New migration patterns in high planet-star mass ratio systems in disks with low viscosity
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
针对低粘滞盘内高行星-恒星质量比巨行星的迁移机制不明问题，通过FARGO3D流体模拟与解析推导，发现了迁移反转、向外迁移及停滞的新规律，为系外行星形成研究与观测提供理论支撑。
2025-09-19 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
Migration of pairs of giant planets in low-viscosity discs
本文用FARGOCA二维模拟研究低黏度圆盘中的巨行星对，发现其锁定于2:1或5:2 MMR并向内迁移，而非经典的3:2共振外迁。
2023-03-08 astro-ph.EP
Type III migration in a low viscosity disc
我们研究了低粘度盘中土星质量行星的III型迁移。这颗行星被发现经历轨道半径快速衰减的周期性事件，每次都相当于几个希尔半径。我们发现这是由于存在于圆盘中的大尺度涡旋的散射。的起源和作用的漩涡在第三类迁移的背景下进行了探讨。通过数值模拟和半解析模型表明，由足够大质量的行星引起的螺旋激波将延伸到接近行星轨道半径的地方。跨激波尖端涡度的产生导致薄的高涡度环，其特征宽度为局部尺度高度。对于质量等于或大于土星的行星，光环是延伸整个方位角的共轨特征。线性稳定性分析表明，存在着不稳定的模式，是本地化的局部涡度最小值，与间隙边缘相吻合。模拟结果表明，涡是非线性的结果。我们使用流体动力学模拟来研究涡旋与行星的相互作用。它们的影响存在于运动粘度比通常采用的值v = 10^{-5}Ω_pr_p（0）^2小一个数量级的圆盘中，其中r_p（0）和Ω_p分别是行星的初始轨道半径和角速度。我们发现，粘度的大小会影响III型迁移的性质，但不会影响轨道衰变的程度。还探索了涡旋作为初始圆盘质量的函数的作用，发现涡旋与行星相互作用的一次事件期间轨道衰变的量与初始圆盘质量无关。我们将共轨质量赤字的概念在我们的结果的分析，并将其链接到间隙边缘的旋涡的存在。
2010-02-19 astro-ph.EP
Toward a new paradigm for Type II migration
上下文巨行星在其原行星中打开缺口，随后遭受所谓的II型迁移。从示意图上看，行星被认为紧紧地锁在周围的圆盘中，被迫跟随粘性气体平流到中央恒星上。然而，这一基本原理最近受到了质疑，因为迁移的行星被证明与气体的径向漂移无关。目标。在这个框架下，我们的问题是否传统上使用的线性标度的迁移率的巨行星盘的粘度仍然成立。此外，我们评估的作用的轨道交叉材料的去耦机制的一部分。方法.我们对嵌入局部等温α盘中的点质量行星在不同α值下的稳态吸积进行了二维（r，θ）数值模拟。任意的行星吸积率被用作减少或抵消轨道交叉流的一种手段。结果我们确认，一个缺口开放的行星的迁移率确实是成正比的磁盘的粘度，但不等于在未扰动磁盘的气体漂移速度。我们表明，跨间隙流动的作用实际上是可以忽略不计的。结论.从这些观察，我们提出了一个新的范例II型迁移：一个巨大的行星感觉到从磁盘的扭矩，促进其迁移，而相对于行星的间隙配置文件恢复粘性时标，从而限制了行星的迁移率成比例的磁盘的粘度。因此，在行星区域的低粘度盘中，II型迁移应该仍然非常缓慢。关键词。原行星盘;行星盘相互作用;行星和卫星：形成
2018-08-01 astro-ph.EP
The Solar System could have formed in a low-viscosity disc: A dynamical study from giant planet migration to the Nice model
本文通过流体动力学与N体模拟，研究低粘度原行星盘中巨行星共振链的形成与演化，发现约1%的构型可从冷低粘度盘最终拟合太阳系，为太阳系巨行星动力学历史提供了自洽解释。
2024-06-28 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
Halting the migration of super-Earths by efficient gap opening in radiative, low viscosity disks
本研究通过高分辨率辐射流体动力学模拟，揭示了近无黏辐射盘中辐射转移对超级地球迁移的关键作用，发现超热质量行星可因冷却介导的高效开缝停滞迁移，完善了行星迁移区域图谱。
2025-07-29 astro-ph.EP
Towards a global model for planet formation in layered MHD wind-driven discs: A population synthesis approach to investigate the impact of low viscosity and accretion layer thickness
Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居性中心）；Division of Space Research and Planetary Sciences, Physics Institute, University of Bern（伯尔尼大学物理研究所空间研究与行星科学系）
本文通过种群合成方法研究低粘性与吸积层厚度对行星形成的影响，发现薄层导致原地形成，厚层导致迁移热木星，揭示II型迁移模式与盘结构的关联。
2026-01-05 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
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
On corotation torques, horseshoe drag and the possibility of sustained stalled or outward protoplanetary migration
