Modelling circumbinary protoplanetary disks: I. Fluid simulations of the Kepler-16 and 34 systems
开普勒任务发现了一些环绕双星的行星，它们的轨道接近双星（a_p < 1.1 au），这就提出了一个问题，即这些行星是如何在双星对圆盘产生强烈引力扰动的情况下形成的。环双星原行星盘的气体成分的扰动方式类似于固体，星子为主的对应物，虽然机制，盘偏心起源不同。这是第一个工作的一系列，旨在调查的条件，行星形成的环联原行星盘。我们提出了一些流体动力学模拟，探讨两个观测到的二元系统：开普勒-16和开普勒-34周围的气体盘的响应。我们探讨了盘的粘度，长宽比，内边界条件，初始表面密度梯度，和自引力的动力学演化的磁盘，以及它的准稳态轮廓的重要性。我们发现双星类型对盘的平均偏心率e_d有很大的影响，Kepler-16的e_d = 0.02 - 0.08，Kepler-34的e_d = 0.10 - 0.15。α-粘度的值对磁盘的影响不大，但我们发现一个强大的平均磁盘偏心率增加纵横比由于波传播效应。内边界条件的选择对圆盘的面密度和偏心率影响不大。我们的主要发现是，包括磁盘的自引力对磁盘的质量小于12.5倍的最小质量的太阳星云的演化或最终状态的影响很小。这一发现与自引力相关的结果，在环主磁盘，它的列入被认为是一个重要的因素，在描述磁盘的演变。
2015-07-24 astro-ph.EP
The dispersal of protoplanetary disks around binary stars
我提出了围绕年轻双星的盘演化模型。我表明，在确定环双星磁盘寿命的主要因素是磁盘光蒸发率。我还发现，光蒸发清除留下了一个签名上的环联盘寿命的分布，与磁盘寿命急剧增加的二进制分离a<~0.3-1AU。因此，观测年轻的双星可以用来测试模型的磁盘演变，我表明，目前的数据设置了一个强大的上限，正在进行的光蒸发率（<1 e-9 M_sun/yr）。最后，我讨论了这些结果对行星形成的影响，并建议在近距离（a<~1AU）双星周围的环双星行星应该是相对常见的。
2012-09-04 astro-ph.EP
Ice Lines in Circumbinary Protoplanetary Disks
我检查的位置的冰线在circumbinary磁盘加热稳定的质量吸积和恒星辐射和比较的临界半长轴，内部的行星轨道是不稳定的。对于给定的双星系统，存在一个临界双星分离点，该分离点的冰线位于临界半长轴内，这取决于双星参数和星盘性质。对于由1 M $_{\odot}$组成的等质量双星，这个临界距离是$\approx 1.04 $ AU，并且与质量吸积率和Rosseland平均不透明度（$\propto [\dot{M}κ_R]^{2/9}$）呈弱比例关系。假设一个稳定的质量吸积率为$\dot{M} \sim 10^{-8} {\rm M_{\odot} yr^{-1}}$和一个Rosseland平均不透明度的$κ_R\sim 1 {\rm cm^2 g^{-1}}$，我表明，$\gtrsim 80%$的所有二元系统的总质量$M_{\rm tot} \lesssim 4.0 M_{\odot}$有冰线，位于内部的临界半长轴。这表明这些系统中不应该形成岩石行星，这一预测可以通过寻找双星周围的行星来验证，这些双星的分离大于\emph{Kepler}（困难）和微透镜的临界分离。
2013-03-11 astro-ph.EP
Viscous circumbinary protoplanetary discs -- I. Structure of the inner cavity
该研究通过140余组长期二维数值模拟探究不同粘度下环双星原行星盘的内空腔结构，绘制相关参数空间，可用于约束双星参数与盘粘度，同时发现现有模拟仍无法解释HD 142527的大空腔尺度。
2024-07-09 astro-ph.EP
Sculpting protoplanetary discs -- modelling circumbinary cavities at observable scales with radiation hydrodynamics
该研究通过27组二维辐射流体动力学模拟，揭示环双星盘空腔形状多样性源于径向变化的冷却时标，可用统一模型解释Cs Cha、GG Tau等系统的空腔结构，证明辐射冷却对环双星盘演化建模至关重要。
2025-10-28 astro-ph.EP
Circumstellar and circumbinary discs in multiple stellar systems
本综述探讨了聚星系统中恒星多重性对星周盘与双星盘形态、尘埃动力学及行星系统构型的影响，结合高分辨率观测与数值模拟，揭示了多星环境在行星形成与演化中的关键作用。
2025-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
A 3D Hydrodynamics Study of Gravitational Instabilities in a Young Circumbinary Disc
利用三维流体动力学方法研究了一个0.14 M $_{\odot}$环绕原行星盘的引力不稳定性，该原行星盘围绕一颗1 M $_{\odot}$恒星和一颗0.02 M $_{\odot}$褐矮星伴星运行.我们研究的光盘的vacuical状态，并确定GI引起的密度波，非轴对称密度结构，质量流入和流出，和引力矩的强度。结果进行了比较，一个原行星盘没有棕矮星双星同伴的并行模拟。使用CHYMERA，辐射三维流体动力学代码进行模拟。环双星盘中GI的爆发要猛烈得多，这是由于褐矮星激发了一个强的单臂密度波。尽管有这种早期的差异，但详细的分析表明，在模拟开始后的2,500年，两个圆盘都松弛到一个非常相似的准稳定阶段。相似之处包括准稳态相的热力学，最终的表面密度分布，径向质量流入，和非轴对称的功率和扭矩的螺旋臂多重性的两个或更多。在光盘中的二元性的影响是显而易见的重力扭矩分布，温度分布在内部光盘，和径向质量传输。3,800年后，双星的半长轴减少了约1%，偏心率大约增加了一倍。与单臂波相关的外环双星盘的质量输运可能影响行星形成。
