的时间独立的分析估计，并比较这些通过高精度数值轨道计算得到的日照统计。结果表明，一个强烈的依赖永久的可居住性的二进制的偏心率，以及可能的扩展宜居带向二次密近双星系统。
2012-04-11 astro-ph.EP
Dynamical evolution of planetary systems
我们太阳系的巨行星运动的明显规律表明，几十年来，这些行星形成的轨道与现在的轨道相似，在它们的一生中没有发生过任何戏剧性的事情。太阳系外行星的发现令人震惊地表明，我们的行星系的轨道结构并不典型。许多巨大的太阳系外行星的轨道半长轴为$\sim 1$ AU，有些行星的轨道半径甚至更小，有时轨道周期只有几天。此外，大多数太阳系外行星都有很大的离心率，达到了我们太阳系中只有彗星才有的数值。为什么我们的太阳系和外太阳系之间以及外太阳系之间有如此大的差异？本章旨在对这个基本问题给出部分答案。
2011-06-21 astro-ph.EP
Long term evolution of planetary systems with a terrestrial planet and a giant planet
我们研究了在巨行星引力摄动下类地行星的长期轨道演化。特别是，我们感兴趣的情况下，这两个行星是在同一平面，是相对接近。我们研究了两种可能的配置：巨行星的轨道要么在较小行星的轨道之外，要么在较小行星的轨道之内。将摄动势展开到高阶，得到了地球行星轨道的解析解。分析估计，然后从数值积分的完整的运动方程的结果进行比较，我们发现，分析解决方案的工作相当不错。一个有趣的发现是，新的分析估计大大提高了预测的时间尺度的轨道演变的类地行星相比，八极阶扩展。最后，我们简要讨论了分析估计在天体物理问题中的可能应用。
2016-06-09 astro-ph.EP
The role of dissipative evolution for three-planet, near-resonant extrasolar systems
近距离行星系的早期动力学演化是由行星引力相互作用、轨道迁移和耗散效应的复杂组合形成的。虽然轨道迁移收敛的过程预计会经常产生共振的行星系，但以前的分析表明，在长期能量阻尼的影响下，最初共振的行星对的半长轴将逐渐发散，产生过多的行星周期比，稍微超过精确的可伸缩性。虽然这一特征在靠近太阳系外行星的轨道分布中非常明显，但现有的理论图像仅限于行星三体问题的特定情况。在这项研究中，我们概括的耗散发散的共振轨道的多共振链的框架，并将我们的研究结果应用到目前的观测普查的良好特征的三行星系统。专注于2：1和3：2的可伸缩性，我们确定了三个3行星系统，其目前的轨道结构是一致的进化历史，其中收敛迁移首先锁定的行星到一个多共振配置和随后的耗散排斥的轨道远离精确的可伸缩性。然而，我们发现，多行星系的整体样本的架构是不符合这个简单的情况下，这表明额外的物理机制必须发挥主导作用，在早期阶段的行星系的动力学演化。
2019-03-22 astro-ph.EP
Pairwise Tidal Equilibrium States and the Architecture of Extrasolar Planetary Systems
目前的观测表明，行星形成过程通常会产生多个行星系统，它们的轨道接近圆形，间距规则，倾角范围很窄，并且行星质量相似，数量级为$m_{\rm p}\sim10M_\oplus$。受观测样本的启发，本文确定了这类太阳系外行星系的潮汐平衡态。我们首先考虑两个行星系统与固定的轨道间距和可变的质量比。本文探讨的基本猜想是，行星形成过程将分配行星质量，以达到最低能量状态。由此产生的最小能量配置-受到恒定角动量的约束-对应于被限制在一个平面内的圆形轨道，具有几乎相等的行星质量（如观察到的）。然后，我们推广的治疗，包括多个行星系统，其中每个相邻的行星对达到其（本地）潮汐平衡态。观测到的行星系的性质接近于这种成对平衡构型的预期性质。相反，观察到的系统不存在于全局最小能量状态。本文的平衡态和观测到的多行星系统（行星在规则间隔的轨道上质量几乎相等）都具有$σ\propto r^{-2}$形式的有效表面密度，比大多数盘模型陡得多。
2019-07-01 astro-ph.EP
Forming Close-in Earth-like Planets via a Collision-Merger Mechanism in Late-stage Planet Formation
