Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): A close low mass companion to ET Cha
要了解行星系统的形成，我们需要了解行星形成的初始条件，即年轻的富含气体的行星形成盘。空间分辨的高对比度观测特别令人感兴趣，因为可以探测到与行星形成有关的盘中的子结构，并可以揭示嵌入盘中的近伴星甚至行星。在这项研究中，我们提出的第一个结果的DESTINYS调查（磁盘演化研究通过成像附近的年轻恒星）。Destinys是ESO/SPHERE的一个大型计划，旨在研究散射光中的盘演化，主要关注附近（~200 pc）恒星形成区的低质量恒星（<1 $M_\odot$）样本。在这项特别的研究中，我们提出了观测的ET车（RECX 15）系统，附近的“老”经典金牛T星（5-8百万年，~100 pc），这仍然是强烈吸积。我们使用SPHERE/IRDIS在H波段偏振成像模式，以获得高对比度的图像的ET查系统搜索散射光从拱盘以及热辐射从密切的同伴。我们还采用了2003年的VLT/NACO总强度存档数据。我们在这里报告发现了一个低质量（子）恒星伴星与SPHERE/IRDIS ET Cha。我们正在根据测光法估计这颗新伴星的质量。根据系统的年龄，它是一颗500万年前的50颗$M_{Jup}$褐矮星，或者是一颗800万年前的0.10颗$M_\odot$ M型前主序星。我们探讨可能的轨道解决方案，并讨论了最近的动态历史的系统。独立于精确的同伴质量，我们发现，同伴的存在可能解释了ET Cha周围的小尺寸的磁盘。双星对…
2020-07-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Survival of non-coplanar, closely-packed planetary systems after a close encounter
具有两个以上天体的行星系将在与行星的初始轨道分离有关的时间经历轨道交叉。在一次穿越之后，系统进入一个混沌进化的时期，最终通过行星碰撞或喷射重塑系统的结构。我们进行N体积分大量的系统等间距的行星（希尔半径的单位），以确定一个给定的行星分离的不稳定时间的分布。我们调查的时间开始不稳定，通过近距离接触和时间的行星行星碰撞。我们发现，有相当一部分非零相互倾斜的系统在近距离接触后幸存下来，并且不会立即经历行星-行星碰撞。具有显著倾向的系统可以继续进化超过相遇时间的1,000倍。长寿系统的比例取决于系统的绝对尺度和行星的初始倾角。这些结果对观测到的行星系的假设稳定性有影响。
2018-08-31 astro-ph.EP
The fragility of planetary systems
我们指定的范围内的扰动穿透一个微行星系统。这种扰动可能来自大质量行星或与其他恒星的相遇。后者可能起源于行星系诞生的星团，或者是行星系逃离其母星团后的随机遭遇。无论是在星团还是在银河系中，随机相遇的概率取决于当地的恒星密度、速度色散和在该环境中所花费的时间。通过采用数量级的估计，我们认为，大多数出生在疏散星团的行星系将有一个{ \em停车区}，在那里的星子受到影响，遇到他们的父母星团，但保持不变后，恒星已经离开集群。在这个半长轴和偏心率范围内发现的物体保留了最后影响它们轨道的遭遇的记忆，因此它们可以用来重建这次遭遇。出生在密度更大的环境中的行星系，比如球状星团，不太可能有停车带。我们进一步认为，一些行星系可能有一个{ \em冻结区}，其中轨道不受影响，无论是更内部的大质量行星或外部的影响。在这一地带发现的物体将在其轨道参数中保留有关其形成的信息。
2015-04-23 astro-ph.EP
Close Stellar Encounters in Young, Substructured, Dissolving Star Clusters: Statistics and Effects on Planetary Systems
模拟和观测都表明，恒星形成于连续的、等级聚集的协会中，一旦反馈破坏了它们的母云，它们中的大多数就会分散到它们的星系场中。然而，在这些亚结构环境的早期演化过程中，恒星可能会经历彼此的近距离相遇，这可能会对它们的原行星盘或年轻的行星系产生重大影响。我们进行N-体模拟的早期演化的溶解，亚结构集群具有广泛的属性，目的是量化的预期数量和轨道元素分布的遭遇集群属性的函数。我们发现，子结构的存在下，既提高了遇到率，并修改遇到速度的分布相比，预期的动态放松集群。然而，这种提升只持续一段动态时间，因此预期的遭遇总数仍然足够低，以至于引力剥离不太可能对银河系中绝大多数恒星形成环境产生重大影响。我们简要地讨论了这一结果的影响模型的起源的太阳系，和自由浮动的行星。我们还提供了列表的遭遇率和轨道要素分布适合列入人口综合模型的行星形成在集群环境。
2013-04-29 astro-ph.EP
Fly-by encounters between two planetary systems II: Exploring the interactions of diverse planetary system architectures
