Linking planetary embryo formation to planetesimal formation I: The impact of the planetesimal surface density in the terrestrial planet zone
行星胚胎的生长时间尺度及其形成过程对于理解行星系的形成和发展具有重要意义。它们决定了拱星盘生命阶段的后续生长机制。我们量化的时间尺度和空间分布的行星胚胎通过碰撞生长和破碎的动态形成的100公里大小的微行星。在我们的研究中，粘性盘演化和星子形成的形成时间尺度与类地行星带行星胚胎的形成有关。我们连接一个一维模型的粘性气体演化，尘埃和卵石动力学和卵石流量调节的星子形成的N体代码LIPAD。我们的框架使我们能够研究的形成，生长，破碎和演化的星子的初始尺寸为100公里的直径为第一个百万年的粘性盘。我们的研究显示了星子表面密度演化对行星胚胎形成的优先位置和时间尺度的影响。提出了一个基于局部星子表面密度演化的一维胚状体形成模型。该模型能够以N体模拟的一小部分计算成本再现行星胚胎的空间分布、形成速率和总数。在类地行星带中，行星胚胎的形成与星子的形成同时发生。局部的星子表面密度演化和行星胚胎在寡头政权的轨道间距以及约束模型行星胚胎的形成分析。我们的胚胎形成模型将是一个宝贵的资产，在未来的研究有关行星形成。
2020-08-24 astro-ph.EP
Delivery of water and volatiles to the terrestrial planets and the Moon
通过模拟行星影响下的微行星盘的演化，已经表明从木星轨道以外输送到地球的水的质量可以与陆地海洋的质量相媲美。相当一部分的水可能已经被输送到地球的胚胎，当它的质量小于地球的当前质量。当地球胚胎的质量增长到目前地球质量的一半时，输送到胚胎的水的质量可能是从木星和土星的补给区输送到地球的水总量的近30%。陆地海洋的水可能是由几个来源的水混合而成的结果，这些水具有较高和较低的D/H比。从木星轨道外输送到金星的水的质量几乎与地球相同，如果归一化为行星的单位质量。输送到火星的水的单位质量是地球的两到三倍。从木星轨道以外输送到月球的水的质量可能比地球少20倍。
2020-03-22 astro-ph.EP
Early water delivery to terrestrial planet regions during the stages of Jupiter's formation and migration in the Grand Tack model
气体巨星的形成和随后的迁移可能会显著影响太阳系的物质混合。在这项研究中，我们使用N-体模拟来调查有多少水被输送到该地区的类地行星形成在木星的生长和迁移阶段的大塔克模型。我们发现木星的成长伴随着大量的物质输送，大量的水（基于最小质量太阳星云的初始微行星分布，大约是地球海洋质量的10倍）被输送到类地行星区域。在木星的迁移阶段，释放的总量进一步增加（总量约为地球海洋质量的10-40倍），这对模拟参数的依赖性较小。此外，在这些阶段，类地行星还没有完全发育成熟。因此，在这些早期阶段提供的水可以在原行星和/或地球生长的核心形成期间与金属铁相互作用。由于水分子中的氢可以溶解到它们的核心中，这可以解释目前地球核心中观察到的密度不足。值得注意的是，木星可能在解释非碳质（NC）和碳质（CC）陨石之间同位素组成的二分法中扮演着重要的“屏障”角色。这项研究的结果表明，木星的增长需要一些NC和CC材料的混合。
2023-02-01 astro-ph.EP
Takeout and Delivery: Erasing the Dusty Signature of Late-stage Terrestrial Planet Formation
像地球这样的行星的形成预计将以一系列后期巨型撞击结束，这些撞击产生温暖的尘埃碎片，这是最令人期待的类地行星形成过程中的可见路标。虽然现在有证据表明，地球大小的类地行星围绕着相当一部分太阳型恒星运行，但很少检测到它们形成时的预期尘埃碎片特征。在这里，我们讨论几种方式，我们目前的想法类地行星的形成意味着运输机制能够消除预期的碎片签名。可以通过“取出”（即，巨大撞击中行星大气的释放）或“传递”（即，被小行星和彗星抛入类地行星区域）的水平足以清除温暖的碎片。来自年轻恒星的强大恒星风也可以发挥作用，其传递的风动量产生拖曳力，带走温暖的碎片。如果这样的过程是有效的，类地行星可能会不引人注目地聚集在一起，几乎没有伴随它们诞生的宣传和喧闹。或者，罕见的过度温暖可能意味着类地行星通常形成得很早，从星云阶段完全形成，而没有经历后期的巨大撞击。无论哪种情况，观测到的类地行星形成的路标似乎比以前假设的更具挑战性。我们讨论这些想法的观察测试。
2023-02-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Impact of Planetary Rotation Rate on the Reflectance and Thermal Emission Spectrum of Terrestrial Exoplanets Around Sun-like Stars
需要建立强有力的大气和辐射转移模型，以正确解释类地系外行星的反射光和热发射光谱。这将有助于打破众多大气，行星和恒星因素之间的观测简并性，这些因素驱动行星气候。在这里，我们使用ROCKE-3D大气环流模型模拟了太阳周围类似地球的世界的气候，这些世界的旋转周期越来越慢，从类似地球到完全与太阳同步。然后，我们提供这些结果作为输入的光谱行星模型（SPM），它采用智能辐射转移模型来模拟行星的光谱，因为它将被观察到从未来的太空望远镜。我们发现，行星自转速率减慢的主要可观察影响是云分布、高度和不透明度的改变，这些变化随后通过改变生物相关气体物种的吸收带深度（例如，H2O、O2和O3）。我们还确定了一个潜在的诊断功能的同步旋转的世界中红外H2O吸收/发射谱线。
2020-04-01 astro-ph.EP
Making Terrestrial Planets: High Temperatures, FU Orionis Outbursts, Earth, and Planetary System Architectures
目前的原行星尘埃凝聚理论并不能预测与地球处于紧张状态的干燥硅酸盐星子。虽然已经提出了解决这一困境的方法，但它们通常都没有通过数值研究，或者与地球的（低，波动性依赖）挥发性和中等挥发性元素丰度存在紧张关系。在Boley等人（2014）的工作基础上，我们研究了熔融颗粒碰撞的影响，并发现它们可能为干燥的硅酸盐微行星问题提供解决方案。此外，加热的来源，无论是热的内部磁盘或FU猎户座规模吸积事件，将决定所产生的星子的位置，可能控制随后的行星系架构。我们假设，那些经历了FU Orionis尺度吸积事件的系统拥有与我们类似的行星系，而那些没有像开普勒看到的那样拥有非常接近，紧密堆积的行星的系统。
2017-04-18 astro-ph.EP
The Compositional Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets: II. Migration Simulations
先前的工作已经发现，在已知的太阳系外行星系中，预计会出现各种各样的类地行星。但这类研究忽略了巨行星迁移的影响，这种现象被认为在外太阳系中非常普遍。在这里，我们介绍了在动力学模拟中形成的类地行星成分的计算，其中包含不同程度的巨行星迁移。我们使用的化学平衡模型的固体物质存在于磁盘的五个已知的行星宿主恒星：太阳，GJ 777，HD 4203，HD 19994和HD 213240。巨行星迁移对模拟的类地行星的组成有很大影响，因为迁移导致在一定温度范围内凝结的类地行星组成部分之间发生大规模混合。这种混合作用1）增加了类地行星馈送区中富镁硅酸盐的典型丰度，从而与静态巨行星轨道的模拟相比，增加了具有类地成分的行星的频率;以及2）显著增加了向类地行星输送含水相（水和蛇纹石）的效率，从而产生了水世界和/或湿地球。我们的研究结果表明，虽然各种各样的类地行星的成分仍然可以产生，行星与地球一样的成分应该是常见的太阳系外行星系。
