Evolution of inclined planets in three-dimensional radiative discs
虽然太阳系中的行星相对于黄道的倾角很小，但越来越多的证据表明，在太阳系外的系统中，倾角可以很大，至少对于近距离的行星来说是这样。改变行星倾角的一个过程是通过行星盘的相互作用。最近的模拟考虑辐射传输表明，迁移和偏心率的演变可以强烈依赖于磁盘的热力学状态。我们扩展了以前的研究，探讨倾斜和偏心轨道上的固定和移动行星的行星盘相互作用。我们还详细分析了盘的热力学性质对嵌入行星轨道演化的影响。原行星盘被模拟为粘性气体，内部产生的耗散通过辐射传输。对于局部等温盘，我们证实了以前的结果，并发现倾斜阻尼和向内迁移的行星核心。当倾角i < 2 H/r时，阻尼是指数的，而当i较大时，di/dt与i^-2成正比。对于辐射盘，行星迁移是非常有限的，只要它们的倾角超过一定的阈值。如果倾斜度被抑制在这个阈值以下，质量高达大约33个地球质量的行星核心开始向外迁移，而较大的核心从一开始就向内迁移。对于所有分析的行星质量，倾角都是阻尼的。在粘性圆盘中，嵌入行星的初始倾角对于所有行星质量都将被阻尼。这种阻尼发生在比迁移时间短的时间尺度上。如果倾角低于某一阈值，则辐射盘中的向外迁移不会受到阻碍。圆形和非倾斜轨道的外移最强。
2011-04-13 astro-ph.EP
Two phase, inward-then-outward migration of Jupiter and Saturn in the gaseous Solar Nebula
最近的研究表明，如果巨行星经历了向内然后向外的迁移，类地行星和小行星带可以重现（“大钉”; Walsh et al 2011）。向内迁移发生在木星打开一个缺口时，II型向内迁移。当土星到达质量间隙并与木星发生3：2共振时，行星会向外移动。其目的是测试Grand Tack模型的可行性，并研究木星和土星从10个地球质量的核心成长过程中的动态演变。我们已经进行了数值模拟，使用基于网格的流体动力学代码。我们大多数的模拟假设一个等温状态方程的磁盘，但一个子集使用完全辐射版本的代码。对于一个等温盘，木星和土星的两相迁移是非常强大的，并独立于这些行星的质量增长的历史，如果磁盘是足够冷。对于辐射盘，我们发现一些结果与两相迁移和其他更复杂的行为。我们构建了一个简单的，1-D模型的不断发展的粘性磁盘计算磁盘的辐射特性的演变：磁盘从辐射到等温从其最外层区域向内的时间过渡。我们表明，一个两相迁移是一个自然的结果，即使在有限的假设下，等温条件是必需的。因此，我们的模拟提供了强有力的支持，大塔克的情况。
2011-07-28 astro-ph.EP
Orbital migration of interacting low-mass planets in evolutionary radiative turbulent models
局部等温盘对嵌入行星施加的扭矩导致快速向内迁移。最近的工作表明，在没有局部等温假设的情况下建立热力学模型，揭示了嵌入行星上的净扭矩为正的区域，导致行星向外迁移。当一个负扭矩的区域直接位于其外部时，内部区域中的行星向外迁移，外部区域中的行星向内迁移，在扭矩为零的地方会聚。我们将扭矩从一个不断发展的非等温盘到N体模拟研究的行为的行星或行星胚胎在会聚区相互作用。我们发现，相互作用不会从会聚区喷射物体。在我们研究的1000万年周期内，层流盘中的少数物体进入了近共振轨道，并保持稳定。然而，无论是增加行星的数量，还是包括一个相关的随机力来代表湍流，都会驱动收敛区的轨道交叉和合并。这些过程可以在200万到300万年内从地球质量以下的胚胎中建造出质量为地球质量10倍的气体巨核。
2012-02-16 astro-ph.EP
Buoyancy torques prevent low-mass planets from stalling in low-turbulence radiative disks
本文通过全局三维无黏辐射流体动力学模拟发现，辐射冷却仅部分阻尼浮力产生的负动力学共转力矩，使低质量行星在低湍流辐射圆盘中持续快速内迁。
2024-06-12 astro-ph.EP
Impacts of planet migration models on planetary populations. Effects of saturation, cooling and stellar irradiation
最近的几项研究发现，绝热盘中的行星迁移与等温盘中的迁移有很大不同。根据热力学条件，即，辐射冷却的有效性和径向表面密度分布，行星向内或向外迁移。显然，这将影响行星的半长轴质量分布，正如人口合成模拟所预测的那样.目的：我们的目标是研究辐射冷却、粘性力矩减饱和和间隙打开以及恒星辐射对合成行星种群潮汐迁移的全球影响。研究方法：我们结合了几个分析研究和三维流体动力学模拟的结果，在一个新的半分析迁移模型中的应用，在我们的行星人口合成计算。结果：我们发现我们的模型与在三维辐射流体动力学模拟中获得的扭矩很好的协议。我们发现在一个典型的光盘，朝向行星从内部和外部迁移，强烈影响低质量行星的迁移行为的三个收敛区。有趣的是，这导致了在这些区域捕获的低质量行星的缓慢II型迁移行为，即使没有特别的迁移率降低因子或尚未定义的停止机制。这意味着，新的规定的迁移包括非等温效应，使原来广泛使用的人工迁移率降低因子过时。结论：圆盘部分区域的外行星迁移使一些行星存活足够长的时间，从而变得巨大。会聚区导致在某些半长轴上可能观测到低质量行星的聚集。我们的研究结果表明，将需要进一步研究的质量，因为它的值有一个重大的影响行星人口的属性的共转扭矩饱和。
2014-02-24 astro-ph.EP
Global models of planetary system formation in radiatively-inefficient protoplanetary discs
（节略）我们在辐射效率低下的圆盘模型中展示了行星系形成的N体模拟结果，其中正共转扭矩可能会抵消林德布拉德扭矩驱动的低质量行星的快速向内迁移。这项工作的目的是研究的性质，行星系所产生的寡头增长，在这样的磁盘。我们适应常用的水星-6辛积分，包括简单的处方行星迁移（I型和II型），行星大气，提高了由原行星，气体吸积到形成行星核，和气体盘分散的星子吸积的概率。我们进行了一系列的模拟与幂律的表面密度和温度分布的各种磁盘模型，重点是模型中，不饱和的共转扭矩可以驱动原行星向外迁移。在某些模型中，我们考虑到了行星轨道偏心时产生的共转力矩的淬灭。我们的模拟结果中，大约有一半成功地形成了具有广泛质量和半长轴的气体巨行星。我们的结论是，收敛迁移引起的共转力矩操作在行星形成可以提高行星核心的增长率，但这些往往迁移到中央恒星，因为共转力矩饱和。中等质量的行星核心的外移可能导致在距离中心恒星很远的地方形成气体巨行星，类似于最近通过直接成像调查观察到的情况。然而，在寡头增长期间，通过行星-行星散射激发行星偏心率可能会抑制共转扭矩的影响，因此向内迁移是由Lindblad扭矩驱动的。
