The short-lived production of exozodiacal dust in the aftermath of a dynamical instability in planetary systems
与温暖的尘埃带（通常称为exozodis）有关的过量发射已经在附近三分之一的恒星周围观察到。解释观测所需的高水平尘埃通常与稳态演化不一致。一个普遍的看法是，这些尘埃是动力学不稳定性的后果，类似于太阳系后期的重轰炸。在这项工作中，我们使用的N体模拟数据库，调查与外星子带系统中的巨行星之间的动力学不稳定性的后果。我们发现，虽然有一个显着增加的物质分散到内部区域的行星系的不稳定性后，这是一个短暂的影响。利用这种材料的最大寿命，我们确定，即使每颗恒星都有一个不稳定的行星系统，我们观察到不稳定后最多超过1%的类太阳恒星的概率非常低，并且目前处于不稳定后的行星系的比例更有可能被限制在<0.06。对于较年轻或质量较高的恒星，这种可能性略有增加。我们的结论是，在动力学不稳定性的后果温暖的尘埃的生产是太短暂的大量观察到的exozodiacal尘埃的主要来源。
2013-06-03 astro-ph.EP
Dynamical essence of the eccentric von Zeipel-Lidov-Kozai effect in restricted hierarchical planetary systems
瞄准ZLK效应被广泛用于解释各种天体物理系统中的动力学现象。通过建立偏心ZLK效应与受限等级行星系长期共振动力学之间的内在联系，阐明偏心ZLK效应的动力学本质。方法.本文用微扰法研究了拱点共振的动力学结构。共振模型是通过平均旋转ZLK周期的哈密顿量（八极阶），产生一个额外的运动积分。共振模型下的相图可以用来分析动力学结构，包括共振中心、动力学分界线和振动岛。结果通过相图分析，在偏心-倾角空间中发现了五个平动中心分支和八个平动带。振动区的解析结果与共振轨道的数值分布吻合得很好，表明了近点共振的共振模型是有效和适用的。此外，它被发现，在测试粒子的限制，分布的翻转轨道是由那些拱点共振中心的倾角i = 90度为主。结论.偏心ZLK效应在动力学上等价于约束分级行星系中的拱点共振效应。偏心ZLK效应（或拱点共振效应）的动态响应是在非常长期的演化中显著地激发测试粒子的偏心率和/或倾斜度。
2022-05-23 astro-ph.EP
The Dynamical Architecture and Habitable Zones of the Quintuplet Planetary System 55 Cancri
利用Fischer等人（2008）的自洽轨道解，对巨蟹座行星系55的长期轨道演化和动力学结构进行了数值模拟.在模拟中，我们表明，该系统至少可以稳定$10^{8}$年。此外，我们广泛调查的行星配置的四个外部同伴与一个类地行星在广泛的区域0.790 AU $\leq a \leq $ 5.900 AU检查潜在的小行星结构和宜居带（HZ）的存在。结果表明，该系统与最外层行星的平均运动共振（MMR）在4：1、3：1和5：2附近存在不稳定区域，在3：2和1：1 MMR附近存在稳定轨道，这与太阳系的小行星带相似。在一个动力学点上，1.0 ~ 2.3AU的范围内，存在更多潜在类地行星的合适候选区，其偏心率相对较低。
2009-02-25 astro-ph.EP
Semi-analytical model for the dynamical evolution of planetary systems via giant impacts
本研究提出一种适用于不同恒星质量及近轨道行星系统的半解析模型，准确预测巨撞击后的行星质量、轨道分布，并大幅降低计算成本。
2025-05-26 astro-ph.EP
Dynamical Excitation as a probe of planetary origins
本研究通过含恒星磁场塑造的渐变内边界原行星盘的数值模拟，证明致密行星系统的结构、偏心率等特征可由盘迁移过程解释，且比传统内边界模型更符合观测。
2025-10-01 astro-ph.EP
New Dynamical State and Habitability of the HD 45364 Planetary System
具有多颗巨行星的行星系为研究行星的形成和演化提供了重要的机会。HD 45364系统拥有两颗巨行星，它们位于其主星的宜居带（HZ）内，是第一个发现具有3：2平均运动共振（MMR）的系统。几个相互竞争的迁移理论与不同的预测提供了解释，通过动态模拟，利用有限的数据，观察到的共振。在这里，自最初发现以来的十多年中，我们重新审视了该系统，其中来自HARPS和HIRES的径向速度（RV）样本大幅增加，显着扩展了观测基线。我们提出了修改后的轨道解的两个行星使用开普勒和动力学模型。我们的RV模型表明轨道比以前报道的更圆，更分离。因此，预测的强行星-行星相互作用没有被探测到。重新分析系统动力学，发现行星对表现出天平动和环流的拱点行为，表明准共振态，而不是真正的MMR。新的轨道解和系统的动力学状态证实了预测近圆形轨道为首选方案的迁移模型。我们还研究了该系统的宜居前景，发现HZ中可能存在另外一颗地球质量的行星和系外卫星。这项工作展示了持续RV观测的重要性及其对我们了解系统动力学历史的影响。HD 45364仍然是行星形成和可居住性研究的有趣目标。
2022-08-31 astro-ph.EP
On the Dynamical Erasure of Initial Conditions in Multi-Planetary Systems
本文利用N体模拟研究多行星系统中盘后动力学不稳定性与并合如何在数十至数百万年内抹除迁移留下的周期分布初始条件，解释了亚海王星对数周期平坦分布及共振对丰度随系统年龄下降的观测现象。
2024-10-18 astro-ph.EP
Resonances Required: Dynamical Analysis of the 24 Sex and HD 200964 Planetary Systems
我们进行了几套非常详细的动力学模拟，以调查24 Sextantis和HD 200964行星系的架构。在24 Sex系统中，两颗行星的最佳拟合轨道解将它们置于周期非常接近2：1的轨道上，而HD 200964系统的最佳拟合轨道解将两颗行星置于周期接近4：3的轨道上。在这两种情况下，建议的最佳拟合轨道是相互交叉的-只有在行星受到相互平均运动共振的影响而免受近距离接触的情况下，这种情况才是动态可行的。我们的模拟表明，这两个系统的最佳拟合轨道位于动力学稳定的狭窄岛屿，并包围着更大的区域的极端不稳定。因此，我们证明了行星只有在它们目前被困在相互的平均运动共振中时才是可行的-在24 Sex b和c的情况下是2：1共振，在HD 200964 b和c的情况下是4：3共振。在这两种情况下，当行星轨道相互共面时，稳定区域最强，最明显。随着行星c相对于行星b的倾角增加，两个系统的稳定性迅速崩溃。