大量的系外行星被发现在非常接近的轨道上围绕着它们的宿主恒星运行，这极大地促进了我们对行星形成过程的理解。现在人们普遍认为，这样的短周期行星不可能形成{ \em in situ}，而是一定是从离主星更远的形成位置迁移到它们现在的轨道。在行星形成的后期，一旦原行星盘中的气体消散，迁移停止，在内部盘区域运行的气体巨星将激发星子和行星胚胎，导致轨道交叉和大撞击的速度增加。我们提出的动力学模拟的结果在这个后期阶段的行星形成的星子演化。我们发现，揭示了一种机制，通过这种机制，行星胚胎的碰撞合并可以将类地行星直接踢到非常接近其母星的轨道上。
2010-12-09 astro-ph.EP
Revisiting the proposed planetary system orbiting the eclipsing polar HU Aquarii
根据食时数据，最近有人提出，食时的极地激变变星水瓶座HU是至少两颗巨行星的宿主。然而，这一结果受到了质疑，因为这些行星的动力学稳定性。在这项工作中，我们提出了一个详细的重新分析的所有日食计时数据可用于HU Aquarii系统，利用标准技术来适应轨道的径向速度数据。我们发现，日食的时间可以用来获得一个两行星的解决方案，不需要在系统内的其他机构的存在。然后，我们进行了非常详细的动力学分析建议的行星系。我们表明，我们推导出的改进的轨道参数对应于在不可行的短时间尺度（10^4年或更短）内动力学不稳定的行星。鉴于这些结果，我们简要地讨论了所观察到的信号实际上可能是日食极的内在属性的结果，而不是动态不可能的行星的证据。综合考虑，我们的研究结果强调了在解释这种时间变化时需要谨慎，因为它们本质上是行星。
2011-10-12 astro-ph.EP
Exoplanets transmission spectroscopy: accounting for eccentricity and longitude of periastron. Superwinds in the upper atmosphere of HD209458b?
内容：到目前为止，一些研究已经使用透射光谱对行星大气特性进行了有用的限制，在HD 209458 b的情况下，甚至在凌日事件期间行星的径向速度也被重建，开辟了一系列新的可能性。目标。在这方面的贡献，我们强调的重要性，占轨道偏心率和经度的近星点的行星轨道，以准确地解释测得的行星径向速度在过境。方法：计算了在偏心轨道上凌日行星的径向速度。考虑到行星相对于其伴星的轨道速度较大，即使是很小的偏心率也会导致凌日期间相对于系统速度的可检测的蓝移或红移径向速度偏移，确切的值也取决于行星轨道的近星点经度。对于一颗热木星行星来说，只有e=0.01的离心率才能产生km/s量级的径向速度偏移。结论：我们提出了另一种解释最近声称的径向速度蓝移（约2公里/秒）的行星谱线的HD 209458 b，这意味着该系统的轨道是不完全是圆形的。在这种情况下，恒星轨道的近星点的经度很可能被限制在第一象限（行星的经度在第三象限）。我们强调，透射光谱不仅可以研究行星大气的组成特性，而且还可以改进其轨道参数，任何关于行星表面上存在的气流的结论来自透射光谱测量需要精确的已知轨道参数RV。
2011-02-02 astro-ph.EP
Analytic orbit propagation for transiting circumbinary planets
本文提出的分析框架充分描述了共面系统的运动组成的恒星双星和行星轨道上的轨道以及长期的时间尺度上的恒星。Runge-Lenz矢量的扰动用于推导系统的短期演化，而八极长期理论用于描述其长期行为。后牛顿恒星轨道的修正。行星轨道最初是圆形的，这里发展的理论假设行星偏心率保持相对较小（e_2<0.2）。我们的模型进行了测试，从数值积分的完整的运动方程的结果，然后应用于调查的动力学历史的一些circumbinary行星系发现的美国宇航局的开普勒卫星。我们的研究结果表明，开普勒-34和开普勒-413系统的形成历史很可能与开普勒-16，开普勒-35，开普勒-38和开普勒-64的形成历史不同，因为这些系统观测到的行星偏心率与初始圆形轨道的假设不一致。
2015-02-23 astro-ph.EP
On the Habitable Zones of Circumbinary Planetary Systems