2018-12-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for a polar circumbinary exoplanet orbiting a pair of eclipsing brown dwarfs
该研究发现围绕一对偏心轨道近距褐矮星运行的极性环双星系外行星的有力证据，通过径向速度观测到双星逆行拱线进动，证明其源于极性行星的存在，拓展了环双星行星多样性认知。
2025-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Viscous circumbinary protoplanetary discs -- II. Disc effects on the binary orbit
本研究使用2D流体动力学长期模拟，分析了环双星盘与双星间的相互作用，发现盘的进动与双星偏心率存在显著周期性影响，且双星轨道演化对双星组件间的质量吸积比率高度敏感。
2025-01-28 astro-ph.EP
Linear Analysis of the Evolution of Nearly Polar Low Mass Circumbinary Discs
Martin & Lubow（2017）通过模拟表明，一个偏心双星周围的初始倾斜圆盘可以演变为极对齐，其中圆盘垂直于双星轨道平面。我们应用线性理论以解析和数值方式表明，接近极对齐的低质量环联星盘演变为极对齐并确定对齐时间尺度。显着的光盘演化对极性状态周围适度偏心的二进制可以发生典型的原恒星盘参数在不到一个典型的光盘寿命的二进制与轨道周期的顺序为100年或less.Resonant扭矩是有效得多，在截断的内部部分的circumbinary极盘比内部部分的共面盘。对于极盘，它们因二进制离心率为1而消失。结果与模拟一致，表明盘可以演化到极性状态。然后，环联星行星可能会在这样的圆盘中形成，并居住在极地轨道上。
2017-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
AC Her: Evidence of the first polar circumbinary planet
本文通过分析 post-AGB 双星 AC Her 的轨道与盘面几何关系，发现其环双星盘接近稳定极向排列，并首次提出盘内存在极轨环双星行星的证据，同时讨论了盘的大小、质量及气体供给对 circumstellar disk 倾角的影响。
2023-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of linear warps in accretion discs and applications to protoplanetary discs in binaries
在许多原恒星二元系统中，预计会出现弯曲的吸积盘。在本文中，我们研究的长期演变的光盘翘曲和旋进的无量纲厚度$H/r$大于其粘度参数$α$，使弯曲波可以传播和主导的翘曲演变。对于小的翘曲，这些盘经历近似刚体进动。我们推导出各种型号的光盘的翘曲/扭曲的配置文件和对齐时标的解析表达式。将我们的结果应用于环二进制光盘，我们发现，这些光盘对准的轨道平面的二进制光盘的全球进动时间的时间尺度上，通常远小于其粘性的时间尺度。我们讨论了我们的发现的影响，观察错位circumbinary光盘（如KH 15 D）和circumbinary行星系（如开普勒-413），这些观察到的错位提供了有用的约束盘翘曲理论的不确定性方面。另一方面，我们发现，拱星盘可以保持大的错位相对于平面的双伴侣在他们的整个生命周期。我们估计，对于典型的椎间盘参数，可以保持大于$\sim 20^\circ$的倾角。总的来说，我们的研究结果表明，虽然高度错位拱星盘双星预计是常见的，这种错位应该是罕见的拱星盘。这些预期与目前对原行星盘和双星系外行星的观测是一致的，并且可以通过未来的观测进行测试。
2014-09-08 astro-ph.EP
Polar alignment of a protoplanetary disc around an eccentric binary III: Effect of disc mass
Martin & Lubow（2017）发现，一个围绕偏心双星的初始充分错位的低质量原行星盘经历了倾斜角和升交点经度的阻尼节点振荡。耗散导致演化向一个静止状态的极性对齐，其中光盘位于垂直的二进制轨道平面与角动量对齐的偏心率向量的二进制。我们使用流体动力学模拟和分析方法来研究光盘的质量如何影响这一过程。模拟结果表明，一个光盘与非零质量解决到一个固定的状态，在框架中的二进制，广义的极性状态，在一定程度上较低的水平的不对准相对于二进制轨道平面，在协议的分析模型。假设圆盘进入这种广义的极性状态，观测确定的失准角和双星性质可以用来确定环双星圆盘的质量。我们将此约束应用于HD 98800中的环双星盘。我们得到了与模拟结果近似一致的有质量环联星环极线排列的解析判据。非常宽的错位盘经历破裂，但内部区域至少仍可能演化为极性状态。盘的长期演化取决于我们发现倾向于减小的双星偏心率的演化。虽然极对齐所需的参数范围有所减少，增加光盘的质量，这样的对齐似乎可能为一组广泛的初始条件，预计在原恒星的circumbinary光盘。
2019-09-24 astro-ph.EP
Observational Signatures of Circumbinary Discs I: Kinematics
本文基于3D流体动力学模拟和Monte Carlo辐射转移后处理，提出五个形态与运动学标准（如中心空腔、旋臂、等速度曲线扰动及红蓝翼不对称性）来判定原行星盘是否为环双星盘，并为后两项不对称性提供了定量指标。