我们研究的扭矩低质量的原行星上固定的圆形轨道，嵌入在原行星盘的等温极限。对于低质量的原行星和大粘度的共转扭矩的行为，从线性理论的预期。然而，当粘性变小到足以使马蹄形转弯发生时，线性共转扭矩仅在行星插入圆盘后暂时存在，被沃德首先讨论的马蹄形阻力所取代。这发生在一段时间之后，这段时间等于马蹄形振动周期减少了一个因子，大约是圆盘纵横比的两倍。这个扭矩与比涡度的径向梯度成比例，线性扭矩也是如此，但我们发现它要大很多倍。如果粘性足够大，使得在振动期间发生跨共轨区域的粘性扩散，我们发现马蹄形阻力可能会持续存在。如果不是，则共转转矩饱和，仅留下线性Lindblad转矩。由于非线性共轨扭矩（马蹄形阻力）的大小总是大于线性扭矩，我们发现，即使对于轻度正表面密度梯度，总扭矩的符号也可能发生变化。结合足够大的运动粘度以保持扭矩不饱和，在这种情况下可能发生与线性理论的强烈持续偏差和向外或停滞的迁移（简略）。
2009-01-15 astro-ph.EP
Low mass planet migration in magnetically torqued dead zones - I. Static migration torque
出于模型表明，内行星形成区域的原行星盘主要是缺乏粘性诱导湍流，并可能通过霍尔效应产生的大规模水平磁场线程，我们研究了在这样的环境中的低质量行星的共转区域的动力学。在一个无粘性的，等温的，死区的共转扭矩应该饱和，与天平动区域成为对称和均匀的涡度，导致快速向内迁移驱动的林德布拉德扭矩单独。然而，在这种低粘度的情况下，振动流线上的物质基本上保持其涡度。如果在圆盘气体和行星之间有相对的径向运动，振动的流线将不再对称。因此，如果气体被大尺度磁场扭转，使得其经历经过行星的净流入或流出，驱动涡度的演化并引起共转区域的不对称，则共转扭矩可以增长，从而导致正扭矩。在本文中，我们对待这种影响，通过应用对称性参数以前研究的情况下，一个迁移的行星在一个无粘盘。我们的研究结果表明，由于在死区的层状霍尔感应磁场的共转扭矩的行为完全不同于以前研究的粘性盘。此外，磁场诱导的共转力矩和低粘度圆盘中的动力学共转力矩可以看作是一个统一的效应。
2017-08-30 astro-ph.EP
The importance of the dynamical corotation torque for the migration of low-mass planets -- 1D analytical prescriptions verified by 2D hydrodynamical simulations
本文提出一维解析公式描述动力学共转力矩对低质量行星迁移的影响，并通过二维流体动力学模拟验证，表明在低黏度盘中该力矩可显著减缓I型迁移。
2025-07-02 astro-ph.EP
Photoevaporation and High-Eccentricity Migration Created the Sub-Jovian Desert
距离较近的系外行星的质量周期或半径周期分布显示，周期小于3天的中等质量/大小（亚木星）行星很少。我们表明，这种亚木星沙漠可以用高辐射海王星下的光蒸发和进行高偏心率迁移的气态巨星的潮汐破坏屏障来解释。次木星沙漠独特的三角形形状是由于光蒸发在靠近主星的地方更有效，为了使气体巨星在不受潮汐干扰的情况下潮汐循环靠近主星，它需要更大的质量。我们的工作表明，超级地球/迷你海王星和热木星有明显不同的形成通道，并在不同的时间到达它们现在的位置。
2018-06-29 astro-ph.EP
How stellar mass and disc size shape the formation and migration of super-Earths
本研究利用原行星盘和卵石吸积模型模拟行星形成与迁移，发现粘滞加热导致部分超级地球向外迁移并成长为巨行星，从而解释了高质量恒星周围超级地球较少的现象。
2025-09-17 astro-ph.EP
Diversity of disc viscosities can explain the period ratios of resonant and non-resonant systems of hot super-Earths and mini-Neptunes
本研究通过N体模拟发现，盘黏度多样性导致的迁移速率差异可解释热超级地球和迷你海王星系统的共振链周期比分布，低黏度盘更易形成宽共振链并经历不稳定演化。
2024-11-30 astro-ph.EP
Predicting the observational signature of migrating Neptune-sized planets in low-viscosity disks
嵌入在原行星盘中的行星核的迁移是行星形成理论中的一个重要机制，与行星系的结构有关。因此，行星迁移被积极讨论，但往往是独立的理论或数值研究的结果是不受约束的，由于缺乏观测诊断设计的光行星迁移。在这项工作中，我们遵循的想法是通过嵌入行星在磁盘尘埃密度分布中留下的特征径向结构来推断嵌入行星的迁移行为。我们运行流体动力学多流体模拟的气体和几个尘埃物种在一个局部等温$α$-磁盘在低粘度制度（$α=10^{-5}$），并调查所获得的尘埃结构。在这个框架中，一颗质量近似海王星的行星可以创造三个（或更多）尘埃聚集的环。我们发现，这些环的相对间距取决于行星的迁移速度和方向。通过执行随后的辐射转移计算和图像合成，我们表明，-总是在一个近无粘性磁盘的条件下-不同的迁移情况下，在原则上，区分长基线，国家的最先进的ALMA观测。
2019-10-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Turbulent Disk Viscosity and the Bifurcation of Planet Formation Histories
ALMA对少数但越来越多的原行星盘样本中的尘埃环/间隙结构的观测可以用大圆盘半径行星的存在来解释-但这些行星的起源仍然存在争议。我们进行行星形成模拟使用半解析模型的HL Tau磁盘的增长和迁移的数百个行星胚胎最初分布在整个磁盘，假设一个高或低的湍流$α$粘度。我们已经发现，有一个分叉的迁移历史中形成的行星作为一个结果，改变磁盘的粘度。在我们的高粘度磁盘，向内迁移占主导地位，并产生紧凑的行星系，只有在5 au左右的水冰线行星捕获锻炼。然而，在我们的低粘度模型中，低质量行星可以向外迁移到其初始轨道半径的两倍，由位于热转换附近的径向延伸区域的强向外指向的共转扭矩驱动（恒星对磁盘的辐射加热与粘性加热相当）-最终向内迁移。我们推导出行星质量的解析表达式，在那里的共转扭矩占主导地位，并发现这个“共转质量”的规模为$M_{\rm p, corot} \sim α^{2/3}$。如果圆盘风主导着共转力矩，则共转质量与风的强度成线性比例。我们建议，所观察到的分叉盘人口统计成大多数的紧凑的尘埃盘和少数的扩展环/间隙系统是整个磁盘人口的粘度分布的结果。