随着在宜居带（HZ）内发现的行星越来越多，恒星通量对系外行星系统的影响正成为一个越来越重要的性质。开普勒任务最近发现了具有相对复杂的HZ的环双星行星，这是由于来自双星宿主恒星的合并通量。在这里，我们推导出HZ边界的circumbinary系统，并显示其依赖于恒星的质量，分离，和时间，同时占二进制轨道运动和轨道的行星。我们包括稳定性制度的行星轨道在二元系统的HZ。这些方法被应用于几个已知的环双星行星系，如开普勒-16，34，35和47。我们还定量地显示了单星近似的情况下，打破HZ计算。
2012-11-12 astro-ph.EP
Survival of habitable planets in unstable planetary systems
许多观测到的巨行星都位于偏心轨道上。这样的轨道可能是与其他巨行星强烈散射的结果。产生这些散射的动力学不稳定性也可能导致内部轨道上的宜居行星被弹出、摧毁或被运出宜居带。如果一颗宜居行星能够避免抛射和碰撞，并且其轨道保持在宜居带内，我们就说它具有弹性宜居性。在这里，我们模拟岩石行星的轨道演化的行星系，巨行星变得动态不稳定。我们测量可居住行星的弹性，作为观测到的，现在的质量和巨行星轨道的函数。我们发现，宜居行星的存活率在很大程度上取决于巨行星的结构。质量不等的行星系比质量不等的巨行星系更具破坏性。我们还建立了与观测的联系;我们发现，目前偏心率高于0.4的巨行星几乎从来没有一个可居住的内部行星。对于一颗现在离心率为0.2，半长轴为5天文单位的巨行星，它绕着一颗类太阳恒星运行，在宜居带中有50%的轨道对不稳定性有弹性。随着半长轴的增加和离心率的降低，更高比例的可居住行星存活下来并保持可居住状态。然而，如果可居住行星有岩石兄弟姐妹，则存在岩石行星碰撞的重大风险，这将使行星绝育。
2016-08-29 astro-ph.EP
An Integrative Analysis of the HD 219134 Planetary System and the Inner Solar System: Extending DYNAMITE with Enhanced Orbital Dynamical Stability Criteria
绝大多数系外行星系统的行星结构仍未被探索，即使是在最近的系外行星系统中，也可能有数百颗行星仍然“隐藏”在我们的知识之外。EQUIPITE是一个强大的软件包，可以预测这些尚未发现的行星的存在和性质。我们已经大大扩展了ESTITE的综合能力，现在允许（i）未知倾角的行星与已知倾角的行星一起，（ii）行星轨道偏心率的人口统计和模型分布，以及（iii）三种不同的动力学稳定性标准。我们通过对HD 219134系外行星系统的研究展示了新的能力，该系统由四颗已确认的行星和两颗可能的候选行星组成，其中五颗可能的行星大小为海王星或以下，轨道周期小于100天。通过将HD 219134行星系的已知数据与背景和统计的系外行星种群信息相结合，我们测试了不同的系统架构假设，以确定它们可能的动力学稳定性。我们的研究结果为行星候选者提供了支持，我们预测该系统中至少还有两颗行星。我们还部署在类似物的内部太阳系的金星或地球从输入参数，以测试的预测能力的COSTITE。我们的分析发现，该系统保持稳定，同时也恢复了被排除在外的行星，这表明ESTITE准确和精确地模拟多行星系统中其他行星参数的能力不断增强。
2021-12-10 astro-ph.EP
Statistical Distribution Function of Orbital Spacings in Planetary Systems
本文提出用对数正态分布而非单一阈值描述行星系统最小轨道间距，给出拟合参数并验证其与 Kepler 观测样本统计一致，揭示动力学不稳定性对行星体系结构塑造的关键作用。
2023-12-04 astro-ph.EP
Self-Organizing Systems in Planetary Physics: Harmonic Resonances of Planet and Moon Orbits