2023-06-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
SPH simulations of structures in protoplanetary disks
用改进的GADGET-2程序计算了受低质量伴星扰动的原行星盘的流体动力学模型。圆形和偏心轨道的情况下，可以是共面的或略有倾斜的磁盘中平面被认为是。在模拟过程中计算了中心恒星和观测者之间视线上的测试粒子柱密度。然后，在假设尘埃和气体以1：100的质量比充分混合的情况下，计算了星周尘埃的柱密度。为了研究星盘相对于观测者的方位对星周消光的影响，计算了视线与星盘中平面的四个倾角和沿方位角的八个方向。分别计算了环星盘和环双星盘中的柱密度。计算结果表明，在环星盘和环双星盘中都可以出现柱密度的周期性变化。变化的幅度和形状强烈依赖于模拟系统的参数（轨道的偏心率和倾角，伴星和恒星的质量比）及其在空间中的方位。我们的模拟结果可以用来解释年轻的UX Ori型恒星亮度的周期变化。
2018-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the conditions for warping and breaking protoplanetary discs
本文通过模拟倾斜环双星盘，揭示原行星盘发生断裂需满足质量比 μ > 0.1 且倾角 i ≳ 40° 等条件，并指出断裂半径随时间变化且与盘性质无简单关系。
2023-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Accretion onto a binary from a polar circumbinary disc
我们提出了流体动力学模拟来模拟从极环联星盘到质量比接近1的高偏心率（$e=0.78$）联星系统（$q=0.83$）的吸积流，作为联星HD 98800 BaBb的模型。我们比较了极环双星盘吸积流与以前研究的共面情况。在共面的情况下，环双星盘变得偏心，吸积从一个双星成员到另一个双星成员交替占主导地位。对于极盘的情况下，涉及一个高度偏心的二进制，我们发现，circumbinary光盘保留其最初的低偏心率和主星吸积率始终是大约相同的次级恒星吸积率。最近的观测的二进制HD 98800 BaBb，它有一个极环双星盘，已被用来确定的$\rm Hα$流量的值，从较亮的组件。从这个值，我们推断吸积率比典型的金牛T星低得多。外伴星HD 98800 A的偏心轨道使HD 98800 B的吸积率在每次近天体通过后增加$\sim 20$ %。我们的流体动力学模拟无法解释如此低的吸积率，除非盘的粘度参数是非常小的，$α< 10^{-5}$。对这个系统的进一步观测将有助于检查这种低吸积率。
2022-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a circumbinary disc around a brown dwarf binary
受2M1510 AB观测启发，研究褐矮星双星周围环双星盘的极向排列演化，通过解析计算和流体动力学模拟确定了实现极向排列的临界倾角与盘参数，证实其可形成极向行星并解释了该构型此前未被识别的原因。
2025-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a massive retrograde circumbinary disc around an eccentric binary
一个围绕偏心双星的测试粒子轨道有两个没有节进动的定态：共面和极面。未对准的试验粒子轨道的节点进动集中在这些定态之一上。一个低质量的环双星盘经历同样的进动，并通过盘内的耗散向这些状态之一移动。对于大质量粒子轨道，定常极线对准发生在小于$90^{\circ}$的轨道倾角处，这就是非定常极线倾角。一个足够高的角动量粒子有一个额外的更高的倾角静止状态，逆行极静止倾角。靠近逆行极静止倾角的未对准粒子轨道不像靠近其他静止点的轨道那样是嵌套的。我们调查的气体盘，开始接近逆行极静止倾角的演变。通过流体动力学圆盘模拟，我们发现圆盘运动通过非嵌套的新月形进动轨道，并最终向双极静止倾角移动，从而增加了环双星圆盘向极对齐移动的参数空间。如果原行星盘相对于双星轨道形成各向同性的方向，那么极盘可能比偏心双星周围的共面盘更常见，即使是大质量盘。这对环双星行星的排列有影响。
2022-09-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Circumbinary Discs II: Kinematic Signatures in Velocity Residuals
本研究探讨了环双星盘速度残差中的运动学特征，发现多种普遍存在的信号，并通过模拟对比观测，为多个原行星盘的双星属性提供了运动学证据。
2024-07-31 astro-ph.EP
Grid-Based Simulations of Polar Circumbinary Disks: Polar Alignment and Vortex Formation
我们描述了第一个基于网格的模拟的极线的circumbinary磁盘。我们使用基于网格的代码ATHENA++模拟偏心二进制周围的倾斜磁盘的演变。使用基于网格的数字代码使我们能够探索比之前研究中检查的更低的圆盘粘度。我们发现，磁盘对齐的极性取向时，$α$粘度高，而磁盘粘度较低，在1000年的二元轨道周期几乎没有对齐。极性对齐和磁盘进动的时间尺度作为磁盘粘度的函数进行了比较，并发现与以前的研究一致。在非常低的盘粘度（例如$α= 10^{-5}$），反气旋旋涡沿盘的内边缘观察。这些涡旋可以持续数千个双星轨道，产生方位角局部的高密度以及多对螺旋臂。旋涡形成于双星半长轴的$\sim 3-4$倍处，靠近盘的内缘，其轨道速度大致为当地的开普勒速度。盘中涡旋的存在可能在环双星系统的演化中起着重要作用，例如驱动幕式吸积和加速极地环双星行星的形成。