在星团中形成的行星系可能会遭遇恒星飞掠。在这里，我们创建了一个具有不同轨道尺度和行星质量的代表性行星系，并在一个典型的疏散星团中研究它们之间的相遇。我们首先探讨了近距离的多超级地球系统$\lesssim0.1$ au。它们对飞越具有抵抗力，因为只有在几个天文单位内的飞越才能破坏行星的稳定或破坏行星之间的共振。但是这些系统可能会在遥远的飞掠过程中将巨行星捕获到入侵恒星的广阔轨道上。如果是这样的话，那么原来靠近的小行星的轨道可能会通过Kozai-Lidov机制一起倾斜，形成一个相对于中央宿主赤道明显倾斜的“冷”系统。移动到类太阳恒星周围的中间位置的行星，我们发现行星的质量梯度决定了系统在遭遇后的长期演化：质量越大的行星生存的机会越大。此外，一个系统的角动量亏损，一个描述轨道偏心/倾斜程度的量，在相遇后立即测量，与系统的寿命密切相关-无论系统是否以及何时在相遇后数百万年的后续演化中变得不稳定。我们通过（1）恒星飞行的直接后果或（2）遭遇后很长时间的行星际内部散射来比较不稳定系统中幸存行星的轨道，发现前者的轨道系统地更冷。最后，我们证明了像HR 8799这样的大规模宽轨道多行星系统很容易被破坏，并且在几百个天文单位的情况下相遇就足够了。
2020-06-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Disk Evolution Study Through Imaging of Nearby Young Stars (DESTINYS): Diverse outcomes of binary-disk interactions
本文利用DESTINYS项目的高分辨率散射光成像研究三个双星系统的盘结构，揭示伴星距离从50到500 au对盘形态的影响逐渐减弱，支持密近双星抑制行星形成而宽双星不抑制的结论。
2023-02-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital Perturbations of the Galilean Satellites During Planetary Encounters
Nice巨行星动力学不稳定性和迁移模型可以解释现今太阳系的许多性质，并可以用来约束其早期结构。根据类地行星的约束和小行星带的动力学结构，在尼斯模型的跳跃木星版本中，木星遇到了一个冰巨星。在这里，我们研究伽利略卫星在跳跃木星模型中的生存。这是一个重要的问题，因为冰巨人的遭遇，如果足够深，可能会动态地扰乱伽利略卫星的轨道，并导致难以置信的结果。我们进行了数值积分，我们跟踪了行星相遇对伽利略卫星的影响。我们考虑了Nesvorny & Morbidelli（2012）中的三个不稳定性案例，它们在遭遇的数量和分布上都不同。我们发现，在一种情况下，近距离接触的数量相对较少，伽利略卫星轨道没有受到显着影响。在另外两颗卫星中，所有卫星的轨道偏心率都因遭遇而被激发，木卫四的半长轴发生了变化，并且在很大一部分试验中，内部三颗卫星的拉普拉斯共振被破坏。随后的潮汐演化抑制了偏心率，并可以在拉普拉斯共振中重新捕获卫星。一个更重要的约束是卫星的轨道倾角，它可以在相遇时被激发，而不会被潮汐明显衰减。我们发现，Nesvorny & Morbidelli（2012）的一个不稳定性案例显然不符合这一约束。这表明木星的规则卫星可以用来限制跳跃木星模型中的相遇性质，并帮助我们更好地理解早期太阳系是如何演化的。
2014-05-08 astro-ph.EP
Effects of stellar flybys on planetary systems: 3D modeling of the circumstellar disks damping effects
星团中的恒星飞掠被怀疑会影响行星系的轨道结构，导致偏心率激发和行星轨道与恒星赤道面之间的轨道不对准。我们探讨是否在行星的轨道要素的脉冲变化，所造成的双曲线恒星飞越，可以完全阻尼周围的恒星盘。分散星团所需的时间实际上与星周盘的寿命相当。我们在3D中模拟了一个由太阳型恒星组成的系统，该恒星被一个低密度盘包围，其中嵌入了一颗巨大的行星，第二颗恒星以双曲线的轨道与第二颗恒星相遇，第二颗恒星具有相似的质量和自己的盘。我们专注于极端的配置，一个非常深的恒星飞越扰动外部轨道上的类木行星。这可以完全测试磁盘消除恒星相遇影响的能力。我们发现，在恒星飞掠过程中的磁盘的质量损失量小于在2D模型中，其中一个单一的磁盘被认为是由于在遇到两个磁盘之间的质量交换。偏心率的阻尼比2D模型中的阻尼稍快，并且它发生在几千年量级的时间尺度上。大约10^4年后，在行星系统中留下的唯一痕迹是恒星赤道面和行星轨道之间的一个小于9度的小偏差。在一个现实的模型的基础上的三维模拟的恒星-行星-磁盘的相互作用，我们发现，恒星飞掠不能激发显着的偏心率和倾角的行星在星团。行星所在的星周盘在很短的时间尺度上阻尼了任何恒星相遇过程中产生的两个轨道参数的所有阶跃变化。所有过去的遭遇记录都被删除了。
2014-02-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Do Planetary Encounters Reset Surfaces of Near Earth Asteroids?