2012-09-23 astro-ph.EP
Role of gaseous giants in the dynamical evolution of terrestrial planets and water delivery in the habitable zone
在目前的研究中，我们研究了一个巨大的行星在富水胚胎和星子的动力学演化的影响，位于雪线以外的系统围绕太阳的恒星，以确定什么样的类地行星可以形成在这些系统的宜居带（以下简称HZ）。为此，我们进行了行星吸积的N体模拟，考虑到气体已经从盘中消散，并且在系统的雪线之外形成了一颗巨大的行星，在3 au处。我们发现，一个质量值介于土星质量和木星质量之间的巨大行星，代表了一个极限，从雪线之外向内移动的富含水的胚胎的数量开始减少。从这一点来看，我们的研究表明，质量超过一个木星质量的巨行星成为向内迁移的富含水的胚胎的有效动力学障碍。此外，我们推断，在HZ中存活的这些胚胎的数量显着减少的系统，主机一个巨大的行星比一个更大的质量。这一结果具有重要的影响，关于形成的类地行星在HZ具有非常高的水含量，并可能提供一个选择标准，在寻找潜在的宜居系外行星的系统，主机周围的气态巨星太阳型恒星。
2018-08-27 astro-ph.EP
The Compositional Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets: I. In-Situ Simulations
太阳系外行星的宿主恒星被发现富含关键的行星形成元素。这些浓缩有可能彻底改变可用于形成类地行星的物质的组成。在这里，我们报告的动力学模型相结合的后期类地行星形成已知的太阳系外行星系与化学平衡模型的组成的磁盘内的固体物质。这使我们能够确定模拟的太阳系外类地行星的大量元素组成。结果发现了各种各样的行星组成，从那些基本上是“地球一样”，含有金属铁和镁硅酸盐，以石墨和SiC为主。这表明在太阳系外的行星系中可能存在着各种各样的类地行星。
2010-04-06 astro-ph.EP
Formation of the four terrestrial planets in the Jupiter-Saturn chaotic excitation scenario: fundamental properties and water delivery
Kindai University（近畿大学）；Center for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台天体计算物理中心）；Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology（千叶工业大学行星探索研究中心）
研究通过木星-土星混沌激发情景分析，发现四颗类地行星的形成与水输送机制相关，并揭示了地球水含量的来源。
2026-02-19 astro-ph.EP
Setting the Stage: Planet formation and Volatile Delivery
行星大气的质量和组成的多样性源于原行星盘中存在的不同构建块，以及这些行星在行星组装和演化过程中经历的不同物理和化学过程。这篇综述的目的是概括地总结行星形成过程中的关键概念和过程，重点是挥发物向行星系内部区域的输送。
2020-06-12 astro-ph.EP
Water delivery in the Early Solar System
作为国家科学网络“通往宜居世界之路”的一部分，水向类地行星的输送是一个关键问题，因为水对我们所知的生命的发展至关重要。在总结了最新技术之后，我们展示了早期太阳系分散的主要带天体的水输送的一些初步结果。因此，我们调查的问题，是否星子和星子碎片，已获得相当大的倾斜，由于在主带区域附近的2 AU的强动力学相互作用可以是有效的水运输船。匈牙利小行星群是这种设想是现实的最好例子。假设气态巨行星和类地行星已经形成，我们监测到分散的含水小天体（数量级为百分之几）与类地行星的碰撞。因此，我们能够对这些天体对地壳实际含水量的各自贡献作出初步估计。
2015-06-05 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Evolution in the Stagnant-Lid Regime: Size Effects and the Formation of Self-Destabilizing Crust
正在进行的类地系外行星的发现突出了研究各种初始条件下行星演化的重要性。我们进行热演化模拟的一般类地行星的质量范围从火星到10个地球质量的停滞盖制度，最自然的对流模式与强烈的温度依赖性粘度。由于相当大的不确定性周围的地幔流变压力的依赖性，我们选择专注于端元的情况下，压力无关的潜在粘度，粘度不随深度沿绝热温度梯度变化。我们采用主成分分析和线性回归捕捉一阶系统的可能的进化方案，从大量的模拟运行。随着行星质量的增加，地壳厚度和地幔加工的程度都预计会减少，这种尺寸效应也可以通过简单的尺度分析得出。板块构造的可能性是使用考虑到韧性和脆性变形机制的地幔流变学来量化的。与早期的尺度分析一致，岩石圈水化作用的影响主导了行星质量的影响。玄武岩榴辉岩相变的行星地壳的可能性被发现增加与行星质量，我们认为，大规模的类地行星可能会逃脱停滞盖制度，通过形成一个自我不稳定的致密榴辉岩层。
2012-10-14 astro-ph.EP
Empirical Recurrence Rates for Seismic Signals on Planetary Surfaces
我们审查的复发间隔地面运动振幅的函数在几个地球上的位置，并作出第一次行星际比较与测量月球，火星，金星和泰坦。这种经验方法为这些地点的相对地震活动性提供了直观的指导，而无需调用内部模型和具体来源：例如，Venera-14对可能的地面运动的观测表明，在嘈杂和安静的陆地位置之间存在微地震环境;平静的陆地区域看到以mm/s为单位的峰值速度幅度大致等于0.4*N（-0.7），其中N是每年观测到的事件的数量。阿波罗号的数据显示，给定重现率的信号通常比地球上安静的地点小10，000倍，而海盗号的数据在低风期间似乎与安静的陆地地点相当。从现场测量的重现率曲线图提供了一个方便的指导，对未来的行星飞行任务的地震仪器的预期：虽然小型地震检波器可以区分地球活动率，指导加速度计的观测通常是太不敏感，提供有意义的限制，除非长期运行。
2017-04-19 astro-ph.EP
Linking planetary embryo formation to planetesimal formation II: The impact of pebble accretion in the terrestrial planet zone
近年来，行星核上的卵石吸积现象得到了广泛的研究，并被发现是行星生长的一种非常有效的机制。虽然大多数研究假设行星核心作为其模拟的初始条件，但这些核心如何，在何处以及何时形成的问题往往被忽视。我们研究了卵石吸积过程中的行星胚胎的形成阶段和随后的演变在拱星盘演化的早期阶段的影响。在这样做的过程中，我们的目标是量化行星胚胎形成的时间尺度和局部依赖性，基于磁盘的固体演化。我们将一维两种群固体演化模型和卵石通量调节的星子形成模型与N体程序LIPAD相连接。在我们的研究中，我们专注于与初始尺寸为100公里的直径的星子的增长，星子碰撞和卵石吸积的第一个100万年的粘性不断发展的磁盘。我们比较了18个不同的N体模拟，在这些模拟中，我们改变了100万年后的微行星总质量，微行星盘的表面密度分布，径向卵石通量和卵石吸积的可能性。卵石堆积导致形成更少，但实质上更大的胚胎。可能的胚胎形成的区域是微弱的影响，卵石的吸积和最里面的胚胎往往形成稍早相比，卵石吸积被忽略的模拟。卵石吸积强烈地增强了超级地球在类地行星区域的形成，但它不会增强更大距离处胚胎的形成。