2023-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long live the disk: lifetimes of protoplanetary disks in hierarchical triple star systems and a possible explanation for HD 98800 B
原行星盘的气体耗散是影响行星形成的关键过程之一，人们普遍认为，单颗恒星周围的原行星盘的气体耗散发生在几百万年的时间尺度上。在过去的几年里，在多个恒星系统中发现了几个原行星盘，尽管它们所处的环境很复杂，但其中一些似乎相当古老，这种情况可能有利于行星形成。一个明显的例子是HD 98800 B周围的盘，HD 98800 B是一个等级四恒星系统中的双星，在$\sim$ 1000万年的年龄，它似乎仍然拥有大量的气体。在这里，我们提出了一个1D+1D模型来计算的垂直结构和气体演化的分层三星系统的周围的磁盘考虑不同的恒星和磁盘参数。我们发现，由于内部的二进制连同截断的磁盘由于外部同伴的潮汐扭矩强烈减少粘性吸积和膨胀的磁盘。即使允许潮汐流的粘性吸积，这些环境中的盘也可以存活超过1000万年，这取决于它们的性质，光蒸发是主要的气体耗散机制。我们特别适用于我们的模型，以circumbinary磁盘周围的HD 98800 B，并确认其寿命，以及目前不存在的磁盘周围的伴星HD 98800 A，可以解释与我们的模型，并通过这种机制。
2021-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust Growth in Binary Systems: Inhibition of dust settling and growth in circumbinary discs
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Université Lyon 1, ENS de Lyon, CNRS, CRAL（里昂第一大学）；School of Physics and Astronomy, Monash University（蒙纳士大学）；Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学）；Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；LIRA, Observatoire de Paris, Universite PSL（巴黎天文台）
研究双星系统中盘的密度结构对尘埃增长的影响，通过流体动力学模拟探索伴星轨道，发现环绕双星盘内尘埃增长受扰，最大颗粒尺寸变小，而环绕恒星盘颗粒尺寸与孤立盘相似，大双星环绕双星盘行星形成具挑战性。
2026-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary disk inner radius as a diagnostic for disk--binary misalignment
我们研究了具有偏心率$e\simeq 0.8$的双星HD 98800 BaBb周围的环双星盘的失准。\cite{Kennedy2019}观察到圆盘的倾角为$48^{\circ}$，或者与双星轨道平面极性对齐。他们的模拟表明，从$48^\circ$到极性配置的对齐可以在比该系统的年龄更短的时间尺度上发生。我们进行流体动力学数值模拟，以估计腔体的大小雕刻的偏心二进制为不同的磁盘倾角作为一个独立的检查极对齐。共振理论表明，这种高度偏心双星的极盘内部的扭矩比共面情况下要弱得多，这表明中心空腔比共面情况下要小得多。我们表明，推断的内半径（从一氧化碳测量）的吸积盘周围的BaBb可以排除它是温和的倾斜相对于双轨道平面的可能性，因此确认极性配置。这项研究构成了一个重要的诊断错位circumbinary磁盘，因为它可能使我们能够推断磁盘的倾斜度从观察到的气体盘的内径。
2019-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary disk evolution in the presence of an outer companion star
我们考虑一个由一个内偏心双星和一个外伴星组成的三重系统。一个围绕内双星的高度错位的环双星盘受到两种相互竞争的影响：（i）围绕内双星偏心率矢量的节进动，导致错位的增加（极线对齐）和（ii）由外伴星驱动的偏心率和倾角的Kozai-Lidov（KL）振荡，导致错位的减少。结果取决于这些影响的时间尺度的比例。如果内部的二元力矩占主导地位，那么磁盘就与极方向对齐。如果外部伴随力矩占主导地位，则盘经历KL振荡。在这种情况下，高度偏心和错位的盘被内部双星破坏和吸积，而一些质量被转移到外部伴星。然而，当扭矩相似时，环双星盘的外部部分可以经历大的偏心振荡，而倾角保持接近极取向。在有外伴星的情况下，初始星盘倾角演化到极向的范围较小。在极地对齐过程中，磁盘破裂也更有可能，至少是暂时的。HD 98800中的恒星轨道具有这样的参数，即环双星盘的极对齐是预期的。在没有气体的情况下，固体粒子在比气体盘内潮汐截断半径小得多的半径处是不稳定的，因为KL驱动的偏心率导致与双星的近距离相遇。
2022-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation and stability in polar circumbinary discs