2011-12-13 astro-ph.EP
Planet migration in three-dimensional radiative discs
生长中的原行星的迁移取决于周围圆盘的热力学。标准模型，使用局部等温盘，表明在低行星质量制度向内（I型）迁移。考虑到非等温效应，最近的研究表明，I型迁移的方向可以从向内变为向外。在本文中，我们扩展了以前的二维研究，并探讨在粘性，辐射盘的行星盘相互作用，使用全三维辐射流体动力学模拟嵌入行星的原行星吸积盘，行星质量的范围。我们使用一个明确的三维（3D）流体动力学代码NIRVANA，包括全张量粘度。我们在通量限制扩散近似中添加了隐式辐射输运，为了显著加快模拟速度，我们在3D环境中重新调整并实施了FARGO算法。首先，我们提出了测试模拟的结果，证明了新实施的FARGO方法在3D中的准确性。对于一个行星质量为20 M_地球，然后我们表明，包括辐射效应产生的扭矩反转也在全三维。对于相同的不透明度定律，由于光盘稍薄，3D中的效果甚至比相应的2D模拟更强。最后，我们通过计算一系列行星质量来证明扭矩反转的程度。通过全三维模拟嵌入行星的粘性，辐射盘，我们确认，迁移可以向外定向到约33 M地球的行星质量。因此，这种效应可能有助于解决行星在I型阶段向内迁移过快的问题。
2009-08-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Migration of low-mass planets in inviscid disks: the effect of radiation transport on the dynamical corotation torque
本研究通过无粘性二维流体动力学模拟，发现辐射冷却引发的斜压强迫会削弱低质量行星的动力学共转力矩，使其向内迁移速度加快2-3倍，同时指出自洽处理辐射扩散对准确估算迁移速率的关键作用。
2024-01-31 astro-ph.EP
Planet migration: self-gravitating radiation hydrodynamical models of protoplanets with surfaces
利用三维自引力辐射流体动力学（RHD）模型计算了层流最小质量太阳星云盘中原行星的径向迁移率。原行星可以自由迁移，因此它们的迁移率被测量。对于低质量的原行星（10-50 M_ \oplus），我们发现在局域等温模型和RHD模型之间，迁移时间尺度增加了一个数量级。在高质量区，迁移率变化很小。这些结果是通过在局部等温模型中计算迁移率得出的，然后依次引入自引力和辐射转移，使我们能够隔离附加物理的影响。我们发现，使用局部等温状态方程，没有自引力，我们重现了以前的分析和数值模型获得的迁移率。我们探讨了不同的原行星模型的影响，并改变其假设的半径，迁移。自引力的引入使迁移率略有降低，而惯性质量问题，这已被提出的高质量原行星与环行星盘，再现。在引入辐射转移到低质量原行星模型（\approx 10 M_ \oplus），模拟为小半径吸积点质量，我们发现向外迁移的速度约为两倍的分析向内速率。然而，当以更现实的方式模拟这样一颗原行星时，它的表面可以形成一个深的包层，这种向外的迁移是看不到的。
2010-06-10 astro-ph.EP
Influence of viscosity and the adiabatic index on planetary migration
低质量嵌入行星迁移的强度和方向取决于盘的热力学状态，其中内部耗散通过辐射传输平衡，并且迁移可以向外定向，这一过程延长了生长胚胎的寿命。决定盘的结构和迁移方向的非常重要的参数是粘度和绝热指数。在本文中，我们调查不同的粘度处方（α型和常数）和绝热指数对磁盘结构的影响，以及这如何影响嵌入在这样的磁盘行星的迁移率。我们进行三维数值模拟的吸积盘嵌入行星。我们使用显式/隐式流体动力学代码NIRVANA，其中包括全张量粘度和辐射输运的通量限制扩散近似，以及适当的状态方程的分子氢。研究了20颗嵌入地球的行星的迁移。低粘度盘具有较低的温度，嵌入行星的迁移速率趋于等温极限。在这些圆盘中，即使在完全辐射的情况下，行星也会向内迁移。向外迁移的效果只有在盘中的粘度较大时才能维持。总体而言，状态方程的治疗之间的差异似乎发挥更重要的作用，在磁盘具有较高的粘度。绝热指数和粘度的变化改变了将向内迁移与向外迁移分开的零扭矩半径。对于更大的粘度，盘中的温度变得更高，零扭矩半径移动到更大的半径，允许20个地球质量的行星向外迁移，并在更大的径向范围内持续。与巨大的盘质量相结合，这可能允许生长中的原行星核心向外迁移的时间延长。
2013-01-08 astro-ph.EP
Making systems of Super Earths by inward migration of planetary embryos
使用N体模拟与行星盘相互作用，我们提出了一种机制，能够形成紧凑的系统，如开普勒11号热超级地球。最近的研究表明，向外迁移是常见的内部辐射盘。然而，我们发现，两个过程自然倾向于向内迁移的平衡。首先，对于质量小于$4\mearth$的行星胚胎来说，共转力矩太弱，无法产生向外的迁移。第二，多个胚胎的系统产生持续的非零偏心率，这抑制了共转扭矩并再次有利于向内迁移。行星胚胎在真实的圆盘中的迁移和吸积自然会在圆盘内边缘附近的共振链中产生超级地球。它们的紧凑结构与观测到的系统相似。
2013-07-10 astro-ph.EP
Investigating the possibility of reversing giant planet migration via gap edge illumination