诸如太阳风溅射和微陨石撞击等过程可以改变无空气物体表面的光学特性。这就解释了为什么暴露于这些“空间风化”过程的主带小行星的光谱与普通球粒陨石的实验室光谱不匹配。相比之下，近地小行星（NEA）的一个重要部分（在小行星分类中定义为Q型）显示出与OC很好匹配的光谱属性。在这里，我们研究的可能性，Q-型近地小行星经历了最近遇到的类地行星和潮汐重力（或其他影响）在这些遭遇暴露新鲜的OC材料的表面上（从而给它的Q-型光谱特性）。我们使用数值积分来确定近地小行星与行星相遇的统计数据。这些结果被用来计算模型中预期的Q型小行星的比例和轨道分布，它们是空间风化时间尺度t_sw（定义见正文）和最大距离r* 的函数，在最大距离r* 上，行星相遇可以使表面复位。我们发现t_sw ~ 1 e6 yr（在1 AU处）和r* ~ 5 R_pl（其中R_pl是行星半径）最适合数据。值t_sw <1 e5 yr将要求r* > 20 R_pl，这可能是不可信的，因为这些非常遥远的遭遇应该是无关紧要的。如果t_sw > 1 e7年，Q型近地小行星的比例可能比观测到的小行星比例大得多。我们发现，t_sw ~ q^2，其中q是近日点距离，预计如果太阳风溅射控制t_sw，提供了一个更好的匹配的Q型近地小行星的轨道分布比模型与固定的t_sw。我们还讨论了如何地球磁层和辐射效应，如YORP可以影响近地小行星的光谱特性。
2010-05-19 astro-ph.EP
Resolving Close Encounters: Stability in the HD 5319 and HD 7924 Planetary Systems
对系外行星的径向速度搜索已经在附近明亮的恒星周围发现了许多多行星系统。这种技术的一个优点是，它通常采样的轨道外的下/上合，可能允许开普勒元素的偏心率和幅角的近星点，以很好的特点。其中一些系统的轨道结构显示出近距离行星相遇的迹象，这可能会使系统不稳定。我们提供了一个深入的分析两个这样的系统：HD 5319和HD 7924，共面轨道的情况下，系统的快速不稳定的结果。在这些系统中，外行星的近星点参数约束很差，这进一步强调了进行详细研究的必要性。通过动力学模拟对参数空间进行详尽的扫描，揭示了每个系统中两个外行星之间特定的相互倾斜，这些倾斜允许在长时间尺度上保持稳定的配置。我们比较这些配置与平均运动共振作为可能的稳定源。最后，我们讨论了相关的多行星开普勒轨道的解释，并建议额外的意见，这将有助于解决系统的稳定性。
2016-09-23 astro-ph.EP
Binary planet formation by gas-assisted encounters of planetary embryos
我们提出了辐射流体动力学模拟中，双行星形成的几个超级地球胚胎系统中的近距离接触。胚胎嵌入在一个由气体和卵石组成的原行星盘中，并在一个区域中演化，该区域的盘结构支持收敛迁移，由于I型扭矩。当胚胎附着卵石时，它们会被加热，从而受到热扭矩（Benítez-Llambay et al. 2015）和热尾效应（Chrenko et al. 2017）的影响，这会激发轨道偏心率。受Eklund & Masset（2017）的研究结果的启发，我们假设热尾效应也垂直运作，并降低了倾斜阻尼的效率。非零倾角允许胚胎紧密堆积，并在会聚区内垂直搅拌。随后，两个胚胎在盘引力的帮助下近距离相遇，可以形成短暂的双行星，并迅速溶解。具有较长寿命的$\sim$ $10^{4}$ yr的双行星形成于一个短暂的对与剩余胚胎之一的三体相互作用中。双星的分离度在随后的遭遇中通常会减少，并且由于卵石的吸积，直到双星合并，形成一个巨大的行星核心。我们提供了一个数量级估计的预期发生率的双行星，产生一个双行星每个$\simeq$ $2$ - $5\times10^{4}$行星系。因此，虽然罕见，但双行星可能存在于系外行星系统中，应该系统地寻找它们。
2018-10-30 astro-ph.EP
Transformation of Trojans into Quasi-Satellites During Planetary Migration and Their Subsequent Close-Encounters with the Host Planet
我们使用数值积分来研究在巨行星木星、土星、天王星和海王星迁移的后期阶段共振特洛伊和准卫星同伴的动力学演化。我们的迁移模拟从木星和土星的轨道开始，它们的轨道已经从相互的2：1平均运动共振中分离开来。海王星和天王星彼此分离，轨道偏心率被阻尼到接近它们当前的值。从这一点上，我们采用了一个行星迁移模型，其中迁移速度以特征时间尺度τ（e折叠时间）呈指数下降。我们进行了一系列的数值模拟，每一个涉及迁移的巨行星加上测试粒子特洛伊和准卫星。我们发现，天平动频率的特洛伊是类似的准卫星。这种相似性使得在行星迁移过程中，特洛伊和准卫星共振之间的物体来回动态交换成为可能。此外，在这些次级共振的影响下，准卫星的天平动振幅会被放大，直到它们与母行星近距离相遇并脱离共振。高分辨率的模拟结果显示，约80%的类卫星在木星的Hill半径（RH）内经历了一次或多次的近距离碰撞，因为它们被迫脱离类卫星共振。约有20%在R_H/4范围内，约有2.5%在R_H/10范围内。逃逸准卫星的近距离相遇发生在接近或甚至低于从主行星的2体逃逸速度。
2011-02-10 astro-ph.EP
Excitation of the Orbital Inclination of Iapetus during Planetary Encounters