2012-11-05 astro-ph.EP
The Reversibility Error Method (REM): a new, dynamical fast indicator for planetary dynamics
我们描述了可逆误差方法（REM）及其在行星动力学中的应用。REM是基于保守哈密顿系统的相空间轨迹的时间可逆性分析。舍入误差破坏了时间的可逆性，在同一时间间隔内前后积分时，与初始条件的位移与轨迹的动力学性质有关。如果运动是混沌的，在非零最大特征李雅普诺夫指数（mLCE）的意义下，那么REM随时间呈指数增长，如exp λt，而当运动是规则的（准周期性）时，REM随时间呈幂律增长，如t^α，其中α和λ是实系数。我们比较REM与mLCE的一个变体，邻近轨道的平均指数增长因子（MEGNO）。测试集包括限制性三体问题和五个共振行星系：HD 37124，Kepler-60，Kepler-36，Kepler-29和Kepler-26。我们发现这些算法的结果之间非常一致。此外，REM的数值实现是惊人的简单，是基于坚实的理论背景。REM只需要运动方程的辛和时间可逆（对称）积分器。这种方法也是CPU高效的。它可能是特别有用的动力学分析的多个行星系的开普勒样本，其特点是低偏心率轨道和相对较弱的相互作用。作为一个有趣的副作用，我们发现开普勒-29行星系中可能存在稳定的混沌现象。
2017-03-30 astro-ph.EP
An Integrative Analysis of the HD 219134 Planetary System and the Inner Solar System: Extending DYNAMITE with Enhanced Orbital Dynamical Stability Criteria
绝大多数系外行星系统的行星结构仍未被探索，即使是在最近的系外行星系统中，也可能有数百颗行星仍然“隐藏”在我们的知识之外。EQUIPITE是一个强大的软件包，可以预测这些尚未发现的行星的存在和性质。我们已经大大扩展了ESTITE的综合能力，现在允许（i）未知倾角的行星与已知倾角的行星一起，（ii）行星轨道偏心率的人口统计和模型分布，以及（iii）三种不同的动力学稳定性标准。我们通过对HD 219134系外行星系统的研究展示了新的能力，该系统由四颗已确认的行星和两颗可能的候选行星组成，其中五颗可能的行星大小为海王星或以下，轨道周期小于100天。通过将HD 219134行星系的已知数据与背景和统计的系外行星种群信息相结合，我们测试了不同的系统架构假设，以确定它们可能的动力学稳定性。我们的研究结果为行星候选者提供了支持，我们预测该系统中至少还有两颗行星。我们还部署在类似物的内部太阳系的金星或地球从输入参数，以测试的预测能力的COSTITE。我们的分析发现，该系统保持稳定，同时也恢复了被排除在外的行星，这表明ESTITE准确和精确地模拟多行星系统中其他行星参数的能力不断增强。
2021-12-10 astro-ph.EP
A dynamical stability study of Kepler Circumbinary Planetary systems with one planet
迄今为止，已经发现了17颗环联星。本文主要研究了只有一颗行星的Kepler环双星行星系，即Kepler-16，Kepler-34，Kepler-35，Kepler-38，Kepler-64和Kepler-413的稳定性。除了它们的内在兴趣之外，对这类系统的研究是一个检验我们对双星周围行星系形成和演化的理解的机会。研究是通过数值模拟。我们执行数值积分的完整的运动方程的每个系统的目的是检查的行星轨道的稳定性。上述系统的稳定性的研究包括三个数值实验。在第一个，我们进行长期（1 Gyr）数值积分的名义解决方案的六个开普勒系统的调查。在第二个实验中，我们寻找六个行星轨道的临界半长轴，最后，在第三个实验中，我们构建了二维稳定性映射的偏心距-近心距平面。此外，使用标称解的数值积分，我们检查该解是否接近精确共振。
2014-11-28 astro-ph.EP
Re-analysing the dynamical stability of the HD 47366 planetary system
演化恒星周围的多行星系统是追踪行星系演化到后主序星阶段的重要线索。HD 47366是一颗中等质量的恒星，拥有两颗巨行星。以前对行星系的分析表明，它在比恒星年龄短得多的时间尺度上是动态不稳定的，除非行星被困在相互2：1的平均运动共振中，与\cite{2016Sato}（以下简称：S16）中提出的轨道解不一致，或者在相互逆行的轨道上运动。在这里，我们检查的轨道稳定性的系统中提出的S16使用$n$体代码{ \sc水星}在一个广泛的范围内的$a$ -$e$参数空间与观测到的径向速度一致，假设它们是在共面轨道。我们的分析证实了S16中提出的系统不是动态稳定的。因此，我们通过Levenberg-Marquardt技术对HD 47366系统的可用观测数据进行了彻底的重新分析，并通过MCMC贝叶斯方法进行了确认。我们的重新分析揭示了一种替代的，较低的偏心率拟合，这是大大优于从名义上的最佳拟合在S16中获得的高偏心轨道的解决方案。新的、改进的动力学模拟解决方案揭示了行星轨道偏心率的降低，将HD 47366系统转移到了一个广阔的稳定区域的边缘，增加了我们对行星的信心。我们对HD 47366的动力学稳定性的严格检查是寻找全球最佳拟合模型的警示。
2018-11-15 astro-ph.EP
Dynamical evolution of planetary systems
我们太阳系的巨行星运动的明显规律表明，几十年来，这些行星形成的轨道与现在的轨道相似，在它们的一生中没有发生过任何戏剧性的事情。太阳系外行星的发现令人震惊地表明，我们的行星系的轨道结构并不典型。许多巨大的太阳系外行星的轨道半长轴为$\sim 1$ AU，有些行星的轨道半径甚至更小，有时轨道周期只有几天。此外，大多数太阳系外行星都有很大的离心率，达到了我们太阳系中只有彗星才有的数值。为什么我们的太阳系和外太阳系之间以及外太阳系之间有如此大的差异？本章旨在对这个基本问题给出部分答案。