2020-08-24 astro-ph.EP
Collision parameters governing water delivery and water loss in early planetary systems
我们研究了早期行星系宜居带中描述碰撞的相遇速度和碰撞角的分布。在这里，我们提出了一个目录的碰撞特征的碰撞体的特定质量比和七个不同的星子质量范围从十分之一的谷神星的质量到10倍的质量的月球。我们发现，几乎没有碰撞的冲击速度低于表面逃逸速度和一个类似的速度-冲击角分布不同的星子质量，如果速度归一化使用的逃逸速度。另一个扰动的类小行星物体扭曲了碰撞速度和撞击情况，因为如果扰动物的轨道靠近宜居带，则会促进高速掠射撞击，而距离较远的扰动物则只会扩大速度分散。
2013-07-05 astro-ph.EP
Effects of Dynamical Evolution of Giant Planets on the Delivery of Atmophile Elements During Terrestrial Planet Formation
最近的观测开始揭示原恒星盘和太阳系以外行星的组成。本文探讨了巨行星动力学演化对类地行星组成的影响。我们用一个简单的凝聚模型估算了这些岩石行星的初始组成，并数值研究了太阳系几种不同形成模型中形成的行星的组成。我们发现，难熔元素和中等挥发性元素的丰度几乎不依赖于形成模式，并且所有的模式都可以重现地球上这些元素的丰度。另一方面，亲大气元素的丰度则取决于冰质星子向内盘的散射速率以及内盘星子的混合速率。对于经典的形成模型，这两种机制都不是有效的，大气元素在类地行星最后组装过程中的吸积似乎是困难的。对于Grand Tack模型，这两种机制都是有效的，这导致了内盘中亲大气元素的相对均匀的吸积。还可能具有“混合”场景，其中混合不是非常有效，但是散射是有效的。在这种情况下，大气元素的丰度随轨道半径的增加而增加。这种情况可能发生在一些太阳系外的行星系中，这些行星系没有巨行星或没有来自巨行星的强烈扰动。我们还确认，大钉的情况下，导致小行星类似物的分布，岩石星子往往存在内部冰冷的，并表明他们的整体组成是一致的S-型和C-型的微行星，分别。
2015-12-27 astro-ph.EP
The Evolution of Stellar Rotation and the hydrogen atmospheres of habitable-zone Terrestrial Planets
在气态原行星盘内形成的类地行星可以积累大量的氢包层。由于XUV驱动的蒸发，这种大气的演变取决于宿主恒星的活动演变，而宿主恒星本身又敏感地取决于其旋转演变，因此也取决于其初始旋转速率。在这封信中，我们推导出一个简单适用的计算行星大气蒸发的方法，它结合了流体静力学低层大气和流体动力学高层大气的模型。我们发现，中心恒星的初始旋转速率是至关重要的行星大气的演变，可以确定如果一个行星保持或失去其原始的氢信封。我们的研究结果强调，需要一个详细的治疗恒星活动的演变时，研究行星大气的演变。
2015-11-11 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation by torque-driven convergent migration of planetary embryos
巨行星的大质量核心被认为是由卵石大小的颗粒吸积在气体盘中形成的，这些颗粒的吸积截面被气动气体阻力增强[1][2]。一个普遍的观点是，类地行星系统是在后来（气体盘分散后3 - 2亿年）由数十颗大约火星大小的原行星的巨大碰撞形成的[3]。在这里，我们提出，相反，类地行星形成早期的气体驱动收敛迁移的原行星向$\sim\!1\,{\rm au}$（相关参考文献[4]调用了不同的过程，以集中星子）。为了研究会聚迁移发生的情况，我们开发了一个具有真实不透明度的辐射流体动力学模型[5][6]，以确定类地行星带中气体和卵石盘的热结构。我们发现原行星通过相互碰撞和卵石吸积快速生长，并通过引力散射和热尾效应获得轨道偏心率[7][8]。类地行星系统的轨道结构在我们的模拟中得到了很好的再现，包括它在0.7-1 au的紧密质量浓度和水星和火星的小尺寸。早期的原太阳盘温度超过1500 K，在0.4 Au内，这意味着水星生长在一个高度还原的环境中，靠近铁和硅酸盐的蒸发线，影响了水星的整体组成[9]。在后期的冷气盘中，冰/水化卵石的吸积将有助于地球的水预算。
2021-09-23 astro-ph.EP
How the presence of a giant planet affects the outcome of terrestrial planet formation simulations
本文利用GENGA开展约50 Myr的N体模拟，考察不同质量、轨道半径的外侧巨行星及初始胚胎分布对类地行星形成的影响，发现巨行星会增强相互作用并使轨道更紧凑，但过近会抑制大质量岩质行星形成。
2024-05-07 astro-ph.EP
Terrestrial Planets Formation under Migration: the Systems near 4:2:1 Mean Motion Resonance
在这项工作中，我们广泛的调查近4：2：1平均运动共振（MMR）配置的形成，通过执行两套N体模拟。在第一组中，我们模拟了偏心阻尼、气体阻力、微行星、行星胚胎和巨行星的I型和II型行星迁移。对于II型迁移的巨行星的模拟，大质量的类地行星，质量高达几个地球质量，可能会在系统中产生。我们进一步证明，通过类木行星II型迁移的牧羊和/或散射机制，系统中的类地行星和巨行星可以演化成近4：2：1的MMR。此外，这些模型也适用于Kepler-238和302系统的形成。在第二组中，我们研究了类地行星系中4：2：1 MMR的形成，其中行星经历了I型迁移和偏心阻尼。通过考虑I型迁移，$\sim$ 17.1%的模拟结果表明类地行星演化为4：2：1的MMR.然而，这个概率应该取决于行星的初始条件。因此，我们得出结论，第一和第二类迁移可以发挥至关重要的作用，在近距离类地行星的形成。
2017-01-11 astro-ph.EP
Physical properties of terrestrial planets and water delivery in the habitable zone using N-body simulations with fragmentation
这项研究的目标是研究行星胚胎的碎裂如何影响太阳型恒星周围的类地行星的物理和动力学性质。我们的工作重点是行星的形成和演化以及宜居带中的水输送。我们区分A类和B类HZ行星，这有一个吸积种子最初位于内部和超出雪线，分别。我们开发了一个Nbody集成器，将碎片和打了就跑的碰撞，这是所谓的D3 N-body代码。由此，我们在拥有两颗气态巨星（如木星和土星）的系统中进行了46次行星吸积的数值模拟。我们比较了两组23 N体模拟，其中之一包括一个现实的碰撞处理和其他模型的所有影响完美的合并。在有碎裂的运行中形成的HZ行星的最终质量比没有碎裂的结果小15%~ 20%。至于A类HZ行星，那些在没有碎片化的模拟中形成的行星相对于它们的初始值在质量上有非常显着的增加，而那些在有碎片化的运行中产生的行星的增长则不那么相关。我们注意到碎片在A类HZ行星的质量中起次要作用，提供的最终值不到30%。在没有碎裂的运行中，A类HZ行星的水的最后分数保持初始值，因为它们没有吸积富含水的胚胎。在碎片化的运行中，这些行星的水的最终分数强烈依赖于每次碰撞后用于分配水的模型。B类HZ行星在有和没有碎片的情况下，其最终水含量没有显着差异。由此，我们发现碰撞碎裂并不是HZ中水世界生存的障碍。
