Early volatile depletion on planetesimals inferred from C-S systematics of iron meteorite parent bodies
在类地行星的形成过程中，挥发性物质的损失可能会通过星云的加工、星子的分化和行星的吸积而发生。我们调查铁陨石作为档案的挥发性损失在星子处理。本文用热力学模型重建了岩浆铁陨石母体的碳含量。计算固/熔合金分配的C大大增加与液体S浓度和推断母体C浓度范围从0.0004至0.11重量%。母岩可分为2个组分群，以中、低C/S岩芯为特征。这两个都需要显着的星子脱气，变质脱挥发分的辉长岩样的前体是不够的，以占他们的C耗尽。星子核心形成模型，从封闭系统提取到脱气的一个完全熔融的身体，表明显着的开放系统硅酸盐熔融和挥发损失，需要匹配中，低C/S母体核心组合物。更大的亏损C相对于S是硅酸盐脱气的标志，表明母体核心组成记录的过程，影响复合硅酸盐/铁星子。裸露岩心的脱气剥离其硅酸盐地幔将耗尽S与可忽略不计的C损失，并不能解释推断的母体核心组成。因此，小天体分化过程中的去挥发作用是形成由星子和行星胚胎形成的类地行星的挥发性存量的关键过程。
2021-04-06 astro-ph.EP physics.geo-ph
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
Meteorites and the RNA World: Synthesis of Nucleobases in Carbonaceous Planetesimals and the Role of Initial Volatile Content
生命起源的基本组成部分-生命前体分子已在碳质化石中发现。这些有机分子向冥古宙地球的外源输送可能会引发达尔文池塘中第一批RNA分子在干湿循环期间的聚合。在这里，我们调查的RNA和DNA的核碱基腺嘌呤，尿嘧啶，胞嘧啶，鸟嘌呤和胸腺嘧啶内的母体星子碳质微球的形成。最新的热化学平衡模型与一维热力学星子模型耦合用于计算核碱基浓度。与之前的研究（Pearce & Pudritz 2016）不同，我们假设初始挥发物浓度更适合碳质球粒陨石母体的形成区。这代表了更准确的宇宙化学发现，这些天体已经形成内部，$\sim 2\mathrm{-}5\,\mathrm{au}$，温暖的区域太阳系。由于这些改进，我们的模型代表了腺嘌呤和鸟嘌呤的浓度测量碳质碳酸钙。我们的模型本身并没有重现这些陨石中尿嘧啶、胞嘧啶和胸腺嘧啶的测量结果。这可以通过核碱基之间的转化反应和胸腺嘧啶的潜在分解来解释。碳质小行星中的生命前有机物质的合成可以很好地解释为i）辐射加热，ii）水化学，涉及在微行星内部特定半径范围内的几个关键过程，其中水可以以液相存在，iii）初始挥发物含量减少（H $_2$，CO，HCN，CH $_2$ O）的原行星盘材料在母体区域相比，彗星的外部区域。
2022-11-11 astro-ph.EP
Capture of Irregular Satellites via Binary Planetesimal Exchange Reactions in Migrating Planetary Systems
通过记录星子和行星之间的相遇，我们计算了在一个数值积分的两行星系统，是由于迁移与外部星子带的相互作用遇到的分布。只有当双星微行星与行星缓慢而近距离相遇时，才有可能通过与双星微行星的交换反应捕获围绕行星运行的不规则卫星。在我们的模拟中，我们发现星子和行星之间的近距离缓慢相遇主要发生在最外层而不是最内层的行星上。考虑到行星轨道穿越双星微星首先会被潮汐破坏，我们估计了潮汐破坏和不规则卫星捕获的概率。我们估计，一个二进制的小行星被捕获，并成为一个不规则的卫星海王星质量外行星的概率是大约1/100的质量和分离类似的transneptunian小行星二进制的二进制。如果年轻的系外行星碎片盘上有一个双星小行星群，那么向外迁移的外行星应该有被捕获的不规则卫星群。我们讨论解释发射与系外行星北落师门b的碰撞演化捕获的不规则卫星人口补充，由于行星迁移。
2011-12-02 astro-ph.EP
Self-consistent $N$-body simulation of Planetesimal-Driven Migration. II. The effect of PDM on planet formation from a planetesimal disk
Kobe University（神户大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文通过高分辨率模拟研究了PDM对行星形成的影响，揭示了动态迁移对早期行星形成的重要作用。
2026-01-28 astro-ph.EP
Shock-Generating Planetesimals Perturbed by a Giant Planet in a Gas Disk
我们研究了由原行星气盘中的巨行星共振引起的星子激发。高度激发的微行星产生弓形激波，其机制导致球粒的形成、硅酸盐尘埃的结晶和冰状微行星的蒸发。2：1共振后的微行星由于气体的拖曳而迁移，在3：1共振附近获得最大离心率，大约位于行星距离的一半。偏心率取决于星子和类木行星的参数，如大小和位置，以及盘的气体密度。在木星的情况下，由于长期共振，一个100公里大小的微行星相对于气体盘的最大相对速度达到~12公里/秒，这是由于盘的引力而发生的。我们发现，如果一个木星质量的行星位于10天文单位内，大于100公里的星子获得足够的速度，导致球粒前体的熔融和硅酸盐的结晶。大的微行星和偏心行星的最大速度更高。星子被暂时困在共振中，并在类木行星形成后继续保持高速超过100万年。这个持续时间符合同位素数据所建议的球粒形成的时间尺度。当一颗类木行星位于15天文单位范围内时，冰质星子的蒸发就会发生。如果探测到从冰质微行星中喷射出的分子，这种机制可以成为外系中行星形成的新指标。
2018-12-13 astro-ph.EP
Planetesimal fragmentation and giant planet formation: the role of planet migration
在核心吸积的标准模型中，巨行星的核心是由星子吸积形成的。在这种情况下，星子人口的演变在大规模核心的形成中起着重要作用。最近，我们研究了星子碎裂在巨行星原位形成中的作用。然而，行星和气体盘之间的角动量交换导致行星在盘中迁移。在这项新的工作中，我们纳入了行星的迁移，并在全球范围内研究行星迁移在形成一个巨大的核心时，星子的人口演变的行星吸积，迁移由于星云的阻力，和碎片由于星子碰撞的作用。
2014-09-24 astro-ph.EP