行星和月球轨道的几何排列成规则的距离间隔模式是自组织系统的结果。自组织系统的正反馈机制是通过谐波轨道共振实现的，导致太阳或恒星系统中长期稳定的行星和月球轨道。行星的距离模式最初是由经验的提丢斯-波德定律描述的，并由具有恒定几何级数因子（对应于对数间距）的广义版本描述。我们发现，轨道周期$T_i$和行星距离$R_i$从太阳是不一致的对数间距，而是遵循量化缩放$(R_{i+1}/R_i) = (T_{i+1}/T_i)^{2/3} = (H_{i+1}/H_i)^{2/3}$，其中的谐波比由五个主要的共振，即$(H_{i+1} : H_{i}) = (3:2), (5:3), (2:1), (5:2), (3:1)$。我们发现，轨道周期比往往遵循量子化谐波比在增加的顺序。我们应用这个谐波轨道共振模型的行星和卫星在我们的太阳系，并对55 Cnc和HD 10180行星系的系外行星。该模型允许我们预测失踪的行星在每个行星系，基于准规则的自组织模式的谐波轨道共振区。我们预测在恒星55 Cnc（和HD 10180）周围有7颗（和4颗）失踪的系外行星。预测行星和月球距离的准确性达到几个百分点。所有分析的系统被发现有$\approx 10$共振区，可以被长期稳定轨道上的行星（或卫星）占据。
2017-08-29 astro-ph.EP
On the stability of planetary orbits in binary star systems I. The S-type orbits
许多系外行星是在双星系统的内部或环双星轨道上发现的。这颗行星是否适合居住取决于其表面是否有液态水，因此也取决于其宿主恒星的光度和行星轨道的动力学特性。双星系统中行星的轨道可以通过数值求解经典三体系统的运动方程来确定，近似恒星和行星的点质量。在这项研究中，我们分析了一个大的数据集的行星轨道，由高精度的长积分在不同的：行星的质量，它的距离主星，质量比为两个恒星的双星系统，和偏心率的恒星运动。为了模拟引力动力学，我们使用了15阶积分方案（IAS 15，在REBOUND框架内可用），为长期积分提供了最佳解决方案。在我们的数据分析中，我们评估了轨道是否稳定，并提供了不同类型的不稳定性的统计数据：与主星或副星的碰撞以及从双星系统中弹射出来的行星。关于稳定性，我们发现了一个显着的轨道，只是勉强稳定，根据Musielak等人2005年介绍的分类。对于质量可以忽略不计的行星，我们估计临界半长轴$a_c$作为质量比和偏心率的函数的二进制，在协议的结果Holman和Wiegert 1999年。然而，我们发现，对于非常大质量的行星（超级彗星），临界半长轴在某些情况下会下降百分之几，与行星质量可以忽略不计的情况相比。
2021-06-03 astro-ph.EP
The scattering of small bodies in planetary systems: constraints on the possible orbits of cometary material
行星对小天体的散射是行星系中一个重要的动力学过程。我们提出了一个分析模型来描述这个过程，使用简化的假设，每个粒子的动力学是由一个单一的行星在同一时间。因此，散射过程可以被认为是一系列的三体问题，在每一个Tisserand参数相对于相关的行星是保守的。这限制了粒子可以散射到的轨道参数空间。这样的论点以前曾被应用于彗星从柯伊伯带分散到内太阳系的过程。我们的分析概括了这一任意行星系。对于直接沿着行星链从外带散射的粒子，基于Tisserand参数的初始值，我们发现有可能（i）确定哪些行星可以从系统中喷射粒子，（ii）定义粒子可以散射的最小恒星距离，以及（iii）约束不同距离处的粒子倾斜范围（以及因此的盘高度）。将其应用于太阳系，我们确定行星之间的散射粒子接近最佳分离。关于温暖的尘埃周围发现的恒星，也有柯伊伯带的类似物，我们表明，如果有一个动态的联系之间的外部和内部地区，然后某些架构的干预行星系是无法产生的意见。此外，我们表明，对于某些行星系，彗星可以分散从外带，或较少的限制，从奥尔特云模拟，到恒星掠食轨道，在支持行星起源的金属污染和尘埃的一些附近的白矮星。
2011-11-08 astro-ph.EP
Disruption of Planetary Orbits Through Evection Resonance with an External Companion: Circumbinary Planets and Multiplanet Systems
