Inflated Eccentric Migration of Evolving Gas-Giants I: Accelerated Formation and Destruction of Hot and Warm Jupiters
高温和暖爆星（对应HJ和WJ）是以非常短的轨道周期（$P_{HJ}<10$天; $10<P_{WJ}<200$天）围绕其宿主恒星运行的气体巨星。HJ和WJ中的很大一部分被认为是从最初更远的出生地迁移而来的。虽然这种迁移过程已经得到了广泛的研究，气体巨星的热演化及其耦合的迁移过程通常被忽视。特别是，气体巨星以大半径结束其核心吸积阶段，然后缓慢收缩到最终半径。此外，强烈的加热可以减缓各个进化阶段的收缩。初始膨胀的大半径导致更快的潮汐迁移由于强烈的依赖于半径的潮汐。在这里，我们探索这个加速迁移通道，我们的术语膨胀偏心迁移，使用半分析自洽模型的迁移气体巨星的热力学演化，后来验证了我们的数值模型（见配套文件，文件II）。我们证明了我们的模型的具体例子，并进行人口合成研究。我们的研究结果提供了一个一般的图片所形成的HJs\&WJs通过膨胀迁移的属性，和依赖于初始参数/分布。我们发现，气体巨星的潮汐迁移可能发生得比以前认为的要快得多，并导致加速破坏和形成的HJs和增强的WJs的形成速率。因此，考虑到耦合的热力学演化是至关重要的理解HJs/WJs的形成，演化和最终的人口属性，并在其迁移过程中发挥关键作用。
2022-04-20 astro-ph.EP
Secular resonance sweeping of the main asteroid belt during planet migration
计算了太阳系早期由小行星驱动的巨行星迁移时期由扫掠的$ν_6$长期共振产生的小行星偏心率激发。我们推导出解析表达式的偏心率变化的大小和它的依赖于扫描速率和行星参数;的$ν_6$扫描导致要么增加或减少偏心率取决于小行星的初始轨道。基于最慢的$ν_6$扫描速度，允许残留的小行星带生存，我们得出的$ν_6$共振扫过内小行星带（半长轴范围2.1- $2.8\AU$）的时代，土星的$\sim0.15\AU\My^{-1}$迁移速度的下限。这个速率限制是针对土星目前的偏心率，并与土星偏心率的平方成比例;如果土星在迁移期间的偏心率较低，则土星迁移速率的限制可能会较低。应用到一个虚构的小行星系综，我们的计算表明，一个先前的单峰分布的小行星偏心率将转化为双峰分布由于扫过的$ν_6$。对主带小行星轨道数据的研究表明，已知明亮（$H \leq10.8$）小行星的固有离心率可能符合双峰分布。如果是这样的话，我们的理论分析就为土星的迁移速率和迁移前小行星带的动力学状态提供了两种可能的解决方案：动态冷态（单峰偏心率分布与$\sim0.05$的平均值）与土星的迁移速度$\sim 4\AU\My^{-1}$，或动态热状态（单峰偏心率分布与平均$\sim0.3$）与土星的迁移速度$\sim 0.8\AU\My^{-1}$。
2011-03-04 astro-ph.EP
On the Correlation between Hot Jupiters and Stellar Clustering: High-eccentricity Migration Induced by Stellar Flybys
最近的一项观测研究表明，太阳型恒星周围热彗星（HJ）的出现与恒星成团有关。我们研究了一种新的方案HJ形成，称为“飞越诱导高电子迁移”，这可能有助于解释这种相关性。在这种情况下，恒星飞掠激发了大距离（10 - 300 au）外伴星（巨行星，褐矮星或低质量恒星）的偏心率和倾角，然后通过冯齐佩尔-利多夫-科扎伊（ZLK）偏心率振荡和潮汐耗散的综合效应触发了内部冷木星（几个天文单位）的高e迁移。使用有效ZLK倾斜窗口的半分析计算，以及恒星飞掠的数值模拟，我们获得了该形成场景中HJ发生率的分析估计。我们发现，这种"飞越引起的高e迁移"可以占所观察到的HJ人口的一个显着的部分，虽然结果取决于几个不确定的参数，包括出生星团的密度和寿命，以及"冷木星+外伴星"系统的发生率。
2021-05-10 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
The ominous fate of exomoons around hot Jupiters in the high-eccentricity migration scenario
太阳系中所有的巨行星都有大量的天然卫星。太阳系外的卫星很难被探测到，但最近在开普勒-1625b系统的一颗彗星大小的行星周围发现了一颗海王星大小的系外卫星候选者。由于它们相对容易被探测到，热彗星（HJs），它们在围绕其宿主恒星的近轨道上停留了几天，可能是寻找外卫星的非常好的候选者。目前尚不清楚HJ种群是否可以宿主（或可能已经宿主）外卫星。一个建议的形成通道HJs的高偏心率迁移引起的恒星双星伴结合潮汐耗散。在这里，我们调查在何种情况下的exomoon可以防止或允许高偏心率迁移的HJ，在后一种情况下，如果exomoon可以生存的迁移过程。我们使用半解析参数，以及直接N体模拟，包括潮汐相互作用。我们的研究结果表明，大规模的外卫星是有效的，在防止高偏心率迁移。如果一颗系外卫星确实允许行星迁移，那么形成的HJ不太可能容纳系外卫星，因为月球在迁移过程中要么会螺旋到行星上，要么会逃离行星。一些逃脱的系外卫星可以在木星迁移后成为稳定的行星，或者通过潮汐迁移自己。大多数系外卫星最终被抛出系统或与主星和宿主行星相撞。尽管如此，这种碰撞仍可能留下可观察到的特征，例如围绕主星的碎片盘或围绕近距离巨星的驱逐物。
2020-10-25 astro-ph.EP
Chaotic Tides in Migrating Gas Giants: Forming Hot and Transient Warm Jupiters via High-Eccentricity Migration
高偏心率运移是形成热储层的重要通道。特别是，Lidov-Kozai（LK）振荡的轨道偏心率/倾斜度引起的一个遥远的行星或恒星的同伴，结合潮汐摩擦，已被证明产生HJs的陀螺时间尺度上，提供有效的潮汐耗散在行星上运行。我们重新审视这种情况下，包括动态潮汐。当行星的轨道处于高离心率阶段时，来自恒星的潮汐力会激发行星中的振荡f模和r模。对于足够大的偏心率和小的近心点距离，模式可以在多个近心点通道上混乱地增长，并最终非线性地消散，从轨道中汲取能量并迅速收缩半长轴。我们研究这种混乱的潮汐对行星轨道演化的影响。我们发现，这条途径产生非常偏心（$e\gtrsim 0.9$）温暖的温度（WJ）在短时间尺度（几个到100万年）。这些WJ有效地循环成为HJ由于其持续小的近心点距离。混沌潮汐也可以通过截断LK偏心率振荡，使一些行星免于潮汐破坏，从而显着增加行星质量和半径范围内的HJ形成分数。利用星族综合计算，我们确定了这种情况下产生的WJ和HJ的特征，包括最终的周期分布，轨道倾角和恒星质量。混沌潮汐赋予LK迁移几个有利的功能来解释观测到的HJ。我们预计，混沌潮汐在其他高$e$迁移类型中也很重要。
2018-12-13 astro-ph.EP
Observable Predictions from Perturber-coupled High-eccentricity Tidal Migration of Warm Jupiters