上下文动力学研究表明，大多数环双星盘（CBD）应该是共面的。然而，一些理论工作表明，在某些条件下，CBD可以成为极坐标，这意味着它的旋转矢量相对于双星轨道平面是正交的。有趣的是，最近的观察表明，极性CBD存在于自然界中（例如HD 98800）。目的。我们测试的预测CBD对齐偏心二进制的基础上线性理论。特别是，我们比较了逆行和逆行CBD配置。然后，假设行星形成在这些系统中，我们彻底的轨道行为和不对准（P型）粒子的稳定性。这是对无质量和有质量的粒子做的。方法.通过三维流体动力学模拟，模拟了各种配置的CBD对齐的演变。对于轨道特征和分析稳定性，我们依赖于长期N体积分和结构和混沌指标，如$Δe$和MEGNO。结果我们证实了以前的分析预测CBD对齐，但发现一个意想不到的对称性破缺之间的逆和逆行配置。因此，高度错位的CBD成为极性的可能性比以前认为的要高。关于环联星P型行星（也称为塔图因）的稳定性，极轨道在很大范围的联星参数上都是稳定的。特别地，对于偏心率低于0.4的双星，轨道对于任何双星质量比都是稳定的。在没有气体的情况下，质量低于$10^{-5}\,M_{\odot}$的行星对双星轨道的影响可以忽略不计。最后，我们建议，轻度偏心等质量的二进制应搜索极地塔图因。
2019-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
99 Herculis: Host to a Circumbinary Polar-ring Debris Disk
我们提出了解决赫歇尔图像的circumbinary碎片盘在99武仙座系统。主星是一颗晚期的F-型恒星。的二进制轨道的特点，我们得出结论，磁盘是错位的二进制平面。两种不同的模型可以解释观察到的结构。第一个模型是一个环的极轨道，在一个平面上垂直于二进制近心方向移动。我们赞成这种解释，因为它包括长期扰动的影响和磁盘可以生存的陀螺时间尺度。第二种模型是错位环。由于环的方向存在模糊性，这可能反映在天空平面上，因此该环要么具有类似于第一模型的近极轨道，要么具有30度的失准。的错位环，解释为最近的碰撞的结果，被证明是难以置信的碰撞和动力学演化的约束。由于盘+恒星系统的分离类似于99武仙座应该形成共面，可能的形成场景涉及近距离的恒星相遇或双星交换存在的拱星和/或拱双星盘。发现和描述像99武仙座这样的系统将有助于理解导致行星系围绕单个和多个恒星不对准的过程。
2012-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation around binary stars: Tatooine made easy
我们研究的背景下，目前的行星形成方案的环双星轨道的特点。解析微扰理论预言了嵌套的环绕双星轨道的存在，这些轨道是围绕单个恒星的圆形轨道的概括。这些轨道迫使双星的偏心运动以及更高频率的振荡，但它们不会交叉，即使在大质量圆盘和大行星的扰动存在的情况下。由于这个原因，耗散气体和微行星可以落在这些“最圆”的轨道上，促进原行星的生长。在靠近双星的区域之外，轨道通常是不稳定的，环双星行星的形成方式与它们围绕一颗恒星的表亲大致相同。在这里，我们回顾了理论，并证实了其预测与一套代表性的模拟。然后，我们考虑用美国宇航局的开普勒卫星发现的环双星行星。这些海王星和海王星大小的行星，或它们的微行星前体，可能已经向内迁移到它们的观测轨道，因为它们目前的位置在重叠共振造成的不稳定区域之外。原地形成而不迁移似乎不太可能，这只是因为原行星盘的表面密度高得令人难以置信。除此之外，环联星的环境对行星形成是有利的，我们预计许多类似地球的“塔图因”将加入不断增长的环联星行星普查。
2015-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The fraction of polar aligned circumbinary disks
本研究量化了环双星盘达到极向对齐的比例 $f_\text{polar}$，发现该比例在低质量盘中取决于双星偏心率，而在大质量盘中约为0.37且与偏心率无关，为理解盘演化提供了预测依据。
2025-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
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 polar circumstellar discs in binary star systems
我们调查的材料流从高度错位和极性的circumbinary光盘，饲料周围的每个二进制组件的拱星盘的形成。用三维流体动力学模拟，我们考虑等质量的低偏心率的双星。我们还模拟了倾斜的测试粒子和高度错位的拱星盘周围的一个二元组件进行比较。在Kozai-Lidov（KL）周期中，星周盘结构通过盘偏心率与盘倾斜的交换而改变。高度倾斜的拱星盘和测试粒子周围的个别二元组件可以经历非常强烈的KL振荡。从环双星盘的高度错位的材料的连续吸积允许KL振荡的拱星盘是长寿的。在这个过程中，环双星物质以高倾角连续地输送到倾角较低的环星盘。我们发现，模拟分辨率是很重要的建模寿命的KL振荡。一个最初的极环双星盘形成近极的，经历KL循环的星周盘。在每一个双星轨道周期内，吸积在极地星周盘上的气体流的倾斜度都不同，这决定了有多少物质被吸积在盘上。极区星周盘中的长寿命KL旋回可能导致双星系统中极区S-型行星的形成。
2023-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
A radial limit on polar circumbinary orbits from general relativity
一个围绕偏心轨道双星运行的粒子，要么围绕双星的角动量矢量（循环轨道），要么围绕一个静止的倾角（振动轨道）进行节点进动。在没有广义相对论的情况下，定态倾角相对于双星角动量矢量（与双星偏心率矢量对齐）倾斜90度，并且不依赖于粒子半长轴。广义相对论导致双星轨道的拱点进动。接近双星时，粒子的行为不会受到显著影响，一个振动的粒子与双星一起进动。然而，我们发现，静态倾角和所需的最小倾角的天平动都增加与粒子半长轴。有一个临界半径，超过这个半径就没有振动轨道，只有循环轨道，因此对于一个静止的极地轨道物体来说，有一个最大的轨道半径。临界半径在半长轴<= 1 au的双星周围的行星形成区域内。这对寻找未对准的环双星行星和极环双星盘的径向范围有影响。