2011-06-21 astro-ph.EP
On the dynamical evolution of Scattered Disk Objects outside the planetary system
作为Fernández等人（2004：{ \it Icarus} { \bf 172}，372）早期研究的后续研究，我们报告了虚拟散射盘天体的动力学模拟结果，涵盖了陀螺时间尺度。我们的动力学模型是相似的，因为它不包括外部因素，如经过的恒星或银河潮汐。只有四颗巨行星被明确地视为摄动者。我们分析的随机行走行为的逆半长轴通过一个简化的圆形限制性三体问题作为一个近似模拟。我们的结果有关的谐振效应的作用和转移效率到轨道能量域的内部奥尔特云的广泛协议与早期的文件，我们确认的重要作用，外部对象（近日点超出海王星的轨道）在喂养的奥尔特云。我们估计这种转移的效率甚至比以前发现的还要高。
2011-02-21 astro-ph.EP
Architecture of planetary systems predicted from protoplanetary disks observed with ALMA II: evolution outcomes and dynamical stability
最近ALMA对盘亚结构的观测表明，在大量的盘中存在嵌入式原行星。这些行星系的原始配置可以推断出从磁盘子结构的形态，并作为初始条件的数值研究其未来的演变。从12个由ALMA盘导出的多行星系的初始构型出发，采用两阶段N体模拟方法研究了行星系在盘阶段的演化以及盘消散后的长期轨道稳定性。在盘阶段，我们的模拟包括轨道迁移和卵石/气体吸积效应。我们发现产生了各种各样的行星系，可以分为遥远的巨行星、类海王星行星、类海王星行星和遥远的小行星。我们发现，盘阶段的演变以及最终的配置是敏感的初始质量分配和粘度。在圆盘阶段之后，我们只实现恒星和行星之间的相互引力，并引入随机扰动力。所有系统都集成了高达10 Gyr，以测试其轨道稳定性。大多数行星系至少在10 Gyr内是稳定的，其摄动力在合理的范围内。我们的结果意味着，一个强扰动源，如恒星飞掠需要驱动的行星系不稳定。我们讨论了我们的研究结果对盘和行星观测的影响，这可能会被下一代望远镜，如JWST和ngVLA证实。
2022-04-19 astro-ph.EP
Theory for planetary exospheres: I. Radiation pressure effect on dynamical trajectories
行星外太空层在其外部知之甚少，因为中性密度与仪器的探测能力相比很低。因此，外逸层模型往往是这种高空的主要信息来源。我们提出了一种新的方法来分析考虑辐射压力对行星外球面的附加效应。在一系列的论文中，我们提出了一个哈密顿方法的辐射压力的动力学轨迹，密度分布和逃逸的热通量的影响。我们的工作是对Bishop和Chamberlain（1989）研究的概括。本文给出了在太阳辐射压影响下非二次曲线粒子运动轨迹的完全精确解。这个问题最近由Lantoine和Russell（2011）部分解决，Biscani和Izzo（2014）完全解决。我们在这里给出了全套的解决方案，包括以前没有得到的解决方案，以及以前已知的情况下，并与最近的作品比较简单的配方。给出的解也可以应用于经典的斯塔克问题（斯塔克，1914）：因此，我们在这里提供了第一次完整的解决方案，为这个众所周知的效果在雅可比椭圆函数。
2015-03-06 astro-ph.EP
A Detailed Analysis of the HD 73526 2:1 Resonant Planetary System
我们提出了六年的新的径向速度数据从英澳和麦哲伦望远镜的HD 73526 2：1共振行星系。我们调查开普勒和动力学（相互作用）适合这些数据，产生四种可能的配置系统。新的数据现在显示，两个共振角都在振动，振幅分别为40度和60度。然后，我们进行长期的动态稳定性测试，以区分这些解决方案，这些解决方案只在行星的质量上有显着差异。我们发现，虽然没有明显的首选系统倾斜，与i=90度的动态拟合提供了拟合优度和长期动态稳定性的最佳组合。
2013-11-26 astro-ph.EP
Dynamical Evolution of Closely Packed Multiple Planetary Systems Subject to Atmospheric Mass-Loss
研究紧密堆积多行星系统在光蒸发和巨型撞击引起的大气质量损失下的动力学演化，发现稳定保留系统需较宽初始间距或质量损失上限，且紧凑共振链系统对此约束更严格。
2023-03-01 astro-ph.EP
The Dynamical Origin of the Multi-Planetary System HD45364
最近发现的由木星和土星质量行星组成的行星系HD 45364很可能处于3：2的平均运动共振中。形成行星平行性的标准场景是嵌入原行星盘中的两颗行星的会聚迁移。当行星最初以大于2的周期比分离时，会聚迁移很可能会导致非常稳定的2：1共振。为了避免这种命运，可能会提出行星的形成足够接近以防止这种共振。然而，这样一个同时形成的行星在一个小环，似乎是非常不可能的。外行星穿越2：1共振的快速III型迁移是解决这个问题的一种可能方法。在本文中，我们详细研究了这一想法。我们提出了一个估计所需的收敛迁移率，并确认这与N体和流体动力学模拟。如果行星系的动力学历史有一个快速向内迁移的阶段，形成一个共振配置，我们预测这两个行星的轨道参数总是非常相似，因此应该显示出证据。我们使用模拟的轨道参数来计算径向速度曲线，并将其与观测结果进行比较。我们的模型可以很好地解释观测数据，如以前报道的拟合。这两颗行星的偏心率相当小，天平动模式也不同。在几年内，将有可能直接观察行星与行星的相互作用，从而区分这些不同的动力学状态。
2009-10-27 astro-ph.EP
Dynamics of pebbles in the vicinity of a growing planetary embryo: hydro-dynamical simulations
理解巨行星核心的生长是一个难题。最近，Lambrechts和Johansen（2012; LJ 12）提出了一个新的模型，其中核心通过卵石大小的物体的吸积而增长，因为后者由于气体阻力而向恒星漂移。在这里，我们调查的动力学卵石大小的物体在附近的行星胚胎的1和5个地球质量和由此产生的吸积率。我们使用流体动力学模拟，其中胚胎影响气体的动力学和卵石遭受气体阻力根据当地的气体密度和速度。在行星胚胎附近的卵石动力学是不平凡的，它的变化显着与卵石的大小。然而，我们测量的胚胎的吸积率是在LJ 12中估计的速率的数量级内，并且随着卵石尺寸的增加而趋于它们的值。我们的结论是LJ 12的模型有可能解释巨行星核心的快速增长。然而，实际的吸积率取决于圆盘中卵石大小的物体的表面密度，这是未知的。