暖行星（周期在10到200天之间的气体巨行星）的起源是系外行星形成和演化的一个悬而未决的问题。我们调查一个特定的迁移理论，其中一个温暖的木星是耦合到一个扰动的伴星，激发长期偏心振荡在温暖的木星，导致定期关闭恒星通道，可以潮汐收缩和圆化其轨道。如果这样的伴星存在于温暖的木星系统中，它们很可能是巨大的，并且距离很近，这使得它们有可能被探测到。我们生成了一组温暖的扰动人口能够从事高偏心率潮汐迁移和计算的扰动通过各种观测指标的可探测性。我们发现，这些扰动的一小部分应该是可检测的开普勒光变曲线，但大多数应该是可检测的精确径向速度测量超过3个月的基线和盖亚天体测量。我们发现这些结果是强大的扰动参数分布的假设。如果在3个月的基线上对暖彗星的伴星进行高精度径向速度搜索，没有发现大量大质量伴星的证据，这将表明扰动耦合的高偏心率迁移不是暖彗星的主要传递方法。
2021-02-05 astro-ph.EP
Hot Jupiters driven by high-eccentricity migration in globular clusters
热巨星（Hot Emissiers，HJs）是一种短周期的巨行星，在约1%的太阳型场星周围被观测到。一个可能的形成场景是高偏心率（高e）迁移，其中行星形成在更大的半径，被激发到高偏心率的一些机制，并迁移到目前的轨道，由于潮汐耗散发生在近心点附近。我们认为，高e迁移密集的恒星系统，如核心的球状星团（GC），在遇到路过的恒星可以激发行星的高偏心率需要启动迁移。我们通过蒙特卡罗模拟研究这个过程中遇到的恒星+行星系统，包括潮汐耗散的影响，使用一个有效的正则化限制三体代码。在我们的模拟中，在恒星数密度n * 的一个显著范围内产生了HJ。假设这颗行星最初处于半长轴为1 au的低偏心率轨道上，当n_* <1 e 3 pc^{-3}时，相遇率太低，不足以引起轨道迁移，而当n_* > 1 e 6 pc^{-3}时，由于行星更有可能被其主星抛出、潮汐破裂或转移到扰动星，因此HJ的形成受到抑制。当行星的数密度为4 e4 pc^{-3}时，转换为HJ的行星比例最高，约为2%。温暖的彗星，周期在10到100天之间的巨型行星，在我们的模拟中产生的效率高达~ 0.5%。我们的研究结果表明，HJs可以形成通过高电子迁移引起的恒星相遇在密集的GC的中心，但不是在他们的郊区，那里的密度较低。
2017-11-29 astro-ph.EP
On the formation of hot and warm Jupiters via secular high-eccentricity migration in stellar triples
热彗星（HJs）是一种类似彗星的行星，以几天的紧密轨道围绕其主恒星运行。它们通常被认为不是在原地形成的，需要向内迁移到主星。其中一个提议的迁移情景是长期高偏心率或高$e$迁移，在这种情况下，行星的轨道被长期过程扰动到高偏心率，引发强烈的潮汐演变和轨道迁移。以前的理论研究考虑了恒星双星的长期激发。最近，在恒星三元系中观测到了大量的HJ。在后者中，与恒星双星相比，长期动力学要丰富得多，并且HJs可能会更有效地形成。在这里，我们调查这种可能性，通过模拟长期的动力学和潮汐演化的行星在两个层次的配置恒星三重系统。我们发现，HJ的形成效率是较高的恒星双星相比，但只有最多百分之几十。在模拟中形成的HJ的轨道特性是非常相似的恒星双星中形成的HJ，和类似的研究，后者我们发现没有显着数量的温暖的彗星。在我们的模拟中，只有具有特定轨道配置的三重星系才能形成HJ，我们的约束条件与目前的观测结果大致一致。在未来，这允许排除高$e$迁移的恒星三元组中，如果一个HJ被检测到在一个三重严重违反这些限制。
2017-01-06 astro-ph.EP
Are WASP-107-like Systems Consistent with High-eccentricity Migration?
本研究通过种群合成模拟验证了WASP-107系统符合高偏心率迁移假说，推测其初始轨道在雪线内、质量损失不超20%，预测两行星相互倾角至少25-55°，该机制或适用于同类构型行星系统。
2024-07-09 astro-ph.EP
Tidal evolution and diffusive growth during high-eccentricity planet migration: revisiting the eccentricity distribution of hot Jupiters
高偏心率潮汐运移是热储层的潜在形成通道。在这个过程中，行星f模式可能会经历一个扩散增长的阶段，使其能量迅速积累到很大的值。在Yu等人（2021，ApJ，917，31）中，我们证明了父f模与子f模和p模之间的非线性模相互作用扩展了参数空间，在该参数空间上触发了父模的扩散生长。我们通过结合（1）轨道和模式之间的角动量转移以及近心点距离的演变来扩展该研究，（2）对高母模能量下的非线性频移的唯象修正，以及（3）由于子模的湍流对流阻尼和强非线性波破碎事件而导致的母模能量的耗散。新的成分，使我们能够遵循的模式和轨道的耦合演变超过$\gtrsim 10^4$年，涵盖从其开始到终止的扩散演变。我们发现，半长轴收缩了近10倍以上的$10^4$年，对应的潮汐品质因数$\mathcal{Q}\sim10$。f模式的扩散生长终止，而偏心率仍然很高，在约e=0.8-0.95。利用这些结果，我们重新审视了原热彗星的偏心率分布。我们估计，在开普勒的数据中，一旦考虑到扩散机制，偏心率>0.9的原始HJ应该少于1个，这解释了观测到的这种人口的缺乏。
2021-11-08 astro-ph.EP
Revisiting migration in a disc cavity to explain the high eccentricities of warm Jupiters
温暖的巨型系外行星的偏心率分布通常通过行星-行星相互作用来解释，尽管没有物理上合理的论点支持这种相互作用的普遍存在。没有简单的，通用的解释已经提出来解释这些行星的高平均偏心率。在本文中，我们重新审视了一个简单的，似是而非的解释来解释温暖的彗星的偏心率：在原行星盘的空腔内迁移。这种情况允许激发外部偏心共振，这是更高质量行星的工作机制，导致偏心率的增长，同时防止其他更接近的共振来抑制偏心率。我们用不同的数值模拟来测试这个想法，结果表明，一颗类太阳恒星周围的一颗质量为100亿的行星的偏心率可以增加到0.4，这个值以前从未达到过，只有行星-圆盘相互作用。这种高偏心率与温暖的土星至土星质量的系外行星的中位偏心率相当，如果不是更大的话。我们还讨论了这样的机制将对系外行星观测的影响。这种情况可能会对盘的寿命和内部盘分散的物理学产生强烈的影响，这可能会受到气体巨星偏心率分布的限制。
2020-10-27 astro-ph.EP
Apsidal Alignment and Anti-Alignment of Planets in Mean-Motion Resonance: Disk-Driven Migration and Eccentricity Driving
在出生盘中迁移的行星可以被捕获到平均运动共振（MMR）中，其中行星的周期与整数比相关。最近的观测表明，MMR中的行星可以是近轴排列的，也可以是反轴排列的。这些不同的配置是如何产生的尚不清楚。本文研究了迁移行星的MMR捕获过程，重点研究了被捕获行星的拱线角性质。我们表明，MMR捕获的标准图片，其中行星进行收敛迁移和经历偏心阻尼由于行星盘的相互作用，总是导致拱反对齐的捕获的行星。然而，当行星从盘受到偏心驱动时，MMR中可以产生径向对准的配置。在这种配置中，两个行星的共振角都是循环的，但是一个“混合”共振角使行星在标称共振位置附近自由振动并被捕获。在存在盘偏心驱动的情况下，MMR捕获过程通常是复杂且不规则的，并且可以导致各种结果，包括拱点对准和反对准，以及共振的破坏。我们认为，在K2-19系统中的两个共振的行星，与他们的中等偏心率和对齐的拱点，经历了偏心率驱动从他们的出生盘在过去。