2022-03-29 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Observational signatures of linear warps in circumbinary discs
近年来，越来越多的观测研究已经暗示了原行星盘中存在翘曲，然而，对翘曲盘的观测诊断的一般性综合描述缺失。我们进行了一系列的三维SPH流体动力学模拟，并将它们与三维辐射转移计算相结合，研究了环双星盘中翘曲的可观测性，环双星盘的平面相对于中心双星的轨道平面是不对准的。我们的数值流体动力学模拟证实了先前的分析结果的依赖性的翘曲结构的粘度和初始之间的不对准的二进制和光盘。为了研究翘曲的观测特征，我们计算了近红外和亚毫米波长的连续图像，以及亚毫米波段CO的纯旋转跃迁图像。在近红外散射光图像中，以及在亚毫米波长的光学厚气体线中，翘曲的环双星盘显示出表面亮度不对称。不对称性是由内部翘曲区域对盘的自遮蔽引起的，因此不对称性的强度取决于翘曲的强度。投影速度场，来自线观测，显示出特征的偏差，扭曲和旋转曲线的斜率变化，从一个未扰动的磁盘。在极端的情况下，甚至旋转的方向也会在圆盘的特征半径内发生变化。经纱运动特征的强度随倾角的增大而减小。所有经纱特征的强度都随着粘度的降低而降低。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Signatures of broken protoplanetary discs in scattered light and in sub-millimetre observations
对原行星盘的空间分辨观测显示，它们的内部区域可以从外部盘扭曲或断裂。已知有一些机制会导致这种3D结构，其中包括与恒星伴星的相互作用。我们进行了三维SPH模拟的circumbinary光盘错位的$60^\circ$相对于二元轨道平面。内部圆盘从外部区域断裂，作为刚体旋进，导致复杂的演化。当内盘旋进时，内盘和外盘之间的错位角变化大于$100^\circ$。不同的快照的演变后处理的辐射转移代码，以产生观测诊断的过程。尽管模拟是针对环双星盘的特定情况进行的，但大多数观测预测都适用于任何拥有进动内缘的盘。合成散射光观测显示出强烈的方位角不对称性，其中图案强烈依赖于内外盘之间的未对准角。外部盘的不对称照明导致温度结构的方位角变化，特别是在冷却时间短的上层中。这些变化反映在光学粗线的不对称表面亮度图中，如CO $J$ =3-2。从气体管线获得的运动学信息在确定盘结构方面是唯一的。散射光图像和（亚）mm线的组合可以区分径向流入和未对准的椎间盘内情况。
2017-10-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the cavity size in circumbinary discs
环双星盘中的空洞大小如何依赖于盘和双星的性质？我们调查通过模拟光盘腔雕刻的二进制同伴使用光滑粒子流体动力学（SPH）。我们发现，在动力学时间上，空穴是快速打开的，而在粘性时间上，空穴的大小是确定的。在协议与以前的研究结果，我们发现长期的空腔大小的2-5倍的二进制半长轴，增加与偏心率和减少与光盘的纵横比。当考虑相对于盘倾斜的双星时，我们发现三种状态：i）向共面轨道演化的盘有一个大的空腔，略小于初始共面盘的空腔; ii）通过破裂向极轨道演化的盘有一个小的空腔，大小等于初始极盘的空腔; iii）通过翘曲向极轨道演化的盘有一个中等大小的空腔。我们发现典型的气体耗尽内的$\gtrsim 2$数量级的表面密度的空腔。
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital evolution of close binary systems: comparing viscous and wind-driven circumbinary disc models
本文利用 Athena++ 二维模拟比较粘性与风驱动环双星盘，发现风驱动盘会使等质量圆轨道双星以快数倍的速度收缩，并在 Class I/II 阶段产生约百万至千万年的旋入时标。
2024-01-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The polar debris disc around 99 Herculis: A potential signpost for polar circumbinary planets
本研究通过N体模拟证明，99 Herculis的极地碎片盘狭窄结构最可能由两颗牧羊极地环绕双星行星塑造，而非单一行星，并提出了可检验的模型。
2025-10-09 astro-ph.EP
Coplanar circumbinary planets can be unstable to large tilt oscillations in the presence of an inner polar planet
相互错位的环联行星可能形成于扭曲或破裂的气体盘中，或者来自后来的行星与行星的相互作用。通过数值模拟和分析估计，我们探索了两个相互倾斜的环双星行星的动力学。共面的内行星会导致双星的近点进动，外行星轨道半径越大，外行星的静止倾角越大。在这种情况下，共面的外行星总是保持共面。另一方面，一个极内行星导致逆行拱点岁差的双星轨道和静止倾角较小的较大的外行星轨道半径。对于一系列的外行星半长轴，一个最初的共面轨道是振动的，这意味着外行星经历了大的倾斜振荡。高度倾向于双星的环联行星很难被探测到--在存在极内行星的情况下，行星的倾角不太可能低于凌日探测极限。这些结果表明，可能有一群环联星行星正在经历大的倾斜振荡。
2023-02-21 astro-ph.EP
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- I. Dust ring formation