Formation of inner planets in the presence of a Cold Jupiter: orbital evolution and relative velocities of planetesimals
本文研究冷木星对内盘星子轨道演化和相对速度的影响，发现小星子受气体阻力影响相对速度升高，而大星子可保持低速度弥散并继续失控增长，表明冷木星不阻碍内岩石行星形成。
2023-08-28 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
Volatile depletion in rocky planets as a chemical fingerprint of hybrid accretion
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；University of Alabama（阿拉巴马大学）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；University of Arizona（亚利桑那大学）
本研究结合 pebble 吸积与星子碰撞生长建模，发现挥发性元素亏损是类地行星混合吸积的化学指纹，可通过元素特征推断行星吸积历史，为解释岩质系外行星化学多样性提供依据。
2026-09-28 astro-ph.EP
From Dust to Planets I: Planetesimal and Embryo Formation
行星形成模型从已经完全形成的原始胚胎和星子开始，错过了一个关键步骤，星子/原始胚胎的形成。在这项工作中，我们包括处方的星子和原生胚胎形成所产生的鹅卵石被困在短暂的压力颠簸，在热演化的粘性盘检查整个磁盘的原生胚胎和星子的大小和分布。我们发现，微行星的大小随着轨道距离的增加而增加，从距离恒星约10公里到距离恒星数百公里。原始胚胎的质量也随着轨道半径的增加而增加，范围从冰线周围的$10^{-6} M_{\rm \oplus}$到冥王星轨道附近的$10^{-3} M_{\rm \oplus}$。我们包括卵石和星子吸积的处方，以检查原始胚胎可以达到的质量。在靠近恒星的地方，由于小的星子，星子吸积是有效的，而卵石吸积在卵石尺寸有限的地方是有效的，但在卵石供应减少之前，由于低吸积率，漂移占主导地位时效率低下。在冰线外，由于星子离心率的增加，星子吸积变得效率低下，而卵石吸积随着初始原胚质量的增加而变得更加有效，使它们在卵石供应耗尽之前显着增长。结合这两种情况可以在更大的距离上形成更大质量的原胚胎，因为星子的吸积可以使卵石吸积变得更有效，从而使巨大的行星核心在10 au的距离上形成。通过包括更现实的初始原胚和星子大小，以及合并吸积的情况下，应该允许一个更完整的理解，在开始到结束的过程中如何行星和行星系的形式。
2021-07-02 astro-ph.EP
Delivery of icy planetesimals to inner planets in the Proxima Centauri planetary system
本研究估算比邻星c吸积区冰质星子向内行星b和d的输送量，发现总质量约10-15mE，输送到b的水可能超过地球海洋，且c轨道半长轴至少缩小1.5倍。
2023-09-01 astro-ph.EP
Planetesimal Dynamics in the Presence of a Giant Planet
行星形成的标准模型解释了行星是如何在单恒星系统的轴对称、无扰动的圆盘中形成的。然而，当其他行星胚胎开始生长时，巨行星可能已经形成。本文研究了气体盘中巨行星扰动下的微行星动力学。我们的目标是了解行星的摄动对行星轨道外巨行星核心形成的影响。我们计算了从$10^{13}$到$10^{20}$ g的微行星的轨道演化，其中一颗质量为5.2 au的行星位于5.2 au。除了平均运动共振（MMR）位置外，我们还发现了分布在$\simeq 9$-15 au的星子的轨道排列。排列的程度随着与行星距离的增加和星子质量的减少而增加。对齐的轨道导致低的相遇速度，从而更快的增长。除了MMR位置之外，质量相同的微行星的典型速度色散是$\sim \mathcal{O}(10)$ $\rm{m\text{ } s}^{-1}$。相对速度随着与行星距离的增加和微行星质量比的减小而减小。当微行星的偏心率矢量在气体阻力和长期扰动下达到平衡时，当两个微行星的质量都在质量谱的较大端时，相对速度变小。我们的研究结果表明，如果一颗巨大的行星嵌入盘中，那么在行星轨道之外的另一颗行星核心的生长可能会在某些位置加速。
2021-06-11 astro-ph.EP
From planetesimals to planets with N-body simulations in the giant-planet formation region
Center for Star and Planet Formation, Globe Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学全球研究所恒星与行星形成中心）
研究通过N体模拟探讨了巨行星形成过程中星子吸积与核心形成的关系，发现星子分布顶部促进多行星系统形成，且碰撞率低，巨行星形成弱依赖初始位置和总质量预算。
2026-03-10 astro-ph.EP
Colliding in the shadows of giants: Planetesimal collisions during the growth and migration of gas giants
巨行星迁移是行星系演化过程中的重要现象。最近的工作表明，巨行星生长和迁移可以塑造小行星带，但这些工作没有考虑微行星之间的相互作用。我们计算了气体巨行星生长和迁移过程中星子盘的演化，包括星子-星子碰撞。这些碰撞的数量、位置和碰撞速度取决于具体的生长和迁移路径，我们发现巨行星生长本身对碰撞速度的影响很小，并且大部分被生长中的巨行星散射的星子在生长期间不会相互碰撞。与此相反，我们发现，巨行星迁移诱导大量的高速碰撞的星子。这些撞击有足够的速度引起冲击波引起的水冰和星子的硅酸盐成分的蒸发，并导致身体的灾难性破坏。撞击碎片可能会形成新的物体。碰撞演化降低了小行星通过巨行星生长和迁移注入小行星带的效率。植入小行星带的一小部分最大的星子可能是通过碰撞处理的。我们确定了重要的后果，行星吸积模型中没有考虑的星子碰撞。在巨行星迁移过程中高速碰撞的普遍性，以及它们与陨石性质和球粒形成的潜在联系，使得撞击蒸发成为一个至关重要的现象。小行星成分蒸发的后果需要进一步的详细研究。需要新的星云内碰撞结果模型和新的星子形成模型。
2020-08-12 astro-ph.EP
Study of the migration of Earth-like planets in planetesimal disks and the formation of debris disks