2022-02-04 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
Type II migration strikes back -- An old paradigm for planet migration in discs
在本文中，我们分析了巨大的差距开放的行星迁移原行星盘，专注于II型迁移制度。根据标准的II型理论，行星的迁移速度与圆盘中的气体相同，因为它们与圆盘粘性演化相耦合;然而，最近的研究质疑了这一范式，表明行星的迁移速度比圆盘材料更快。我们研究的问题，通过二维长时间模拟系统符合II型制度，使用流体动力网格代码FARGO 3D。尽管我们的模拟证实了以快速迁移为特征的初始阶段的存在，但它们也揭示了迁移速度会减慢，如果我们允许系统演化足够长的时间，最终会达到理论预测。当我们分析通过间隙的质量流和作用在行星上的扭矩时，我们发现同样的趋势朝着理论预测发展。这种瞬变与我们（和以前）模拟的初始条件有关，并且是由于一旦行星开始运动，间隙的形状必须调整到新的轮廓。其次，我们测试是否II型理论的预期，巨行星迁移是由粘性驱动的是一致的，我们的模拟与相同的粘度和不同的磁盘质量（反之亦然）的模拟比较。我们发现一个很好的协议与理论，因为当光盘的特点是相同的粘度，迁移性能是相同的。
2019-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Trapping of Low-Mass Planets Outside the Truncated Inner Edges of Protoplanetary Discs
本文利用二维粘性流体动力学模拟研究了低质量行星（$\lesssim 10 M_\oplus$）在原行星盘内缘附近的迁移。我们采用了一个内边界条件表示截断的光盘在恒星的共转半径。如Tsang（2011）所述，内盘边界的波反射改变了行星上的I型迁移扭矩，使迁移在行星到达盘的内边缘之前停止。对于低粘度盘（$α\lesssim 10^{-3}$），行星可能被困与半长轴一样大的$3-5$倍的内部磁盘半径。一般来说，行星被困在更接近内边缘的行星质量或光盘粘度参数$α$增加，和远离内边缘的光盘厚度增加。这种行星捕获机制可能会影响紧密多行星系统的形成和迁移历史。
2017-10-27 astro-ph.EP
Concurrent Accretion and Migration of Giant Planets in their Natal Disks with Consistent Accretion Torque (II): Parameter Survey and Condition for Outward Migration
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Department of Astrophysics, Princeton University（普林斯顿大学天体物理系）；Earth-Life Science Institute, Institute of Science Tokyo（东京科学研究所地球生命理工学院）；Department of Astronomy, School of Science, Westlake University（西湖大学理学院天文学系）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校天文学与天体物理学系）；Institute for Advanced Studies, Tsinghua University（清华大学高等研究院）
该研究通过数值模拟发现，吸积行星的向外迁移取决于其质量比和盘条件，且与正扭矩有关。
2025-11-26 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
Radiatively heated, protoplanetary discs with dead zones. I. Dust settling and thermal structure of discs around M stars
中心恒星对原行星盘的照射是盘的主要加热机制，导致其呈喇叭状几何结构。在一系列论文中，我们研究了2D自洽盘结构和行星迁移之间的深层联系，特别是在M星周围。在这第一篇论文中，我们分析了光盘的热结构，由一个M星通过求解辐射转移方程的Monte Carlo代码。我们对辐射流体静力盘的模拟是现实的和自洽的，因为它们包括具有多种粒度（N=15）的尘埃沉降，盘上嵌入行星的引力，以及死亡区的存在我们表明，尘埃沉降驱动的温度中平面从$r^{-3/5}$分布（良好混合的灰尘模型）朝向$r^{-3/4}$。同时，死区在其外边缘处留下灰尘壁，因为与较大圆盘半径处的主动湍流圆盘相比，在该区域中的灰尘沉降增强。由该辐射壁产生的盘加热在壁前面的死区中提供正的温度梯度区域。这对于减缓行星迁移至关重要，因为林德布拉德扭矩与盘温度成反比。此外，我们表明，低湍流的死区是自洽引起的灰尘沉降，导致开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI）。我们表明，在死区中由KHI引起的湍流强度为$α=10^{-5}$。
2009-09-09 astro-ph.EP
Outward Migration of Jupiter and Saturn in Evolved Gaseous Disks