土星的卫星土卫八的轨道位于一个过渡区域，拉普拉斯表面从赤道弯曲到土星的轨道平面。土卫八的轨道与当地拉普拉斯平面的倾角约为8度，这是出乎意料的，因为如果土卫八是由拉普拉斯表面上的环行星盘形成的，那么倾角应该是0。因此，似乎有某种过程增加了土卫八的倾角，而使它的偏心率接近于零（目前e=0.03）。在这里，我们研究的可能性，土卫八的倾角是在早期的太阳系不稳定时，土星和冰巨人之间的遭遇发生激发。我们发现，行星相遇对土卫八轨道的动力学影响敏感地依赖于最近的几次相遇的距离。在这里研究的10种不稳定情况中，有4种情况的轨道摄动太大，不可信。有一次，土卫八的轨道几乎没有受到影响。在其余五个例子中，土卫八倾角的扰动足以解释它的现值。然而，在其中三个例子中，土卫八的偏心率被激发到0.1-0.25，并且不清楚它是否可以通过一些后续过程（例如，潮汐和捕获的不规则卫星的动力摩擦似乎不够强）。因此，我们的研究结果意味着，只有2/10的不稳定情况（约20%）可以激发土卫八的倾角到目前的值（约30%的试验导致>5度），同时保持其轨道偏心率低。
2014-06-13 astro-ph.EP
Formation of free-floating planetary mass objects via circumstellar disk encounters
通过流体动力学模拟揭示，自由漂浮的行星质量天体可由相遇星周盘间的潮汐桥碎裂形成，尤其在致密星团中，且可自然形成多重系统，构成不同于恒星和行星的独特族群。
2025-03-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The signatures of the parental cluster on field planetary systems
由于年轻星团的恒星密度很高，在这些环境中形成的行星系很可能经历了与其他恒星相遇的扰动。我们进行了直接的$N$体模拟的多行星系统中的星团研究恒星遭遇和内部行星动力学的综合影响。这些行星系最终成为银河系的一部分，母体星系团被解散，这是目前已知的系外行星被观察到的地方。我们表明，恒星相遇引起的扰动导致不同的签名领域的行星系，最突出的是，激发的轨道倾角和偏心率。在星团半质量半径内形成的行星系更容易受到这种扰动。轨道根数在最外层的轨道上受到最强烈的激发，但这种效应通过长期演化传播到整个行星系。行星喷射可能会在恒星相遇很久之后发生。在这些简化系统中幸存的行星平均倾向于有更高的倾角和更大的偏心率，而不是受到较弱扰动的系统。一旦母星团解体，外部扰动就不再影响逃逸的行星系，进一步的演化就在弛豫时间尺度上进行。这些被抛出的行星系的外部区域往往会缓慢地放松，以至于它们的状态携带着它们在星团中最后一次强烈相遇的记忆。无论恒星密度，我们观察到一个强大的多重性和平均倾角/偏心率之间的关系。我们推测，“开普勒二分法”观察领域的行星系是一个自然的结果，他们的早期演化的父集群。
2017-11-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Close encounters involving free-floating planets in star clusters
行星系中的不稳定性会导致行星从其宿主系统中弹射出来，从而形成自由漂浮的行星（FFP）。如果这种情况发生在一个星团中，FFP可能会在一段时间内与该星团结合，并与其他星团成员相互作用，直到它被弹出。在这里，我们使用$N$ -体模拟，以接近恒星行星和行星行星的遭遇和动态命运的星团的FFP人口包含$500-2000$单或双星成员。我们发现，从行星系中以低速喷射出的FFP通常比其宿主恒星早40%离开星团，并在逃逸之前与其他恒星和行星经历数十次近距离（$<1000$ AU）接触。经历近距离相遇的FFP的比例取决于FFP的恒星密度和初始速度分布。大约一半的近距离接触发生在前3000万年内，只有10%发生在1亿年之后。所有遭遇的近星点速度分布都可以用修正的麦克斯韦-玻尔兹曼分布来描述，近星点距离分布在几乎整个距离范围内都是线性的，并且由于强引力聚焦，近星点距离分布在非常近的遭遇中是线性的。与FFP的近距离接触会扰乱现有的行星系及其碎片结构，并可能导致FFP的重新捕获。此外，这些FFP人口可以观察到在年轻的星团的成像调查，观测和动力学预测之间的比较可能提供线索的早期阶段的恒星和行星动力学的星团。
2015-03-10 astro-ph.EP
The origin of Neptune's unusual satellites from a planetary encounter
海王星的卫星系统是不寻常的，包括海卫一，一个大的（$\sim2700$公里）卫星在一个接近，圆形，但逆行的轨道，两侧是海卫二，最大的不规则卫星（$\sim$ 300公里）在一个高度偏心的轨道。先前已经提出了这两颗卫星的捕获起源。在这里，我们探讨了一种替代的原位形成模型，其中两颗卫星在环海王星盘吸积，并赋予不规则和偏心轨道的深行星遇到一个冰巨人（IG），就像预测在尼斯的情况下，早期太阳系的发展。我们使用$N$ -体模拟的IG接近海王星20海王星radi（$R_\mathrm{Nep}$），通过一个带的圆形椭圆形规则卫星在10-30 $R_\mathrm{Nep}$。我们发现，这些原始卫星的一半仍然束缚海王星和0.4- 3%的直接分散到广泛和偏心的轨道类似的海卫二。与观测轨道更好的匹配，我们的模型有一个成功率相当于或高于捕获大型Nereid大小的不规则卫星从日心轨道。与此同时，IG遭遇将一个巨大的原始卫星注入到逆行轨道上，其特定角动量与Triton的0.3- 3%相似。虽然效率低于捕获场景（Agnor & Hamilton 2006），但我们的模型确实表明Triton的原位起源是动态可能的。我们还模拟了海卫一模拟卫星遭遇后的碰撞和潮汐轨道演化，发现它们在$\sim$ $10^4$年的时间尺度上与海卫一脱钩，与Cuk & Gladman（2005）一致。
2020-04-06 astro-ph.EP
Multiple timestep reversible $N$-body integrators for close encounters in planetary systems
本文提出多时间步、近时间可逆的 Wisdom–Holman 自适应推广积分器，用于行星近距离交会，在保持长期误差优势的同时较 \ exttt{SYMBA} 最高提速2.6倍。