2022-06-09 astro-ph.EP
Low-Eccentricity Migration of Ultra-Short Period Planets in Multi-Planet Systems
最近的研究表明，超短周期行星（USP），地球大小的行星，具有亚日周期，构成了{ \it开普勒}行星的统计上不同的子样本：USP具有较小的半径（$1-1.4R_\oplus$）和与相邻行星的较大相互倾斜度比名义{ \it开普勒}行星，它们的周期分布比长周期行星更陡峭。我们研究了一个“低偏心率”的迁移方案的形成USP，在一个低质量的行星，初始周期为几天，保持一个小的，但有限的偏心率，由于长期强迫从外部伴星，并经历轨道衰减由于潮汐耗散。在这种情况下，USP的形成需要初始的多行星系统具有适度的偏心率（$\gtrsim 0.1$）或角动量亏损。在最内侧行星的轨道衰减期间，系统可能会遇到几个拱点和节点进动共振，这些共振显著增强了偏心率激发，并增加了内行星之间的相互倾斜。我们开发了一个近似的方法，偏心率和倾角本征模的基础上，有效地发展了大量的多行星系统在陀螺时间尺度上的快速（短至$\sim 100$ ~年）长期行星-行星相互作用和其他短程力的存在。通过人口合成计算，我们证明了“低$e$迁移”机制可以自然地产生USPs的大人口的{ \it开普勒}多在各种条件下，很少微调的参数。这种机制有利于更小的内行星与更多的质量和偏心的伴星，由此产生的USP具有与观测一致的特性。
2019-04-26 astro-ph.EP
Warm Jupiters Need Close "Friends" for High-Eccentricity Migration -- A Stringent Upper Limit on the Perturber's Separation
我们提出了一个严格的观测测试的形成温暖的行星（气体巨行星10 d <~ P <~ 100 d）的高偏心率（高e）的迁移机制。与热彗星不同，大多数观测到的暖彗星的近心距离太大，不允许有效的潮汐耗散来诱导迁移。为了在Kozai-Lidov周期中接近近心点，它们必须伴随着足够强的扰动，以克服广义相对论（GR）造成的岁差，并对扰动的分离设置了一个强大的上限。对于一个温暖的木星在~ 0.2天文单位，一个太阳质量的微扰需要<~ 3天文单位（<~ 30天文单位），并且可以通过观测识别。在由径向速度（RV）探测到的暖彗星中，大于50%（9个中的5个）具有大偏心率（e >~ 0.4）的已知木星伴星满足高e迁移的必要条件。相比之下，低e（e <~ 0.2）的暖彗星中有不到20%（17个中有3个）发现了额外的木星伴星，这表明高e的行星摄动迁移可能不是主要的形成通道。完整的，长期的RV后续行动的温暖木星人口将允许一个坚定的上限，把这些行星的分数形成的高e迁移。凌日暖彗星显示自旋轨道错位将是有趣的应用我们的测试。如果像通常认为的那样，这种错位仅仅是由于高e迁移造成的，那么我们预计大多数低e（e <~0.2）的暖彗星与低e热彗星相比，并没有错位。
2013-12-03 astro-ph.EP
Observing the Luminosity Increase and Roche Lobe Overflow of Planet Destruction
通过向恒星迁移而破坏行星将释放大量的能量和物质，这将为以新的方式观察研究行星提供机会。为了观察行星的毁灭，重要的是要了解这些能量和物质在行星毁灭时是如何释放的。目前尚不清楚大量能量和物质的释放速度，因此很难预测行星的破坏程度。通过深入恒星的势阱，可以获得大量的能量：简单的计算表明，如果能量释放得足够快，许多目前已知的“热彗星”可能会产生像小新星一样明亮的事件。为了观察这些事件，重要的问题是这些能量如何释放，以及能量是否会迅速释放，足以产生一个足够明亮的事件，可以通过瞬态测量发现。或者，如果行星的毁灭是由向内迁移和由洛希瓣溢出（RLOF）引起的向外迁移周期交替而减缓的，那么主要的特征可能是大量气体释放的影响。这种气体的注入也可能对系统的亮度有很大的贡献。行星气体的释放可能是行星毁灭的一个可搜索的标志。应寻找失控RLOF和向外或交替RLOF的迹象。观测行星的毁灭将为系外行星的研究提供一个新的窗口。
2010-09-21 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation in low eccentricity warm-Jupiter systems
我们研究了巨行星迁移对内类地行星系统形成的影响。我们考虑的情况下，巨行星停止迁移在半长轴范围内0.13 - 1.7 AU由于气盘分散。一个N-体的代码，是链接到一个粘性气体盘算法能够模拟：气体损失通过吸积到中央恒星和光蒸发;间隙形成的巨行星; II型迁移的巨人;可选的I型迁移的原行星;气体阻力的星子。我们发现，大部分内部系统的行星构件在巨行星的通过中幸存下来，要么被向内引导，要么被分散到外部轨道。一个或多个热地球的系统预计会形成并保持在巨行星的内部，特别是如果II型迁移受到限制，或者I型迁移影响了原行星动力学。在低离心率的暖木星系统中，如果巨行星有限度地侵入宜居带（HZ）的外部区域，或者横穿其整个宽度，并在不到HZ内缘一半的径向距离处停止迁移，那么可能存在宜居行星。我们的结论是，II型迁移并不能阻止类地行星的形成。
2009-01-31 astro-ph.EP
Viscoelastic Tidal Dissipation in Giant Planets and Formation of Hot Jupiters Through High-Eccentricity Migration
我们研究了巨行星固体核中潮汐耗散的可能性及其对通过高离心率迁移形成热彗星的意义。我们提出了一个一般的框架，通过该框架可以计算任何形式的潮汐耗散的行星系的潮汐演化，其特征在于作为强迫频率$ω$的函数的复潮汐勒夫数，${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$的虚部。利用最简单的粘弹性耗散模型（麦克斯韦模型）的岩石核心，包括非耗散流体包络的影响，我们表明，与合理的堆芯（但不确定）物理参数（尺寸、粘度和剪切模量），核心的潮汐耗散可以容纳潮汐-Q约束的太阳系气体巨星，同时允许外行星热彗星形成通过潮汐环流在高e迁移的情况下。相比之下，经常使用的平衡潮汐的弱摩擦理论将导致太阳系约束和高e迁移所需的耗散量之间的差异。我们还表明，潮汐加热的岩石核心可以导致适度的半径膨胀的行星，特别是当行星在高偏心率阶段（$e\sim 0.6$）在其高e迁移。最后，作为一个有趣的副产品，我们的研究，我们注意到，对于一个通用的潮汐响应函数${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$，它是可能的，自旋平衡（零扭矩）可以实现多个自旋频率（在一个给定的$e$），和实际的伪同步自旋速率取决于系统的演化历史。
2013-12-23 astro-ph.EP
A test of the high-eccentricity migration scenario for close-in planets