Institute of Astronomy of the RAS（俄罗斯科学院天文研究所）
本文研究了类地行星与行星esimal盘的相互作用，发现行星迁移后会扰动盘内行星esimal轨道，增加相对速度，导致其破碎，从而形成尘埃盘。
2026-04-07 astro-ph.EP
Planetesimal Dynamics in the Presence of a Giant Planet II: Dependence on Planet Mass and Eccentricity
在原行星盘中存在一颗早期形成的巨行星对其他行星胚胎的生长有着复杂的影响。来自行星的引力扰动可以将平均运动共振处的微行星的相对速度增加到非常高的值，并阻止这些位置的吸积。然而，气体阻力也可以使相同大小的微行星在某些盘位置的轨道近心点对齐，并使它们在动态上安静和“吸积友好”的位置，为类似大小的微行星。继上一篇论文，我们研究了一个类星体行星的影响，外部的小行星盘，我们推广我们的研究结果，太阳系外的行星系通过改变行星参数。特别是，我们专注于对现有的行星的质量和偏心率的星子的相对速度的依赖。我们发现，相同质量的粒子的速度分散度随着行星质量的增加而单调增加。同时，随着行星质量的增加，不同质量的星子之间的相对速度对质量比的依赖性变弱。虽然相对速度一般会随着行星偏心率的增加而增加，但由于小质量粒子（$m \lesssim 10^{18}~\rm{g}$）与气体的强耦合，其速度分散几乎与行星偏心率无关。我们发现，侵蚀极限满足更广泛的参数（行星质量/偏心率，星子质量比）时，星子的大小减小。我们的研究结果可以为土星核心的形成以及一些具有多个冷巨行星的系外行星系统的结构提供一些线索。
2022-07-27 astro-ph.EP
Growth after the streaming instability: from planetesimal accretion to pebble accretion
流动不稳定性是行星形成的一个关键机制，它将卵石聚集成星子。它是在一个特定的磁盘位置触发，其中固体的局部体积密度超过了气体。在它们形成之后，星子可以通过从出生环中的其他星子中吸取食物以及从外盘向内漂移的鹅卵石来生长。为了研究星子在一个单一的位置的流动不稳定性的增长，我们测试的条件下，超级地球能够形成的气体盘的寿命内。我们修改了\texttt{Mercury} N-体代码跟踪的生长和动力学演化的一群星子在冰线的太阳质量的恒星。研究了三种星子大小的分布：（i）半径为400 km的单分散的星子群，（ii）200 km到1000 km的多分散的星子群，（iii）一个逃逸天体和一群100 km大小的较小星子群的双峰分布。单分散的400公里大小的微行星群不能形成$\gtrsim$地球质量的原行星。它们的速度色散很快被激发，抑制了星子和卵石的吸积。行星可以从多分散和双峰分布形成。在这种情况下，双组分性质通过小微行星的动力摩擦来抑制大胚胎的随机速度，使胚胎在接近$10^{-2}$地球质量时有效地吸积卵石。我们发现，当卵石的质量通量较高，盘湍流较低，或卵石的斯托克斯数较高时，超地球行星的首选形成。
2019-02-26 astro-ph.EP
Planetesimal formation at the gas pressure bump following a migrating planet I. Basic characteristics of the new formation model
为了避免已知的困难，在星子的形成，如漂移或碎裂障碍，许多方案已经提出。然而，在这些情况下，星子一般只在原行星盘的某些特定位置形成。另一方面，在行星形成模型和星群合成模型中，一般假设星子广泛分布在原行星盘中。在这里，我们提出了一个新的方案，其中星子可以形成在广泛的地区的光盘。微行星形成于第一代行星形成的气压隆起处（例如由卵石吸积形成），随着行星的迁移，形成区域向内扩展。我们使用一个简单的一维拉格朗日粒子模型来计算由一个迁移嵌入行星扰动的气体盘中的卵石的径向分布。我们认为，星子形成的流动不稳定性的点，卵石与气体的密度比的中平面变得大于1。我们还研究了一些关键参数的影响，如气体盘模型，卵石的质量流量，行星的迁移速度，湍流的强度。我们发现，只要卵石的流量是典型的，湍流不是太强，星子形成在盘的广泛地区。星子表面密度取决于卵石质量通量和行星的迁移速度。星子的总质量和形成区的轨道位置强烈地依赖于卵石质量通量。我们还发现，轮廓的星子表面密度和它的斜率可以估计由非常简单的方程。我们表明，我们的新方案可以解释形成的星子在广泛的领域。简单的估计，我们提供的星子表面密度分布可以用作人口合成模型的初始条件。
2020-10-20 astro-ph.EP
Distribution of captured planetesimals in circumplanetary gas disks and implications for accretion of regular satellites
巨行星的规则卫星是由环绕行星的圆盘中的固体吸积而形成的。在日心轨道上运动的小行星，如果足够大，可以从原行星气盘的气流中分离出来，就可以被环行星盘的气体阻力捕获。在目前的工作中，我们使用轨道积分研究了捕获的星子在环行星盘中的分布。我们发现，被捕获的星子的数量达到一个平衡态作为一个平衡之间的持续捕获和轨道衰变到行星。逆行轨道上捕获的星子数量比逆行轨道上的要少得多，因为逆行轨道上的星子会遇到强烈的逆风，并迅速螺旋进入行星。我们发现，在当前的径向位置的规则卫星的星子的表面数密度可以显着增强的气体阻力捕获，取决于星子的速度分散和原行星盘的间隙的宽度。利用一个简单的模型，我们还研究了尘埃和捕获的微行星在环行盘中的表面密度之比，发现当微行星的速度色散相当小时，在原行星盘中没有形成大的间隙时，捕获的微行星在当前规则卫星所在位置的固体物质中占主导地位。在这种情况下，在这样一个区域捕获的星子可以在螺旋进入行星之前通过相互碰撞而增长，并有助于常规卫星的增长。
2017-03-23 astro-ph.EP
Stability of the Outer Planets in Multiresonant Configurations with a Self-gravitating Planetesimal Disk
我们研究了一个大规模的星子盘上的外行星的动力学稳定性的影响，假设，最近已经建议，这些最初被锁定在一个紧凑的和多共振的配置作为气体驱动的迁移的结果在一个原行星盘。在我们的模拟中的所有机构之间的引力相互作用包括自洽使用Mercury6.5代码。几个初始的多共振配置和星子盘模型被认为是。在这样的条件下，一个强大的动力学不稳定性，表现为一个快速的巨行星迁移和星子盘分散，在大多数情况下，在小于40万年的时间尺度上发展。与忽略微行星间相互作用的模型相比，由于微行星间的引力相互作用而导致的动力盘加热导致微行星与冰巨星天王星和海王星之间更频繁的相互作用。考虑到快速演化的多共振配置与完全自洽的模拟，我们的结果是不一致的动力学不稳定性起源的晚期重轰炸，目前所考虑的尼斯模型的太阳系。