2024-04-06 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
The dynamical evolution of multi-planet systems in open clusters
大多数恒星形成于星团中，许多恒星被认为有行星伴星。我们证明，多行星系统是容易不稳定的结果，在这些星团频繁的恒星相遇比单行星系统。用蒙特卡罗散射实验研究了近距离和远距离相遇对这些行星系的累积效应。我们考虑两种类型的行星配置围绕类太阳恒星：（i）五个在半长轴范围1-42 AU的行星围绕太阳质量的恒星，其轨道最初是共面的，圆形的，并由10个相互希尔半径分开，和（ii）我们的太阳系的四个气体巨星。轨道周期短的行星不会直接受到恒星碰撞的影响。然而，扰动系统的长期演化可能导致最内层行星的抛射或最内层行星与主星的物理碰撞，直到恒星相遇后数千年。对类似太阳系的系统的模拟表明，土星、天王星和海王星既受到与相遇恒星的直接相互作用的影响，也受到行星-行星散射的影响。另一方面，木星几乎只受到与邻近恒星直接相遇的影响，因为它的质量太大，不会受到其他三颗行星的干扰。我们的研究结果表明，恒星相遇可以解释星团中系外行星明显稀缺的原因，不仅是那些直接受到恒星相遇影响的宽轨道行星，而且是靠近恒星的行星，它们在恒星相遇扰乱了行星系后很久就会消失。
2013-05-07 astro-ph.EP
Capture of satellites during planetary encounters A case study of the Neptunian moons Triton and Nereid
单-双星散射可能导致交换，其中单个物体捕获双星的一个分量，形成新的双星。这在恒星-行星对和单个恒星的相遇中得到了很好的研究。在这里，我们探讨的应用程序的交换机制，一颗行星-卫星对和另一颗行星的引力位的中心恒星。作为一个案例研究，我们专注于一个卫星轴承对象和海王星之间的遭遇。我们调查海王星是否可以从该物体捕获卫星，以及捕获的卫星是否具有类似于海王星卫星海卫一和海卫二的轨道。利用$N$ -体模拟，研究了不同遭遇距离下的捕获概率。捕获后，我们使用一个简单的分析参数，以估计如何捕获轨道下的碰撞和潮汐效应的演变。我们发现，如果海王星穿过施主行星的卫星系统，平均捕获概率达到$\sim$ $10\%$。大多数被海王星捕获的卫星都有高度偏心的轨道。捕获后，大约一半的捕获物，特别是那些在紧密轨道上的，可以被循环，要么只通过潮汐，要么通过碰撞+潮汐，变成类似海卫一的物体。另一方面，在更远的地方捕获，保持在像Nereid那样的宽而偏心的轨道上。这两种类型的卫星都可以在同一次遭遇中被捕获，它们的轨道倾角分布很广。因此，海卫一自然有$\sim$ 50%的机会逆行。类似的过程可能适用于系外行星系统，我们的模型预测，在行星散射期间，系外卫星可以从一个行星跳到另一个行星。具体来说，应该有两个不同的被捕获卫星群：一个位于近距离圆形轨道上，另一个位于远距离偏心轨道上。这两个种群可能有高度倾斜的逆行或逆行轨道。
2020-06-24 astro-ph.EP
Capture of Irregular Satellites via Binary Planetesimal Exchange Reactions in Migrating Planetary Systems
通过记录星子和行星之间的相遇，我们计算了在一个数值积分的两行星系统，是由于迁移与外部星子带的相互作用遇到的分布。只有当双星微行星与行星缓慢而近距离相遇时，才有可能通过与双星微行星的交换反应捕获围绕行星运行的不规则卫星。在我们的模拟中，我们发现星子和行星之间的近距离缓慢相遇主要发生在最外层而不是最内层的行星上。考虑到行星轨道穿越双星微星首先会被潮汐破坏，我们估计了潮汐破坏和不规则卫星捕获的概率。我们估计，一个二进制的小行星被捕获，并成为一个不规则的卫星海王星质量外行星的概率是大约1/100的质量和分离类似的transneptunian小行星二进制的二进制。如果年轻的系外行星碎片盘上有一个双星小行星群，那么向外迁移的外行星应该有被捕获的不规则卫星群。我们讨论解释发射与系外行星北落师门b的碰撞演化捕获的不规则卫星人口补充，由于行星迁移。
2011-12-02 astro-ph.EP
High order regularised symplectic integrator for collisional planetary systems
我们提出了一个新的混合变量辛（MVS）积分的行星系，完全解决密切接触。该方法是基于时间正则化，允许保持辛积分的稳定性，同时也减少了有效的步长，每当两个行星相遇。我们使用高阶MVS方案，使得可以在远离近距离接触的大时间步长下进行积分。我们表明，这种算法是能够解决几乎精确的碰撞（即与物理半径的一小部分的相互分离），同时使用相同的时间步长，如在弱扰动的问题，如太阳系。我们证明了长期的行为系统的6个超级地球经历强散射为50千年。我们比较我们的算法的混合方法，如MERCURY，并表明，对于同等的成本，我们获得更好的节能。
2019-07-01 astro-ph.EP
The journey of Typhon-Echidna as a binary system through the planetary region
在目前已知的81颗外海王星双星（TNB）中，只有两颗的轨道与海王星的轨道交叉。它们是（42355）Typhon-Echidna和（65489）Ceto-Phorcys。本文着重分析了Typhon-Echidna双星系统在内外行星系中的时间演化。利用N体引力问题的数值积分，我们研究了台风500个克隆体的轨道演化，记录了这些克隆体与行星的近距离相遇。然后，我们分析了这些遭遇对双星系统的影响。发现只有22%的与巨行星的相遇足以破坏双星系统。这个双星系统在大约540万年的时间尺度内到达类地行星区的概率约为3.6%。Typhon-Echidna与地球和金星的近距离接触也被记录下来，但发生这种事件的概率很低（~0.4%）。研究了该系统过去的轨道演化。研究发现，在过去的1亿年里，台风大部分时间可能都是作为一个穿越海王星轨道的TNB。因此，我们对Typhon-Echidna轨道演化的研究表明，大型彗星体（Typhon半径为76公里，Echidna半径为42公里）可能来自外太阳系的偏远地区，并可能进入地球行星区，在整个旅程中保持其双星性。