2012-08-23 astro-ph.EP
A Hybrid Mechanism Forming a 2:1 Librating-Circulating Resonant Configuration in the Planetary System
在两颗巨行星不同的迁移过程中，可能形成不同的共振构型。研究表明，HD 128311和HD 73526行星系参与了2：1的平均运动共振，但不参与拱点共转，因为其中一个共振参数在动力学演化过程中循环。在本文中，我们探讨了潜在的机制，形成2：1的图书馆循环共振配置。在行星形成的后期，小行星和行星胚胎之间的碰撞和散射是经常发生的。因此，在我们的模型中，我们考虑的是两颗巨星和几颗类地行星的行星结构。我们发现，碰撞或散射事件在动力学演化的早期阶段可以影响陷入共振的配置。一颗中等大小的类地行星的行星-行星散射，或者在一个拥挤的行星系中较小行星的多重散射，都可以改变共振构型。此外，碰撞或合并可以改变巨行星的质量和位置，这也对形成动力学演化过程中的共振位形起着重要作用。在这个意义上，图书馆循环共振配置更有可能形成的散射和碰撞的混合机制。
2010-03-05 astro-ph.EP
The Long-Term Dynamical Evolution of Planetary Systems
本章从理论和观测两个角度讨论了行星系的长期动力学演化。我们首先讨论发生在我们自己的太阳系内的行星与行星的相互作用。然后，我们描述这种相互作用在更紧密的包装行星系。随着行星间相互作用的增强，一些系统变得动态不稳定，导致强烈的碰撞，最终导致行星的喷射或碰撞。在讨论了所涉及的基本物理过程之后，我们考虑这些相互作用如何应用于太阳系外的行星系，并探索所观测到的系统所提供的约束。残留星子盘的存在会导致行星迁移，从而引起共振交叉引起的不稳定性;然而，这样的盘也可以稳定行星系。一个行星系拥挤的诞生环境可能会产生重大影响：近距离接触和双星伴星可能会破坏系统的稳定，或塑造它们的特性。在双星的情况下，Kozai机制可以将行星放置在极偏心的轨道上，这些轨道可能会在以后旋转产生热彗星。
2013-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
An estimate of resident time of the Oort Cloud new comets in planetary region
本文通过结合半解析彗星云模型与行星摄动数值模拟，追踪奥尔特云新彗星的动力学演化，估算其在行星区域的典型停留时间约为10^8年，并分析了行星屏障及彗星向海王星外天体等族群转变的现象。
2024-12-31 astro-ph.EP
Dynamical Evolution of Planetary Systems
该研究探讨行星系统在形成后的动力学演化，分析共振链的形成与破坏机制，结合观测与理论说明年轻与年老系统的轨道差异，强调长期动力学对理解行星系统轨道分布的重要性。
2025-06-12 astro-ph.EP
Unstructured Grid Dynamical Modeling of Planetary Atmospheres using planetMPAS: The Influence of the Rigid Lid, Computational Efficiency, and Examples of Martian and Jovian Application
我们提出了一个新的行星全球环流模式，planetMPAS，最先进的NCAR MPAS大气环流模式的基础上。利用WRF和MPAS的交叉兼容性，planetMPAS包含了大部分用于火星和泰坦等类地行星的planetWRF物理参数化方案。PlanetMPAS还包括一套物理学，代表木星大气的辐射转移，干对流，湿对流及其相关的微观物理学。我们证明，尽管刚性盖近似，planetMPAS是适合模拟火星和木星大气中的气候系统与潜在的应用程序，如土卫六缓慢旋转的行星。使用planetMPAS进行的模拟表明，新模型可以再现火星和木星上观测到的许多特征，例如火星上的季节性CO2循环、极地氩富集、纬向平均温度和定性尘埃不透明度，以及木星上的赤道超旋转和带状纬向风模式。
2022-10-31 astro-ph.EP
The Dynamical Environment within the Habitable Zone of the Gaia-4 and Gaia-5 Planetary Systems
该研究通过动力学分析揭示Gaia-4和Gaia-5系统中的高偏心巨行星排除了宜居带内行星的存在，并探讨了此类“破坏球”系统对直接成像任务目标选择的影响。
2025-10-27 astro-ph.EP
Dynamical instability and its implications for planetary system architecture
我们研究了动力学不稳定性对塑造系外行星系统轨道特性的影响。使用N体模拟的非EMS（相等的相互分离），多行星系统，我们发现，不稳定的时间尺度$t$的下限是由最小的相互分离$K_{\rm min}$在相互希尔半径的单位。表现出不稳定性的行星系通常包括周期比为$<1.33$的行星对。我们最后的周期比分布的所有相邻的行星对显示出类似于那些观察到的\kepler \行星数据的一阶平均运动共振附近的下降峰结构。然后，我们比较的概率密度函数（PDF）的de-biased的\kepler \周期比与我们的模拟，并发现缺乏行星对周期比$> 2.1$的观测-可能是由向内迁移之前的磁盘耗散或行星对不形成周期比$> 2.1$与相同的频率，他们做较小的周期比。通过比较模拟与观测周期比的概率密度函数，得到了气盘耗散时瑞利分布偏心率尺度参数的上限为0.03。最后，我们的研究结果表明，一个“包装”或“紧凑”的行星系是一个可行的定义，至少有一个行星对的周期比小于1.33。这个标准意味着4%的\kepler系统（或6%的有两个以上行星的系统）是紧凑的。
2019-01-30 astro-ph.EP
Non-Keplerian Dynamics