在高偏心率迁移（HEM）的情况下，接近的行星到达附近的中心恒星的高偏心率轨道，成为圆形--伴随着减少半长轴-通过潮汐相互作用与恒星。当巨行星到达时，其近星点距离小于洛希极限$a_\mathrm{R}$，就会失去它们的气体包层，导致幸存行星分布的内部边缘。这种效应的观测证据虽然广泛，但由于潮汐轨道衰减的影响，有些模糊不清。在这里，我们考虑HEM方案的另一个关键预测-在圆化时间与典型参数的行星年龄相当的位置附近存在空间偏心率梯度。先前的研究已经找到了这种梯度的证据，并证明其性质与行星中潮汐耗散占主导地位的循环过程（由潮汐品质因数$Q^\prime_\mathrm{p}$封装）是一致的。我们的工作扩展了这些治疗方法，通过构建明确的模型分布与数据进行比较，并通过使用观测到的系统参数进行向后的时间积分。我们表明，循环一般发生在分布的内边缘（定义的边界，所谓的亚木星沙漠），通常$Q^\prime_\mathrm{p}\approx10^6$在循环区（内的一个因素为3）。我们还发现了低质量行星偏心率梯度的初步证据，表明通过HEM形成可能与海王星尺度有关。
2017-08-24 astro-ph.EP
TOI-3362b: A Proto-Hot Jupiter Undergoing High-Eccentricity Tidal Migration
高偏心率潮汐迁移是巨行星进入短周期轨道的一种可能途径。如果它正常运行，人们将期望在高椭圆轨道上捕获正在进行高偏心率潮汐迁移的原热彗星。到目前为止，很少有这样的系统被发现。在这里，我们介绍TOI-3362 b（TIC-464300749 b），一个18.1天，5 $M_{\rm Jup}$行星轨道的主序星F型恒星，可能正在经历高离心率潮汐迁移。轨道离心率为0.815 $^{+0.023}_{-0.032}$。半长轴为0.153 $^{+0.002}_{-0.003}$ au，在完成潮汐循环后，行星的轨道预计将缩小到最终的轨道半径为0.051 $^{+0.008}_{-0.006}$ au。有几种机制可以解释行星偏心率的极端值，例如行星-行星散射和长期相互作用。这些假设可以通过对系统的后续观察来检验，例如，通过精确的、长期的径向速度观测，测量恒星的相似性，并在系统中寻找同伴。当它围绕主星运行时，行星平衡温度的变化和近点的潮汐加热使这颗行星成为大气建模和观测的有趣目标。由于这颗行星的轨道周期为18.1天，接近TESS的周期敏感度极限，即使是一些这样的发现也表明原热彗星可能很常见。
2021-09-08 astro-ph.EP
Gyr-timescale destruction of high-eccentricity asteroids by spin and why 2006 HY51 has been spared
小行星和其他小天体具有明显的扁长形状，在高度偏心轨道的近心通过期间施加的扰动三轴扭矩触发并维持混沌旋转状态。由于绕惯性主轴的自旋速率从上到下是不受限制的，因此它可能意外地达到对应于旋转破裂的阈值。由于运动方程的刚性，以前对这一过程的研究仅限于对$\sim 10^3$轨道的积分。我们在这里提出了一个快速的一维模拟方法来计算这个自旋率的演变$\sim 10^9$轨道。我们应用该方法的最偏心的太阳系小行星，2006年HY 51（与$e = 0.9684$），并发现，对于任何合理预期的形状参数，它永远不会被加速到解体的速度。然而，在更偏心轨道上的原始太阳系小行星可能已经从这种类型的旋转裂变中分裂出来。该方法也为研究极偏心三轴系外小行星（$e > 0.99$）的长期演化提供了一个很好的机会，这些小行星被认为是白矮星行星系中常见的
2020-07-22 astro-ph.EP
High-Eccentricity Migration with Disk-Induced Spin-Orbit Misalignment: a Preference for Perpendicular Hot Jupiters
高离心率迁移是许多观测到的热彗星的可能形成机制，特别是那些恒星自转轴和行星轨道角动量轴之间有很大偏差的热彗星。在高偏心率迁移的一个版本中，倾斜的恒星伴星激发了冷木星的冯齐佩尔-利多夫-科扎伊（ZLK）偏心率振荡，潮汐耗散导致行星的轨道收缩和圆形化。在整个过程中，恒星的自旋可以混乱地演变，导致高度失调的热彗星。以前对这种迁移机制的人口研究假设，当伴星开始引起ZLK振荡时，恒星的自旋与行星轨道角动量对齐。然而，在双星伴星存在的情况下，恒星的双折射率可能会在其原行星盘消散的过程中被显著激发。我们计算了恒星在原行星盘阶段产生的密度，并使用这些进行更新的ZLK驱动的高偏心率迁移的人口合成。我们发现，由此产生的结晶度分布的HJ系统主要是逆行与90 $^\circ$附近的宽峰。我们获得的分布与最近观察到的靠近其宿主恒星的垂直行星的优势有着有趣的相似之处。
2022-11-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Secular dynamics of multiplanet systems: implications for the formation of hot and warm Jupiters via high-eccentricity migration
热彗星（HJs）是一种类似彗星的行星，它们非常靠近它们的主星，位于$\sim 0.1\,\mathrm{AU}$内。它们的形成还不太清楚。一般认为，它们不可能在原地形成，这意味着它们在最初形成后一定发生了某种形式的迁移。我们研究生产的HJs通过长期的演变在多行星系统中有三到五个行星。在这种高$e$迁移的变体中，最内层行星的轨道偏心率在长期时间尺度上被激发，由于潮汐耗散而引发轨道迁移。我们使用一个长期的动力学代码，并进行人口合成研究。我们发现，只有当粘性时间尺度很短（$\approx 0.014$ yr）时，才会产生HJ。相比之下，在多达$\approx 0.3$的系统中，最里面的行星被潮汐破坏。轨道周期分布在5 d左右达到峰值，与观测结果一致。中位HJ质量为$1\,M_\mathrm{J}$，最大值为$\approx 2 \, M_\mathrm{J}$，与观察到的HJ相似。大约0.1的HJ的轨道逆行相对于恒星的自旋。在我们的模拟中，我们没有发现任何温暖的行星，即半长轴在0.1到1 AU之间的行星。
2016-12-15 astro-ph.EP
High-Eccentricity Tidal Migration Driven by Secular Chaos in Wide-Binary Systems
Yale University（耶鲁大学）；Indiana University（印第安纳大学）
研究宽双星系统中第三体扰动如何通过长期混沌激发极端偏心率，驱动行星潮汐迁移形成热木星，并预测了轨道倾角分布。
2026-06-17 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
Tides in the high-eccentricity migration of hot Jupiters: Triggering diffusive growth by nonlinear mode interactions