2014-06-09 astro-ph.EP
Planetesimal-driven planet migration in the presence of a gas disk
我们在这里报告了Kirsh等人（2009）使用我们的N体代码SyMBA（Duncan等人，1998年）。以前的工作集中在一个单一的行星的质量Mem的情况下，沉浸在一个小行星盘与幂律表面密度分布和瑞利分布的偏心率和倾角。通常使用10^4 - 10^5个等质量的微行星，其中包括太阳和微行星对每个微行星的引力（和反作用力），而微行星与微行星的相互作用被忽略。这里所报告的试验包括了气盘的动力学效应，其中Adachi等人（1976）的气动气体阻力公式适用于所有物体。在某些情况下，Papaloizou和Larwood（2000）对行星的I型迁移的处方被实施，以及质量分布。在没有气体的情况下，可以观察到快速的行星迁移--速度与行星的质量无关--只要行星的质量与能够进入希尔球的星子的质量相比不太大。在这种情况下，向内和向外移徙都可以自我维持，但向内移徙的倾向很强。当存在气盘时，气动阻力可以大大改变分散的星子的动力学。对于足够大或足够小的单分散星子，行星通常向内迁移。然而，对于一系列看似合理的小行星（即在最小质量Hayashi盘中，在5.0 AU处为0.5 - 5.0 km），通常会引发向外迁移，通常伴随着大量的行星质量吸积。这种行为的起源解释了一个玩具模型。还讨论了与I型迁移相关的尺寸分布和扭矩的影响。
2010-09-23 astro-ph.EP
On the early thermal processing of planetesimals during and after the giant planet instability
在太阳系历史的早期阶段，彗星核作为富含冰的小行星诞生时，在巨行星动力学不稳定的过程中，被引力散射到柯伊伯带和奥尔特云的当前轨道上。在这里，我们模拟了在巨行星不稳定期间和之后的微行星的热演化。我们耦合一个适应的热演化模型提供的轨道轨迹\textit{N}体模拟占星子的轨道演化，迄今被忽略的参数以前的热演化研究。我们的模拟表明，激烈的热处理在所有的星子人口，主要是关于超挥发性的冰含量。与以前的预测不同，我们表明，在柯伊伯带和奥尔特云的大量星子超挥发性的生存是可能的。被抛射到星际空间中的微行星被证明是经过最多处理的，而在奥尔特云中结束的微行星是经过最少处理的种群。我们表明，人口之间的处理差异是其轨道演化模式的直接后果，他们提供了一个自然的解释所观察到的变化，在彗星人口和最近的观测远距离CO驱动的活动入境长周期彗星的丰度比。
2024-10-02 astro-ph.EP
Planet formation in stellar binaries I: planetesimal dynamics in massive protoplanetary disks
大约$20\%$的径向速度调查发现的系外行星居住在恒星双星。为了弄清它们的起源，我们必须了解双星系统内原行星盘中的微行星的动力学。标准的描述，只占气体阻力和引力的伴星已受到挑战，最近的原行星盘的引力被证明在星子动力学中起着至关重要的作用。另一个复杂的现象是双星系统中的原行星盘倾向于偏心，从而引起额外的星子偏心率激发。在这里，我们第一次解析地探讨了双星如$α$ Cen和$γ$ Cep在（1）偏心原行星盘的重力，（2）由于（共面）偏心伴星的扰动，和（3）气体阻力的联合作用下的星子的长期动力学。我们得到明确的解决方案的行为的星子偏心率${\bf e}_p$在非旋进磁盘（和旋进磁盘在一定的限制）。我们得到了星子相对速度分布的解析形式，这是理解它们碰撞演化的关键输入。盘引力强烈地影响相对速度，并且倾向于将以最高速度与可比物体碰撞的微行星的大小推到小值，$\sim 1$ km。我们还发现，在偏心的原行星盘approximally对齐的双星轨道的星子碰撞在较低的相对速度比在错位磁盘。我们的研究结果突出了一个决定性的作用，磁盘重力在双星的微行星动力学。
2014-08-21 astro-ph.EP
A low accretion efficiency of planetesimals formed at planetary gap edges
对巨行星的观测和模型表明，与太阳丰度相比，这类天体富含重元素。普遍的观点是，巨行星在核心形成结束后，吸积了数倍于地球质量的重元素。这种晚期的固体富集通常被解释为星子的吸积。星子预计将形成在边缘的行星间隙，在这里，我们解决的问题，这些星子是否可以吸积在足够大的金额来解释推断的高重元素含量的巨行星。我们进行了一系列的N体模拟的动力学的星子和行星在行星生长阶段，考虑到气体阻力以及增强碰撞截面所造成的扩展信封。我们认为木星和土星的增长通过气体吸积后，达到卵石隔离质量，我们包括他们的迁移在一个不断发展的磁盘。我们发现，在行星间隙边缘形成的微行星的吸积效率是非常低的：不到10%的形成的微行星被吸积，即使在最有利的情况下，在我们的模型中对应于几个地球质量。当微行星被假定形成于行星的供给区之外，延伸到行星的几个希尔半径时，吸积就变得可以忽略不计了。此外，我们发现吸积效率随着行星迁移距离的增加而增加，而当星子半径减小时，吸积效率并不增加。基于这些结果，我们得出结论，这是很难解释的大重元素含量的巨行星与星子吸积在气体吸积阶段。最有可能需要替代工艺，例如，漂浮卵石沉积的蒸汽的吸积。
2022-02-25 astro-ph.EP
Planetesimal Compositions in Exoplanet Systems
我们已经使用了最近的调查组成的系外行星的宿主恒星，以调查在这些系统的拱星星云的雪线以外形成的星子凝聚物质的预期组成。在主要的固体形成元素中，我们发现，对于太阳，C和O丰度（特别是C/O丰度比）对这些系统中形成的冰质星子的组成影响最大。计算使用自洽模型的冷凝顺序挥发性冰从星云气体后，难熔（硅酸盐和金属）相冷凝。由此产生的比例的耐火相和冰的星云温度结构和氧化还原条件的范围内计算。亚太阳能C/O系统中的微行星应该富含水冰，耐火材料的含量低于太阳质量，而在超太阳能C/O系统中，微行星应该有更高的耐火材料含量，在某些情况下几乎没有水冰。含碳的挥发性冰和笼形物也变得越来越重要，随着C/O的增加，这取决于假设的星云温度。星云外部早期凝聚物的这些成分变化对于这些系统中的柯伊伯带、巨行星的冰冷卫星以及巨行星大气中挥发物和重元素的富集（超过恒星值）具有重要意义。
2012-08-16 astro-ph.EP