系外行星通常具有短周期或高偏心率，多行星系统通常处于共振状态。它们需要动力学理论来描述比太阳系相对平静的行星轨道更极端的运动。我们描述了在完全形成的行星系中最重要的动力学过程以及它们是如何被建模的。这种方法已被用于探测运行中的系外行星轨道的演变，并从行星系的动力学特性中推断出引人注目的历史。
2010-06-19 astro-ph.EP
Differences between Stable and Unstable Architectures of Compact Planetary Systems
本文积分 21,400 个 Kepler/K2 风格的三行星以上系统，揭示周期比、质量方差、动力学间距及谱分数与长期碰撞失稳的关系。
2024-04-09 astro-ph.EP
Revisiting the proposed planetary system orbiting the eclipsing polar HU Aquarii
根据食时数据，最近有人提出，食时的极地激变变星水瓶座HU是至少两颗巨行星的宿主。然而，这一结果受到了质疑，因为这些行星的动力学稳定性。在这项工作中，我们提出了一个详细的重新分析的所有日食计时数据可用于HU Aquarii系统，利用标准技术来适应轨道的径向速度数据。我们发现，日食的时间可以用来获得一个两行星的解决方案，不需要在系统内的其他机构的存在。然后，我们进行了非常详细的动力学分析建议的行星系。我们表明，我们推导出的改进的轨道参数对应于在不可行的短时间尺度（10^4年或更短）内动力学不稳定的行星。鉴于这些结果，我们简要地讨论了所观察到的信号实际上可能是日食极的内在属性的结果，而不是动态不可能的行星的证据。综合考虑，我们的研究结果强调了在解释这种时间变化时需要谨慎，因为它们本质上是行星。
2011-10-12 astro-ph.EP
Long-term stability and dynamical spacing of compact planetary systems
本文综述致密行星系统不稳定性机制：三行星平均运动共振网络驱动半长轴混沌扩散引发散射，模型定量复现不稳定性时标，发现稳定性临界间距与行星-恒星质量比1/4次方成正比，解释希尔半径的局限性。
2024-11-29 astro-ph.EP
Planet-planet scattering leads to tightly packed planetary systems
已知的太阳系外多行星系统都有一个令人惊讶的动力学属性：它们聚集在希尔稳定边界之外。在这里，我们表明，行星-行星散射模型，自然地解释了观测到的系外行星偏心率分布，可以重现观测到的动态配置的分布。我们计算了我们的每个散射系统将如何出现在一个适当的观察几何范围内;由于希尔稳定性弱依赖于质量，质量倾斜简并不会显着影响我们的结果。我们考虑了广泛的初始行星质量分布，并发现一些是穷人适合所观察到的系统。事实上，我们的许多散射实验过度产生非常接近稳定边界的系统。双行星系统的动力学配置的分布实际上可以提供更好的区分散射模型比偏心率的分布。我们的结果表明，至少在它们的内部区域，气体或星子盘的影响很弱，行星系应该是“包装”，没有大的差距，行星之间。
2009-03-26 astro-ph.EP
Toward a Deterministic Model of Planetary Formation VII: Eccentricity Distribution of Gas Giants
行星的普遍存在和行星系的多样性揭示了行星形成是一个复杂的、相互竞争的过程。在这一系列的论文中，我们开发和升级了人口综合模型作为一种工具，以确定主导的物理效应和校准的物理条件的范围。最近的行星搜索导致了许多多行星系统的发现。任何关于它们起源的理论模型都必须考虑到新兴原行星之间的动力学相互作用。在这里，我们介绍了一个处方，以近似多个行星之间的近距离接触。我们应用这种方法来模拟行星系的生长、迁移和动力学相互作用。我们的模型表明，在相对巨大的磁盘，几个气体巨星和岩石/冰行星出现，迁移，并经历动力学不稳定。行星之间的长期扰动导致轨道交叉，偏心激发和行星弹射。在中等质量的圆盘中，两个或更少的气体巨星与多个超级地球形成。这些系统的轨道稳定性通常保持不变，在其出生盘中的气体耗尽后，它们保留了运动学结构。这些结果再现了观测到的行星质量偏心率和半长轴偏心率的相关性。他们还认为，新兴的气体巨星可以将残留的核心分散到外盘区域。随后在这些核心上的原位气体吸积可以导致形成遥远（> 30天文单位）的气体巨星，其轨道接近圆形。
2013-07-24 astro-ph.EP
Photo-dynamical mass determination of the multi-planetary system K2-19
K2-19是K2观测发现的第二个多行星系。该系统由两颗海王星大小的行星组成，接近3：2的平均运动共振。为了更好地观测系统，我们获得了K2- 19 b的两个额外的凌日观测值和五个额外的径向速度观测值。这些与K2数据相结合，并与系统动力学（光动力学模型）同时拟合，这增加了渡越时间测量的精度。更高的渡越时间精度使我们能够检测到行星动态相互作用的斩波信号，这反过来又允许独特地跟踪系统。虽然没有检测到恒星的反射运动，但系统的动力学模型使我们能够分别推导出内部和外部行星的行星质量$M_b= 44 \pm 12\, M_{\oplus}$和$M_c = 15.9 \pm 7.0\, M_{\oplus}$，导致密度接近天王星。我们还表明，我们的方法允许的质量比的推导只使用80天的观测期间的第一个运动的K2。
2015-10-05 astro-ph.EP
Super Earths and Dynamical Stability of Planetary Systems: First Parallel GPU Simulations Using GENGA
我们报告的稳定性假设的超级地球在已知的多行星系的宜居带。其中大多数尚未详细研究是否存在额外的低质量行星。在UZH开发的新N体代码GENGA允许我们在GPU上并行执行许多N体模拟。利用这一数值工具，我们可以在半长轴和偏心率参数空间中高分辨率地研究假想行星轨道的稳定性。无质量测试粒子模拟给出了很好的预测的稳定区域的扩展，并表明HIP 14180和HD 37124不提供稳定的轨道在宜居带。基于这些模拟，我们在几个系统中对10颗地球质量的行星进行了模拟（HD 11964，HD 47186，HD 147018，HD 163607，HD 168443，HD 187123，HD 190360，HD 217107和HIP 57274）。它们提供了关于平均运动共振位置和稳定区边缘处的轨道的更准确的信息。除了轨道的稳定性，我们研究的长期演变的行星，以限制可能的位置，假设的行星。假设行星系通常是紧密排列的，我们发现除了HD 168443，所有的系统都可以在宜居带中拥有10颗地球质量的行星。