通过三维气体-尘埃 SPH 模拟，本文证明高度倾斜环双星盘在极向对齐过程中因气尘进动差异形成长寿命尘埃环，并分析其漂移与尘气比效应。
2024-06-11 astro-ph.EP
Orbital Evolution of a Circumbinary Planet in a Gaseous Disk
在近距离双星系统中发现的次木星类环联星行星，其轨道刚好在动力学不稳定区域之外，而动力学不稳定区域由宿主双星的偏心率和质量比决定。这些行星被认为是在雪线之外形成的，并迁移到目前的轨道，而不是在原地形成。我们提出了一个方案，其中一颗行星形成的雪线以外，并迁移到环双星盘的内边缘，这是在不稳定的区域，然后通过向外运输移动到当前的轨道。这种向外的传输是由引力不稳定区域内中心恒星的轨道激发和气体拖曳力的阻尼平衡驱动的。利用耗散环双星原行星盘对不同偏心率和质量比的双星系统进行了N体模拟。在偏心率较小的双星系统中，行星更有可能在不稳定区域之外达到稳定的轨道。这个结果对质量比的敏感性不如对偏心率的敏感性。这些依赖关系与观测到的拥有环双星行星的双星系统的数据是一致的。我们发现CBPs的轨道靠近不稳定边界，我们的轨道演化方案解释。
2019-07-23 astro-ph.EP
Observational Signatures of Dust Traffic Jams in Polar-Aligning Circumbinary Disks
通过流体动力学模拟与辐射转移后处理，揭示倾斜环双星盘极向对齐过程中气体与尘埃较差进动产生的尘埃交通堵塞在厘米波段连续谱图像中呈现为多个可分辨的环，并指出SKA和ngVLA将能够观测这些特征。
2024-11-19 astro-ph.EP
The Degree of Alignment Between Circumbinary Disks and Their Binary Hosts
所有四个环绕双星（CB）原行星盘轨道短周期（$P < 20$天）双线光谱双星（SB 2）--一组，其中包括UZ头E，我们提出了新的ALMA数据--表现出天空平面倾角$i_{\rm disk}$匹配，在几度之内，天空平面倾角$i_\star$的恒星主机。虽然对于这些系统，由于相对节角未知，无法直接测量星盘和双星之间的真实相互倾角$θ$，但$i_{\rm disk}$和$i_\star$的近似重合表明，对于这些最紧凑的系统，$θ$很小。我们证实了这一假设，使用分层贝叶斯分析，表明68%的CB磁盘周围的短期SB 2有$θ< 3.0^\circ$。CB盘的近共面性意味着开普勒发现的CB行星的近共面性，这反过来又意味着近CB行星的出现率与单星附近的相似。相比之下，在从$30-10^5$天（其中可以通过例如，在双星天体测量学中，CB盘表现出从共面到极面的宽范围的相互倾斜。这些长周期双星中有许多是偏心的，因为它们的组成恒星距离太远，无法被潮汐圆化。我们将讨论如何理论的二进制的形成和磁盘二进制引力相互作用可以容纳所有这些意见。
2019-06-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary, not transitional: On the spiral arms, cavity, shadows, fast radial flows, streamers and horseshoe in the HD142527 disc
我们提出了三维流体动力学模型的HD 142527原行星盘，一个明亮的和良好的研究光盘，显示螺旋和阴影的散射光周围的100金气体腔，一个大的马蹄形尘埃结构在毫米连续发射，连同神秘的快速径向流动和气体运动学中看到的流光。通过考虑几个可能的轨道与所观察到的弧一致，我们表明，所有的主要观测特征可以解释的一个机制-光盘和观测到的双同伴之间的相互作用。我们发现，螺旋，阴影和马蹄铁只在正确的位置角由一个倾斜和偏心轨道接近近星点的伴星产生-来自Lacour等人的“红色”家族。尘埃气体模拟显示径向和方位角浓度的灰尘周围的空腔，所观察到的马蹄形一致。这个模型在HD 142527圆盘中的成功表明，其他显示空腔，螺旋和尘埃不对称性的毫米明亮过渡圆盘也可以通过与中央同伴的相互作用来解释。
2018-03-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coevolution of Binaries and Gaseous Discs
$\it Kepler$最近发现的环双星行星对当代的行星形成模型提出了质疑。要了解这些行星是如何形成的，需要描述它们的形成环境，环联星的原行星盘，以及盘和联星如何相互作用和变化。中央双星激发周围原行星盘的共振，驱动双星轨道要素和盘的演化。为了探索这些相互作用如何影响二进制偏心率和盘结构的演变，N体光滑粒子流体动力学（SPH）模拟的气体原行星盘周围的二进制开普勒38的基础上运行的$10^4$二进制周期的几个初始的二进制偏心率。我们发现，近圆双星弱耦合到光盘通过参数不稳定性和激发光盘偏心增长。偏心双星强烈耦合到磁盘造成偏心增长的磁盘和二进制。足够偏心的双星，强烈耦合到磁盘周围的磁盘开发的$m = 1$螺旋波发射的1：3偏心外林德布拉德共振（EOLR），对应于对齐的气体粒子经度的近星点。所有系统显示二进制半长轴衰减由于耗散的粘性盘。
2016-10-19 astro-ph.EP
On the orbital evolution of binaries with polar circumbinary disks
University of Leeds（利兹大学）；Bishop’s University（主教学院）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Stony Brook University（石溪大学）
研究通过模拟双星与极向circumbinary盘的相互作用，发现双星随时间缩小，且极向盘的衰减率高于对齐或逆行盘。