Planet Formation in Circumbinary Configurations: Turbulence Inhibits Planetesimal Accretion
在恒星伴星高度扰动的环境中诞生的行星的存在对行星形成的范式提出了重大挑战。在数值模拟中，近距离双星的存在会激起微行星之间的相对速度，这是决定吸积和侵蚀之间平衡的基础。然而，开普勒最近发现的环联星行星确定了在联星系统中形成行星形成显然是可行的。我们进行N体模拟的星子嵌入在一个原行星盘，在那里星子定相是由随机扭矩的存在下受挫，建模预期的扰动驱动的湍流的磁旋转不稳定性（MRI）。我们研究扰动幅度相关的死区中平面（有利于行星形成在单星），并发现，星子吸积可以被抑制，即使在外盘（4-10 AU）远离中央的二进制，以前被认为是一个合理的起点形成的环二进制行星的位置。
2012-10-29 astro-ph.EP
The multifaceted planetesimal formation process
尘埃和冰粒堆积成星子是行星形成过程中的重要一步。微行星是类地行星的种子，也是由核心吸积形成的气体和冰巨人的固体核心。以小行星、海王星外天体和彗星形式存在的遗留星子为太阳星云的物理状况提供了独特的记录。来自其他恒星周围的星子碰撞的碎片标志着星子形成过程，因此行星形成，在银河系中无处不在。微行星的形成阶段从微米大小的尘埃和冰延伸到可以经历逃逸吸积的物体。后者的大小从1公里到1000公里不等，取决于湍流气体密度波动激发的微行星偏心率。颗粒在此生长过程中面临许多障碍，主要来自低效的粘附、破碎和径向漂移。两个有前途的增长途径是质量转移，其中小聚集体在与大得多的目标的高速碰撞中转移高达其质量的50%，以及蓬松增长，其中聚集体截面和粘附概率通过低内部密度而增强。从mm到10 m的宽范围的颗粒尺寸集中在湍流气流中。过密的细丝在引力作用下碎裂成束缚粒子团，大部分质量进入收缩半径从100到500公里的微行星，这取决于当地圆盘的性质。我们提出了一个混合模型的微行星的形成，粒子的生长开始独立的自引力，但后来的收益内引力崩溃卵石团块，形成微行星的大小范围很广。
2014-12-10 astro-ph.EP
The interplay between pebble and planetesimal accretion in population synthesis models and its role in giant planet formation
本研究通过混合卵石-星子模型揭示，两种吸积机制并存会抑制巨行星形成，而晚期星子吸积加热延迟气体吸积，结合内向迁移导致形成近距离冰质亚海王星。
2023-04-25 astro-ph.EP
Debris Disks: Seeing Dust, Thinking of Planetesimals and Planets
碎片盘是光学上薄的，几乎不含气体的尘埃盘，在年龄超过1千万年的主序星中有相当一部分的恒星周围被观测到。由于星周尘埃的寿命很短，这些盘的存在被认为是产生尘埃的星子仍然存在于成熟系统中的证据，在这些系统中，行星已经形成-或未能形成-很久以前。据推测，这些微行星以小行星到柯伊伯带的距离绕其宿主恒星运行，并通过相互碰撞不断提供新的尘埃。本文概述了碎片盘的观测技术和结果，总结了它们的基本物理和理论模型，然后将它们置于行星系的一般背景下，揭示了盘，尘埃母体和行星之间的相互关系。它表明，碎片盘可以作为微行星和行星的示踪剂，揭示了微行星和行星形成的过程中，在这些系统中运行的过去。
2010-03-26 astro-ph.EP
Planet Formation In Highly Inclined Binary Systems I. Planetesimals Jump Inwards And Pile Up
大多数探测到的行星双星都在宽轨道上，在双星轨道平面和围绕主星的行星盘平面之间有一个很大的倾角$i_B$是很常见的。在本文中，我们调查的中间阶段-从星子到行星胚胎/核心-行星形成在这种高度倾斜的情况下。我们的重点是气体阻力对微星轨道演化的影响，特别是对微星半长轴分布及其相互相对速度的演化。我们首先证明了一个非演化的轴对称盘模型是一个很好的近似研究气体阻力对小行星在高度倾斜的情况下（$30^\circ <i_B<150^\circ$）的影响。然后我们发现气体阻力起着至关重要的作用，结果通常可以分为两类，即，根据$i_B$的具体值，可分为Kozai-on状态和Kozai-off状态。对于这两种制度，一个强大的结果在很大范围内的参数是，星子迁移/跳跃向内和堆积，导致严重截断和密集的星子盘周围的主要。在这个致密的盘中，碰撞率很高，但相对速度很低，为微行星的生长提供了有利的条件，并可能允许随后形成行星。
2011-04-08 astro-ph.EP
From Planetesimals to Planets in Turbulent Protoplanetary Disks I. Onset of Runaway Growth
当微行星通过碰撞在湍流盘中生长时，通过湍流引起的密度波动的搅拌有效地增加了微行星之间的相对速度，这抑制了失控生长的发生。我们通过模拟计算星子的质量和速度演化，研究了湍流盘中失控生长的发生。当微行星很小时，微行星之间的平均相对速度$v_{\rm r}$远大于它们的表面逃逸速度$v_{\rm esc}$，因此不会发生失控生长。当微行星通过碰撞生长而变大时，$v_{\rm r}$接近$v_{\rm esc}$。当$v_{\rm r} \approx 1.5 v_{\rm esc}$，星子的失控增长发生。在失控生长之后的寡头生长期间，通过失控生长产生的少量行星胚胎通过与具有失控生长开始时的半径$r_{\rm p,run}$的星子碰撞而变得巨大。我们解析推导出$r_{\rm p,run}$作为湍流强度的函数。生长适合成为木星和土星核心的$\sim 10\,M_\oplus$胚胎需要$r_{\rm p,run} \sim 100$ \，km，这与主带小行星尺寸分布中的拟议化石特征相似。相比之下，火星的形成速度与Hf-W同位素研究所建议的一样快，需要在失控增长开始时有小的星子。因此，形成火星、木星和土星所需的条件以及主带小行星的大小分布表明，湍流的振幅随着与年轻太阳距离的增加而增加。
2015-12-22 astro-ph.EP
Runaway Growth of Planetesimals Revisited: Presenting Criteria Required for Realistic Modeling of Planetesimal Growth
本研究作为太阳系类地行星形成真实模拟项目的第一阶段，通过重探星子失控生长，提出星子生长自洽建模的多项判据，包括采用真实尺寸星子、纳入巨行星摄动、模拟完整星子盘等。
2025-07-28 astro-ph.EP