2013-05-17 astro-ph.EP
Dynamical effects of stellar mass loss on a Kuiper-like belt
四分之一的DA白矮星是金属污染的，然而比氦重的元素以天为时间尺度通过恒星大气下沉。因此，这些白矮星目前必须吸积含有重元素的物质。在这里，我们考虑是否散射的彗星或小行星从外部行星系，恒星质量损失的渐近巨星分支，可以重现这些意见。我们使用N体模拟来研究恒星质量损失对一个简单系统的影响，该系统由内边缘被行星截断的微星带组成。我们的模拟发现，开始与所观察到的主序星演化相适应的星子带人口，足够的质量被分散到内部行星系来解释推断的重元素吸积率。这是假设一部分质量分散到内部行星系，最终进入掠星轨道，被潮汐破坏并吸积到白矮星上。模拟还再现了观测到的吸积率随冷却年龄的下降，并预测了老（> 1 Gyr）白矮星的吸积率，与观测结果一致。我们假设的物质分散到内部行星系的效率最终在掠星轨道上是基于类似太阳的行星系，因为模拟表明，一颗行星是不够的。虽然正确的吸积水平被再现，模拟预测吸积白矮星的比例比观察到的要高。这可能表明，演化的行星系在将天体散射到掠星轨道上的效率较低，或者恒星质量损失后的动力学不稳定性导致大部分系统的星子带快速耗尽。
2011-02-17 astro-ph.EP
Dynamical Analysis of the 3:1 Resonance in the upsilon-Andromedae System
我们研究Curiel等人（2011）提出的仙女座行星系的动力学。我们主要研究了仙女座星系d和最近发现的仙女座星系e（以下简称d和e）之间的3：1平均运动共振。对四行星系统的动力学进行了数值模拟。证实了以前报道的upsilon-And-c和upsilon-And-d之间的拱点共振。此外，我们还发现了厄普塞隆-And-d和厄普塞隆-And-e也处于拱点共振状态。我们的结果进一步表明，在半长轴偏心率域中，仙女座行星系的位形处于稳定岛的中间。此外，我们对5亿年以上的行星结构进行了数值积分，发现它是稳定的。我们的结论是，在轨道参数值的不确定性，它是可能的，仙女座行星系将保持稳定的一个长的时间尺度。
2011-08-12 astro-ph.EP
The Dynamical Environment of Kepler-223 Planetary System
Universidad Autonóma de Nuevo León（新莱昂自治大学）
本研究通过高分辨率N体模拟和稳定性图，重新分析了Kepler-223系统的动力学状态，发现其处于更深的共振态，所有共振角均长期天平动，且外侧行星的稳定区超出理论预测，揭示了多体稳定化效应。
2026-09-24 astro-ph.EP
The HD 181433 Planetary System: Dynamics and a New Orbital Solution
我们对HD 181433行星系的轨道稳定性进行了详细的分析，发现它在很宽的轨道偏心率、半长轴和相互倾角范围内表现出很强的动力学不稳定性。我们还分析了Campanella（2011）提出的另一种系统架构的行为，发现它比原来的解决方案提供了更大的稳定性，这是由于行星被困在强烈的相互共振中。我们利用最近的观测结果对系统进行了全面改装，产生了一个新的行星解决方案。HD 181433 d的最佳轨道是半长轴6.60 $\pm$ 0.22天文单位，偏心率0.469 $\pm$ 0.013。对这种新系统架构的广泛模拟表明，它在广泛的潜在轨道参数空间范围内是动态稳定的，这增加了我们对新解决方案代表系统真实情况的信心。我们的工作突出了与轨道拟合过程相一致地对候选行星系进行动力学模拟的优势，以及支持对径向速度行星搜索目标的持续监测。
2019-06-13 astro-ph.EP
Dynamics of the 3/1 planetary mean-motion resonance. An application to the HD60532 b-c planetary system
在本文中，我们使用半解析的方法来分析的平面行星3/1平均运动共振相空间的全球结构，在外行星比它的内伴星更大的情况下。我们表明，共振动力学可以描述只有两个基本参数，总角动量和标度参数。描述共振行为的哈密顿函数的拓扑结构进行了研究，使我们能够调查一个大的域的三体问题的相空间的代表性的飞机，没有时间昂贵的数值积分的运动方程，没有任何限制的行星偏心率的大小。得到了以行星质量比为参数的近点共转共振族，并分析了它们的稳定性。ACR周围的域中的主要动力学特征也详细研究通过频谱分析技术，这使我们能够检测到的区域的不同制度的运动的共振系统。动态地图的建设为各种值的总角动量的稳定运动与偏心率的域的演变，确定可能的配置适合于系外行星系统。
2015-11-27 astro-ph.EP
Quadrupole and octupole order resonances in non-restricted hierarchical planetary systems
非限制性等级三体组态在各种尺度的天体物理系统中很常见。本文利用微扰方法研究了非限制等级行星系的四极共振（vonZeipel-Lidov-Kozai共振）和八极共振（拱点共振）的动力学结构.在四极子哈密顿量模型下，分析了守恒量所构成的参数空间中天平动区和环流区的分布以及翻转区的分布.通过产生系统的基频，识别出系统的八极谐振标称位置。从微扰论的观点看，四极子级哈密顿量决定了未微扰动力学模型，八极子级哈密顿量对四极子级动力学起微扰作用。利用平均理论推导出了八极共振的哈密顿量，给出了一个新的运动常数。利用相图分析了八极共振的动力学结构，包括共振中心、鞍点、动力学分界线和天平动岛。通过相图分析，发现在所考虑的空间中存在四个平动中心分支和八个平动带。轨道翻转的应用表明，有五个翻转区域。
2022-07-12 astro-ph.EP
Planetary Systems in Star Clusters
在太阳附近，典型的弛豫时间尺度大于宇宙年龄，至少有10%到15%的类太阳恒星具有行星系，行星质量为1000亿颗。相比之下，密集的星团，以频繁的近距离接触为特征，已经发现很少有行星。我们在不同的初始条件下对星团环境中的行星系的动力学稳定性进行了数值模拟。
2015-01-27 astro-ph.EP
Enhanced Stability in Planetary Systems with Similar Masses