在演化的太阳星云模型的背景下，研究了一对共振轨道行星的向外迁移，这对行星是由潮汐与以气体为主的盘的相互作用驱动的。行星的质量M1和M2与木星和土星的质量相当。在二维和三维的流体动力学计算被用来量化的迁移率和分析的条件下，向外迁移机制可能会运作。行星被认为是在1 e6年之后和3e 6年之前完全形成的。然后计算行星在演化盘中的轨道演化，直到盘中的气体完全消散。在适当的盘粘性和温度条件下，3：2平均运动共振中的轨道锁定可能导致向外迁移。然而，共振锁定不一定导致向外迁移。例如，如果会聚迁移导致锁定在2：1的平均运动共振中，则情况就是这样，因为形成后的磁盘条件似乎表明。行星上气体的吸积可能会通过提高质量比M2/M1和/或通过降低朝向恒星的吸积速率而使向外迁移机制失效，从而耗尽内部盘。对于被锁定在3：2平均运动共振中的迁移行星，当它决定圆盘的热平衡时，有取决于圆盘粘性和恒星辐射的失速半径。锁定在3：2轨道共振的行星，从1-2天文单位开始向外移动，只有在有利的条件下才可能达到5天文单位以上。然而，在探索的磁盘参数空间内，只有一小部分-不到百分之几-的模型预测内部行星超过4 AU。
2012-09-10 astro-ph.EP
3D MHD Simulations of Planet Migration in Turbulent Stratified Disks
我们进行了3D MHD模拟行星迁移分层磁盘使用Goddom代码PLUTO，磁盘是动荡的，由于磁旋转的不稳定性。我们研究了不同行星-恒星质量比$q=M_{p}/M_{s}$的行星迁移。与以前的研究一致，对于低质量行星的情况下（$q=5\times10^{-6}$和$10^{-5}$），迁移是由随机波动的扭矩。对于一颗质量为1000亿光年的行星$(q=M_{p}/M_{s}=10^{-3}$和$M_{s}=1M_{\odot})$，我们发现行星轨道内部和间隙区域周围的磁应力减小。在行星上的扭矩为正的初始阶段之后，它反转，并且我们恢复了与由$α$粘度模拟湍流粘度的磁盘中发现的迁移率类似的迁移率。对于中等质量的行星（$q=5\times10^{-5}, 10^{-4}$和$2\times10^{-4}$），我们发现了一个新的和迄今为止意想不到的行为。在某些情况下，他们在整个模拟期间经历持续和系统的向外迁移。在这种情况下，马蹄形区域被解决，来自共转区域的扭矩可以保持不饱和，由于在磁盘中的应力。这些应力直接由磁场产生。当局部表面密度分布是平坦的或向外增加时，马蹄形阻力的大小可以克服负Lindblad贡献，这是由于纬向流的存在，我们在模拟中的某些位置看到的。这颗中等质量的行星正在径向向外迁移，在那里有一个正梯度的压力隆起（纬向流）。
2011-05-11 astro-ph.EP
Save the Planet, Feed the Star: How Super-Earths Survive Migration and Drive Disk Accretion
行星形成的两个长期存在的问题包括：（1）了解行星是如何在迁移中幸存下来的;（2）阐明原行星盘分散的过程，特别是它们是如何与中心恒星吸积的。如果行星周围的盘状气体没有固有的扩散系数（“粘性”），我们可以在解决这两个问题上走很长的路。在无粘性的层流盘中，行星很容易将气体排斥出轨道。在短时间尺度上，零粘度气体在行星轨道内积累，以减缓I型迁移的数量级。在更长的时间尺度上，多个超级地球（分布在$\sim$ 0.1- 10 AU之间）可以将非粘性气体从行星际空间中扭转出来，要么向内喂养它们的恒星，要么向外被风吹走。我们探索这张图片与2D流体动力学模拟地球和超级地球嵌入在无粘性磁盘，确认他们的缓慢/停滞迁移，即使在富含气体的条件下，并显示磁盘传输率范围高达$\sim$ $10^{-7} M_\odot~{\rm yr^{-1}}$和规模为$\dot{M} \propto ΣM_{\rm p}^{3/2}$，其中$Σ$是磁盘表面密度和$M_{\rm p}$是行星质量。最初夹在两颗行星之间的气体被扭转过去，进入内外盘。总而言之，足够紧凑的超级地球系统可以清除它们的出生盘气体，在一个可能是复杂和不稳定的扩散历史中，但可以想象的是，在百万年的时间尺度上，这将导致类似于过渡盘特征的大规模气体耗尽。
2017-03-24 astro-ph.EP
Trapping (sub-)Neptunes similar to TOI-216b at the inner disk rim: Implications for the disk viscosity and the Neptunian desert
[摘要]观测到的亚海王星的出现率在0.1天文单位处有一个转折点，这通常归因于原行星盘内缘的迁移陷阱，在那里正的共同旋转扭矩阻止了向内迁移。我们认为，在内部磁盘区域的条件是这样的，子海王星很可能打开的差距，失去了支持的共同旋转扭矩，因为他们的共同旋转区域变得枯竭，和捕获效率，然后变得不确定。我们研究了如何将这种间隙开放的行星困在内盘边缘。我们进行了2D局部等温和非等温流体动力学模拟行星迁移。在圆盘中引入了粘度转变，以（i）产生密度下降，以及（ii）模拟行星从死区向具有主动磁旋转不稳定性（MRI）的区域迁移时的粘度增加。我们选择TOI-216 b作为海王星类上限测试案例，但我们也探索了不同的行星质量，包括固定轨道和演变轨道。对于行星与恒星的质量比$q\simeq(4$-$8)\times10^{-5}$，由于间隙的打开，盘边缘的密度下降会被重塑，并且通常会被以行星的共转为中心的小密度隆起所取代。只有当隆起保留了足够的气体质量，并且共同旋转区域变得方位不对称时，才有可能捕获行星，因为在行星前方有一个由振动流线组成的岛屿，积累了气体密度过高。过密度产生的正扭矩可以抵消旋臂的负扭矩。在我们的模型中，有效的捕获取决于$α$粘度及其在粘度转变过程中的对比度。为了捕获TOI-216 b，死区中的$α_{\mathrm{DZ}}=10^{-3}$需要MRI活性区中的$α_{\mathrm{MRI}}…
2022-08-30 astro-ph.EP
Differentiation of Planetesimals and the Thermal Consequences of Melt Migration