2018-03-01 astro-ph.EP
Formation of Centaurs' rings through their partial tidal disruption during planetary encounters
半人马座是在木星和海王星之间运行的小行星，它们与一个或多个巨行星有交叉轨道。最近的观测和对以前观测的重新解释揭示了10199 Chariklo和2060 Chiron周围存在环系统。然而，围绕这样一颗小行星的环系统的起源仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们提出，一个与巨行星近距离接触的差异化物体的潮汐破裂可以自然地在半人马座周围形成不同的环卫星系统。在近距离接触期间，经过物体的冰冷地幔优先被行星的潮汐力撕裂，碎片主要分布在最大残留体的洛希极限内。假设在冰冷的地幔下面存在$20-50$ wt%硅酸盐核，当天体以无穷远的相对速度$3-6$ km s $^{-1}$和8 h的初始自转周期通过行星洛希极限的$0.4-0.8$时，形成了一个粒子盘。所得环质量为中心物体质量的$0.1-10$ %。这样的粒子盘预计会径向扩散，扩散超过罗氏极限的物质将吸积到卫星中。我们的数值结果表明，环的形成将是这种极端近距离接触的自然结果，半人马座自然可以有这样的环系统，因为它们穿过巨行星的轨道。
2016-09-01 astro-ph.EP
The GENGA Code: Gravitational Encounters in N-body simulations with GPU Acceleration
我们描述了一个开源的GPU实现的混合辛N体积分器，GENGA（重力遭遇GPU加速），旨在整合行星和星子动力学的后期阶段的行星形成和稳定性分析的行星系。GENGA使用混合辛积分器来处理近距离接触，具有非常好的能量守恒，这在长期的行星系整合中是必不可少的。我们将二阶混合积分格式推广到高阶。GENGA代码支持三种模拟模式：集成多达2048个大质量天体，集成多达一百万个测试粒子，或并行集成大量单个行星系。我们比较了GENGA的结果，水星和pkdgrav2方面的节能和性能，并发现GENGA的节能是可比的水星和约两个数量级优于pkdgrav2。GENGA的运行速度比Mercury快30倍，比pkdgrav2快8倍。GENGA采用CUDA C编写，可在所有计算能力至少为2.0的NVIDIA GPU上运行。
2014-09-20 astro-ph.EP
A catalogue of close encounter pairs
我们提供了一个在过去或未来1亿年内近点小于1 pc的成对恒星的目录。我们利用TGAS、依巴谷的天体测量数据和RAVE、XHIP的视向速度数据，求出了银河系坐标系中229441颗恒星的空间运动和初始条件。我们模拟了这些恒星的轨道，并使用k-d树算法来寻找最近邻，重点讨论了8149对恒星在近星点的时间、距离和速度。我们发现，各向异性的方向遇到对太阳的顶点运动所造成的，表明一个特殊的运动的作用，对行星系统施加各向异性的潮汐力。我们称这种效应为“运动潮”。在这些相遇对中，有4对与太阳系的相遇近点小于1 pc，96对近点小于0.1 pc。我们还发现了577次与行星系统和/或碎片盘的恒星近距离相遇。我们讨论了一系列的使用遇到目录，并提出了一个例子，如何随时间变化的恒星运动网络将是至关重要的行星系统之间的有效星际旅行。目录可在http://star.herts.ac.uk/pandora/cep1上查阅。
2017-12-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Close encounters with the Death Star: Interactions between collapsed bodies and the Solar System
目的：我们的目标是研究快速大质量恒星残骸-黑洞（BH）或中子星（NS）-遇到行星系的后果。研究方法：我们模拟了一个密切接触之间的实际太阳系（SS）和$2\,M_\odot$ NS和$10\,M_\odot$ BH，使用少体辛积分。我们使用了一系列的碰撞参量、从当前SS轨道参数导出的模拟开始时的轨道相位、相遇速度和相对于SS平面的入射角。结果如下：我们给出了可能结果的分布，例如当SS保持束缚时，当它遭受部分或完全破坏时，以及在这种情况下，入侵者能够捕获一个或多个行星，产生围绕BH或NS的行星系。我们还展示了捕获的行星系的长期稳定性的例子。
2021-04-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Shaking and Tumbling: Short- and Long-Timescale Mechanisms for Resurfacing of Near-Earth Asteroid Surfaces from Planetary Tides and Predictions for the 2029 Earth Encounter by (99942) Apophis
本文以 2029 年 Apophis 与地球交会为背景，通过多尺度数值模拟研究行星潮汐驱动的短时标地震摇晃和长时标翻滚坡度演化对近地小行星表面重塑的作用，并预测其可被未来 OSIRIS-APEX 任务检验。
2024-10-04 astro-ph.EP
Floating binary planets from ejections during close stellar encounters