双星周围的行星和多行星系统中的行星可能会经历共振偏心率激发和破坏，由于来自遥远的恒星伴星的扰动。这种“逃逸共振”发生在行星的拱点进动频率，由与内部双星或其他行星相关的四极驱动，与外部伴星的轨道频率相匹配。我们发展了一个分析理论来研究轨道共振对环双星和多行星系统的影响。我们推导出了系统长期演化过程中行星有效偏心率激发或共振俘获的一般条件。应用到环双星行星，我们表明，向内的行星迁移可能会导致偏心率增长，由于与外部扰动的evection共振，和周围的行星收缩双星可能无法生存的共振偏心率增长。另一方面，在多行星系统中，显著的偏心率激发发生在行星和双星半长轴的有限参数空间中，并且要求行星迁移足够慢。
2016-02-15 astro-ph.EP
Modeling Indications of Technology in Planetary Transit Light Curves -- Dark-side illumination
我们分析了地外文明使用轨道镜照亮同步旋转行星的黑暗面对行星过境光变曲线的潜在影响。以前基于行星尺度工程的副作用来探测文明的努力集中在影响宿主恒星输出的结构上（例如戴森球）。然而，较年轻的文明可能在工程方面不那么先进，但仍然能够将小型航天器送入轨道。由于M型矮星是太阳附近最常见的恒星类型，因此似乎有许多最近的可居住行星围绕着昏暗的低质量M型恒星运行，并且将同步旋转。从逻辑上讲，在这样一颗行星上进化的文明可能会受到启发，通过在L2拉格朗日点放置一个大镜子来照亮他们星球的黑暗面，或者发射一个小的薄镜子舰队进入行星轨道。我们简要地研究了这样一个轨道镜集合的要求和工程挑战，然后探讨它们对过境光变曲线的影响。我们将恒星边缘变暗和模型的一个简单的镜像舰队的影响，为过境的类地（R = 0.5至2 R_地球）行星，将同步旋转的轨道内的宜居带的主恒星。虽然这样的装置在开普勒数据中无法检测到，但JWST将提供必要的灵敏度来检测围绕附近恒星运行的类似地球的可居住行星的镜子舰队。
2018-06-06 astro-ph.EP
Energy Optimization in Extrasolar Planetary Systems: The Transition from Peas-in-a-Pod to Runaway Growth
受太阳系外行星观测样本中发现的趋势的启发，本文确定了形成行星系的潮汐平衡态--服从角动量守恒，恒定的总质量和固定的轨道间距。在低质量极限（适用于质量为$m_{\rm p}\sim10M_\oplus$量级的超地球类行星）中，之前的工作表明，能量优化会导致质量几乎相等的行星，圆形轨道被限制在一个平面上。本处理一般化以前的结果，包括行星体的自引力。对于行星中具有足够大的总质量$m_{\scriptstyle T}$的系统，优化的能量状态从几乎相等质量行星的情况切换到一个行星包含大部分材料的配置。这种转变发生的临界质量阈值约为$m_{\scriptstyle T} \ge m_{\scriptstyle C}\sim40M_\oplus$（其中的值取决于行星轨道的半长轴，恒星质量和其他系统属性）。这些能量优化的考虑适用于广泛的质量尺度，从双星到行星系，再到围绕我们太阳系中的巨行星运行的卫星集合。
2020-02-25 astro-ph.EP
Worlds Without Moons: Exomoon Constraints for Compact Planetary Systems
系外行星探测的主要惊喜之一是发现了紧凑的行星系，其中许多行星居住在主恒星的0.5 AU范围内。近年来发现了许多这类系统，表明它们是相当常见的轨道结构。特别令人感兴趣的是那些主恒星质量较低的系统，因此有可能使一颗或多颗行星位于主恒星的宜居带内。地球的可居住性的贡献者之一是一个巨大的月球的存在，其潮汐效应可以稳定轴向倾斜变化，并增加潮汐池形成的速度。在这里，我们探讨的约束存在的卫星的行星在紧凑的系统的基础上希尔半径和罗氏极限的考虑。我们将这些限制应用于TRAPPIST-1系统，并证明大多数行星很可能是没有卫星的世界。
2017-04-07 astro-ph.EP
A new expansion of planetary disturbing function and applications to interior, co-orbital and exterior resonances with planets