The Effect of an Early Planetesimal-Driven Migration of the Giant Planets on Terrestrial Planet Formation
由于星子的散射而引起的巨行星的迁移导致了强大的共振穿过小行星带和类地行星区域。巨行星迁移的确切时间和方式尚不清楚。在本文中，我们提出了一个调查的结果，形成的类地行星期间和之后的巨行星的迁移。后者被认为是在星云盘消散后立即发生的--即相对于晚期重轰炸（LHB）的时间来说是“早期”的。我们模拟的巨行星早期迁移的假设原因是行星和分散的星子之间的角动量转移。
2011-01-19 astro-ph.EP
Planet formation in stellar binaries: Global simulations of planetesimal growth
在紧密的偏心双星系统（如$γ$仙王座（半长轴约20天文单位））的一个组成部分周围形成行星形成在理论上是具有挑战性的，因为星子之间的破坏性高速碰撞。尽管存在这种碎片屏障，但已知行星存在于这样的轨道配置中。在这里，我们提出了一个新的数值框架进行多环凝聚-碎裂计算的星子生长，它充分占的具体细节的星子动力学的双星，细节的星子碰撞的结果，和径向运输的固体在磁盘由于气体阻力驱动inspiral。我们的动力学输入适当地结合了偏心恒星伴星和大质量非轴对称原行星盘中的星子，以及气体阻力的引力效应。我们确定了一组磁盘参数，导致成功的星子生长系统，如$γ$造父星或$α$半人马座从$1-10$公里大小的对象。我们确定的拱线对齐的原行星盘的双轨道作为成功的星子生长的关键条件之一：它自然会导致出现一个动态安静的位置在磁盘（只要磁盘偏心率是百分之几的顺序），在那里存在的星子生长的有利条件。解释原行星盘的引力效应在得出这一结论中起着关键作用，与我们以前的结果一致。这些发现支持了流动不稳定性作为星子形成的机制。它们为双星和单星周围的行星形成理论以及双星中原行星盘的流体动力学模拟提供了重要的见解（为此，我们确定了一套关键的诊断方法来验证）。
2021-07-23 astro-ph.EP
Exploring the conditions for forming cold gas giants through planetesimal accretion
在轨道和质量上类似于木星和土星的冷气体巨星的形成对星子驱动的核心吸积模型来说是一个巨大的挑战，因为远离恒星的核心增长率很低。在这里，我们模拟了单个原行星的生长和迁移，这些原行星吸积了星子和气体。我们集成了核心的增长率，使用适合在文献中的$N$体模拟，它提供了吸积的星子，原行星迁移通过的效率。我们考虑了来自太阳系和原行星盘的三个约束：（1）海王星散射盘和奥尔特云中的类地行星和彗星库的质量与每AU几个地球质量的原始微行星群一致，（2）来自小行星带和柯伊伯带的证据表明，微行星的特征直径为100公里，（3）对原行星盘的观测表明，尘埃受到弱湍流的搅动，这种气体湍流也激发了微行星的倾斜。我们的名义模型建立在这些限制的结果在最大原行星质量的$0.1$地球质量。忽略上面的约束（1），我们表明，即使是1，000个地球质量（相当于每个AU 50个地球质量）的微行星群也无法产生冷气体巨星（尽管它成功地形成了热和暖气体巨星）。我们的结论是，一个巨大的星子水库本身是不足以产生冷气体巨人。通过星子吸积形成冷气体巨星还需要星子很小，湍流搅拌很弱，因此违反了上述所有三个限制。
2019-10-11 astro-ph.EP
Planetesimal formation starts at the snow line
星子形成阶段代表了我们对行星形成过程理解的一个主要空白。晚期行星吸积模型通常对星子和卵石的分布做出任意假设，而尘埃演化模型则预测星子的形成只可能在某些轨道距离上。我们想测试水雪线在原行星盘富含气体阶段触发第一个微行星形成的重要性，当巨行星的核心必须形成时。我们将气盘演化、尘埃生长和碎裂、水冰蒸发和再凝结、固体和水蒸气的运输以及通过流动不稳定性形成的微行星连接到一个单一的一维原行星盘演化模型中。我们发现雪线周围发生的过程以两种方式促进了星子的形成。首先，由于湿骨料和干骨料之间粘附特性的变化，雪线内部存在“交通堵塞”，这减缓了固体落到恒星上的速度。其次，冰的蒸发和水的向外扩散，然后再凝结，增加了冰卵石的丰度，通过雪线外的流动不稳定性触发了星子的形成。星子的形成受到生长障碍和径向漂移的阻碍，因此需要特定的条件才能发生。雪线是一个有利的位置，在那里星子的形成是可能的广泛的条件，但仍然不是在每一个原行星盘模型。这一过程在具有低固有湍流和增加的初始尘气比的大的冷盘中特别得到促进。
2017-09-29 astro-ph.EP
Planetesimals in Debris Disks
微行星形成于年轻恒星周围富含气体的原行星盘中。然而，原行星盘在大约1000万年后逐渐消失。留下的星子（以及许多行星）太暗，无法直接研究。幸运的是，微行星之间的碰撞会产生尘埃碎片盘。这些碎片盘追溯了类地行星形成1亿年和系外行星系统演化10亿年的过程。本章首先概述了星子的形成，作为星子毁灭时代的前奏。我们对碎片盘的审查涵盖了理解观测所需的关键问题，包括尘埃产生和动力学。我们对太阳系外碎片的讨论着眼于与太阳系尘埃的相似性和差异。
2015-12-15 astro-ph.EP
Effects of Planetesimal Accretion on the Thermal and Structural Evolution of Sub-Neptunes
美国宇航局开普勒任务的一个显着发现是类似质量的行星平均密度的巨大差异。在气体盘消散后，完全形成的行星可以与附近的残留微行星盘中的微行星相互作用。这些相互作用通常会导致星子吸积，因为典型行星的大小和山丘半径之间的比率相对较高。我们目前的计算使用开源的恒星演化工具包MESA（模块恒星天体物理学实验）修改，包括沉积到亚海王星（~1-20 MEarth）的H/He信封的星子。我们表明，星子吸积可以改变这些行星的质量半径等时线。由于吸积过程的内在随机性，相同的初始行星由于相同的吸积星子质量，在最后一次吸积后的几个Gyr，平均密度可以有高达5%的差异。在快速吸积阶段，这些差异更加显著。在快速吸积过程中，吸积的微行星额外的能量沉积增加了行星半径与核心半径的比值，这反过来又导致了大气质量的增加。因此，同一颗初始行星最终可能会有非常不同的包层质量分数。这些差异表现为在吸积停止很久之后平均密度的差异。这些效应对于质量小于~10 MEarth且包层质量分数小于~ 10%的行星尤其重要，这被认为是开普勒发现的最常见的行星类型。
2017-11-28 astro-ph.EP
Will the Large Synoptic Survey Telescope detect extra-solar planetesimals entering the solar system?