本研究通过数值模拟发现，由 Gini index 量化的行星质量均匀性与系统动力学稳定性显著正相关，等质量系统比非等质量系统更稳定，Kepler 观测的质量均匀性可能是生存偏差与动力学演化共同作用的结果。
2024-11-14 astro-ph.EP
Planetary formation and water delivery in the habitable zone around solar-type stars in different dynamical environments
目标。我们研究太阳型恒星周围宜居带（HZ）行星的形成和水输送。特别是，我们研究了系统中最大质量的物体所定义的不同动力学环境。方法.首先，半解析模型被用来定义产生我们研究的五个动力学场景中的每一个的原行星盘的质量。然后，我们利用同样的半解析模型来描述胚胎和星子在气相中的演化。最后，我们进行了行星吸积的N体模拟，以分析在不同的动力学环境中的行星的形成和水输送。结果在不同的动力学情景下，水世界在HZ有效地形成。在雪线周围有类似木星或土星的巨大行星的系统中，超级地球倾向于从雪线外迁移到HZ，这是由于与其他胚胎相互作用的结果，并且只在气相期间吸积水。在没有巨行星的系统中，水含量高的地球和超级地球可以在HZ中原位形成，也可以从外部区域迁移到HZ中，水可以在气相期间以及与富含水的胚胎和星子碰撞时吸积。结论.在类太阳恒星周围，具有高质量含水量的行星的形成似乎是一个普遍的过程。我们的研究表明，这样的行星在不同的动力学环境中仍然非常有效地产生。此外，我们的研究表明，在所考虑的系统中，在HZ中形成质量和水含量与地球相似的行星似乎是围绕太阳型恒星的罕见过程。
2017-10-12 astro-ph.EP
Modeling star-planet interactions in far-out planetary and exoplanetary systems
从主恒星流出的磁化风塑造了行星和系外行星的磁层，决定了其影响的程度。我们进行了三维（3D）可压缩磁流体动力学（MHD）模拟磁化恒星风和行星磁层之间的相互作用，对应于一个遥远的恒星-行星系统，有和没有行星偶极磁场。我们确定的途径，导致形成一个动态的稳态磁层，并发现磁重联在这个过程中起着根本性的作用。结果表明，磁尾的磁能密度在夜侧大于昼侧，磁尾的动态性相对较强。磁尾重联事件被认为与恒星风等离子体注入到内磁层有关。我们进一步研究磁层的极端倾斜角度保持在角度的例子，天王星和海王星。由于行星场反转期间的极性偏移，高偶极磁场也可能显现。我们发现，全球磁层重联网站的变化，大的行星偶极子磁场和更复杂的电流片结构的产生。我们讨论了这些发现的影响注入行星际物质和高能粒子到内磁层，极光活动和磁层无线电发射。这项研究对于探索太阳系和外太阳系中的恒星行星相互作用具有重要意义。
2018-12-19 astro-ph.EP
Dynamical evolution of a young planetary system: stellar flybys in co-planar orbital configuration
恒星在星团中的飞掠可能会扰动年轻行星系的演化，表现为盘截短、行星迁移和行星质量吸积。我们研究了在一个典型的开放的年轻星团中，一个年轻的行星系在一次近距离恒星相遇过程中的反馈。我们考虑5个质量的恒星扰动：0.5，0.8，1，3和8 M $_{Sun}$，在共面，顺时针和逆行轨道相对于行星盘，变化的pertruber-host星轨道近星点从100 AU到500 AU。我们用光滑粒子流体动力学程序GaSPH对一个由太阳型恒星组成的系统进行了3D建模，该恒星被一个低密度盘包围，其中嵌入了一颗巨大的行星。我们重点讨论了表征盘和行星的全局参数的动力学演化，如包含盘质量的$63.2\%$的拉格朗日半径、行星到其主星的距离、行星轨道偏心率和行星质量吸积。我们发现，大部分的模拟系统显示一个显着的磁盘截断后，一个单一的近距离接触，木星的最终轨道距离，从中央恒星，低于未扰动的情况下，最后，扰动系统显示出最终的质量吸积的类木行星大于非扰动的情况。因此，恒星飞掠会显著地扰动年轻行星系的动力学，而不管恒星扰动的轨道配置如何。在这样的实验中，恒星近距离碰撞对最终的圆盘半径和类木行星的轨道参数有很大的影响。
2020-10-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
On fitting planetary systems in counter-revolving configurations
在Gayon & Bois（2008）和Gayon et al（2009）中，（i）我们研究了逆行平均运动共振的理论可行性和效率（即两颗行星都处于轨道共振和反向旋转配置），（ii）我们表明逆行共振可以产生有趣的稳定机制，（iii）我们得到了一个与HD73526行星系观测结果相一致的反旋位形的动力学拟合。在本文中，我们提出和分析数据减少假设对八个紧凑的多行星系通过径向速度方法检测的反旋转配置。在每种情况下，我们选择最佳的拟合，从而获得动态稳定的解决方案。反旋转构型的均方根值和卡方值所得数据的减少与反旋转构型的减少具有相同的量级，有时甚至稍好于反旋转构型。最后，这些拟合倾向于表明，在所研究的八个多行星系中，其中六个可以通过涉及反旋转配置的机制来调节。
2009-08-10 astro-ph.EP
Formation and Evolution of Planetary Systems in Presence of Highly Inclined Stellar Perturbers
在双星系统中存在高偏心率的太阳系外行星表明，Kozai效应在塑造它们的动力学结构方面发挥了重要作用。然而，倾斜双星系统中行星的形成构成了相当大的理论挑战，因为Kozai共振引起的轨道激发意味着微行星之间的破坏性高速碰撞。为了解决Kozai共振所带来的明显困难，我们试图确定负责抑制原行星盘中Kozai周期的作用的主要物理过程。随后，我们试图了解如何新形成的行星系过渡到他们观察到的，Kozai主导的动力学状态。我们发现，行星形成的理论困难所产生的一个遥远的伴星的存在下，所造成的Kozai效应和其他长期的扰动，可以克服一个适当的帐户内的原行星盘的引力相互作用。特别是，由圆盘自重引起的快速拱线后退往往会消除Kozai效应，并确保圆盘的未翘曲，刚性结构得以维持。随后，一旦一个行星系形成，由于行星间的相互作用而产生的拱点岁差，Kozai效应会继续消失。然而，如果这样的系统经历动力学不稳定性，它的结构可能会以这样一种方式改变，即Kozai效应变得有效。这里提出的结果表明，在高度倾斜的双星系统中，行星的形成不会因恒星伴星引起的扰动而停滞。因此，双星中的行星形成在质的层面上可能与单星周围的行星形成没有什么不同。此外，Kozai效应起作用的系统很可能在过去经历了动态不稳定的瞬态阶段。