原行星盘中的大质量行星会在盘物质中打开一个缺口，作为I型和II型行星迁移之间的过渡。II型迁移比I型迁移慢，但仍然需要减缓II型迁移，以允许半长轴在5到10 AU范围内的气体巨行星存在，类似于我们的太阳系。我们研究了一种方法，减缓和逆转II型迁移加热外间隙边缘由于入射辐射从中央恒星。使用近似的垂直平均加热方法，我们发现，II型迁移可以减缓或在极端情况下逆转，如果我们假设附近的最大允许辐射从中央恒星。因此，我们认为这是一个非常有趣的现象，应该使用三维流体动力学和辐射转移模拟进行更详细的研究。
2018-08-28 astro-ph.EP
Orbital evolution of eccentric planets in radiative discs
太阳系外行星的平均偏心率约为0.29，其偏心率分布与太阳系有明显的不同。在考虑的其他情况中，有人提出，偏心率可能会通过行星盘的相互作用而增加。最近，人们已经注意到，盘的结晶状态可以显着影响生长的原行星的迁移特性。然而，在辐射盘中的行星偏心率的演化还没有被考虑。在本文中，我们研究了偏心轨道上的行星嵌入在一个三维粘性盘的演化和分析盘的行星的轨道演化的影响。我们使用三维流体动力学代码NIRVANA，包括全张量粘度和隐式辐射输运的通量限制扩散近似。该代码使用FARGO算法来加速模拟。首先，我们测量固定轨道圆盘施加在行星上的扭矩和功率，然后让行星从初始偏心率开始，并在圆盘中演化。对于局部等温，我们证实了以前的结果，并发现偏心阻尼和向内迁移的行星核心。在辐射盘的情况下，只要行星的离心率高于一定的阈值，行星就会经历向内的迁移。在离心率衰减后，质量低于33个地球质量的核开始向外迁移，而质量较高的核总是向内迁移。对于研究的所有行星质量（最多200个地球质量），我们都发现了偏心阻尼。在粘性圆盘中，嵌入行星的轨道偏心率在演化过程中与质量无关。因此，行星盘的相互作用似乎不是解释所观察到的系外行星高偏心率的可行机制。
2010-08-16 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
Migration of Gas Giant Planets in Gravitationally Unstable Disks
在引力不稳定盘迁移的特征是必要的，以了解由磁盘不稳定性形成的原行星的命运。作为更大研究的一部分，我们正在使用3D辐射流体动力学代码来研究嵌入式气体巨行星如何与经历引力不稳定性（GI）的气体盘相互作用。这封信介绍了一颗质量为1000亿美元的行星在0.14 $M_{\odot}$盘内的25 AU轨道上的模拟结果。这个盘围绕着一颗1 $M_{\odot}$恒星，跨度为5到40天文单位，最初是不稳定的。在一个模拟中，行星在GI爆发之前被插入;在另一个模拟中，它只在磁盘进入准稳定的GI活跃状态后被插入，其中GI的加热大致平衡辐射冷却。当这颗行星从一开始就存在时，它自己的尾流刺激了一个特定的全球模式的发展，它与之强烈地相互作用，并且这颗行星在大约10 $^3$年内向内俯冲6个天文单位。在这两种嵌入行星的情况下，有时行星的径向运动是缓慢的，并且方向不同。在其他时候，当行星似乎与强烈的螺旋模式相互作用时，向内和向外的迁移可能相对迅速，在数百年内覆盖几个天文单位。在这两种情况下的迁移似乎失速附近的主导低阶模式的内Lindblad共振。行星轨道偏心率在整个模拟的GI活跃阶段在约0.02至0.1之间迅速波动。
2011-06-08 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
Dust Settling and Rapid Planetary Migration
行星迁移对于解释观测到的系外行星质量-周期关系至关重要。如果没有某种阻止机制，行星和它们的气体盘之间的潮汐共振相互作用通常会导致行星向内迁移，以至于它们在气体盘的寿命（$\sim $ 1 - 3 Myrs）内陷入宿主恒星。我们研究行星迁移的分析计算的迁移率和时间内自洽计算，辐射加热盘周围的M星，其中包括尘埃沉降的影响。我们发现，尘埃沉降降低光盘的温度，并提高了中平面的气体密度。这种不可避免的圆盘结构的演化加速了低质量天体的I型行星迁移，最高可达2倍。我们还研究了灰尘沉降对间隙开口质量和II型迁移的影响，发现间隙开口质量减少了2倍，II型迁移变慢了2倍。虽然尘埃沉降可以在一定程度上缓解更大质量行星的行星迁移问题，但低质量行星和行星核心的更快迁移需要一个强大的减速机制。
2010-12-01 astro-ph.EP
Efficient radiative transfer techniques in hydrodynamic simulations
辐射转移是流体动力学模拟的重要组成部分，因为它决定了物理系统的热性质。它在加热和冷却调节重要过程的情况下尤其重要，例如分子云的坍缩，原恒星盘中引力不稳定性的发展，盘-行星相互作用和行星迁移。我们比较了两种近似的辐射转移方法，这些方法使用两种不同的度量间接估计流体动力学模拟中的光学深度：（i）气体的重力势和密度（Stamatellos等人），和（ii）压力标度高度（Lombardi等人）。我们发现，这两种方法都是准确的球形配置，例如，在崩溃的分子云和在原恒星盘中形成的团块。然而，压力标度-高度方法在原恒星盘（低质量和高质量盘，具有螺旋特征的盘，嵌入行星的盘）中更准确。我们还研究了$β$冷却近似，这是常用的模拟原恒星盘时，其中的冷却时间是成比例的气体的轨道周期。我们证明，使用一个恒定的$β$不能捕捉范围广泛的空间和时间变化的冷却原恒星盘，这可能会影响重力不稳定性的发展，行星迁移，行星质量增长，和行星的轨道特性。
2018-05-24 astro-ph.EP
Migration of protoplanets with surfaces through discs with steep temperature gradients
我们进行三维自引力辐射转移模拟原行星迁移的拱星盘，探讨在这些磁盘的径向温度分布迁移的影响。我们对质量在10-100 M \bigoplus之间的原行星进行了建模，其圆盘表面密度分布为T \varpropto r^-1/2，温度分布为T \varpropto r^-β，其中β的范围为0-2。我们发现，陡峭的（β > 1）温度剖面导致低质量原行星在星际颗粒不透明盘中向外迁移，但在更薄的光学盘中，迁移总是向内。从我们的模型中获得的迁移率随β变化的趋势与最近的分析描述（包括考虑共轨力矩及其饱和度）所获得的结果一致。我们发现，两种模型之间的切换的原行星，其中一个吸积作用通过抽空气体和气体堆积在表面上形成大气，导致迁移率的一个小的转变。如果将这些模型与导致轻微向内迁移的条件进行比较，则小的偏移可以导致向外迁移。然而，迁移的方向和速度是由圆盘条件决定的，而不是由用于模拟原行星附近流动的特定处方决定的。