本文通过少体模拟提出木星质量双天体可由近距离恒星交会时近直线排列的双巨行星被抛射形成，并估算了其形成率及环境依赖性，为巨行星形成理论提供约束。
2024-05-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stability of planetary systems within the S-star cluster: the Solar system analogues
一个由大约40颗恒星（所谓的S星）组成的动态松弛的致密星团居住在银河系的中心区域。它们的恒星围绕Sgr A $^*$大质量天体旋转。为了了解行星系在一个特定的环境，如围绕Sgr A $^*$的动力学演化，我们进行了直接N-体模拟的行星系嵌入在S-星团。在这项工作中，我们调查的短期稳定性的行星围绕S-恒星的密切相互作用后，与中央的大质量黑洞我们的银河系。我们发现，行星系经历遭遇SMBH和附近的恒星。我们确定的频率和强度的行星系的遭遇与附近的恒星，因为这些遭遇显着增加系统分配到S-恒星更接近SMBH。SMBH严重破坏了行星系的稳定性，尽管我们注意到行星系的相互偏心率和倾角的小振荡可能是由行星-行星耦合和两个行星之间的近共振效应引起的。我们获得的幸存者行星（$\sim 51\%$）的比例估计，并发现行星剥离从他们的宿主恒星通常被捕获在Sgr A $^*$附近的近轨道。我们注意到，当气体巨星被潮汐扰乱时，类地行星不会。我们估计，Sgr A $^*$耀斑可能是由于\textit{starless}巨行星的潮汐破裂事件。
2022-02-22 astro-ph.EP astro-ph.GA
Planetary systems in a star cluster I: the Solar system scenario
年轻的恒星大多数是在致密的恒星环境中发现的，甚至我们自己的太阳系也可能是在一个星团中形成的。在这里，我们数值探索的行星系的演变类似于我们自己的太阳系的星团。我们研究了星团中行星系的演化。大多数恒星相遇是潮汐的、双曲线的和绝热的。一小部分行星系在5000万年内从星团逃逸;逃逸速度较低的行星系统在逃逸过程中和之后通常保持完整。虽然星团内的大多数行星系保持完整，但在前5000万年期间，一个子集受到强烈扰动。随着时间的推移，0.3%-5.3%的行星会逃逸，有时会在恒星相遇后长达数千万年。木星的存活率最高，而天王星和海王星的逃逸率最高。除非直接受到恒星相遇本身的影响，木星经常作为一个屏障，保护类地行星免受外部行星系的扰动。在低密度环境中，木星提供保护，使其免受外部行星系的扰动，而在高密度环境中，邻近恒星对木星的直接扰动会破坏可居住带行星。存在于5000万年前的星团中的行星系之间以及逃逸的行星系之间的多样性很高，这有助于解释在星团和银河系中观测到的系外行星系统的高度多样性
2019-08-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Encounters involving planetary systems in birth environments: the significant role of binaries
大多数恒星形成于一个集群环境中。单星和双星有时会在如此拥挤的环境中遇到行星系。遇到率的二进制可能会大于单星，即使是低至10- 20%.In这项工作中，我们调查之间的散射太阳-木星对和两个二进制和单星在年轻的集群。我们首先进行了一组模拟的遭遇，涉及广泛的双星和单星，发现更广泛的双星有更大的截面的行星弹射。其次，我们考虑这样的散射在一个现实的人口，绘制参数的双星和单星从观察到的人口。散射的结果是多种多样的，包括弹射，捕获/交换和碰撞。双星系统比单颗恒星更有效地导致行星的喷射和碰撞。因此，在一个集群中，只要二进制分数大于约10%，二进制将主导这两个结果的散射。对于恒星密度为50 pc $^{-3}$，寿命为1亿年，双星分数为0.5的疏散星团，我们估计大约有1%的彗星被抛出，0.1%与恒星相撞，0.1%改变所有权，10%的太阳-木星对在散射过程中获得恒星伴星。这些伴星通常相距1000个天文单位，在一半的情况下（占所有太阳-木星对的5%），它们可以通过Kozai-Lidov机制激发行星的轨道，然后被后来的遭遇剥离。我们的结果表明，太阳系可能曾经在其诞生星团中有过一个伴星。
2020-09-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
How Jupiters save or destroy inner Neptunes around evolved stars
大约6千兆年后，我们的太阳将演变成一颗红巨星，最终以白矮星的形式结束生命。几乎所有已知的外行星系的宿主恒星都会发生这种恒星变形，因此对它们的最终命运至关重要。很明显，最里面的行星将在巨行星阶段被吞没和蒸发，而位于更远的行星将幸存下来。然而，在~ 1 - 10 au之间的行星的命运还没有用多行星潮汐处理来研究。在这里，我们第一次结合多行星的相互作用，恒星演化，潮汐效应的N体代码来研究海王星-木星行星系的演化。我们报告说，海王星质量的行星的命运，比海王星质量的行星更接近恒星，可能与单个海王星的命运非常不同。引力相互作用、质量损失和潮汐的同时效应可以驱使行星系走向平均运动共振。穿过这些共振特别影响海王星的偏心率，从而也影响它的命运，可能是被吞没，与质量为1000的行星碰撞，从系统中喷出，或者在更大的分离中生存。
2020-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Double trouble: Gaia reveals (proto)-planetary systems that may experience more than one dense star-forming environment