2026-01-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
GG Tau A: Dark shadows on the ringworld
上下文GG Tau A环世界具有高度的复杂性、大的体积和近的距离，是研究多恒星系统周围原行星盘形成和演化的一个有吸引力的案例。然而，辐射转移模型的研究通常忽略了单个恒星周围星周尘埃的影响。目标。我们调查如何拱盘周围的恒星的GG头A的影响是分散在拱盘的排放，如果这些拱盘的约束可以推导出来。方法.我们进行辐射转移模拟与代码POLARIS获得光谱能量分布和发射图在H波段（近红外）。随后，我们将它们与观测结果进行比较，以实现我们的目标。结果我们研究了环联星盘不同位置的偏振强度比，并得出结论：如果环联星盘位于围绕中心恒星的至少两个共面星周盘的阴影中，则观察到的散射光近红外发射可以得到最好的再现。这意味着环双星盘的内壁在中平面周围被强烈遮蔽，而观测到的辐射实际上是由最上层的盘层主导的。此外，在环联星盘西侧的倾斜暗巷（“缺口”），这是一个稳定（非旋转）的特征，自20年以来，只能解释为围绕着二次近距离双星GG Tau Ab的两个组成部分之一的未对准的环星盘的自遮蔽。
2019-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Dusty clumps in circumbinary discs
最近的观测显示，原行星盘经常表现出空腔和方位不对称，如尘埃陷阱和团块。在内盘区域存在一个恒星双星系统被提出来解释这些结构的形成。在这里，我们研究的尘埃和气体动力学在circumbinary盘周围的偏心和倾斜的双星。这是通过两个流体模拟的circumbinary光盘，考虑不同的值的二进制偏心率和倾角。我们发现，两种尘埃结构可以形成在光盘：一个单一的马蹄形的团块，在一个类似的气体过密度的顶部;或众多的团块，分布在内部光盘边缘。后者的特征是通过尘埃粒子和双星造成的气体螺旋之间复杂的相互作用形成的。所有这些团块都在特征位置存活了一个到几十个轨道周期。我们发现，它们的演化强烈依赖于气尘耦合和二进制参数。有趣的是，这些不对称的特征原则上可以用来推断或限制内盘腔内可能看不见的恒星伴星的轨道参数。最后，我们将我们的研究结果应用到围绕御夫座AB的圆盘。
2019-08-20 astro-ph.EP
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- II. Application to 99 Herculis
本研究通过三维流体模拟与二维剪切盒计算，证实99 Herculis双星系统的极向对齐环绕双星盘内可形成长寿命高尘气比尘埃环，流不稳定性或能促进该系统极向行星的形成。
2024-10-07 astro-ph.EP
Inclination Evolution of Protoplanetary Disks Around Eccentric Binaries
通常认为，粘滞力矩使环双星盘与双星的轨道平面对齐。然而，最近的数值模拟表明，如果双星是偏心的，并且初始的盘-双星倾角足够大，盘可能会演变成垂直于双星轨道的配置（“极对齐”）。对偏心双星周围倾斜盘的长期演化进行了理论研究，计算了盘的翘曲轮廓和作用在盘上的耗散力矩。对于盘的纵横比$H/r$大于粘度参数$α$，弯曲波传播有效地使盘进动作为一个准刚体，而粘度作用于盘的翘曲和扭曲，以驱动长期演化的盘二进制倾角。我们推导出一个简单的分析标准（在二进制的偏心率和初始磁盘取向）的磁盘演变向偏心二进制的极性对齐。当盘有一个不可忽略的角动量相比，二进制，最终的“极对齐”的倾斜角度是减少从$90^\circ$。对于典型的原行星盘参数，倾角演化的时间尺度比盘的寿命短，表明可能存在高倾角盘和行星。
2017-10-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
The curiously circular orbit of Kepler-16b
最近发现的一些环双星行星为天体物理学家提供了一个新的工具，以了解行星形成是如何以及在哪里发生的。在越来越多的环双星系统中，开普勒-16可以说是最令人感兴趣的动态系统：它由一颗行星（e = 0.0069）围绕一颗中等偏心双星（e = 0.16）运行。我们提出了高分辨率的3D光滑粒子流体动力学模拟嵌入在一个circumbinary光盘的开普勒-16类似物，并表明，行星的偏心率阻尼其与原行星盘的相互作用。我们利用这一点为开普勒-16 b迁移通过的真实圆盘中的气体表面密度设定了一个下限，即10 g cm^-2。这表明开普勒16 b和其他环双星行星是在相对巨大的圆盘中形成和迁移的。我们认为，环联星盘的长期演化要求这些行星可能在盘生命周期的早期形成，并在盘失去大量原始质量之前向内迁移。
2013-08-02 astro-ph.EP
On the potential origin of the circumbinary planet Delorme 1 (AB)b
本文通过三种形成情景模拟环双星行星 Delorme 1 (AB)b 的起源，发现各模型只能部分解释其轨道间距、质量和吸积率，揭示现有形成理论面临挑战。
2024-09-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coordinated Space- and Ground-based Monitoring of Accretion Bursts in a Protoplanetary Disk: The Orbital and Accretion Properties of DQ Tau
本研究通过空基与地基协同监测，利用VLT光谱数据修正DQ Tau的轨道参数并揭示其拱线运动成因，分析主次星吸积特性及与环双星盘的相互作用，为JWST数据解释和化学模型提供支撑。
2025-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