2011-03-17 astro-ph.EP
Convergence zones for Type I migration: an inward shift for multiple planet systems
嵌入气态原行星盘中的地球质量行星经历I型轨道迁移。在辐射盘中，马蹄形区域内熵梯度缩放的共转扭矩的额外分量可以抵消一般的向内迁移，然后可以根据局部盘的属性将I型迁移引导向内或向外。因此，盘中存在着行星以会聚的方式向其迁移的特殊位置。在这里，我们提出了N体模拟的收敛迁移的低质量（M=1-10 m_地球）的行星系统。我们表明，行星实际上并不收敛于收敛区。相反，它们被困在平均运动共振（MMR）链中。这导致行星的偏心率增加到足够高的值，以影响马蹄形区域的结构，并削弱正共转扭矩。行星谐振链的零扭矩平衡点由作用在每个行星上的衰减的共转扭矩和未衰减的差分Lindblad扭矩的总和确定。有效会聚区向内移动。由于行星进入和离开共振的连续扰动，具有多个行星的系统可以作为一个整体经历随机迁移。
2013-02-11 astro-ph.EP
Formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary discs by a single migrating planet II: radiative discs and observational signatures
Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）；Institute for Theoretical Astrophysics, centre for Astronomie (ZAH), Heidelberg University（海德堡大学理论天体物理研究所）；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
通过高分辨率流体动力学模拟，研究低粘度辐射盘中单个迁移行星能否产生可观测的尘埃结构，发现行星迁移跳跃可形成多个尘埃环和间隙，且结构寿命至少400 kyr，冷却模型对迁移行为有决定性影响。
2026-07-14 astro-ph.EP
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
Accreting luminous low-mass planets escape from migration traps at pressure bumps
本文通过三维辐射盘模拟表明，吸积发光的低质量行星可因热驱动越过压力凸起的迁移陷阱向内迁移。
2023-07-11 astro-ph.EP
Stellar irradiated discs and implications on migration of embedded planets III: viscosity transitions
嵌入的低质量行星的迁移强度和方向取决于盘的结构。在具有有效辐射传输的圆盘中，对于质量超过3-5个地球的行星，迁移可以向外定向。这是由于熵驱动的共转扭矩，这一过程延长了行星胚胎的寿命。我们调查的影响所造成的跳跃的α参数的粘度模型的死区结构中的光盘结构。我们专注于M-dot光盘，它有一个恒定的净质量流量。使用由此产生的光盘结构，我们调查的后果，形成的星子，并确定向外迁移的原行星的区域。我们在r-z平面上对M点圆盘进行了数值模拟。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，以及一个两个温度的求解器，其中包括在通量限制扩散近似辐射传输。圆盘内部的粘度转变产生了密度的转变，通过所谓的“行星陷阱”机制阻止了小行星的向内迁移。这一机制也适用于M_P > 0.5M_E的行星。此外，粘度转变改变了圆盘中的压力梯度，这通过流动不稳定性促进了星子的形成。然而，需要粘度的非常陡峭的转变以在盘中的压力冲击中实现。粘度的转变有利于微行星的形成，可以阻止小质量行星（M_P>0.5M_E）的迁移，但不能阻止小行星和微行星在气体拖曳作用下的向内迁移。需要一个非常陡峭的，可能不切实际的粘度梯度来捕获质量较小的行星，并在压力隆起处停止气体拖曳驱动的微行星迁移。
2014-08-05 astro-ph.EP
Effects of Thermodynamics on the Concurrent Accretion and Migration of Gas Giants in Protoplanetary Disks
本文使用 Athena++ 进行 2D 流体动力学模拟，通过 $β$ 冷却方案研究热力学对原行星盘中气态巨行星并发吸积与迁移的影响，发现冷却时标增加会降低吸积率并导致行星从向外迁移转为向内迁移。
2025-01-27 astro-ph.EP
Making giant planet cores: convergent migration and growth of planetary embryos in non-isothermal discs
地球质量的天体预计将经历I型迁移，根据原行星盘的几何状态，迁移方向是向内或向外。在I型扭矩抵消的地方存在会聚迁移区。我们研究了嵌入在非等温原行星盘中的几个地球质量的多个原行星的演化。原行星位于两个不同不透明度区域之间的过渡区附近。在会聚区内部，I型迁移是向外的，而在会聚区外部，迁移是向内的。我们使用了基于网格的流体动力学代码，包括辐射效应。我们进行了不同的初始数量的胚胎模拟和测试的效果，包括随机力来模仿湍流产生的影响。我们还进行了N体运行校准流体动力学计算，以遵循万年时间尺度的演变。对于少量的初始胚胎（N = 5-7），在没有随机强迫的情况下，原行星的人口向零扭矩半径收敛，并形成一个稳定的共振链，保护胚胎免受近距离接触。在具有较大初始数量的胚胎的系统中，或者在其中包括随机力的系统中，这些共振配置被破坏。这反过来又导致了更大的核心通过一个阶段的巨大影响，之后系统解决了一个新的稳定的共振配置。在初始原行星质量为3地球质量的模拟中，大约有一半的模拟中形成了质量为10地球质量的巨行星核，而在初始原行星质量为1地球质量的模拟中，只有15%的模拟中形成了质量为1地球质量的巨行星核。这表明，如果2-3个地球质量的原行星可以在不到100万年的时间内形成，会聚迁移和巨大的碰撞可以在I型迁移会聚区生长出巨大的行星核。
2013-08-12 astro-ph.EP