2019-10-07 astro-ph.EP
Terrestrial Exoplanet Simulator (TES): an error optimal planetary systems integrator that permits close encounters
我们提出TES，一个新的n体积分代码的准确和快速的传播的行星系的存在下，密切接触。TES建立在经典的Encke方法的基础上，只将扰动集成到开普勒轨迹中，以减少模拟的误差和运行时间。整个过程中使用可变步长，以便精确处理近距离接触。一套数值的改进，一起使TES最佳的能量误差。与使用ias15的直接集成相比，在所有考虑的测试问题中发现了更低的运行时间。工商业污水附加费是免费提供的。
2021-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Formation of polar terrestrial circumbinary planets
目前发现的所有环联星行星的轨道几乎与联星轨道共面。虽然不对齐的环联星行星更难探测，但对偏心联星周围的极性对齐的环联星气体和碎片盘的观测表明，极性行星形成是可能的。极向行星的稳定轨道与双星的轨道平面成90度角，其角动量矢量与双星的偏心率矢量一致。在n体模拟中，我们利用流体动力学气盘模拟来模拟极地类地行星形成，以激发初始粒子分布。围绕偏心双星形成的类地行星更可能是极线排列而不是共面排列。类似的行星系在偏心双星周围形成极线排列，在圆双星周围形成共面排列。极地行星系即使在广义相对论的影响下也是稳定的。偏心双星的行星轨道在所有倾角上都表现出倾斜和偏心振荡，但共面情况下的振荡比极面情况下的大。我们认为，极向排列的类地行星将在未来被发现。
2021-09-23 astro-ph.EP
Formation of planetary systems by pebble accretion and migration: How the radial pebble flux determines a terrestrial-planet or super-Earth growth mode
超级地球被发现在比地球更紧密的轨道上，围绕超过三分之一的主序星运行。有人提出，超级地球是类似的类地行星，通过行星胚胎的相互吸积形成，但在圆盘中比太阳原行星盘密度大得多。相反，我们认为，类地行星和超级地球有两个不同的形成途径，是由光盘的卵石水库。通过数值积分，结合卵石吸积和N-体重力胚胎之间，我们表明，在卵石质量通量的一个因素的差异是足以改变从陆地到超地球生长模式的演变。如果卵石的质量流量很小，那么冰线内的初始胚胎生长缓慢，不会大量迁移，导致当气盘消散时，火星质量胚胎的分布很广。没有气体存在，胚胎变得不稳定，少量的类地行星通过相互碰撞形成。最后的类地行星最多有5个地球质量。相反，如果卵石的质量通量很高，那么冰线内的初始胚胎迅速变得足够大，可以通过气盘迁移。胚胎集中在圆盘的内边缘，通过相互融合加速生长。这导致形成了一个由5到20个地球质量范围内的紧密间隔的超级地球系统，以卵石隔离质量为边界。一般来说，这些超级地球系统在气盘消失后的不稳定性会触发额外的合并事件，并将系统从共振链中驱逐出去。卵石通量--控制着两种生长模式之间的转变--可能受到圆盘中最初的固体储存库的调节，或者受到更遥远的巨行星的存在的调节，这些巨行星可以阻止卵石的径向流动。
2019-02-22 astro-ph.EP
Volatile Delivery to Planets from Water-rich Planetesimals around Low Mass Stars
大多数的挥发性物质输送到吸积的类地行星的模型都假设水的载体的含水量与我们太阳系中的碳质陨石相似。在这里，我们认为，在许多行星系中的原始天体的含水量实际上可能要高得多，因为碳质陨石由于短寿命放射性同位素的加热而失去了一些原始的水，这些同位素驱动了母体的变化。使用N体模拟，我们探讨如何行星吸积将是不同的，如果超出水线的机构包含一个水团分数符合化学平衡计算，更类似于彗星，而不是更传统的水耗尽值。我们应用这个模型来考虑不同质量的恒星周围的行星形成，并确定宜居带行星和行星系结构的属性的趋势，可以通过正在进行的系外行星普查数据收集进行测试。将这些数据与模型预测的趋势进行比较，将有助于评估N体模拟和行星吸积研究中使用的初始条件在多大程度上可用于理解行星形成的这一阶段。
2015-02-26 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation in the Inclined Systems: Application to OGLE-2006-BLG-109L System
本文以OGLE-2006-BLG-109 L系统为原型，对倾斜行星系的晚期类地行星形成进行了深入的研究。在模拟中，我们表明，类地行星的出现是相当普遍的，在最后的组装阶段。此外，我们发现，40%的运行最终占据一个行星的宜居带（HZ）。另一方面，数值计算结果还表明，从$\sim 0.1$到0.3AU的星子盘内部区域对类地行星的形成起着重要作用。通过检查所有模拟，我们注意到存活率位于0.1 $\sim$ 1.0 AU或超过7 AU之间，或在$\sim$ 2.20 AU处OGLE-2006-BLG-109 Lb的1：1平均运动共振处。研究结果表明，倾斜星系中存在类地行星甚至类地行星的可能性不大。
2011-08-04 astro-ph.EP
Planetary Dynamics and Habitable Planet Formation In Binary Star Systems
双星系统是否可能拥有潜在的宜居行星取决于几个因素，包括双星系统的物理性质和轨道特征。前者决定了宜居带（HZ）的位置，后者影响了形成类地行星的物质的动力学（即，微行星和行星胚胎），并驱动行星组装的最终架构。为了在双星系统中形成一颗可居住的行星，这两个因素必须协调一致。也就是说，这两颗恒星的轨道动力学以及它们与行星形成物质的相互作用必须允许在宜居带内形成类地行星形成，并确保潜在宜居行星的轨道将长期稳定。我们按照同样的顺序组织了这一章。首先，我们对双星中行星的运动及其稳定性进行了一般性的讨论。然后，我们讨论了类地行星的稳定性，并形成潜在的宜居行星在一个双行星系。
2009-11-04 astro-ph.EP
Water and the interior structure of terrestrial planets and icy bodies
水的含量与类地行星和冰质天体的内部演化有着密切的联系。行星系中水的分布受原行星盘的温度结构、微行星和行星胚胎的动力学和迁移控制。这导致了星子和行星胚胎的形成，它们具有各种各样的成分，水含量和氧化程度。内部的演变，特别是星子的形成时间相对于由短命的26铝衰变的辐射加热的时间尺度可能会管理的含水硅酸盐和剩余的岩石-冰混合物的量在其演化的后期阶段。反过来，水含量可能会影响星子的早期内部演化，特别是金属硅酸盐分离过程。此外，水含量可能有助于增加氧逸度，从而影响太阳系天体硅酸盐储层中亲铁元素的浓度。最后，水含量强烈影响冰卫星的分化率，控制其内部演化，并支配其内部深处发生的蚀变过程。
2017-12-20 astro-ph.EP
Delivery of gas onto the circumplanetary disk of giant planets: Planetary-mass dependence of the source region of accreting gas and mass accretion rate