高偏心率运移是热储层形成的可能通道。然而，为了使它与观测到的行星数量一致，潮汐必须在不到$\approx$ a Myr的时间内使轨道圆化。这种快速圆化的一个潜在机制是潮汐驱动的行星f模式的扩散生长。如果f模式在近心处的相位从一个近心通道到下一个近心通道混乱地变化，则会发生这种生长。以前的研究主要集中在轨道上的潮汐反作用引起的轨道周期的变化作为混沌的来源。在这里，我们表明，非线性模式相互作用也可以是一个重要的来源。具体而言，我们表明，父f-模式和女儿f-/p-模式之间的非线性相互作用引起的能量依赖的移动的振荡频率的父。由于母星的能量变化，这种频率偏移在不同的轨道上随机变化。因此，母体在近心点的相位随机变化，我们发现这可以触发它扩散生长。我们表明，非线性模式相互作用引起的相移实际上占主导地位的潮汐反反应引起的移位，并显着降低了约5倍的线性理论的预测相比，一踢扩散增长的能量阈值。因此，非线性相互作用可以通过高偏心率迁移通道提高热巨星的形成率，并可能减轻与远离恒星的气体巨星相比，观测到的和预测的发生率之间的差异。
2021-04-11 astro-ph.EP
Creating Pileups of Eccentric Planet Pairs Wide of MMRs Through Divergent Migration
本文提出发散迁移导致行星跳过平均运动共振并在其外侧堆积，同时赋予自由偏心率冲击，可解释观测到的偏心率与堆积现象。
2024-12-16 astro-ph.EP
The Origin of Kepler-419b: A Path to Tidal Migration Via Four-body Secular Interactions
我们测试开普勒-419b，偏心温暖的木星类行星的起源是有争议的成员的高偏心率潮汐迁移的情况。开普勒419拥有两颗已知的行星（b，c）。然而，在目前的配置下，行星c无法激发行星b的偏心率，使其足以进行高偏心率的潮汐迁移。我们调查是否存在一个未被发现的第四个机构可以解释开普勒-419b的轨道。我们探索这个潜在的第三颗巨行星的参数空间，使用一套N体模拟与一系列的初始条件。从这些模拟的结果，再加上观测的限制，我们可以排除这种机制的初始对象d条件的参数空间。然而，对于小范围的参数，（质量在0.5和7 $m_{\rm{Jup}}$之间，半长轴在4和7.5 AU之间，偏心率在0.18和0.35之间，和0 $^{\circ}$附近的相互倾斜）一个未被发现的物体d可以周期性地激发开普勒的偏心率-419 b，而不会使系统在1 Gyr以上不稳定，同时产生当前不可检测的径向速度和渡越定时变化信号。
2019-02-13 astro-ph.EP
Scattering outcomes of close-in planets: constraints on planet migration
许多靠近轨道的系外行星被观测到具有相对较高的离心率和较大的恒星偏心率。我们通过研究两个和三个气体巨行星在近轨道（0.05 AU < a < 0.15 AU）的系统中大量轨道积分的动力学结果，探索了这些结果来自行星-行星散射的可能性。我们发现，在这些轨道分离，不稳定的系统开始与低偏心率和相互倾斜（$e\lesssim0.1$，$i\lesssim0.1$）通常会导致行星-行星碰撞的碰撞产物是一个行星在一个低偏心率，低倾角的轨道。这一结果与观察结果不一致。我们的结论是，偏心率和倾斜激发行星行星散射必须先迁移到短周期轨道的行星。这一结果限制了行星迁移的理论：半长轴必须缩小1-2个数量级，而不影响偏心率和倾角。
2014-04-21 astro-ph.EP
Possible Outcomes of Coplanar High-eccentricity Migration: Hot Jupiters, Close-in Super-Earths, and Counter-orbiting Planets
我们研究了近共面偏心分层三元系统中近距离行星的形成，通过内部行星和外部扰动之间的长期相互作用（共面高偏心率迁移，CHEM）。通过考虑内行星的有限质量效应，我们推广了以前关于仅通过引力相互作用的点质量的成功CHEM的分析条件的工作。我们发现有效的CHEM要求系统的m_1<<m_0和m_1<<m_2。除了点质量的重力，我们研究的重要性，短程力，并提供了一个分析估计的迁移时间尺度。我们进行了一系列的数值模拟CHEM系统组成的一个太阳般的中心恒星，巨大的气体内行星和行星外扰动，包括短程力和恒星和行星耗散潮汐。我们发现，大多数这样的系统最终与潮汐中断，一小部分的系统产生的逆热扰动（HJ），但没有逆行的。此外，我们将CHEM扩展到超地球质量范围，并表明在近地轨道上形成超地球也是可能的。最后，我们进行了CHEM模拟所观察到的分层三重和反轨道HJ系统。我们发现CHEM可以解释部分前系统，但它通常是很难重现反轨道HJ系统。
2016-12-19 astro-ph.EP
Warm Jupiter Tidal Migration Can Spare Inner Planets; Hot Jupiter Tidal Migration May Not
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究发现暖木星潮汐迁移可保护内行星，而热木星潮汐迁移可能无法，为区分盘迁移与潮汐迁移提供了框架。
2025-12-18 astro-ph.EP
Origins of Hot Jupiters from the Stellar Obliquity Distribution
恒星的旋转度，或者说它的自转轴和它的伴星的平均轨道法线之间的夹角，对这个系统的演化历史提供了一个独特的限制。不像太阳系，太阳的赤道几乎与它的伴星对齐，许多热木星系统被发现有很大的自旋轨道错位，在极地或逆行轨道上有行星。我们证明，在相反的恒星窝藏热的恒星在圆形轨道上，那些偏心同伴遵循没有人口范围的恒星温度的趋势。这一发现可以通过高偏心率迁移和潮汐阻尼的组合来自然地解释。此外，我们表明，今天观察到的联合结晶度和偏心率分布与高偏心率迁移的结果是一致的，没有严格的要求调用其他热木星形成机制的磁盘迁移或原位形成。在整个种群的水平上，高离心率的迁移可以始终如一地塑造热木星系统的动力学演化。
2022-01-27 astro-ph.EP
Hot Jupiters' Isolation Is Not Unique to High-Eccentricity Tidal Migration
Indiana University（印第安纳大学）；Caltech/IPAC-NASA Exoplanet Science Institute（加州理工学院/IPAC-NASA系外行星科学研究所）；Yale University（耶鲁大学）
通过数值模拟表明，热木星在形成后与伴星的动力学演化自然导致其比暖木星更孤立，无需依赖高偏心率潮汐迁移。
2026-05-26 astro-ph.EP
High-eccentricity migration of planetesimals around polluted white dwarfs
已经发现几颗大气金属污染的白矮星拥有在潮汐扰动半径附近轨道运行的小行星体（微行星）。我们研究了这些天体的物理性质和动力学起源的假设下，他们经历了高离心率迁移从几个天文单位的初始距离。我们研究两个合理的机制轨道迁移和循环：潮汐摩擦和冲压压力阻力光盘。对于每一种机制，我们推导出一般的解析表达式的轨道的演变，可以重新调整各种情况下。我们确定的物理参数，确定是否一个小行星的轨道可以圆在适当的时间尺度和约束这些参数的基础上所观察到的系统的属性。为了使潮汐迁移起作用，需要类似于熔融岩石的内部粘度，这可能是由潮汐加热自然产生的。对于光盘迁移操作，最小的列密度的光盘是隐含的，推断的总光盘质量是一致的估计污染的WD吸积的金属的总质量。
2020-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Migration rates of planets due to scattering of planetesimals