Range of outward migration and influence of the disc's mass on the migration of giant planet cores
行星的迁移在行星形成的早期过程中起着重要的作用。一个重要的问题是，标准的移民理论预测非常迅速的向内移民，这给人口综合模型带来了问题。然而，最近的研究表明，仍然嵌在原行星盘中的低质量行星（20-30个地球质量）在某些条件下可以向外迁移。模拟主要是针对特定圆盘模型的给定半径的行星进行的。在这里，我们计划扩展以前的工作，并考虑不同质量的磁盘量化的物理磁盘条件对行星迁移的影响。我们进行三维（3D）的辐射流体动力学模拟嵌入行星的原行星盘。对于在不同位置的圆形轨道上的行星，我们测量了扭矩的径向依赖性。对于所有考虑的行星质量（20-30地球质量）在这项研究中，我们发现向外迁移的光盘的径向范围内有限，通常从约0.5至1.5-2.5 a_Jup。在该间隔的内部和外部，迁移是向内的，并且由大半径的Lindblad值给出。由于向外迁移在圆盘的某个位置停止，行星胚胎存在零扭矩距离，在那里它们可以继续生长而不会移动太快。对于更高的盘质量（M_disc > 0.02 M_Sol）对流增强，这改变了盘的结构，因此也改变了行星上的扭矩。对于不同的行星质量，外行星的迁移会在盘中的不同点停止，导致一个相当扩展的区域，在那里更容易形成更大的核心。在质量较大的圆盘中，对流会改变圆盘的结构，导致表面密度的波动，这会影响作用在行星上的扭矩，从而影响其迁移率。
2011-10-19 astro-ph.EP
The migration of gas giant planets in gravitationally unstable discs
行星形成于年轻恒星周围的气体和尘埃盘中。目前还不知道在宽轨道上的气体巨行星是以与木星相同的方式形成的，还是通过引力不稳定盘的分裂形成的。在这里，我们展示了一颗巨大的行星，它形成于原恒星盘的外部区域，最初快速向中心恒星迁移（迁移时间尺度约为10，000年），同时从盘中吸积气体。然而，与以前的研究相比，我们发现行星最终在圆盘上打开了一个缺口，迁移基本上停止了。与此同时，来自行星的吸积动力辐射反馈显著限制了它的质量增长，使其至少在盘演化的初始阶段保持在行星质量范围内（即低于氘燃烧极限）。因此，巨大的行星可能能够在广阔的轨道上生存，尽管它们最初的快速向内迁移，塑造了类地行星可能孕育生命的环境。
2015-08-04 astro-ph.EP astro-ph.GA
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
Migration of Jupiter mass planets in low viscosity discs
巨行星的II型迁移速度与α粘度参数大于1.e-4时的盘粘度成正比。在较低粘度下，基于2D模拟的先前研究已经表明，迁移可能非常混乱，并且通常以快速迁移的阶段为特征。其原因是，在低粘度盘涡出现由于罗斯贝波不稳定性的边缘的差距打开的行星。然后，由涡旋-行星相互作用决定迁移。我们的目的是研究低粘度三维光盘迁移。我们进行了数值模拟，使用2D（包括自重力）和3D代码。在选择自重力不重要的圆盘质量之后，可以安全地使用没有自重力的3D模拟。在我们的标称模拟中，仅存在数值粘度。然后，我们进行了模拟与规定的粘度，以评估阈值以下的新的迁移过程出现。我们表明，α粘度<= 1.e-5的两个迁移模式是可能的，这不同于经典的II型迁移，在这个意义上说，他们是不成比例的光盘的粘度。第一种情况发生在行星打开的缺口不是很深的时候。这发生在3D模拟和/或当一个大的漩涡形成在行星间隙的外缘，扩散到间隙的材料。我们称这种迁移为“涡旋驱动迁移”。这种迁移是非常缓慢的，不能无限期地继续下去，因为最终漩涡会溶解。第二种迁移模式发生在间隙很深的时候，这样行星的偏心率就增长到了0.2左右，这是由于共转共振对偏心率的阻尼效率低下。这第二个，更快的迁移模式似乎是典型的二维模型在光盘与较慢的阻尼温度的扰动。
2020-12-23 astro-ph.EP
On the migration of two planets in a disc and the formation of mean motion resonances
我们研究了两个超级地球嵌入原行星盘系统的动力学。我们建立了一个简单的模型，照射粘性盘，并使用分析处方的行星盘相互作用，导致迁移。我们发现，根据光盘参数，行星的质量和它们在光盘中的位置，每个行星的迁移可以是向内或向外的，和一个两行星系统的迁移可以是收敛的（这可能导致形成一阶平均运动共振，MMR）或发散的（一个系统移动远离MMR）。我们进行了$3500$模拟迁移的两个行星系统与不同的质量和初始轨道。几乎所有的谐振配置结束，虽然周期比可能是非常远离给定的MMR的标称值。我们发现，几乎所有的系统所产生的迁移是周期性的配置。
2015-07-28 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
The effects of a magnetic field on planetary migration in laminar and turbulent discs
利用极坐标系下的二维MHD程序研究了小质量行星（$5 M_{\oplus}$和$20 M_{\oplus}$）在有磁场的吸积盘中的迁移。我们观察到，在强方位磁场的情况下，等离子体参数为$β\sim 1-2$，在磁共振的密度波施加在行星上的正扭矩，并可能减缓或逆转其迁移。然而，当磁场较弱时（即，等离子体参数$β$相对较大），那么由行星激发的非轴对称密度波导致场的径向分量的增长，并且随后导致磁旋转不稳定性的发展，使得盘变成湍流。在湍流盘中的迁移是随机的，并且迁移方向可能因此而改变。为了理解湍流盘中的迁移，研究了行星与单个湍流细胞之间的相互作用，以及行星与有序密度波之间的相互作用。
2015-08-13 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
The stochastic nature of migration of disc instability protoplanets in three-dimensional hydrodynamical and MHD simulations of fragmenting discs