小行星的形成是恒星形成过程的常见副产品。以太阳系的动力学历史为指导方针-其中由于巨行星的重力扰动，星子带被严重耗尽-并假设类似的过程在其他行星系中发生，人们会期望星间空间充满太阳系外的星子。然而，到目前为止，还没有发现任何一个这样的物体进入太阳系，尽管由于它的高度双曲线轨道，它显然可以与太阳系彗星区分开来。大型综合巡天望远镜（LSST）将以极高的灵敏度提供覆盖范围广的天空地图，非常适合探测活动和不活动的彗星等移动物体。在这些观测的预期中，我们估计在调查期间可能会探测到多少不活跃的“星际彗星”。计算考虑了（从观测和模型）恒星的数量密度，可形成微行星的固体数量，行星和微行星形成的频率，微行星喷射的效率，以及这些小天体可能的大小分布。
2009-09-14 astro-ph.EP
Planetesimal Interactions Can Explain the Mysterious Period Ratios of Small Near-Resonant Planets
在\kepler的多行星系统中，一个有趣的趋势是，周期比刚好宽于平均运动共振（MMR）的行星对过多，而周期比刚好窄于MMR的系统却很少。传统的行星形成模型与这些观测结果不一致。它们也与径向速度发现的多行星系统的周期比形成对比，后者往往以2：1的MMR堆积。我们建议，气体盘迁移陷阱行星的MMR。气体扩散后，这些被困行星的轨道通过与残留的微行星盘的相互作用而改变。我们研究了星子盘相互作用对被困在2：1 MMR中的行星对的影响，使用开普勒行星候选者（KPC）的典型质量的行星，并探索大范围的质量，和星子盘的密度分布。我们发现，行星-星子盘的相互作用自然地产生了所观察到的不对称的周期比分布的大范围的星子盘和行星的属性。如果微行星盘的质量超过行星质量的0.2倍，这些相互作用通常会破坏MMR。之后，行星以这样一种方式迁移，即最终的周期比略高于对应于初始MMR的整数比。低于该阈值，这些相互作用通常不能破坏谐振，并且周期比保持接近整数比。这个临界值解释了为什么RV调查发现的更大质量的行星对仍然处于共振状态。我们鼓励未来的研究探索相关的吸积将如何显着改变行星的大气和表面特性。
2015-02-10 astro-ph.EP
Planetesimal driven migration as an explanation for observations of high levels of warm, exozodiacal dust
在很大一部分主序星的内部区域已经观测到了高水平的外黄尘。考虑到观测到的小尘埃颗粒的寿命很短，这些“exozodis”很难解释，特别是对于古老的（> 1亿年）恒星。外黄尘可以通过中红外线或干涉测量法观测到。我们假设exozodi是由行星分散的星子从外星子带向内，那里的碰撞时间尺度很长。在这项工作中，我们使用N体模拟来表明，在微行星散射的驱动下，行星向外迁移到带中，可以增加或维持微行星从外带散射到exozodi区域的速率。我们假设这种增加足以维持Gyr时间尺度上观察到的exozodi。这种假设不需要外带和外索动物的观测之间的相关性，因为外带可能太微弱而无法探测。如果星子驱动的迁移确实解释了观测到的exozodi，这项工作表明，exozodi的存在表明外行星和星子带的存在。
2014-04-09 astro-ph.EP
Outgassing Composition of the Murchison Meteorite: Implications for Volatile Depletion of Planetesimals and Interior-atmosphere Connections for Terrestrial Exoplanets
本研究通过对默奇森陨石开展不同压力下的加热实验与元素分析，探明其主要元素释气趋势，为未分异星子挥发性耗竭及类地系外行星早期释气成分提供了新见解。
2023-10-03 astro-ph.EP
Global High-resolution $N$-body Simulation of Planet Formation I. Planetesimal Driven Migration
我们研究了在模拟过程中，当包含微行星的自引力时，微行星驱动的向外迁移（PDM）是否发生。我们进行了$N$ -体模拟的大宽度（0.7 - 4AU）的星子盘的范围内的冰线。模拟包括两个阶段。第一阶段的模拟是使用初始质量相同的微行星来观察失控生长阶段。这种失控的增长发生在冰盘的内缘和冰线外的区域。这一结果被用于第二阶段模拟的初始设置，在第二阶段模拟中，冰线外的失控物体被具有大约隔离质量的原行星所取代。在第二阶段的模拟中，原行星向外迁移之后，由于星子的随机速度的增加，迁移停止。由于随机速度的增加，Minton和Levison（2014）中推导的PDM标准之一被打破。在当前的模拟中，没有考虑气盘的影响。这是可能的，气体盘在星子驱动的迁移中起着重要的作用，我们计划在未来的论文中研究它的效果。
2017-02-14 astro-ph.EP
Capture of Interstellar Planetesimals in Protoplanetary Discs in Binary Star Systems
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心）
该研究通过超3000万次数值实验发现，双星系统中原行星盘可通过气体阻力捕获星际星子，为双星系统输送固体提供补充通道，缓解原位星子形成的低效问题。
2026-10-14 astro-ph.EP
Influence of the circumbinary disk gravity on planetesimal accumulation in the Kepler 16 system
最近，美国宇航局开普勒任务的观测发现了第一颗环绕双星轨道的行星。我们试图回答的问题是，这些行星在环双星盘中的何处形成，以及它们在其中迁移了多远才到达现在的位置。我们研究的是行星形成的第一个也是更微妙的阶段，即微行星积累形成行星胚胎的阶段。我们使用流体动力学程序FARGO来研究盘的演化和嵌入其中的微行星的测试种群。用这种混合流体动力学-N-体程序，我们可以正确地解释气体对微行星的拖曳力和盘对微行星的引力。数值模拟结果表明，微行星群中偏心盘的引力使它们的偏心率远大于距恒星10 AU以内的双星扰动所引起的偏心率。此外，行星盘的重力阻止了小行星近心点的完全对齐。这两种效应都导致了大的冲击速度，超过了侵蚀的临界值。行星体在环双星盘中的聚集似乎是由于环双星盘的引力扰动而被阻止靠近恒星对。观测到的行星可能形成于盘的外部区域，然后通过与盘的潮汐相互作用迁移到内部。
2013-03-20 astro-ph.EP
From stellar nebula to planetesimals
太阳和太阳系外彗星和太阳系外行星是许多研究的对象，以确定其化学成分和内部结构。在星子的情况下，它们的组成很重要，因为它们部分地决定了未来行星的组成。目前的工作旨在确定冰质微行星的化学成分，这些微行星被认为与今天的彗星相似，形成于太阳化学成分的恒星系统中。本工作的主要目的是为星子和彗星模型以及行星形成和演化模型提供有价值的化学成分理论数据。我们已经开发了一个模型，可以计算恒星星云冷却过程中形成的冰的成分。再加上耐火元素形成的模型，它使我们能够确定整个原行星盘中冰星子的化学成分和冰与岩石的质量比。我们提供的冰线位置（不同的挥发性物质）的磁盘，和化学成分和冰相对于岩石的质量比的恒星系统中的太阳能化学成分的冰微行星的关系。从星云的初始均匀组成，产生了各种各样的星子化学成分，作为盘的质量和到恒星的距离的函数。星子中的冰主要由H2O、CO、CO2、CH 3OH和NH3组成。冰/岩石质量比等于1+-0.5在冰星子以下的假设。最后一个数值与太阳系彗星的观测结果非常吻合，但仍然低于行星形成模型中通常假设的2-3。