我们模拟加热的原始星子衰变的短寿命的放射性核素Al-26和Fe-60，以确定（一）熔化将发生的时间尺度;（二）的最小尺寸的一个机构，将产生硅酸盐熔体和分化;（三）内部的熔融材料的迁移率;和（四）运输的Al-26在部分熔体的热后果。我们的模型结合了以前的行星分化研究的结果，并受到岩石学（即粒度分布），同位素（如Pb-Pb和Hf-W年龄）和矿物学特性的分化无球粒陨石。我们表明，通过熔体渗流形成的玄武质地壳是有限的形成时间的身体，基质粒度和熔体的粘度。我们表明，低粘度（< 1 Pa·s）的硅酸盐熔体可以在与Al-26的平均寿命相当的时间尺度上进行迁移。铝进入硅酸盐部分熔体的平衡分配和该熔体的迁移起到抑制内部温度的作用。然而，随后的加热从Fe-60的衰变产生的熔体分数超过50%，从而完成分化的机构，在200万年的CAI形成（即同位素衰变的开始）内增生。Al-26迁移和富集到地壳中，导致该地壳的重熔，其吸积时间小于200万年，而天体的大小大于100公里。分化最有可能是直径大于20公里的星子，在CAI形成的270万年内吸积。
2011-01-21 astro-ph.EP
The Importance of Disk Structure in Stalling Type I Migration
当行星形成时，它们会与它们的出生盘发生潮汐相互作用。虽然由地球和超级地球质量的行星引起的潮汐扰动通常太弱，不足以显著改变盘的结构，但这种相互作用可能足够强，导致行星经历快速的I型迁移。这一物理过程可能提供了短周期超级地球的来源，尽管它也可能对长周期轨道上具有足够质量的核心的出现和保留构成挑战，以演变成气体巨星。以前的数值模拟表明，I型迁移率敏感地依赖于拱星盘的属性，特别是温度和表面密度梯度。在这里，我们推导出这些结构参数的1）一个自洽的粘性盘模型的基础上常数α处方，2）照射盘模型，考虑到由于恒星光子的吸收加热，3）分层吸积盘模型与可变的α参数。我们发现，在典型的原恒星盘的内部粘性加热区域，超级地球的马蹄铁和共转扭矩可以超过他们的差分Lindblad扭矩，并导致他们进行向外迁移。然而，由于被动恒星辐射的温度分布导致I型迁移是向内的大部分磁盘。对于磁盘中有向外迁移，我们表明，“行星陷阱”的位置和质量范围取决于这些磁盘模型采用的一些不确定的假设。相互竞争的物理效应可能会导致超级地球的质量周期分布分散。
2012-05-17 astro-ph.EP
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
Thermally Regulated Viscoelastic Tidal Migration of Eccentric Planets
Indiana University（印第安纳大学）
研究偏心海王星类行星的潮汐耗散受粘弹性Maxwell核控制时的轨道与热演化耦合，发现热自调节导致长期偏心相，解释热海王星在宽轨道距离上保持偏心的观测现象。
2026-06-16 astro-ph.EP
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}$的类似结果。我们还从我们的流体动力学模拟结果开始，包括2-3个冰巨星，进行了外太阳系的N体运行。气体盘扩散后，一个尼斯模型的不稳定性开始与木星和土星在2：1共振的结果在良好的太阳系的类似。我们的结论是，在一个寒冷的太阳星云，木星和土星之间的2：1共振可以导致系统向外迁移，这可能代表了太阳系演化的另一种情况。
2014-10-02 astro-ph.EP
Outward Migration of Super-Jupiters
最近的模拟显示，大约一个木星质量的巨行星向内迁移的速度与II型预测不同。在这里，我们表明，在更高的质量，行星向外迁移。我们的结果不同于以前的，因为我们的模拟时间较长，较低的粘度，我们的边界条件，使磁盘达到粘性稳定状态。我们表明，对于圆形轨道上的行星，从向内到向外迁移的过渡与已知的从圆形到偏心盘的过渡相吻合，这种过渡发生在质量比几颗小行星大的行星上。在偏心圆盘中，作用在外盘上的扭矩由于两种效应而减弱：行星发射较弱的波，并且这些波在阻尼之前传播得更远。结果，内盘上的扭矩占主导地位，行星将自己向外推。我们的研究结果表明，在距离恒星很远的地方通过直接成像观察到的许多超级彗星可能是通过向外迁移到达那里的。
2021-09-03 astro-ph.EP
The effects of viscosity on the circumplanetary disks
采用剪切片模型，通过二维流体动力学模拟，研究了粘性对原行星附近的环行星盘的影响。我们发现，当原行星的质量为$M_p \lesssim 33M_\oplus$，其中$M_\oplus$是地球的质量时，粘度可以影响的性质显着的环行星盘。然而，当原行星$M_p \gtrsim 33M_\oplus$的质量为1.5 μ m时，粘滞性对行星盘的影响可以忽略不计。我们发现，当$M_p \lesssim 33M_\oplus$时，粘性可以大大扰乱行星周围气体的螺旋结构，使气体均匀分布，从而使施加在原行星上的扭矩减弱。因此，粘性可以降低原行星的迁移速度。在包括粘度之后，环行星盘的尺寸可以减小$\gtrsim 20%$的因子。粘性有助于将气体从差速旋转的环星盘输送到环星盘。当考虑$M_p \lesssim 33M_\oplus$时，考虑粘度后，行星盘的质量可以增加50%。简要讨论了粘性对行星和卫星形成的影响。
2012-07-18 astro-ph.EP
Termination of an inward migration of a gap-opening planet triggered by dust feedback
由盘-行星相互作用引起的行星迁移是决定行星系结构的重要过程之一。一个足够大的行星会形成一个密度间隙，并随着间隙一起迁移。通过进行二维和双流体（气体和尘埃颗粒）流体动力学模拟，我们研究了尘埃反馈对间隙开放行星迁移的影响，这在以前的研究中没有考虑到。我们发现，在间隙的外缘的气体表面密度变得更小，由于灰尘反馈，从而从外盘施加的扭矩减小。这种机制随着差距的扩大和加深而变得有效。特别地，当行星的质量是行星大小并且湍流粘度是$α= 3\times 10^{-4}$时，行星可以由于从外盘施加的扭矩的减小而向外迁移。即使是一个较小的行星，迁移也会明显减慢。这种由尘埃反馈触发的向内迁移的终止可以解释为什么在原行星盘内经常可以观察到环和间隙结构。
2019-07-05 astro-ph.EP
Migration of massive planets in accreting disks