本文提出了一种新的行星扰动函数展开式，用于描述具有任意倾角和半长轴比的小天体的共振动力学。在实践中，在第一步中，扰动函数围绕圆形轨道展开，然后在第二步中，圆形轨道之间的相互作用围绕参考点展开。像往常一样，由此产生的扩展是在傅立叶级数的形式，其中的力的振幅是依赖于半长轴，偏心率和倾角和谐波参数的平均经度，经度的近心点和经度的每个质量的升交点的线性组合。由此产生的新的扩展是有效的任意倾角和半长轴比。在平均运动共振构形的情况下，可以很容易地将扰动函数平均，得到共振扰动函数的解析展开式。基于解析展开，平均运动共振的哈密顿模型制定，并将由此产生的分析发展应用到木星的内部和共轨共振和海王星的外部共振。通过将分析结果与相关数值结果进行比较，验证了解析展开的有效性。
2021-08-26 astro-ph.EP
Understanding the assembly of Kepler's compact planetary systems
开普勒任务最近发现了一些系外行星系统，如开普勒-11和开普勒-32，其中几颗行星的集合被发现在非常紧密的轨道上（通常在一个天文单位的百分之几内）。这些紧凑的配置对传统的行星形成和迁移情景提出了挑战。我们提出了一个动力学研究这些系统的组装，使用N体方法，其中包括一个参数化模型的行星迁移在一个动荡的原行星盘。我们探索了一个广泛的参数空间，并发现在适当的条件下，有可能通过传统的磁盘驱动的迁移形成紧凑，紧密堆积的行星系。我们发现，同时迁移的多个行星是一个可行的机制，组装紧密包装的行星系，只要光盘提供显着的偏心阻尼和湍流的水平在光盘是适度的。我们讨论了我们的首选参数的影响，这些系统中形成的原行星盘，并评论在我们的模拟平均运动共振的发生和意义。
2014-09-01 astro-ph.EP
Disruption of co-orbital (1:1) planetary resonances during gas-driven orbital migration
靠近恒星的行星被认为是在更远的地方形成的，并由于与气体原行星盘的角动量交换而向内迁移。这个过程可以产生共轨（特洛伊或1：1）共振的行星系统，其中两个行星共享同一轨道，通常相隔60度。在开普勒任务发现的行星系中，可以直接或通过凌日时间变化探测到共轨系统。然而，在数千颗开普勒行星和候选行星中没有发现共轨系统。在这里，我们研究嵌入在一个原行星盘使用网格为基础的流体动力学代码的共轨行星的轨道演化。我们发现，在大规模的轨道迁移过程中，同轨共振的类似质量的行星对被破坏。当一颗或两颗行星接近临界质量时，不稳定就会发生，这需要在气体盘中打开一个缺口。一个封闭的间隙被打开，跨越行星之间的60度方位角分离。这改变了圆盘施加在每个行星上的扭矩--将领先的行星向外推，将落后的行星向内推--并破坏了共振。这个机制适用于两颗行星质量相差2倍或更少的系统。在一个简单的耀斑盘模型中，间隙打开的临界质量从盘内边缘的几个地球质量到5 AU的1个土星质量不等。一对质量在这个范围内的共轨行星迁移将进入行星处于间隙开放极限的区域。在这一点上，共振被破坏。因此，我们预测没有行星的共轨配置与质量在超级地球到土星质量范围内具有类似的质量。
2014-05-19 astro-ph.EP
Spin-Orbit Misalignment and Precession in the Kepler-13Ab Planetary System
恒星快速自转引起的重力暗化现象为我们提供了一个独特的机会，通过分析其光度凌日来表征行星系的自旋-轨道失调。我们使用重力暗凌建模代码simuTrans再现的过境光曲线的开普勒-13Ab分别分析相位折叠过境12个短节奏开普勒季度。我们验证了Szabó等人（2012）和Masuda（2015）确定的表明自旋轨道进动的碰撞参量的时间变化，报告了$^{-1}$日变化率$db/dt = (-4.1 \pm 0.2) \times 10^{-5}$。我们进一步研究了光稀释对拟合的碰撞参量的影响，发现不到1%的额外光足以解释开普勒季度数据中的季节变化。然后，我们将我们的岁差分析扩展到相位曲线数据，我们从相位曲线数据报告$^{-1}$每天$db/dt = (-3.2 \pm 1.3) \times 10^{-5}$的变化率。这个值与凌日数据在较低的意义上是一致的，并提供了第一个证据的自旋轨道进动的基础上，仅根据时间变化的二次日食。
2017-11-07 astro-ph.EP