行星迁移是由于它们从分散的固体（微行星）体中经历的反冲。一阶，由内部和外部盘施加的扭矩抵消，类似于抵消来自与气体的重力相互作用的扭矩（I型迁移）。假设弥散主导的制度和幂律的特点是指数α和β的表面密度和偏心率的轮廓，我们计算的净扭矩的行星。我们考虑远距离相遇和近距离（轨道交叉）相遇。我们发现，近距离和远距离碰撞力矩的α和β依赖性具有相反的符号，并且力矩对偏心率梯度（β）特别敏感。与密度波激发的I型迁移相比，由于富气盘中固体的表面密度较低，星子驱动的迁移速率通常较低，尽管当它们的偏心率和倾角较小时，这可能部分或全部抵消。允许反馈的行星上的星子盘通过粘性搅拌，我们发现，在一定条件下，一个自我调节的迁移的情况下出现，其中的行星迁移在一个稳定的步伐，接近相应的单边扭矩的速率。然而，如果当地的星子盘质量与行星质量之比很低，迁移就会停滞。我们量化了三种迁移制度的界限。
2012-07-30 astro-ph.EP
Planet-Planet Scattering Explains the Mass-Eccentricity Relation of Warm Jupiters
University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications（国家超级计算应用中心）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；U.S. National Science Foundation National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory（美国国家科学基金会国家光学-红外天文研究实验室）
研究通过行星-行星散射解释温暖巨行星的质量-偏心率正相关，指出其起源与紧凑多行星系统有关，并预测存在可检测的额外行星伴侣。
2026-03-23 astro-ph.EP
Constraining the orbit of the planet-hosting binary $τ$ Boötis: Clues about planetary formation and migration
紧密或高偏心双星中行星的形成和热彗星的迁移是行星形成中两个突出的问题。热木星$τ$ Boo Ab围绕长周期（$P \gtrsim 1000\,$ yr）高偏心（$e \sim 0.9$）双星$τ$牧夫座中的主星运行。由于轨道周期长，双星的轨道受到的限制很小。在这里，我们的目标是限制恒星双星$τ$ Boo AB的轨道，以研究该系统的形成和迁移历史。恒星伴星和热木星的相互轨道倾角对行星迁移有重要意义。双星的偏心率和近星点距离对于理解$τ$ Boo Ab形成的条件非常重要。我们将150多年的天体测量数据与25年的高精度径向速度相结合。天空投影和视线测量的结合对$τ$ Boo AB的轨道倾角、偏心率和近星点距离施加了严格的限制。我们发现轨道倾角为$47.2^{+2.7}_{-3.7}\,$ deg，近星点距离为$28.3^{+2.3}_{-3.0}\,$ au，偏心率为$0.87^{+0.04}_{-0.03}$。我们发现$τ$ Boo Ab和$τ$ Boo B的轨道倾角，以及$τ$ Boo A的恒星自旋轴在$\sim \! 45$度处重合，这一结果与一个良好排列的共面系统的假设一致。可能的排列，共面配置表明行星迁移在一个良好的原行星盘。由于$τ$ Boo B的高离心率和小的近星点距离，原行星盘在$\approx \! 6\,$ au被潮汐截断。我们认为，$τ$ Boo Ab形成的截断盘的…
2018-12-14 astro-ph.EP
Trapping in three-planet resonances during gas-driven migration
我们研究建立三个行星共振-类似的拉普拉斯共振在伽利略卫星-和它们的相互倾斜的行星的轨道平面上的影响，假设后者在一个气体盘进行迁移。特别是，我们检查发生的共振关系，通过改变行星的物理和初始轨道参数（质量，初始半长轴和偏心率），以及迁移力的参数（迁移率和偏心阻尼率），这是通过一个简化的解析公式在这里建模。我们发现，对于质量小于1.5M_J的行星，当内侧行星m1和m2陷入1：2共振，而外侧行星m3随后与m2陷入1：2或1：3共振时，通常会形成n3：n2：n1=1：2：4和1：3：6的多行星共振。对于轻微的偏心阻尼，共振泵在相对较短的时间尺度上的所有行星的偏心率，到他们进入倾斜型共振的点（如在Libert & Tsiganis 2011）;然后相互倾斜可以增长到~35°，从而形成一个“3-D系统”。另一方面，我们发现捕获m2在2：3共振与m1发生很少，这里使用的质量范围内，所以只有两个情况下的捕获在各自的三行星共振被发现。我们的研究结果表明，捕获在一个三行星共振可以是常见的系外行星系统，只要行星不是很大。如果偏心阻尼不是非常有效，那么倾斜泵送可以相对快速地发生，使得至少一个内行星获得高于e=0.3的轨道偏心率。
2012-03-13 astro-ph.EP
Hot Jupiters Have Giant Companions: Evidence for Coplanar High-Eccentricity Migration
本研究通过分析加州遗产巡天星表，发现热木星普遍存在大质量外巨伴星且伴星偏心率较高，由此提出双气态巨行星的质量与偏心率条件是热木星形成关键，支持共面高偏心率迁移为其主导形成机制。
2023-10-02 astro-ph.EP
On the Migration of Jupiter and Saturn: Constraints from Linear Models of Secular Resonant Coupling with the Terrestrial Planets
我们研究了木星和土星的晚期发散迁移可能对类地行星产生了扰动。我们确定了木星和土星的nu_5近点本征频率与类地行星的四个本征频率（g_{1-4}）之间的六个长期共振。我们推导出解析上限的偏心率和轨道迁移时间尺度的木星和土星时，这些共振遇到，以避免扰动的偏心率的类地行星的值大于观察到的。如果木星和土星的迁移与它们现在的离心率相当，那么具有星子驱动迁移的指数时间尺度特征的平滑迁移（τ~5-10 Myr）将使类地行星的离心率扰动到远远超过观测值的值。如果木星的偏心率在迁移时期很小，迁移非常迅速（例如τ<~ 0.5百万年，可能是通过行星-行星散射或不稳定性驱动的迁移），或者观测到的j= 2，3地球模式的小偏心率振幅是由于几个大振幅贡献的低概率抵消而产生的，那么这种激发可能会减轻。此外，轨道积分的结果显示，极短的迁移时间尺度（τ<0.5百万年），不稳定性驱动的迁移的特征，也可能扰动类地行星的偏心率的数量与它们的观测值相当。我们讨论了这些限制的相对时间的类地行星形成，巨行星迁移，和所谓的月球晚重轰炸的起源3.9+/-0.1 Ga前的影响。我们认为，满足这些动力学约束的最简单的方法可能是任何巨行星迁移的大部分在太阳系历史的第一个30- 1亿年完成。
2011-11-10 astro-ph.EP
Hamiltonian model of capture into mean motion resonance