2014-07-27 astro-ph.EP
Period Ratio Distribution of Near-Resonant Planets Indicates Planetesimal Scattering
开普勒多行星系统中一个有趣的趋势是，周期比刚好宽于平均运动共振（MMR）的行星对过多，而周期比刚好窄于平均运动共振（MMR）的系统缺乏。在最近发表的一篇论文中，Chatterjee & Ford（2015;此后称为CF 15）提出，气体盘迁移将行星困在MMR中。气体扩散后，这些被困行星的轨道通过与残留的微行星盘的相互作用而改变。他们发现，对于质量足够大的盘，行星-星子盘的相互作用可以打破共振，并自然地从星子盘和行星属性的大范围初始周期比产生中等到大的正偏移。只有当与行星相互作用的星子质量至少占行星总质量的百分之几时，才会发生共振发散。超过这个阈值，共振就会被打破，共振的偏移会增加，这自然解释了为什么在过去的径向速度调查中发现的更大质量的行星对中没有看到不对称的大偏移。在本文中，我们将重点介绍CF 15的一些关键发现。此外，我们报告的初步结果，从本研究的扩展，调查的影响，行星-星子盘的相互作用对最初的非共振行星对。我们发现，星子散射通常会增加非共振行星的周期比。如果初始周期比低于并接近共振，在某些条件下，周期比的这种增加可以产生周期比刚好低于对应于MMR的确切整数的系统的赤字和刚好高于MMR的过剩。从最初均匀分布的周期比略低于2：1的MMR，星子的相互作用可以创建一个不对称的分布在这个MMR类似于观察到的开普勒行星对。
2015-11-02 astro-ph.EP
Long-term Hydrodynamic Simulations on the Planetesimals Trapped in the First-order Mean Motion Resonances
来自行星的共振扰动能够阻止阻力引起的迁移，并将向内漂移的星子捕获到平均运动共振中。分析了共振时微星的平衡偏心率，以及能触发共振俘获的微星的最小尺寸。然而，分析工作的基础上的假设，磁盘是轴对称的，这是违反了由行星发展的非对称结构。我们进行了长期的二维流体动力学模拟研究的动力学的小行星在$j:(j+1)$一阶外部共振，并重新检查的理论表达式。我们发现平衡偏心率的表达式低估了与$j < 5$共振的值，特别是1：2共振，低估可以是$30 - 40\%$。在我们探索的参数空间内，我们发现平衡偏心率和最小尺寸在非对称圆盘中减小。偏心率的差异量取决于非对称结构的程度。对于地球大小的行星，当行星盘受到较小的扰动时，微行星的偏心率可以达到我们修正后的表达式所预测的值。然而，对于气态行星来说，离心率的值可能会更小$0.01 - 0.02$。我们发现最小尺寸是10倍小，而且这个因子似乎与行星的质量无关。偏心率和最小尺寸的非对称轮廓的影响可能会影响共振和非共振的星子之间的碰撞的结果，以及迁移到行星的喂养区的星子的数量。
2019-05-09 astro-ph.EP
Circularizing Planet Nine through dynamical friction with an extended, cold planetesimal belt
柯伊伯带以外的小天体轨道要素意外聚集，导致人们猜测我们的太阳系实际上拥有九颗行星，其中八颗已确定，另一颗假设的“第九行星”。最近的几项研究表明，一颗质量约为10个地球质量的行星，在一个遥远的偏心轨道上，近日点远远超出柯伊伯带，可以创造和维持这种集群。然而，导致第九行星轨道的进化路径并不容易解释。在这里，我们调查是否一颗行星分散远离巨行星区域可以提升到一个轨道类似于一个建议的第九行星通过动力学摩擦与寒冷，遥远的星子带。最近通过流动不稳定性对微行星形成的模拟表明，微行星可以在100天文单位以上容易地形成。我们探索这种循环的动态摩擦与一组数值模拟。我们发现，一颗行星从海王星附近的区域分散到偏心轨道上，有20-30%的机会在4.6 Gyr之后获得与第九行星相似的轨道。我们的模拟结果也在强大的或部分的星子集群，然而，这种集群是否是可观察到的取决于星子带的内边缘的位置。如果内边缘位于200 au处，则可观察对象之间的聚类程度是显著的。
2018-01-10 astro-ph.EP
The fate of planetesimals formed at planetary gap edges
原行星盘中的环和间隙的存在通常归因于行星盘的相互作用，其中灰尘和鹅卵石被困在行星诱导的气体间隙的边缘。最近的研究表明，这些可能是通过流动不稳定性形成星子的地点。鉴于大量的星子，可能形成的间隙边缘，我们解决的问题，他们的命运和能力，径向运输固体在原行星盘。我们进行了一系列的N体模拟的星子轨道，考虑到气体阻力和质量损失的影响，通过烧蚀。我们考虑两个行星系：一个类似于年轻的太阳系，另一个受到HL Tau的启发。在这两个系统中，与间隙开放行星的紧密接近导致了巨大的轨道激发，导致微行星在形成后不久离开它们的出生地并在整个圆盘中扩散。在10天文单位内部的偏心轨道上的微行星会经历有效的消融，并在到达最里面的圆盘区域之前失去所有的质量。在我们用$\dot{M}_0=10^{-7}\, M_{\odot}\, \textrm{yr}^{-1}$和$α=10^{-2}$进行的名义太阳系模拟中，我们发现在500 kyr之后，70%的初始小行星质量已经被烧蚀。HL Tau的消融速率较低，在100万年后只有11%的初始星子质量被消融。烧蚀的材料由固体颗粒和蒸发的冰的混合物组成，其中大部分蒸发的冰重新冷凝以形成固体冰。假设固体在圆盘中平面中生长为卵石，这导致卵石流量为$\sim 10-100\,M_{\oplus}\textrm{Myr}^{-1}$通过内部圆盘。我们的研究结果表明，分散的星子可以携带一个显着…
2021-03-08 astro-ph.EP
Composition of giant planets: the roles of pebbles and planetesimals
本研究结合卵石与星子两种吸积情景，通过chemcomp代码模拟原行星盘演化与行星生长迁移过程，发现行星大气组成、重元素含量及元素比值可用于约束巨行星的形成路径。
2023-10-04 astro-ph.EP
Planetesimal and planet formation in transient dust traps
本文研究原行星盘中瞬态气压极大值如何聚集尘埃并转化为星子，进而通过卵石吸积形成行星，并开发数值模型验证其对星子和行星持续形成的促进作用。
2024-02-18 astro-ph.EP
Terrestrial Planets Formation around Circumbinary Habitable Zone: Inward Migration in the Planetesimal Swarm
根据核心吸积理论，环双星胚只能在临界半长轴（CSMA）之外形成。然而，由于相对较高的密度的固体物质在内部磁盘，显着数量的小星子必须存在于内部区域时，胚胎形成的外部这个CSMA。因此，在气盘耗尽后，由星子群诱导的胚胎迁移是可能的。通过数值模拟，我们发现：（1）散射驱动的胚胎向内迁移是稳健的，如果采用类MMSN盘的质量分布，行星可以在宜居带形成;（2）内部区域的星子总质量和胚胎-胚胎连续散射是导致胚胎显著迁移的两个关键因素;（iii）分散驱动的胚胎迁移是一种自然的水分输送机制。我们建议，行星探测应集中在其宜居带靠近CSMA的密近双星。
2012-11-29 astro-ph.EP