行星盘上的气体吸积和吸积气体的源区对于揭示导致巨行星周围卫星形成的尘埃吸积非常重要。我们进行了局部三维高分辨率的流体动力学模拟的等温和无粘气体绕行星流动的气体吸积带宽度和气体吸积速率到环行星盘的行星质量的依赖关系进行调查。我们研究了在5.2天文单位时对应于M_p=0.05-1 M_{Jup}的各种行星质量的情况，其中M_{Jup}是当前的木星质量。在低质量区（M_p = 0.2 M_{Jup}），气体吸积带的径向宽度与M_p^{1/6}成正比< 0.2 M_{Jup} while it is proportional to M_p for the high-mass regime with M_p >.我们发现，无论行星质量的情况下，我们检查的质量吸积率的比到环行星盘到希尔球是约0.4。结合我们的结果与全球流体动力学模拟得到的间隙模型，我们得到了半解析的环行星盘上的质量吸积率公式。我们发现，我们的三维吸积率的质量依赖性是相同的先前获得的二维情况下，虽然吸积流到CPD的定性行为是完全不同的两种情况之间。
2022-07-08 astro-ph.EP
Extreme Climate Variations from Milankovitch-like Eccentricity Oscillations in Extrasolar Planetary Systems
尽管我们的太阳系主要以圆形轨道为特征，但迄今为止发现的系外行星表明，这是例外而不是规则。这可能会对系外行星的气候产生至关重要的影响，既因为偏心的类地系外行星可能会有极端的季节变化，也因为偏心轨道上的巨行星可能会激发潜在的宜居类地行星的米兰科维奇式变化，在数千年到数百万年的时间尺度上。一个特别有趣的暗示是，地球被认为在过去的10亿年里至少经历了一次全球冻结的“雪球”状态，当冰盖关闭碳酸盐-硅酸盐循环时，它可能在数百万年的温室气体积累后退出。富含水的太阳系外类地行星有能力承载生命，可能有陷入类似雪球状态的风险。在这里，我们表明，如果一个类地行星有一个巨大的同伴在一个足够偏心的轨道上，它可以经历米兰科维奇振荡的偏心率足够大的幅度融化的雪球状态。
2010-10-11 astro-ph.EP
The Demographics of Terrestrial Planets in the Venus Zone
了解金星的物理特征，包括其大气层、内部以及相对于地球的演化路径，仍然是类地行星演化模型和行星可居住性出现和/或下降的重要组成部分。评估类地行星演化路径的统计策略在于系外行星的大气特征，其中样本大小为确定所需的失控温室条件提供了足够的手段。对潜在的系外金星的观测可以帮助确认有关金星过去的假设，以及其他系统中类似金星的行星的出现率。此外，来自未来金星任务的数据，如DAVINCI，EnVision和VERITAS，将提供有关金星的有价值的信息，对exoVenuses的研究将对这些任务起到补充作用。为了便于研究exoVenus候选者，我们提供了金星带中所有已确认的类地行星的目录，包括过境和非过境的情况，并量化其后续观测的潜力。我们研究的人口与恒星和行星属性，如行星半径差距的exoVenus人口。我们强调了后续观测的特定高优先级exoVenus目标，包括：TOI-2285 b，LTT 1445 A c，TOI-1266 c，LHS 1140 c和L98-59 d。我们还讨论了后续的观测，可能会产生进一步的洞察金星/地球的分歧在大气特性。
2023-02-06 astro-ph.EP
Evolved Climates and Observational Discriminants for the TRAPPIST-1 Planetary System
TRAPPIST-1行星系为利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和地面观测站研究类地系外行星演化提供了前所未有的机会。由于M矮行星可能经历极端的挥发性损失，TRAPPIST-1行星可能具有高度进化的，可能不适合居住的大气层。我们使用了一个多功能的，一维地球-行星气候模型与逐行辐射转移和混合长度对流（VPL气候）耦合到地球光化学模型来模拟TRAPPIST-1行星的环境状态。我们提出了平衡气候与自洽的大气成分，和观测判别后失控，干燥，10-100巴O2和CO2为主的大气，包括内部除气，以及富水的组合物。我们的模拟显示了一系列的地面温度，其中大部分是不适合居住的，虽然一个水行星TRAPPIST-1 e可以保持一个温和的表面给地球一样的地质放气和二氧化碳。我们发现，一个干燥的TRAPPIST-1 h可能会产生可居住的地面温度超过最大温室距离。这些大气在透射和发射光谱中的潜在观测判别因素受到光化学过程和气溶胶形成的影响，包括碰撞引起的氧吸收（O2-O2），以及O3，CO，SO2，H2O和CH 4吸收特征，其过境信号高达200 ppm。我们模拟的透射光谱与K2、HST和斯皮策对TRAPPIST-1行星的观测结果一致。对于几个陆地大气成分，我们发现TRAPPIST-1 b是不可能产生气溶胶。这些结果可以为TRAPPIST-1系统和其他M矮类地行星类地行星的JWST观测计划和数据解释提供信息。
2018-09-20 astro-ph.EP
Water delivery to dry protoplanets by hit-and-run collisions
新形成的类地行星的最终水存量是由它们的碰撞历史形成的。挥发物从雪线以外被运送到可居住带行星的环境表明非常干燥的天体与富含水的天体发生了碰撞。通过光滑粒子流体动力学（SPH）模拟，我们研究了干目标被富含水的射弹击中的情况下的水输送，重点关注与两个大型幸存物体的打了就跑的遭遇，这可能占所有类似物体的大约一半。大小的碰撞。
2020-02-01 astro-ph.EP
Atmospheric Dynamics of a Near Tidally Locked Earth-Size Planet
地球大小的行星处于或接近潮汐锁定状态的发现和表征对于理解类地行星的演化至关重要，金星是一个明显的类比。系外行星科学处于描述数百个陆地行星大气特征的起点，从而提供了远大于太阳系内有限的陆地行星大气清单的统计样本。然而，用于表征系外行星大气的基于模型的方法依赖于太阳系数据，导致我们有限的库存既是基础又是关键的大气实验室。目前的类地系外行星人口统计数据严重偏向于短周期行星，其中许多行星预计将被潮汐锁定，也可能是失控的温室候选者，类似于金星。在这里，我们描述了陆地系外行星人口的增加和气候模拟潮汐锁定的研究。这些系外行星的研究被放置在金星的背景下，金星是一个地球大小的异步转子的本地例子，接近潮汐锁定极限。我们描述了最近关于金星大气动力学的经验教训，以及这些经验教训如何与我们兄弟星球的进化有关。我们讨论了这些经验教训的系外行星大气的影响，并概述了金星气候的全面表征，以实现全面和强大的解释陆地行星大气的必要性。
2022-04-20 astro-ph.EP
Evidence for Terrestrial Planetary System Remnants at White Dwarfs
最近几年，对于主序星后的系外行星系统的看法发生了动态的转变，也许白矮星中存在岩石行星体的证据就是一个缩影。在斯皮策太空望远镜发射的同时，空间和地面数据都支持这样一种观点，即类似小行星存在于冷白矮星的很大一部分，并且在接近致密的恒星残骸时容易发生潮汐破坏。随后产生的碎片会产生可检测到的红外线过剩，这些物质逐渐落到恒星上，用重元素污染大气层，这些元素可以用来确定被摧毁的行星体的整体成分。根据迄今为止的观测，推断出的白矮星的母体最好被描述为小行星，并且具有与内太阳系中发现的物质相似的明显的岩石成分。它们的最小质量是典型的大型小行星，可以接近或超过太阳系中最大的两颗小行星灶神星和谷神星的质量。从各种研究中调查的恒星数量来看，拥有陆地行星系遗迹的白矮星的比例至少是百分之几，但可能在20%到30%之间。因此，A型和F型恒星可以有效地形成类地行星，其频率至少与在它们的白矮星后代中发现的残留物一样高。