大质量行星在吸积盘中打开一个缺口，被认为是以盘的粘性速度迁移，这种状态被称为II型迁移。人口综合模型表明，标准的第二类迁移太快，与观察结果不一致。我们研究了$2\times10^{-4}$和$2\times10^{-3} M_\odot$之间对应于0.2到2个木星质量$M_J$的大质量行星的迁移。以估计与第二类移徙相比的移徙率。我们遵循嵌入在二维，局部等温盘与非零质量吸积，这是明确建模使用合适的在和流出的边界条件，以确保特定的吸积率的行星的演变。经过一定的弛豫时间后，我们释放行星并测量其通过磁盘的迁移以及对粘度，吸积率和行星质量等参数的依赖性。我们研究吸积和非吸积行星。推测的行星迁移率完全由作用在其上的盘扭矩决定，并且完全独立于粘性流入速度，因此不存在经典的II型迁移机制。根据本地磁盘的质量，迁移速率可能比II型迁移快或慢。从盘中的扭矩和吸积率曲线，我们看到行星形成的间隙并没有将内部与外部盘分开，而不是像II型迁移所必需的那样，气体穿过间隙或吸积到行星上。
2014-12-12 astro-ph.EP
Migration and Growth of Protoplanetary Embryos I: Convergence of Embryos in Protoplanetary Disks
根据核心吸积理论，行星在原恒星盘中通过尘埃的凝结、微行星的凝聚和原行星胚胎的出现而形成。在最小质量星云中的几个天文单位处，由于在其供养区中的星子耗尽，胚胎的生长被动力学隔离所淬灭。然而，胚胎与质量（$M_p$）在几个地球质量（$M_\oplus$）的范围内迁移到一个过渡半径之间的内部粘性加热和外部辐射区域的出生盘。它们的极限隔离质量随着微行星表面密度的增加而增加。当$M_p > 10 M_\oplus$，胚胎有效地吸积气体，并演变成气体巨星的核心。我们用数值模拟表明，尽管流线干扰，收敛胚胎基本上保留了非相互作用胚胎的林德布拉德和共转扭矩的出生盘的强度。在具有适度表面密度（或等效吸积率）的圆盘中，胚胎在相互的平均运动共振中捕获彼此，并形成超级地球的护卫队。在质量更大的盘中，它们可以克服这些共振障碍，经历反复的近距离接触，包括凝聚碰撞，从而形成大质量的核心。
2014-11-04 astro-ph.EP
Day and night side core cooling of a strongly irradiated giant planet
行星内部的热量损失或冷却决定了它的结构和演化。我们研究了辐射，大气的金属含量，热量再分配，平流层，以及热量再分配发生在大气结构，核心熵的深度，以及随后对行星内部冷却的影响。我们地址在一个一致的方式之间的耦合的白天和黑夜的一个星球的热量再分配模型大气计算的装置。我们假设，强对流导致相同的熵在白天和黑夜的一面，重力是相同的两个半球。我们认为，核心冷却率从两个半球的强烈照射的行星可能是不一样的，差异取决于几个重要的参数。如果昼夜热再分配非常有效，或者如果它发生在大的光学深度，那么白天侧和夜晚侧的冷却可能是可比的。然而，如果昼夜热传输效率不高，或者如果它发生在较浅的光学深度处，则白天和夜晚侧冷却之间可能存在很大的差异，并且夜晚侧将更有效地冷却。如果恒星的辐射变得更强，例如由于恒星演化或迁移，来自白天和黑夜的冷却都会减少。大气中金属含量的增加将作为一个额外的"毯子"，减少白天和夜晚的冷却。然而，行星昼侧的平流层可以增强昼侧的冷却，因为它的不透明度可以作为屏蔽恒星辐射的“屏障”。这些效应也可能影响相互作用双星中著名的重力暗化和辐射热互扰效应，特别是对于强辐射的冷组分。
2012-01-19 astro-ph.EP
Concurrent Accretion and Migration of Giant Planets in their Natal Disks with Consistent Accretion Torque
本文通过高分辨率二维与三维流体动力学模拟，自洽研究吸积嵌入天体的迁移，发现木星质量行星在高黏滞盘中可因非对称吸积旋臂向外迁移，转变临界α约为0.003。
2024-06-18 astro-ph.EP astro-ph.HE
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
Promoted Mass Growth of Multiple, Distant Giant Planets through Pebble Accretion and Planet-Planet Collision
我们提出了一个卵石驱动的行星形成方案，形成巨行星与高的多重性和大的轨道距离在早期的气体盘阶段。我们进行N体模拟，以调查的增长和迁移的低质量的原行星在磁盘与内部粘性加热和外部恒星辐射区。这个模型的主要特征是巨行星核心通过卵石吸积和行星-行星碰撞的组合快速生长。因此，这加速了它们的气体吸积。由于有效的增长，地球早期从快速的I型迁移过渡到缓慢的II型迁移，大大减少了向内迁移。多个巨行星可以以这种方式随着半长轴的增加而依次形成。与单个行星增长的情况相比，当考虑大量原行星时，质量增长和轨道保持都更加明显。最终，在原行星诞生后，在$1.5{-}3$ Myr内形成了一些轨道距离为几个到几十个天文单位的巨行星。由此产生的模拟行星种群可能与磁盘观测中显示的子结构以及径向速度和微透镜调查中观察到的大轨道距离系外行星有关。
2020-06-11 astro-ph.EP
Fast migration of low-mass planets in radiative discs
低质量行星会经历I型迁移，这一过程在行星系的演化过程中扮演了关键角色。假设行星在一个固定的圆形轨道上运行，推导出了圆盘力矩的解析公式。然而，最近的工作表明，在等温盘，迁移的原行星也可能会经历动态的共转扭矩与行星漂移率的比例。本研究的目的是探讨是否动态共转力矩也可以影响迁移的低质量行星在非等温盘。我们进行了二维辐射流体动力学模拟，以检查迁移的原行星作为光盘质量的函数的轨道演化结果。我们发现，一个原行星可以进入一个快速的迁移制度时，它在由熵相关的马蹄形阻力和Toomre稳定性参数设置的方向迁移时，是小于一个阈值，低于该阈值的马蹄形区域收缩成蝌蚪状区域。在这种情况下，行星附近会出现一个密度不足的被困区域，与周围的圆盘相比，熵过剩。如果粘性和热扩散率足够小，使得在迁移过程中熵过剩守恒，那么行星就会经历由流过行星轨道的物质产生的强大的共转扭矩。在快速迁移过程中，我们观察到一个原行星可以通过静态扭矩预测的零扭矩线。我们还发现，快速迁移可能有助于破坏胚胎会聚迁移形成的平均运动共振。
2015-08-31 astro-ph.EP