University of Zurich（苏黎世大学）；Shanghai Astronomical Observatory, Chinese academy of Science（中国科学院上海天文台）；Department of Astronomy and Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天体物理学系）；Institute for Advanced Studies, Tsinghua University（清华大学高等研究院）
研究盘不稳定性原行星团迁移的随机性，揭示其受局部扭矩和团体相互作用影响，与传统迁移机制有显著区别。
2025-03-03 astro-ph.EP
Concurrent effects of gas drag and planet migration on pebble accretion
我们研究了迁移行星（$10<M_p<20$地球质量）的影响，在一个辐射盘卵石的动力学使用二维双流体模拟进行的RoSSBi代码。由迁移行星引起的波动和对气体的拖曳反作用的共同作用产生了卵石通量的复杂演化。波浪激发了纬向流，这些纬向流起到了灰尘陷阱的作用，并积聚了卵石。由于拖曳反作用，开尔文-亥姆霍兹不稳定性发展，产生湍流尘埃环，其中包含几个地球质量的固体，那里可能形成微行星。行星质量越大，尘埃环发展得越快。在与行星迁移的竞争中，这个过程触发了几个尘埃环，径向分离尺度为$1/M_p$。我们发现了围绕$13$地球质量的转变。在那之下，卵石停在行星轨道的内侧，但卵石在行星上的吸积是持续的。在此之上，尘埃环区域的阻力反作用在行星迁移时改变了压力分布，这限制了卵石吸积的进一步增长。这种新的{ \it卵石隔离质量}比文献中经常报道的低约2倍。这减少了超级地球行星的整体形成时间尺度，同时有利于它们在圆盘消散后的生存，因为进一步的吸积被扼杀。最后，我们的研究结果支持一个混合模型的形成木星通过卵石和星子吸积。
2020-09-10 astro-ph.EP
Recent developments in planet migration theory
行星迁移是指一颗正在形成的行星由于与其母原行星盘的潮汐相互作用而导致其半长轴漂移的过程。评估嵌入行星迁移的关键量之一是盘和行星之间的潮汐扭矩，它有两个组成部分：Lindblad扭矩和共转扭矩。我们回顾了最新的结果上的两个扭矩组件的行星在圆形轨道上，特别强调的各种过程，引起额外的，大的组件的共转扭矩，和那些有助于饱和的扭矩。这些额外的共转力矩分量可以帮助解决最近行星人口合成模型所暴露的缺点。我们还回顾了最近的结果，关于迁移的巨行星刻在光盘的差距（II型迁移）和迁移的亚巨行星，在大规模的光盘（III型迁移）打开部分差距。
2012-03-15 astro-ph.EP
3D MHD simulations of planet migration in cavities and inner discs of magnetized stars
Cornell University（康奈尔大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Keldysh Institute for Applied Mathematics（凯尔迪什应用数学研究所）；Boston University（波士顿大学）
研究磁化年轻恒星低密度空腔和内盘中行星Type I迁移的3D MHD模拟，发现强磁场形成空腔，行星在空腔内向内迁移，受外Lindblad共振影响停止，磁层不稳定吸积加速迁移，高倾角轨道导致轨道偏心率增加。
2025-07-20 astro-ph.EP
Rocky super-Earths or waterworlds: the interplay of planet migration, pebble accretion and disc evolution
最近的观测发现，在近距离超级地球的尺寸分布中有一个山谷，这被解释为一个路标，表明近距离超级地球的成分大多是岩石。然而，新的模型预测，微行星应该首先在水冰线上形成，这样近距离的行星预计会有大量的水冰成分。在这里，我们通过研究卵石吸积、行星迁移和盘演化之间的相互作用来调查超级地球的水含量。行星的组成取决于它们在整个生长过程中相对于不同凝结锋（冰线）的位置。移徙发挥着关键作用。假设星子开始于水冰线（$r>r_{\rm H_2O}$）或其外部，向内迁移会导致行星离开冰卵石的源区，因此最终的含水量比向外迁移或没有迁移的圆盘低。随着圆盘的演化，水冰线本身向内移动，并在横扫干燥形成的行星时输送水。因此，行星迁移的相对速度和方向以及水冰线的向内漂移是决定行星含水量的核心。如果行星形成开始于水冰线，这意味着热的近距离超级地球（r<0.3 AU），水含量只有几个百分点，是早期气相期间向内行星迁移的路标。另一方面，具有较大水冰含量的热超级地球在水冰线处经历了向外迁移，并且只有在它们的形成完成后才向内迁移，因为它们变得太大而无法包含在向外迁移的区域或共振行星链中。因此，测量热超级地球的水冰含量可能会限制它们的迁移历史。
2019-03-06 astro-ph.EP
Thermal torque effects on the migration of growing low-mass planets
当行星成长时，角动量与原行星盘气体部分的交换产生净扭矩，导致行星的半长轴发生变化。对于低质量的行星不能在气体盘上打开一个缺口，这种状态被称为I型迁移。先驱者在等温盘中研究了这种机制，发现了快速向内的I型迁移率，无法重现太阳系外行星的观测特性。在过去的几年中，已经作出了一些改进，以扩大研究的I型迁移率的非等温磁盘。此外，最近的研究表明，如果考虑到由于固体吸积而导致的行星光度，向内迁移可能会减慢甚至逆转。在这项工作中，我们研究的行星形成过程中纳入，并比较，更新的I型迁移率的非等温光盘和行星的光度超过这样的利率的作用。我们发现，后者可能对行星演化产生重要影响，为成长中的行星产生显著的向外迁移。
2019-04-24 astro-ph.EP
Using planet migration and dust drift to weigh protoplanetary discs
该研究以原行星盘HD 163296为例，结合行星迁移与尘埃漂移的动力学约束打破稳态模型简并，得出盘质量上限远低于此前估计且尘埃为多孔结构的结论，并提出将该方法推广至其他含疑似行星的原行星盘。
2023-06-13 astro-ph.EP