2011-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact regimes and post-formation sequestration processes: implications for the origin of heavy noble gases in terrestrial planets
在金星、地球和火星上测得的氖、氩、氪和氙的大气丰度之间的差异是惊人的。由于这些丰度下降了至少两个数量级，从金星到火星，研究这种差异的起源是一个关键问题，必须解释，如果我们要充分了解不同的交付机制的挥发物吸积的类地行星。在这项工作中，我们的目标是调查是否有可能定量解释的变化，在金星，地球和火星上测量的重惰性气体丰度，假设彗星轰击是这些惰性气体的主要输送机制的类地行星。要做到这一点，我们使用最近的动力学模拟，使研究的影响通量的彗星在类地行星的形成和演化过程中。假设彗星释放的惰性气体的质量与它们与类地行星碰撞的速率成正比，我们证明了金星和地球中的氪和氙丰度可以用符合彗星轰击假说的方式来解释。为了解释地球和火星之间氪和氙丰度的差异，我们需要援引火星土壤中大量以CO2为主的包合物的存在，这些包合物可以有效地隔离这些惰性气体。
2010-02-25 astro-ph.EP
Prevalance of Chaos in Planetary Systems Formed Through Embryo Accretion
太阳系类地行星的形成过程已经在各种研究中被数值模拟，许多其他研究也致力于描述我们现代行星的混沌动力学状态。然而，我们地球脆弱的混沌状态是否是类地行星吸积的预期结果，目前还不得而知。我们使用一套数值模拟来详细分析和表征Kaib和Cowan（2015）中通过类地行星形成产生的145个不同系统中的动力学混沌。这些系统是在完全形成的木星和土星存在的情况下，使用各种不同的初始条件创建的。它们并不意味着提供一个详细的复制目前的实际太阳系，而是作为一个样本的类似系统进行比较和分析。我们发现，在我们形成的大约一半的系统中，动力学混沌是普遍存在的。我们表明，这种混乱消失在大多数这样的系统时，木星被删除，这意味着最大的混乱来源是来自木星的扰动。混沌在形成4或5颗类地行星的系统中最为普遍。此外，偏心的木星和土星被证明可以增强系统中混乱的流行。此外，在我们的样本中，具有高度集中在0.8 - 1.2 AU之间的质心的系统通常被证明比具有更奇异质量分布的系统更不混乱。通过演化系统到当前时代的过程，我们表明，后期不稳定性在我们的系统中是相当普遍的。最令人感兴趣的是，在我们自己的太阳系中观察到的许多混沌源（例如水星和木星之间的世俗驱动混沌）被证明是地球行星形成的共同结果。
2017-01-26 astro-ph.EP
On the Need for a Classification System for Consistent Characterization of the Composition of Planetary Bodies
本文提出了一个描述行星体组成的分类系统。根据质量-半径和质量-密度的关系，行星可以大致分为五个组成类别：气体巨星、岩石-冰巨星、富气类地行星、岩石类地行星和岩石-冰类地行星。对于这些广泛的组成类别中的每一个，定义了特定的整体组成类别，并使用太阳系类似名称进行表征。该分类系统允许根据行星质量半径组成模型对系外行星进行一般和详细的表征，并为区分富含气体的超级地球和迷你海王星提供了依据。
2022-08-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Migrating Jupiter up to the habitable zone: Earth-like planet formation and water delivery
一些观测工作已经表明，在类太阳恒星周围存在着覆盖着广泛的半长轴的质量为1000的行星。我们的目标是分析周围的行星形成过程的太阳类恒星，主机在中等距离范围从$\sim$ 1 AU到2 AU的一个小行星质量的行星。我们的研究重点是类地行星的形成和演化以及系统宜居带（HZ）的水输送。我们的目标也是分析所产生的系统的长期动态稳定性。一个半解析模型被用来定义一个原行星盘的属性，产生一个银星质量的行星周围的雪线，这是位于$\sim$ 2.7天文单位的太阳质量的恒星。然后，它被用来描述胚胎和星子在气相中的演化，直到形成的100亿质量的行星，我们使用的结果作为初始条件，进行行星吸积的N体模拟。我们的模拟产生了三种不同类型的行星在HZ：“水世界”，与质量之间的2.75 $M_{\oplus}$和3.57 $M_{\oplus}$和水含量的58%和75%的质量，类地行星，质量范围从0.58 $M_{\oplus}$到3.8 $M_{\oplus}$和水含量小于1.2%的质量，和“干世界”，模拟显示没有水。一个相关的结果表明，在HZ中，一颗质量为1000亿美元的行星和一颗类地行星有效共存，其中水的质量百分比与地球相当。此外，我们的研究表明，这些行星系至少在1 Gyr内是动态稳定的。在太阳型恒星周围1.5 au - 2 au处有一颗质量为1000亿的行星的系统具有天体生物学的意义。这些系统很可能在HZ中拥…
2017-08-01 astro-ph.EP
Can the masses of isolated planetary-mass gravitational lenses be measured by terrestrial parallax?
最近，Sumi等人（2011年）报告了大量行星质量天体的证据，这些天体要么是未束缚的，要么是在大于10天文单位的轨道上围绕宿主恒星运行的。他们的结果是从2006年和2007年MOA合作观测到的引力微透镜事件持续时间的统计分布中推断出来的。在这里，我们研究的可行性，通过检查一个特定的事件，MOA-2011-BLG-274微透镜测量单个PMO的质量。这个事件是不寻常的，因为持续时间短，放大率高，源尺寸效应大，爱因斯坦角半径小。此外，在晴朗的天空和低气团下，从相距甚远的地点对它进行了密集监测。Choi等人（2012）得出结论，该事件的晶状体可能是PMO，但他们没有尝试测量其质量。我们在这里报告一个重新分析的事件使用重新减少的数据。我们确认了Choi等人的结果，并尝试使用地球视差效应测量透镜的质量和距离。地面视差的证据被发现在3西格玛水平的信心。对数据的最佳拟合得到透镜的质量和距离分别为0.80 +/- 0.30 M_J和0.80 +/- 0.25 kpc。我们排除了一个主恒星的镜头了一个分离~ 40 AU。根据我们对MOA-2011-BLG-274的分析，我们提出了未来微透镜调查的观测策略，以获得更清晰的PMO结果，包括那些超地球质量的PMO。
2014-12-04 astro-ph.EP
The snow line in viscous disks around low-mass stars: implications for water delivery to terrestrial planets in the habitable zone