Evolutionary outcomes for pairs of planets undergoing orbital migration and circularization: second order resonances and observed period ratios in Kepler's planetary systems
为了研究低质量行星系结构的起源，我们对质量范围为$(1-4)\ \rmn{M}_{\oplus}.$的共面行星对的演化进行了数值研究。这些共面行星在轨道迁移扭矩和圆化率的范围内演化到$2\times10^7 \rmn{yr}$，假设这些轨道迁移扭矩和圆化率是通过与原行星盘的相互作用产生的。在内盘边界附近，粘性的显著变化、与密度波或与恒星磁场的相互作用可能发生并停止迁移，但允许环流继续。这是通过修改移民和循环率来模拟的。在没有迁移扭矩的情况下，没有延长的循环周期的终止会引起碰撞或接近共振的系统。这些主要是一阶共振，少数$\%$终止于二阶共振。两个行星的偏心率都很小，$< 0.1$和所有的共振角解放。这种类型的调查只产生了有限范围的周期比，不能重现开普勒观测。当循环作用单独作用于最后阶段时，发散性迁移发生，导致周期比增加。根据其强度，可以获得$1$和$2$之间的整个周期比范围。也有一些系统接近二阶可逆性。与通过会聚迁移产生的情况相反，不发生共振捕获，共振角循环。因此，共振角的行为可以指示导致近共振的迁移形式。
2015-04-20 astro-ph.EP
Probing the impact of varied migration and gas accretion rates for the formation of giant planets in the pebble accretion scenario
成长中行星的最终轨道位置取决于它们的迁移速度，而迁移速度基本上是由行星质量决定的。小质量的行星以I型迁移的方式迁移，而大质量的行星则以II型迁移的方式迁移，这被认为主要取决于盘的粘性演化速率。一颗行星在达到II型迁移之前最容易受到向内迁移的影响，并且在这个阶段可能会失去其半长轴的很大一部分。我们研究了不同的磁盘粘度的影响，动力扭矩和气体吸积从马蹄形区域内减缓行星迁移的机制。我们的研究证实，在低粘度环境中生长的行星迁移较少，这是由于早期的间隙开放和较慢的II型迁移速率。我们发现，考虑到马蹄形区域的气体吸积，可以更早地打开间隙，这会导致生长行星的向内迁移减少。此外，与不考虑马蹄形区域气体吸积效应的模拟相比，这种效应增加了行星质量。此外，结合动力扭矩的效果与马蹄形区域的气体吸积的效果，显着减缓向内迁移。考虑到这些影响，与以前没有考虑这些影响的模拟相比，可以允许在更靠近水冰线区域的地方形成冷的冰团（a > 1 au）。因此，我们得出结论，气体吸积从马蹄形区域内的动力扭矩发挥至关重要的作用，在塑造行星系。
2020-12-11 astro-ph.EP
Model of a gap formed by a planet with fast inward migration
行星是在原行星盘内形成的。最近的观测揭示了诸如间隙和环之类的子结构，这可能表明盘内正在形成行星。由于盘-行星相互作用，行星在盘内迁移，这可能会影响行星引起的间隙的形状。在本文中，我们调查的快速向内迁移的行星上的间隙形状的影响，通过进行流体动力学模拟。我们发现，当迁移的时间尺度是短于间隙开放的时间尺度，轨道半径向内移动相比，间隙的径向位置。我们还发现了一个缩放关系之间的径向移动的位置的行星和差距的迁移和差距的时间尺度的比例的函数。我们的标度关系也使我们能够约束气体的表面密度和粘度时，间隙和行星的观察。此外，我们还发现了二次能隙的位置与深宽比之间的标度关系。通过结合径向位移和次级能隙，我们可以从观测形态上约束行星形成的物理条件以及行星在原行星盘中的演化。
2020-02-19 astro-ph.EP
Effect of wind-driven accretion on planetary migration
行星迁移是联系行星形成模型和观测到的系外行星统计数据的关键环节。到目前为止，迁移理论的重点是行星与无粘性或粘性演化盘的相互作用。湍流粘性被认为是盘演化的主要驱动力，并且已知会影响迁移过程。最近，风驱动的吸积的主题正在经历一个复兴，越来越多的证据表明，PPD可能比以前认为的湍流，和3-D非理想MHD建模的风发射过程正在成熟。目的：我们希望研究风驱动的吸积如何影响迁移。我们的目标是对主要影响进行定性探索，而不是定量预测。方法：采用FARGO 3D软件，在$(r,ϕ)$平面上进行二维水动力学模拟。垂直坐标和风的发射没有明确处理。相反，到磁盘上的风的扭矩处理使用一个简单的2参数公式治疗风的质量损失率和杠杆arm. Results：我们发现，风驱动的吸积过程有不同的方式补充的共轨区域比粘性吸积。前者总是从共轨区域的外缘注入质量并从内缘去除质量，而后者则根据圆盘中的径向密度梯度从共轨区域注入或去除质量。迁移行为可能差异很大，在某些条件下，它可以驱动快速的III型向外迁移。我们推导出的参数下，这种向外迁移发生的解析表达式。结论：如果风驱动的吸积在PPD的长期演化中发挥作用，则迁移研究也必须包括这一过程，因为它会强烈影响由此产生的迁移速率和方向。
2019-10-28 astro-ph.EP
Low-mass planet migration in three dimensional wind-driven inviscid discs: a negative corotation torque
我们提出了模拟低质量的行星-磁盘在无粘三维光盘的相互作用。我们表明，风驱动的层流吸积流通过表面层的磁盘不会显着修改嵌入式行星所经历的迁移扭矩。更重要的是，我们发现，3D效应导致的动态共转扭矩的行为相比，早期的2D理论和模拟的戏剧性变化。虽然之前已经表明，动力学共转力矩可以减缓并基本上停止低质量行星的向内迁移，但我们在3D中的结果表明，动力学共转力矩具有完全相反的效果，并加速向内迁移。我们的数值实验暗示浮力共振的原因。这有两个效果：（i）它们对行星施加直接转矩，其相对于Lindblad转矩的大小在我们的模拟中测量为小的;（ii）它们对在正转区域中的马蹄形轨道上振动的气体施加转矩，并驱动其涡度的演化，导致负动力学正转转矩。这表明，在低湍流粘度下，原行星盘的详细垂直热结构在确定嵌入行星的迁移行为中起着重要作用。如果这一结果在更精细的盘热演化处理下成立，那么它对理解行星系的形成和早期演化具有重要意义。