Transit-Timing Variation Signature of Planet Migration: The Case of K2-24
两颗行星在气体盘中的会聚迁移可以导致平均运动共振（MMR）捕获。此外，在MMR中或附近的行星对已知会产生强烈的过境时间变化（TTV）。在本文中，我们研究的影响盘引起的迁移对TTV信号的行星，进入共振配置。我们发现，磁盘引起的迁移创建一个TTV的振幅和周期之间的相关性。我们研究的情况下，K2-24，一个系统的两个行星的周期比表明，他们是在或接近2：1 MMR，与非零的偏心率和大振幅TTV。我们发现，一个简单的磁盘引起的迁移不能再现所观察到的TTVs，我们提出了一个形成的情况下，在迁移过程中发生在具有较强的偏心阻尼盘的共振捕获其次是偏心激励分散的光盘，协助由第三颗行星，其存在已建议径向速度观测。这种情况解释了两颗行星的偏心率和它们的周期比，并准确地再现了TTV的振幅和周期。它允许K2-24的形成和演化历史的统一视图，从盘诱导迁移到其目前观察到的属性。
2020-09-10 astro-ph.EP
Improved torque formula for low and intermediate mass planetary migration
在原行星盘中，行星在接近圆形、非倾斜轨道上的迁移完全由盘的扭矩来描述。该扭矩是盘参数的复杂函数，并且基本上等于两个分量的总和：Lindblad扭矩和共转扭矩。已知的扭矩公式不能准确地再现辐射盘中的低质量和中等质量行星在数值模拟中实际经历的扭矩。这种不准确的主要原因之一是这些公式是在二维分析中得出的。在这里，我们重新审视扭矩公式，并通过定制的三维数值模拟更新其许多无量纲系数。特别是，我们推导出Lindblad扭矩对温度梯度的依赖关系，共转扭矩对径向熵梯度的依赖关系（并在三维圆盘中计算出该梯度的合适表达式）。我们还计算出了迄今为止被忽略的共转力矩对径向温度梯度的依赖关系。已知共转力矩与马蹄形区域的宽度成非常陡峭的比例。我们将这个宽度的表达式扩展到中等质量行星的域，因此我们更新的扭矩公式对于通常高达几十个地球质量的行星仍然有效，只要这些相对大质量的行星不会显着耗尽它们的共轨区域。我们的扭矩表达式可以适用于低质量和中等质量的行星在光学厚的原行星盘，以及嵌入在环行星盘的原月亮。
2017-07-27 astro-ph.EP
Runaway gas accretion and gap opening versus type~I migration
成长中的行星与它们的出生原行星盘相互作用，这对它们施加了一个扭矩，使它们能够在盘中迁移。小质量行星不影响气体剖面，以快速I型迁移方式迁移。虽然小于$20-30 M_\oplus$的行星可以向外迁移，但大于这个质量的行星应该在圆盘分散之前很久就消失在中心恒星中了。大质量行星打开一个缺口，随后以较慢的II型迁移方式迁移，这可以使它们免于一路迁移到恒星。因此，当且仅当它们能够达到间隙开放质量时，成长中的巨行星才能被拯救，因为这延长了它们的迁移时间尺度，使它们最终能够在大轨道上生存，直到圆盘本身分散。然而，以前的研究大多只测量了固定质量和轨道的行星上的扭矩，以确定迁移率。另外，对于I型运移和II型运移之间的转换本身也没有很好的研究.在这里，我们使用等温2D光盘模拟与FARGO-2D 1D研究气体吸积原行星在光盘的迁移行为。我们发现迁移的巨行星总是在圆盘上打开缺口。我们进一步分析和数值计算表明，行星生长在失控的气体吸积制度将达到间隙开放质量迁移之前，所有的方式到中央恒星，如果光盘不是非常粘和/或厚。相比之下，仅限于圆盘中径向气流的吸积速率不够快。当考虑到行星的气体吸积时，由于行星吸积了来自其马蹄形区域的物质，因此间隙打开过程加速。这使得一个吸积行星在丢失之前过渡到II型迁移，即使气体不能提供足够快的增长，也没有达到间隙开放质量。
2016-10-18 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
A new and simple prescription for planet orbital migration and eccentricity damping by planet-disc interactions based on dynamical friction
在行星形成过程中，行星胚胎与原行星气盘之间的引力相互作用导致了行星胚胎的轨道迁移，对最终形成行星系起着重要作用。虽然迁移有时发生在超音速状态下，其中行星胚胎和气体之间的相对速度高于声速，但迄今为止提出的描述行星盘相互作用力和超音速状态下轨道变化时间尺度的迁移处方相互不一致。在这里，我们讨论了现有的处方在文献中的细节，并推导出一个新的简单直观的配方，行星盘的相互作用的基础上动态摩擦，可以应用在超音速和亚音速的情况下。虽然现有的处方假设特定的光盘模型，我们包括明确的光盘参数的依赖性，因此，它可以适用于光盘与任何径向表面密度和温度的依赖性（除了径向尺度小于光盘尺度高度的局部变化）。我们的处方将减少来自行星迁移的不同文献配方的不确定性，并将成为研究行星吸积过程的重要工具，特别是在研究在系外行星系统中常见的近距离低质量行星的形成时。
2020-05-06 astro-ph.EP
On the migration of three planets in a protoplanetary disc and the formation of chains of mean motion resonances
利用光蒸发技术研究了1+ 1维$α$ -圆盘中三行星系统的迁移。我们用不同的行星质量和初始轨道进行了$2700$模拟。我们发现，大多数的系统，最终作为紧凑的配置形式链的平均运动共振（MMR）的第一和更高的订单。在MMR链中涉及的大多数系统是周期性构型。然而，这样的系统的周期比不一定接近精确的可调和性。如果一个给定的系统位于圆盘中的发散迁移带中，周期比增加并沿着共振发散迁移路径在（$P_2/P_1, P_3/P_2)$）图上演化，其中$P_1, P_2, P_3$分别是第一、第二和第三颗行星的轨道周期。然而，观察到的系统并不位于这些路径上。我们表明，合成和观察到的系统分布之间的协议可以实现，如果轨道圆化是慢于它的结果从模型的行星盘相互作用。因此，我们得出结论，这些系统中的大多数不太可能形成的结果，从名义上的MMR链的发散迁移。
2016-02-16 astro-ph.EP