2011-06-20 astro-ph.EP
Semi-analytical model for planetary resonances: application to planets around single and binary stars
尽管行星共振是作用于行星系的一种常见动力学机制，但没有通用模型来描述它们的性质，特别是对于任何阶次的可伸缩性和任意值的偏心率和倾角。本工作提出了一个半解析模型，描述了共振强度，宽度，位置和稳定性的固定点，以及周期的小振幅振动。该模型适用于任何两个引力相互作用的大质量天体，因此适用于单星或双星周围的行星。使用庞加莱和雅可比参考系的理论框架，我们开发了一个半解析方法，采用数值计算的平均谐振干扰函数。该模型的验证比较其预测与真实和虚拟系统的动态映射。该模型被证明是非常好的描述行星共振的许多动力学特征。尽管在所有的情况下发现良好的协议，一个小的偏差是在环双星系统的共振中心的位置。作为其应用的结果，HD 31527系统，我们发现，更新的最佳拟合的解决方案导致高偏心率稳定天平动的中间和外部行星之间的16/3平均运动共振。这是第一个长期动力学似乎由这种高阶可解释性主导的行星系。在环联星行星的情况下，N/1平均运动共振的重叠非常吻合的全球混沌区域的大小接近的二，以及其相互倾斜的依赖。
2020-12-22 astro-ph.EP
An ALMA Dynamical Mass Estimate of the Proposed Planetary-mass Companion FW Tau C
对行星质量体系的动力学质量估计有助于理解行星形成。我们提出了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的FW Tau C，一个建议的~10 $M_{\rm Jup}$行星质量的同伴在~330 au的主机二进制FW Tau AB的1.3毫米观测。我们对FW Tau C在${}^{12}$ CO（2-1）中的吸积盘进行了空间和光谱分辨.通过模拟气体的开普勒旋转，我们得到了~0.1 $M_\odot$的动力学质量。因此，FW Tau C不太可能是一颗行星，而是一颗具有高度倾斜盘的低质量恒星。这也表明FW Tau是一个由三颗~0.1 $M_\odot$星组成的三重系统。
2017-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Post-main-sequence planetary system evolution
行星系的命运提供了对它们形成的不容置疑的见解，并代表了丰富的跨学科动力学实验室。对后主序星行星系的观测越来越多，这就需要一个补充性的理论审查。在这里，我回顾了不同的动力学过程，影响行星，小行星，彗星和卵石作为其母星演变成巨分支，白矮星和中子星。该参考文献为当前已知系统和即将发现的解释和建模提供了基础。
2016-01-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characterizing the Orbital and Dynamical State of the HD 82943 Planetary System With Keck Radial Velocity Data
我们提出了一个更新的分析径向速度数据的HD 82943行星系的基础上，10年的测量与凯克望远镜。先前的研究表明HD 82943系统有两颗行星可能处于2：1的平均运动共振（MMR），轨道周期约为220和440天（Lee et al. 2006）。然而，也有人提出了两颗行星1：1共振（Gozdziewski & Konacki 2006）或三颗行星拉普拉斯4：2：1共振（Beauge et al. 2008）的替代拟合。在这里，我们使用\c{hi} 2最小化结合参数网格搜索调查的轨道参数和动力学状态的定性不同类型的适合，我们比较的结果与差分进化马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们的研究结果支持共面2：1 MMR配置的HD 82943系统，并显示没有证据的1：1或3行星拉普拉斯共振适合。该系统相对于天平面的倾角约为20（+4.9 -5.5）度，并且该系统包含两颗质量约为4.78 MJ和4.80 MJ（MJ是木星的质量）的行星，内行星和外行星的轨道周期分别约为219天和442天。最佳拟合是动态稳定的，偏心型谐振角θ1和θ2都在0度左右振动。
2013-09-17 astro-ph.EP
Main-sequence progenitor configurations of the NN Ser candidate circumbinary planetary system are dynamically unstable
最近对NN Serpentis后共同包络双星系统的观测揭示了日食时间的变化，这归因于两颗木星质量的系外行星的存在。假设这些行星是真实的，并从二进制的主序列状态幸存下来，我们重建初始二进制文件，引起目前的NN Ser配置和测试的动力学稳定性的原始系统。在关于双星演化的标准假设下，我们发现行星在整个主序列寿命中生存的可能性很小。因此，我们得出结论，行星不是共同包络阶段之前的幸存者，这意味着它们要么是最近从主星喷出的物质中形成的，要么是观测到的信号来自非行星。
2013-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Measurements of the Interior Structure of Exoplanets
巨大的气态行星通常居住在足够接近其宿主恒星的轨道上，以便行星四极引力场变得不可忽略。在存在额外的行星伴星的情况下，系统轨道状态的精确表征可以对过境行星的内部结构产生有意义的约束。然而，这种方法可能需要非常特定类型的系统。本文探讨了这些方法的适用性的动态范围，并表明，内部结构计算是可能的广泛的轨道架构。HAT-P-13系统被用作一个案例研究，并从第三个遥远的同伴的内部计算的可行性所产生的扰动的影响进行了讨论。我们发现，这里讨论的方法很可能是有用的，在研究其他行星系，允许扩大调查的内部系外行星的可能性。
2013-09-20 astro-ph.EP