水冰或雪线是原行星盘的关键属性之一，它决定了宜居带内类地行星的含水量。它的位置取决于恒星的性质，通过盘的质量吸积率，以及悬浮在盘中的尘埃的大小分布。我们计算雪线的位置从最近的观测质量吸积率和恒星质量的函数。通过将观测到的质量吸积率的色散作为初始盘质量色散的度量，我们发现给定质量的恒星将表现出一系列雪线位置。在一个给定的年龄和恒星质量，所观察到的质量吸积率的分散度为0.4德克斯自然导致雪线位置的分散度为0.2德克斯。对于ISM般的尘埃大小，一西格玛雪线之间的太阳质量恒星的年龄范围从2到5 au的位置。对于更真实的尘埃不透明度，包括更大的颗粒，雪线位于距离恒星近两倍的地方。我们使用这些位置和N体模拟的结果来预测在宜居带中原位形成的类地行星的水量。我们发现，在雪线位置的分散导致大范围的含水量。对于类似ISM的尘埃大小，类太阳恒星周围的可居住区类地行星中有很大一部分保持干燥，并且没有水被输送到低质量M恒星（小于太阳质量的一半）的宜居带。更接近雪线在磁盘与较大的颗粒使水输送到宜居带的一个显着的比例M星和所有FGK星。考虑到它们的数量和行星的出现率较高，M星可能拥有银河系中大多数富含水的类地行星，如果这些行星能够在随后的演化中保持它们的水。
2015-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Nightside Clouds on Tidally-locked Terrestrial Planets Mimic Atmosphere-Free Scenarios
本研究发现潮汐锁定类地行星的夜侧厚云层会模拟无大气的观测特征，指出仅凭昼夜温差不能判定行星无大气，需结合更多观测与建模，并提出了利用JWST开展后续研究的方向。
2024-09-11 astro-ph.EP
On The Effect of Giant Planets on the Scattering of Parent Bodies of Iron Meteorite from the Terrestrial Planet Region into the Asteroid Belt: A Concept Study
在他们的铁陨石母体的起源模型中，Bottke等人提出了在最初的150万年期间在1-2 AU区域形成的分化的星子作为母体，并认为这些物体及其碎片由于与行星胚胎的相互作用而分散到小行星带中。虽然这个模型是可行的，但它并没有考虑到一颗可能存在于外层区域或在外层区域生长的巨大行星的影响。我们提出了一个概念研究的结果，我们已经研究了在木星轨道上的行星体的早期散射的星子从陆地区域到小行星带的影响。我们将大量星子的轨道整合在行星胚胎盘中，并研究了它们在行星质量不同值下的演化。结果表明，当行星质量小于10个地球质量时，它对星子和行星胚胎之间相互作用的影响可以忽略不计。然而，当行星质量在10到50个地球质量之间时，模拟指出一个过渡状态，大约50个地球质量是行星扰动效应不能再被忽略的值。模拟还表明，行星质量的进一步增加会大大降低星子从类地行星区域向小行星带散射的效率。我们提出了我们的模拟结果，并讨论其可能的影响，巨大的行星形成的时间。
2012-02-14 astro-ph.EP
Unstable low-mass planetary systems as drivers of white dwarf pollution
至少有25%的白矮星的大气层受到金属污染，有时伴随着可探测到的星周尘埃/气体盘或（在WD 1145+017的情况下）过境的解体小行星。通过轨道行星向白矮星输送星子是解释这些现象的主要候选者。在这里，我们研究系统的行星和星子进行行星-行星散射引发的恒星的后主序星质量损失，并测试这是否可以保持高速率的交付超过几个陀螺仪，他们观察到。我们发现，低质量行星（地球到海王星质量）是有效的物质输送者，可以维持Gyr的输送。不稳定的低质量行星系再现了观测到的显著吸积的延迟开始，以及后期吸积速率的缓慢衰减。质量较大的行星效率较低，并且在星子种群被清除之前，传递只持续相对较短的时间。当天体越过白矮星的洛希极限时，它们的轨道倾角大致是各向同性的，这意味着可以预期小行星、碎片流和圆盘之间会发生重大的碰撞相互作用。如果行星-行星散射确实是造成白矮星污染的原因，那么许多这样的天体，以及它们的主序星祖先，可以预期在几个天文单位甚至更远的轨道上拥有（目前无法检测到的）超级地球行星。
2018-02-20 astro-ph.EP
Planetary formation and water delivery in the habitable zone around solar-type stars in different dynamical environments
目标。我们研究太阳型恒星周围宜居带（HZ）行星的形成和水输送。特别是，我们研究了系统中最大质量的物体所定义的不同动力学环境。方法.首先，半解析模型被用来定义产生我们研究的五个动力学场景中的每一个的原行星盘的质量。然后，我们利用同样的半解析模型来描述胚胎和星子在气相中的演化。最后，我们进行了行星吸积的N体模拟，以分析在不同的动力学环境中的行星的形成和水输送。结果在不同的动力学情景下，水世界在HZ有效地形成。在雪线周围有类似木星或土星的巨大行星的系统中，超级地球倾向于从雪线外迁移到HZ，这是由于与其他胚胎相互作用的结果，并且只在气相期间吸积水。在没有巨行星的系统中，水含量高的地球和超级地球可以在HZ中原位形成，也可以从外部区域迁移到HZ中，水可以在气相期间以及与富含水的胚胎和星子碰撞时吸积。结论.在类太阳恒星周围，具有高质量含水量的行星的形成似乎是一个普遍的过程。我们的研究表明，这样的行星在不同的动力学环境中仍然非常有效地产生。此外，我们的研究表明，在所考虑的系统中，在HZ中形成质量和水含量与地球相似的行星似乎是围绕太阳型恒星的罕见过程。
2017-10-12 astro-ph.EP
Habitable Zones for Earth-mass Planets in Multiple Planetary Systems
本文通过数值模拟研究了多行星系中地球质量行星的宜居带和动力学结构。例如，在HD 69830系统中，我们广泛地探索了三个海王星质量的同伴的行星配置，其中一个大质量的类地行星居住在0.07 AU $\leq a \leq$ 1.20 AU，以研究该系统中的小行星结构。我们强调，有至少$10^5$年的稳定区的低质量类地行星位于0.3和0.5 AU之间，和0.8和1.2 AU的最终偏心率为$e < 0.20$。此外，我们还发现小行星带的积累或耗尽也受到外行星轨道共振的影响，例如，与行星C的2：1和3：2平均运动共振（MMRs）以及与行星D的5：2和1：2 MMRs的小行星间隙。在动力学意义上，潜在类地行星或HZ存在的合适候选区域为0.35 AU $< a < $ 0.50 AU，以及0.80 AU $< a < $ 1.00 AU，这对于该系统中可能存在的小行星结构是有意义的。
2009-03-13 astro-ph.EP
Characterization of the L 98-59 multi-planetary system with HARPS: two confirmed terrestrial planets and a mass upper limit on the third
L 98-59（TIC 307210830，TOI-175）是一颗附近的M3矮星，TESS发现它周围有三颗地球大小的凌日行星（0.80、1.35、1.57地球半径），轨道周期短于7.5天。在这里，我们的目标是测量质量的已知过境行星在这个系统中使用精确的径向速度（RV）测量与HARPS摄谱仪。我们考虑训练和未经训练的高斯过程回归模型的恒星活动，同时模拟RV数据与行星信号。我们的RV分析，然后补充动力学模拟，以提供强大的约束行星的轨道偏心率，要求长期稳定。我们测量了两颗最外层行星的行星质量，分别是$2.46\pm 0.31$和$2.26\pm 0.50$地球质量，这证实了它们的大部分地球成分。我们能够以95%的置信度对最小的、最里面的行星的质量设定上限，即$<0.98$地球质量。我们的RV加上动力学稳定性分析对轨道偏心率有很强的约束，并显示每个行星的轨道可能有$e<0.1$，以确保动态稳定的系统。L 98-59紧凑的三个可能的岩石行星系统为研究行星形成、动力学稳定性和比较大气行星学提供了一个独特的实验室。持续的RV监测将有助于完善最内层行星的特征，并可能在更宽的距离上揭示系统中的其他行星。