平均运动共振是我们太阳系和太阳系外行星系的共同特征。当天体的轨道半长轴改变时，例如当它们迁移通过原行星盘时，它们会被困在共振中。我们使用一个哈密顿模型，彻底调查的捕获行为的第一和第二阶共振。使用这种方法，所有相同阶数的共振都可以用一个方程来描述，并通过适当的缩放来应用于特定的共振。我们专注于一个物体是无质量的测试粒子而另一个是大质量行星的极限。我们量化捕获到共振的概率取决于行星和粒子的相对迁移率，以及粒子的偏心率。共振捕获失败的高迁移率，并具有更高的偏心率，虽然对于某些迁移率，捕获概率峰值在一个有限的偏心率降低的概率。我们还计算了被捕获粒子的天平动振幅和天平动中心的偏移量，以及如果没有捕获，偏心率的变化。初始偏心率越大，天平动振幅越大。该模型允许一个完整的描述粒子的行为，因为它连续遇到几个共振。该模型适用于许多情况，包括（一）行星迁移通过气体盘捕获其他行星或微行星共振;（二）行星迁移通过碎片盘;（三）尘埃迁移通过PR阻力。详细信息请参见\cite{2010submitted}。（节录）
2010-11-22 astro-ph.EP
Where Do Hot Jupiters Come From? Revisiting Tidal Disruption and Ejection in High-Eccentricity Migration
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-HongKong-Macau Great Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心）
研究通过三维水动力模拟揭示了具有真实致密核心的巨行星在高偏心迁移中的行为，发现核心质量对潮汐破坏和抛射有重要影响，改写了传统模型的结论。
2026-05-14 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
The Neptunian ridge as a natural outcome of high-eccentricity tidal migration
Observatoire Astronomique de l’Université de Genève（日内瓦大学天文台）；University of Warwick（华威大学）；Universidade de Coimbra（科英布拉大学）；Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
通过高偏心率潮汐迁移模型，解释了海王星沙漠-稀树草原过渡带中行星过密区（海王星脊）的形成机制。
2026-05-20 astro-ph.EP
The Occurrence of Additional Giant Planets Inside the Water-Ice Line in Systems with Hot Jupiters: Evidence Against High-Eccentricity Migration
轨道周期只有几天的质量为100亿的行星的起源仍然不确定。人们普遍认为，这些行星形成于原行星盘的水冰线附近，随后迁移到更小的轨道上。大多数提出的迁移机制可以归类为磁盘驱动的迁移，或作为一个非常高的偏心率激发潮汐循环。在后一种情况下，这颗注定要成为热木星的巨行星在高度偏心的轨道上度过了数十亿年，其Apastron位于水冰线附近。最后，近星点的潮汐耗散使轨道收缩并形成圆形。如果这是正确的，那么在水冰线内部，热彗星伴随着另一颗巨行星的情况应该是特别罕见的。利用目前用多普勒技术发现的巨行星样本，我们发现P_orb = 10天的热行星< 10 days are no more or less likely to have exterior Jupiter-mass companions than longer-period giant planets with P_orb >。这一结果适用于水冰线近似位置内外的外部同伴。这些结果很难与热木星形成的高偏心率迁移情景相一致。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Could the Migration of Jupiter have Accelerated the Atmospheric Evolution of Venus?
在行星可居住性和地球大气演化的研究中，金星和地球表面条件的差异仍然是一个活跃的研究领域。在金星气候历史的内在和外部影响中，有巨大行星迁移引起的轨道变化，这些变化既有可变的入射通量，也有潮汐加热的后果。在这里，我们提出了一项研究的结果，探讨了木星的位置对金星的轨道参数和随后的潜在水损失的情况下的影响。我们的动力学模拟表明，木星迁移的各种情况可能导致金星的轨道偏心率高达0.31。我们量化的偏心率增加的影响，包括潮汐能，表面能通量，和可变的日照通量预计从微弱的年轻太阳。潮汐循环时间尺度的计算表明，一个相对较高的潮汐耗散的因素，需要减少金星的偏心率的现值，这意味着一个高的初始水库存。我们进一步估计了高轨道偏心率对水分损失的影响，并估计由于轨道强迫，与圆形轨道情况相比，水分损失率可能至少增加了$\sim$ 5\%。我们认为，这些离心率的变化，年轻的金星可能加速了金星的大气演变，不可避免的崩溃的大气到失控的温室气体状态。在系外行星系统中存在巨大的行星可能同样会增加金星类似物在这些系统中的预期比例。
2020-08-31 astro-ph.EP
A low-eccentricity migration pathway for a 13-h-period Earth analogue in a four-planet system
通常认为，轨道周期短于1天的系外行星，也称为超短周期（USP）行星，在通过动力学相互作用迁移到当前轨道之前，在其出生的原行星盘内进一步形成。一个最被接受的理论提出了一个激烈的情况下，涉及高偏心率迁移，其次是潮汐循环。在这里，我们发现了一个围绕明亮的（V=10.5）K6矮星TOI-500运行的四行星系统。最内侧的行星是一颗凌日的USP行星，轨道周期为$\sim$ 13小时，质量为1.42 $\pm$ 0.18 M $_{\oplus}$，半径为$1.166^{0.061}_{-0.058}$ R $_{\oplus}$，平均密度为4.89 $^{+1.03}_{-0.88}$ gcm $^{-3}$。通过多普勒光谱学，我们发现该系统有三颗外行星，它们的轨道周期分别为6.6、26.2和61.3 d，最小质量分别为5.03 $\pm$ 0.41 M $_{\oplus}$、33.12 $\pm$ 0.88 M $_{\oplus}$和15.05 $^{+1.12}_{-1.11}$ M $_{\oplus}$。在6.6天的轨道上同时存在一颗USP行星和一颗低质量天体，这表明该系统的结构可以通过一种假设来解释，即行星开始在低偏心率轨道上运行，然后通过准静态长期迁移向内移动。我们的数值模拟表明，这种迁移通道可以使TOI-500 b在2个陀螺仪，从0.02au的初始轨道到它的当前位置。TOI-…
2022-04-28 astro-ph.EP
Migration of Planets Into and Out of Mean Motion Resonances in Protoplanetary Disks: Analytical Theory of Second-Order Resonances