2020-03-13 astro-ph.EP
The importance of thermal torques on the migration of planets growing by pebble accretion
行星形成的一个关键过程是生长中的行星与原行星盘之间的角动量交换，这使得行星在盘中迁移。一些工作表明，一般来说，低质量和中等质量的行星会向中心恒星迁移，除非共转力矩占主导地位。最近，一种新的扭矩，称为热扭矩，被提出作为一个新的来源，可以产生向外迁移的低质量行星。虽然林德布拉德扭矩和共转扭矩主要取决于原行星盘的性质和行星质量，但热扭矩也取决于行星的亮度，主要来自固体的吸积。因此，固体的吸积作用不仅在行星的形成过程中起着重要作用，而且在其迁移过程中也起着重要作用。在以前的工作中，我们主要在小行星吸积范式中评估了热扭矩对行星生长和迁移的影响。在这项新的工作中，我们研究了卵石吸积范式中的热扭矩的作用。计算是在全球行星形成模型的框架内进行的，该模型包括圆盘演化、尘埃生长和演化以及卵石形成。我们还将更新处方的热扭矩来自高分辨率流体动力学模拟。我们的模拟结果表明，热扭矩产生的向外迁移的低粘度光盘的扩展区域。这对行星的形成有着重要的影响。
2021-08-10 astro-ph.EP
Edge modes in self-gravitating disc-planet interactions
我们研究了一个巨大的行星在自引力原行星盘打开的间隙的稳定性。我们发现一个线性的不稳定性与自重力的光盘和当地涡度最大值与间隙边缘相吻合。对于我们的模型，这些边缘模式发展并延伸到土星质量行星轨道半径的两倍，圆盘与恒星质量比>0.06，对应于外盘边界的Toomre Q < 1.5。与弱或非自引力低粘度盘中与间隙边缘相关的局部涡形成不稳定性不同，边缘模式是全球性的，仅存在于足够大的盘中，但对于原行星盘采用的典型粘度值。分析建模和线性计算表明，边缘模式可以被解释为一个本地化的干扰与间隙边缘诱导活动的扩展光盘，通过发射密度波激发林德布拉德共振。利用非线性流体动力学模拟研究了圆盘-行星系统边缘模态的演化。不稳定模的形式和增长率与线性理论一致。他们的粘度和重力软化的依赖性也进行了探讨。我们还首次研究了边缘模式对行星迁移的影响。我们发现，如果边缘模式的发展，那么平均磁盘上的行星扭矩变得更加积极的光盘质量增加。在允许行星迁移的模拟中，虽然可以看到快速的III型迁移，这与非自引力盘中看到的相似，但我们发现行星可能与边缘模式相关的螺旋臂相互作用，这可能导致行星向外散射。因此，轨道迁移很可能是复杂的和非单调的大规模磁盘的类型，我们考虑。
2011-03-25 astro-ph.EP
Formation of a planetary Laplace resonance through migration in an eccentric disk - The case of GJ876
行星系中的轨道平均运动共振起源于导致轨道迁移的盘-行星相互作用中的耗散过程。在拥有巨行星的多行星系统中，原行星盘的扰动强烈地影响着伴星的迁移。通过研究GJ 876周围的共振行星系，我们的目标是探索在这样一个多行星系统中，是什么影响了形状盘驱动的迁移，以形成共振链。我们利用二维局部等温流体动力学模拟方法模拟了嵌入原行星盘中的三颗行星的轨道迁移。我们通过改变盘的厚度，$α$粘度，质量以及行星的初始位置进行了参数研究。此外，我们分析和比较了各种边界条件的模拟在磁盘的内缘。我们发现，由于巨行星的高质量，大量的偏心率可以激发在磁盘。这导致作用在外部低质量行星上的扭矩变化很大，我们将其归因于由于磁盘偏心率引起的Lindblad和共转共振的转变。根据磁盘参数，外行星的迁移可以在非共振状态下停止。在其他模型中，外行星能够打开一个部分间隙，并再次使圆盘圆化，然后与系统中质量最大的行星进入2：1共振，以完成观测到的拉普拉斯共振。由于螺旋波和圆盘偏心率的激发，行星之间的相互作用导致外部低质量行星的平滑向内迁移发生偏差。因此，必须对磁盘驱动的多行星系统迁移进行自洽建模。我们的研究结果与最外层行星进入共振链的后期迁移是一致的，当时巨行星对已经处于共振状态。
2018-08-13 astro-ph.EP
Local Linear Analysis of Interaction between a Planet and Viscous Disk and an Implication on Type I Planetary Migration
我们调查的影响，粘度盘行星相互作用，并讨论如何修改I型迁移的行星。我们用剪切片近似进行了线性计算，得到了详细的，高分辨率的密度结构周围的行星嵌入在一个粘性盘具有广泛的粘性系数。我们使用一个依赖于时间的形式主义，是有用的调查各种物理过程对磁盘行星相互作用的影响。我们发现，在行星附近的密度结构的修改和扭矩的主要贡献来自这一地区，在无粘的情况下。虽然在剪切面近似下不可能推导出作用在行星上的总扭矩，但取决于雷诺数，单侧扭矩可能与无粘性情况有很大不同。到目前为止，这种影响一直被忽略，但我们的研究结果表明，粘性盘和行星之间的相互作用可以从一个无粘性的情况下，在行星附近的密度结构的细节是至关重要的是质的不同。
2009-06-02 astro-ph.EP
Final Masses of Giant Planets III: Effect of Photoevaporation and a New Planetary Migration Model
本文提出了一个新的巨行星形成的简单模型，该模型在原有模型的基础上加入了光蒸发引起的盘质量损失和新的II型迁移公式，从而预测了在给定盘中诞生的巨行星的最终质量。该模型提供了一些有趣的结果。首先，它给出了行星质量和轨道半径图中的宇宙演化轨迹，阐明了巨行星在失控气体吸积阶段如何在生长过程中迁移。质量比木星小的巨行星在失控的气体吸积阶段只会发生轻微的径向迁移。第二，巨行星的最终质量近似地作为三个参数的函数给出：在逃逸气体吸积到行星上的开始时间的初始盘质量，由于光蒸发的质量损失率，以及开始时间。另一方面，最终行星质量几乎与盘半径、粘性和初始轨道半径无关。最后得到的行星质量接近或小于初始质量的10%。第三，所提出的模型成功地解释了性质的质量分布的巨型系外行星的质量分布观测到的原行星盘的质量损失率由于光蒸发的合理范围内。
2020-02-18 astro-ph.EP