Migrating super-Earths in low-viscosity discs: unveiling the roles of feedback, vortices, and laminar accretion flows
我们提出了迄今为止最高分辨率的研究超级地球迁移在无粘性和低粘度的磁盘，动机连接到层流，风驱动模型的原行星盘。我们的模型揭示了涡旋在确定部分间隙开放行星的迁移行为中的关键作用。涡流形成的压力最大的间隙边缘，并防止盘反馈停止迁移的中间行星在低粘度和无粘光盘，相反的概念的“惯性极限”或“光盘反馈”停止预测的分析模型。涡旋也可能在同旋区域形成，并通过与行星的直接引力相互作用显著改变迁移行为。这些特征在高分辨率下变得明显，并且对于除了最高粘度之外的所有粘度，在获得数值收敛结果方面存在显著困难。然而，对于足够低的粘度，部分间隙开放行星的迁移显然变得混乱。在中等粘度下，发现一个平滑的圆盘反馈制度，其中迁移可以大大减慢，并且观察到的迁移时间尺度对应于由间隙边缘的扩散松弛驱动的迁移。在高粘度下，恢复了经典的I型迁移。对于在无粘性圆盘中的类彗星行星，形成了一个宽而深的间隙。瞬态II型迁移发生在对应于间隙宽度的径向长度尺度上，超过该径向长度尺度，迁移可以停止。最后，我们研究了由迁移行星在无粘性圆盘中留下的结构驱动的粒子捕获，并发现多环和涡旋形式的粒子陷阱可以在行星通过后持续很长时间。在这种情况下，像ALMA这样的亚毫米干涉仪对粒子阱的观测不能用来推断当前是否存在邻近的行星。
2019-01-13 astro-ph.EP
Intermittent planet migration and the formation of multiple dust rings and gaps in protoplanetary disks
原行星盘和行星形成模型的一个关键挑战是能够在盘发射中观察到的结构（如亮环和暗环或不对称性）与触发这些结构的行星的假设存在之间建立可靠的联系。观测到的N个暗环通常被解释为N个行星存在的证据，这些行星清除了轨道周围的尘埃间隙，并在盘中形成了尘埃捕获压力最大值。绝大多数研究行星对原行星盘中尘埃和气体动力学影响的模型都假设行星处于固定轨道上。在这里，我们走了一条不同的路线，并研究了一颗行星的大规模向内迁移是如何构成一个巨大圆盘的尘埃含量的。在许多情况下，质量与土星相当的部分间隙开放行星的迁移被发现间歇性地逃跑。通过二维气体和尘埃流体动力学模拟，我们表明，间歇性的失控迁移可以形成多个尘埃环和整个磁盘的差距。每次迁移速度减慢时，在行星间隙之外形成一个压力最大值，以捕获大型尘埃。我们的模拟结果与三维尘埃辐射转移计算后处理证实，间歇性失控迁移可以导致形成多套明亮和黑暗的连续发射环（亚）毫米以外的行星位置。
2020-02-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dynamical role of the circumplanetary disc in planetary migration
行星嵌入原行星气体盘的数值模拟是研究行星迁移的宝贵工具;然而，必须进行一些近似。大多数情况下，气体的自重被忽略。在这种情况下，文献中并不清楚如何将行星洛希叶内的物质考虑在内。在这里，我们要解决这个问题，通过研究的各种方法，到目前为止使用的不同作者的迁移率的影响。我们对嵌入盘中的巨行星进行了高分辨率的数值模拟。我们比较了有和没有气体自引力的迁移率，测试了各种考虑环行星盘（CPD）的方法。不同的方法导致显著不同的迁移率。将CPD的质量添加到行星的扰动质量上会加速迁移。排除希尔球的一部分是一个非常敏感的参数，可能会导致对III型失控迁移的人为抑制。实际上，CPD比Hill球小。我们建议排除不超过0.6希尔半径，并使用平滑滤波器。或者，CPD可以被给予行星从原行星盘的其余部分感受到的加速度。在数值模拟中，在没有任何气体自引力的情况下，应该非常仔细地考虑行星洛希瓣内的气体。不应排除整个希尔球体。应明确给出所用的方法。然而，没有一种方法可以等效于计算气体的完全自重。
2009-06-04 astro-ph.EP
Discerning Exoplanet Migration Models Using Spin-Orbit Measurements
我们调查了目前的系外行星自旋轨道测量样本，以确定是否可以确定一个占主导地位的行星迁移通道，以及在什么样的信心。我们使用Kozai迁移加上潮汐摩擦（Fabrycky和Tremaine 2007）和行星-行星散射（Nagasawa et al. 2008）的预测作为我们的错位模型，我们允许一小部分内在对齐的系统，可以用磁盘迁移来解释。贝叶斯模型的比较表明，目前的样本32自旋轨道测量强烈倾向于一个双模式的迁移方案相结合的行星-行星散射和磁盘迁移的单模Kozai迁移方案。我们的分析表明，34%到76%的近距离行星（95%的置信度）通过行星-行星散射迁移。分别分析T_eff > 6250 K的12颗恒星的子样本-Winn等人（2010）预测这是唯一保持原始错位的恒星类型-我们发现数据支持单模散射模型，置信度为81%。我们还评估了额外的热星自旋轨道测量的数量，这可能是必要的，以提供一个更有信心的模型选择，发现额外的20-30测量有>50%的机会，导致95%的信心模型选择，如果目前的模型选择是正确的。虽然我们在这项工作中只测试特定的Kozai和散射迁移模型的预测，但我们的方法可用于测试任何其他自旋轨道错位机制的预测。
2010-10-19 astro-ph.EP
Eccentric discs as a gateway to giant planets outward migration
本研究通过Fargo3D模拟探究巨行星迁移方向与间隙深度参数K的关联机制，发现高K行星会经历向内到向外再停滞的迁移过程，该过程由1:2与1:3外林德布拉德共振的面密度比调控，揭示了间隙轮廓对迁移方向的关键作用。
2025-10-21 astro-ph.EP
Toroidal vortices as a solution to the dust migration problem
在之前的一封信中，我们报道了尘埃在原行星盘中的沉降可能导致动力学尘埃气体不稳定性，从而产生全球环形涡旋。在这封信中，我们调查的尘埃原行星盘的两种不同的尘埃物种（1毫米和50厘米的尘埃颗粒），在不稳定性的存在下的演变。我们展示了如何环形涡，触发毫米颗粒与气体的相互作用，停止米级尘埃的径向迁移，可能提供一个自然和有效的解决方案的尘埃迁移问题。
2015-12-18 astro-ph.EP