最近对开普勒多行星系统的观测揭示了许多系统的行星非常接近二阶平均运动共振（MMR，周期比为$1:3$，$3:5$等）。我们提出了一个解析研究的共振捕获及其稳定性的行星迁移在气体盘。共振捕获需要缓慢收敛迁移的行星，足够大的偏心阻尼时标$T_e$和小的预共振偏心。我们量化这些要求，并发现他们可以满足超级地球的原行星盘条件下。对于捕获到共振的行星，可以达到平衡态，其中由于共振行星-行星相互作用而引起的偏心激励平衡由于行星-盘相互作用而引起的偏心阻尼。我们表明，这种“捕获”的平衡可以是超稳定的，导致部分或永久逃逸的行星的共振。通常，捕获状态的稳定性取决于内外行星质量比$q=m_1/m_2$和偏心阻尼时间比。超稳定增长时间的顺序为$T_e$，但可以大得多的系统接近稳定阈值。对于经历I型（非间隙开放）迁移的低质量行星，收敛迁移需要$q \lesssim 1$，而捕获的稳定性需要$q\gtrsim 1$。这些结果表明，稳定捕获到二级MMR的行星对具有可比的质量。这与一阶MMR相反，在一阶MMR中，存在用于稳定共振捕获的较大参数空间。我们证实和扩展我们的分析结果与$N$体模拟，并表明，过稳定的捕获，从MMR逃逸时间可以媲美的时间，行星之间的共振迁移。
2017-03-11 astro-ph.EP
Kepler-1656b's Extreme Eccentricity: Signature of a Gentle Giant
高偏心率轨道是系外行星相对于太阳系的主要惊喜之一，并表明丰富和动荡的动力学历史。其中一个特别令人感兴趣的系统是开普勒1656，它拥有一颗离心率为0.8的亚类木行星。足够偏心的轨道在近星点通过时由于轨道能量的潮汐耗散而在半长轴上收缩。在这里，我们的目标是评估开普勒-1656b目前是否正在经历如此高的偏心率迁移，并进一步了解该系统的起源和结构。我们确认系统中有第二颗行星，有$M_{\rm c}= 0.40 \pm 0.09M_{\rm jup}$和P $_{\rm c}= 1919\pm 27\,$日。我们模拟了行星b在行星c存在的情况下的动力学演化，并发现了系统的各种可能结果，如潮汐迁移和吞没。该系统与行星b的原位动力学起源相一致，随后是随后的偏心Kozai Lidov（EKL）扰动，这些扰动轻轻地激发了开普勒-1656 b的偏心率，即没有引发潮汐迁移。因此，尽管行星b的离心率很高，我们没有发现任何证据表明它正在或已经通过高离心率通道迁移。最后，我们预测外轨道是相互倾斜的，在一个几乎垂直的配置相对于我们的模拟结果的基础上的内行星轨道，并作出可观察到的预测内行星的自旋轨道角。我们的方法可以应用于其他偏心或潮汐锁定行星，以限制其起源，轨道配置和潜在的伴侣的属性。
2022-04-28 astro-ph.EP
Overstable Librations can account for the Paucity of Mean Motion Resonances among Exoplanet Pairs
我们评估开普勒卫星发现的多行星系统的轨道迁移和偏心阻尼由于行星盘相互作用的电流的想法。我们主要关注的是平均运动共振。只有百分之几的行星对非常接近共振。然而，预测的迁移率（由$τ_n=n/{|\dot n|}$参数化）意味着，在收敛迁移大多数行星将被捕获到一阶共振。偏心阻尼（由$τ_e=e/{|\dot e|}$参数化）提供了合理的解决方案。估计值显示为$τ_e/τ_n\sim (h/a)^2\sim 10^{-2}$，其中$h/a$是椎间盘厚度与半径的比值。偏心阻尼和轨道迁移共同导致平衡偏心率$e_{eq}\sim(τ_e/τ_n)^{1/2}$。捕获是永久提供$e_{eq}\lesssim μ^{1/3}$，其中$μ$表示行星与恒星的质量比。但对$e_{eq}\gtrsim μ^{1/3}$来说，捕获只是暂时的，因为平衡附近的振动是超稳定的，并导致通过时间尺度$τ_e$上的共振。大多数开普勒行星对都有$e_{eq}>μ^{1/3}$。由于$τ_n>> τ_e$是相邻共振之间迁移的时间尺度，因此在圆盘消失后，只有适度比例的电子对最终被困在共振中。接近平均运动共振的行星对通常表现出比精确共振大1-2%的周期比。这种转变的方向无疑反映了同样的不对称性，需要收敛迁移的共振捕获。在这些与精确共振的分离处的永久共振捕获将需要$μ(τ_n/τ_e)^{1/2}\gtrsim 0.01$，该值是…
2013-11-21 astro-ph.EP
Warm Jupiters from secular planet-planet interactions
大多数暖行星（具有$0.1~{\rm AU}\lesssim a \lesssim1$ AU的气体巨行星）的近心距离太大，无法通过潮汐摩擦进行显著的轨道迁移。我们研究的可能性，温暖的彗星正在经历长期的偏心率振荡的外部同伴（行星或恒星）在偏心和/或相互倾斜的轨道。在这个模型中，温暖的彗星周期性地迁移，在近心点距离很小时的振荡的高偏心率阶段，但通常在低得多的偏心率下观察到。我们表明，通过这种机制迁移的暖彗星的稳态偏心率分布是近似平坦的，当且仅当我们将样本限制为具有由径向速度测量检测到的外部同伴的暖彗星时，这与观察到的分布是一致的。没有伴星的暖彗星的偏心率分布在低偏心率（$e\lesssim 0.2$）处出现峰值，这必须由不同的形成机制来解释。基于粒子数合成研究，我们发现由外行星伴星激发的高离心率迁移（i）可以解释暖彗星的$\sim20\%$和大多数具有$e\gtrsim 0.4$的暖彗星，这一部分与观测到的暖彗星与外行星伴星的粒子数一致;（ii）可以产生大多数观测到的热彗星，其半长轴分布与观测结果相匹配，但是不能充分考虑具有预计的结晶度$\lesssim 20^\circ$的热蒸发器的$\sim 60\%$。因此，通过高偏心率偏移，可以产生暖地幔柱的$\sim 20\%$和热地幔柱的$\sim 60\%$。我们还提供了预期的相互倾斜和自旋轨道角的行星系与热和暖的高偏心率迁移产生的彗星的…
2016-07-05 astro-ph.EP
Breaking mean-motion resonances during Type I planet migration
我们对原行星盘中的I型状态下同时迁移的成对行星进行了二维流体动力学模拟。会聚迁移自然会导致这些行星陷入平均运动共振。一旦共振，行星的离心率迅速增长，盘行星扭矩导致行星在几百个轨道的时间尺度上脱离共振。这种效应在高粘性圆盘中更为明显，但即使在无粘性圆盘中也能有效地起作用。我们把这种共振破坏归因于由适度偏心阻尼驱动的超稳定振动，但发现这种机制在流体动力学模拟中的作用与以前的分析计算不同。以这种方式逃逸共振的行星可以潜在地解释在开普勒多凌日系统中观测到的共振的缺乏，我们认为，同时磁盘驱动的迁移仍然是组装紧密包装的行星系的最合理的手段。
2017-10-17 astro-ph.EP
Type II migration of planets on eccentric orbits
观测到的系外行星都具有大质量（平均M sin i为1.65 MJ）和大范围的轨道偏心率（0 < e < 0.94）。由于行星被认为是在星周盘中形成的，因此行星形成的一个重要问题是确定气体盘是否会影响偏心行星的轨道，以及影响的程度。最近的研究已经探索了盘与偏心轨道上的类地行星之间的相互作用，以及盘与近圆轨道上的气体巨星之间的相互作用，但对盘与偏心气体巨星之间的相互作用知之甚少。这种情况可能是由于在盘仍然存在时的散射，或者可能是通过引力不稳定性形成的行星形成。我们填补了这一空白的偏心，大规模（间隙形成）行星盘使用流体动力学代码FARGO模拟。虽然行星的长期轨道演化取决于盘的性质，包括所使用的边界条件，但当行星被释放到盘中时，盘总是起到阻尼偏心的作用。这种偏心阻尼发生在40年的时间尺度上，比迁移时间尺度快15倍。
2009-04-21 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