2019-05-25 astro-ph.EP
Evolution of magnetic protection in potentially habitable terrestrial planets
我们提出了一个适合居住的类地行星的磁性演化模型，以及它们对保护行星大气免受恒星风侵蚀的影响。使用最新的热演化模型和发电机标度律，我们预测的行星偶极矩的演化作为行星质量和旋转速率的函数。结合这些结果与模型的演变的恒星风，恒星XUV通量和行星外逸层特性，我们确定的磁层和外底半径的属性，以估计大气质量损失的水平。我们使用这个模型来评估潜在的可居住的超级地球GJ 667 Cc，GI 581 d和HD 85512 b的磁保护。我们确认，类地行星，即使在最高可达到的磁场强度，将失去显着的一部分，他们的大气挥发物，如果他们是潮汐锁定在宜居带的dM恒星，或者即使有N/O丰富的大气，他们在宜居带接近$\sim$ 0.8 AU。在超级地球$M_p\gtrsim 3 M_\oplus$中也发现了类似的质量依赖的内部极限，在任何情况下，即使它们被潮汐锁定，似乎也有更好的机会保存它们的大气层。我们预测，GJ 667 Cc的大气层可能已经消失，目前不适合居住。另一方面，我们的模型预测，即使在恒星侵略的最坏预期条件下，GI 581 d和HD 85512 b的大气层也会受到内在磁场的良好保护。（Abstract）。
2012-04-01 astro-ph.EP
The chemical diversity of exo-terrestrial planetary debris around white dwarfs
我们给出了白矮星PG 0843 +516、PG 1015 +161、SDSS 1228 +1040和GALEX 1931 +0117的HST紫外光谱，这些白矮星吸积了由小行星破坏形成的星周行星碎片。结合光学数据，在光球中检测到最少5种，最多11种不同的金属。金属下沉的时间尺度只有几天，这些恒星处于吸积/扩散平衡，光球的丰度密切反映了星周物质的丰度。我们发现的C/Si比是一致的散装地球，证实了岩石性质的碎片。它们的C/O值也非常类似于大块地球的C/O值，这意味着行星碎片主要由Mg和Fe硅酸盐组成。在四颗白矮星上发现的碎片丰度显示出相当大的多样性，至少可以与太阳系中不同陨石类别的丰度相媲美。PG 0843 +516的Fe、Ni、S、Cr等元素含量明显偏高，表明有熔融物质的增生作用，可能存在分异作用。PG 1015 +161相对于所有其他检测到的元素具有最低的Si丰度。不同白矮星周围行星碎片的Al/Ca比值非常相似。这类似于在太阳系的大多数天体中发现的这两种难熔亲石元素的丰度比几乎恒定。根据对星周碎片的主量元素的探测，计算出星周碎片的吸积速率为1.7e8g/s ~1.5e9g/s。我们在PG 0843 +516和SDSS 1228 +1040中的SiIV 1394，1403双峰中检测到额外的拱星吸收，让人想起在灾难性变量中的白矮星中看到的类似的高电离线。我们怀疑这些谱线起源于白矮星附近的…
2012-05-01 astro-ph.EP
Terrestrial planet surfaces and interiors
本章概述太阳系岩石行星的表面与内部结构，回顾各行星层级的关键地质与地球物理过程及重大探索发现，揭示行星演化路径的多样性以加深对地球的理解。
2024-11-15 astro-ph.EP
Cataclysm no more: New views on the timing and delivery of lunar impactors
如果正确解释，地球最近的邻居月球的撞击记录可以用来了解地球自45亿年前形成以来如何受到撞击事件的影响。然而，月球撞击物的性质和时间-实际上月球撞击记录本身-并没有很好地理解。特别令人感兴趣的是月球撞击盆地的年龄，以及它们告诉我们的关于“月球灾难”和/或晚期重轰炸（LHB）的信息，以及这种撞击事件如何影响地球或其他行星上的早期生命。对月球撞击物随时间的变化进行了调查，包括分析轨道数据和图像;月球、陆地和其他行星样本数据;以及动力学建模。在这里，现有的信息有关的性质，月球的影响记录进行审查和新的解释。重要的是，它表明，大多数证据支持一个长期的月球（因此，地球）轰击从~4.2至3.4 Ga，而不是一个灾难性的尖峰在~3.9 Ga。生命起源所需的条件的影响得到解决。
2017-04-21 astro-ph.EP
The Importance of 3D General Circulation Models for Characterizing the Climate and Habitability of Terrestrial Extrasolar Planets
虽然最近发现的奇异的新行星类型既挑战了我们的想象力，也拓宽了我们对行星系运作的知识，但系外行星科学最引人注目的目标可能是探测和描述在其他恒星系统中运行的可居住和可能有人居住的世界。在可预见的未来，太阳系外行星的特征将通过行星光谱和时间信号的遥感来进行，同时将这些数据仔细拟合到行星及其大气的先进模型中。类地行星很小，与它们更大的气态兄弟相比，观测起来更具挑战性;然而，在未来十年内上线的天文台将开始允许它们的表征。然而，仅仅投资于观测努力是不够的。为了充分理解我们的大型望远镜在夜空中看到的是什么，需要对行星大气进行全面的建模。在我们寻求描述可居住和可能有人居住的世界时，应使用3D大气环流模型（GCM）来评估潜在的气候状态及其相关的时间和空间相关的可观测信号。3D模型允许耦合，自洽，多维模拟，可以逼真地模拟类地太阳系外行星的气候。通过全面的3D建模获得的对地球系外行星大气的完整理论理解对于解释从当前和计划中的仪器中获取的系外行星光谱至关重要，并且对于设计旨在测量潜在可居住系外行星光谱的未来任务至关重要。我们建议继续为专注于行星和系外行星应用的3D GCM建模团队提供机构支持。
2019-03-12 astro-ph.EP
The Effect of Land Fraction and Host Star Spectral Energy Distribution on the Planetary Albedo of Terrestrial Worlds
行星的能量平衡和气候可能会受到其陆地，海洋和冰冻表面的反射特性的影响。在这里，我们调查的宿主星的光谱能量分布（SED）的影响，这些表面的反射率使用一维（1-D）的能量平衡模型（EBM）。通过对M-、K-、G-和F-矮星的光谱分析，我们确定了陆地和海洋表面不同的分数和纬度分布对整个行星的温度、气候和冰-温度反馈响应的影响。虽然注意到给定行星上陆地质量的空间分布将对整体行星能量平衡产生影响，但我们发现，具有较高平均陆地/海洋比例的类地行星相对较冷，并且无论恒星类型如何，都具有较高的热膨胀系数。对于绕M-矮星运行的类地行星来说，近红外线（近红外线是M-矮星释放大部分能量的地方）的水冰吸收增加，导致全球平均地面温度变暖，高纬度的冰线，以及随着冰-水反馈在高陆地分数处变为负值而增加的气候稳定性。相反，大部分被海洋覆盖的行星，特别是那些围绕明亮恒星运行的行星，由于反射性陆地和吸收性海洋表面之间的对比，具有相当不同的能量平衡，这反过来又导致平均地面温度比陆地覆盖的行星更高，并且潜在的冰反馈更强。虽然依赖于单个行星系的属性，我们的结果放置这样的限制的一系列的类地系外行星的气候状态的基础上的太阳辐射和入射通量。
2019-10-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