行星系统似乎是在年轻恒星形成区域内的年轻恒星周围同时形成的。在这些环境中，生存的机会，以及这些系统的长期演化，受到诸如与其他恒星的动力学相互作用和大质量恒星的光蒸发等因素的影响。这些相互作用也可能导致年轻恒星从它们的出生区域被弹射出来，成为失控的恒星。我们目前的例子，这样的逃逸恒星在猎户座星云团（ONC）附近发现盖亚DR2数据保留他们的光盘在弹射过程中。一旦踏上它们的轨道，这些逃逸者通常不会遇到任何其他可能危及其圆盘或年轻行星系统生存的致密区域。然而，我们表明，这是可能的星盘系统，大概是从一个致密的恒星形成区，遇到第二个致密的区域，在我们的情况下，ONC。虽然在第二个区域中被抛出的星盘系统的相互作用不太可能与它们的诞生区域相同，但第二次相遇将增加盘或行星系统受到恶性外部影响的风险。
2020-12-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
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
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
Circumstellar disks can erase the effects of stellar fly-bys on planetary systems
大多数恒星形成于嵌入的星团中。恒星飞掠可能通过激发偏心率和引起动力学不稳定性而影响系统的轨道结构。顺便说一句，由于星团失去其气体成分并开始分散的时间尺度与拱星盘的寿命相当，我们预计当行星仍然嵌入其诞生盘时，会发生更近、更扰动的恒星飞掠。我们调查的影响，磁盘上的动力学行星后，恒星遭遇，以测试它是否可以阻尼偏心率和返回的行星系到一个非激发态。我们使用流体动力学代码FARGO研究的磁盘+行星（S）系统的背景下，恒星遭遇的演变磁盘模型的表观密度是10倍低于最小质量的太阳星云。数值模拟表明，行星偏心率，激发在一个接近恒星飞越，阻尼在一个短的时间尺度（~ 10千年），尽管磁盘低初始密度和随后的潮汐截断。这种阻尼对于3颗巨行星的系统也是有效的，并且由经过的恒星引起的动力学不稳定性的影响很快被吸收。如果在恒星飞掠期间，星周盘仍然存在于恒星周围，那么行星（或行星系）将在短时间尺度上返回到非激发态。这并不意味着恒星相遇不会影响行星的演化，但它们会以一种微妙的方式影响行星的演化，并伴随着一个短暂的激动的动力学演化。在它的最后，系统恢复一个安静的演变和行星轨道是圆的相互作用与磁盘。
2012-12-07 astro-ph.EP
Effects of inclined star-disk encounter on protoplanetary disk size
大多数（如果不是全部的话）年轻恒星最初都被原行星盘包围着。由于星团中恒星的优先形成，这些恒星周围的原行星盘可能受到星团环境的影响。各种各样的研究工作都研究了恒星飞掠对盘的影响，尽管其中许多只考虑了等质量恒星的抛物面共面碰撞的影响，这只是一个非常特殊的情况。我们进行数值模拟，研究命运的原行星盘的影响后，抛物型星盘遇到的情况下，倾斜共面，逆行遇到，这是一个更常见的情况下，较少调查。在这里，我们集中在这样的遭遇后的磁盘大小，因为这限制了潜在的形成行星系的大小。此外，由于ALMA提供的可能性，现在可以直接与观测进行比较。覆盖广泛的近星点的距离和质量比之间的质量的扰动和中心恒星，我们发现，尽管的pendide，共面遇到具有最强的影响磁盘的大小，倾斜，甚至最不具破坏性的逆行遇到大多也有相当大的影响，特别是近星点通道。有趣的是，我们发现一个几乎线性的磁盘大小对轨道倾角的碰撞，但不是逆行的情况下。我们还确定了最终的轨道参数的粒子在磁盘中，如偏心率，倾角，和半长轴。利用这些信息，本文的研究可以用来描述盘的命运，也可以用来描述倾斜碰撞后的行星系的命运。
2016-08-10 astro-ph.EP
Close stellar encounters kicking planets out of habitable zone in various stellar environments
行星的持续可居住性是高级生命形式出现的关键条件，但它可能会受到恒星相遇等天文事件的威胁。本研究的目的是分析能够改变行星轨道最初在星周宜居带的近距离恒星相遇，并调查在各种恒星环境中的预期相遇率。利用三体系统的引力模拟，本研究分析了碰撞参数与系统的运动学、几何学和可居住性参数的依赖关系。我们还使用了各种恒星区域的运动学特性，并估计了事件的遭遇率。在40亿年内，在太阳附近的威胁性恒星相遇的预期数量是$\approx3.9\times10^{-4}$，而对于银河系凸起环境，我们预计大约是这个值的5.5倍。计算了其他恒星环境下的相遇率，估算了球状矮星系和球状星团的相遇率。结果表明，与太阳邻域相比，近距离恒星相遇在稠密恒星环境中具有连续可居住性的行星的预期数量中起着重要作用。另一个值得注意的结果表明，威胁恒星的遭遇率遵循恒星的数量密度，而不是强烈依赖于该地区的速度色散。需要进一步调查，以研究长期的多行星系，以及它们如何改变持续宜居行星的总体预期值。
2021-04-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stability of Multiplanetary Systems in Star Clusters
大多数恒星形成于星团和恒星相关的。为了理解星团环境在塑造行星系统动力学演化中的作用，我们对N=2k、8 k和32 k恒星的三种不同星团环境中的四个行星系模型进行了直接$N$体模拟.在每个星团中，一个最初相同的行星系的系综被分配给具有$\sim 1 M_{\odot}$的太阳型恒星，并演化了5千万年。我们发现，随着原行星盘的耗尽，外部扰动和行星-行星相互作用是导致行星系不稳定的两个驱动机制。行星的存活率从N=2k的星系团的$\sim 95\%$到N= 32 k的星系团的$\sim 60\%$不等，这表明除了中心区域外，大多数行星系确实可以在低质量的星系团中存活。我们还发现，通过恒星碰撞的行星抛射是累积的过程，因为只有$\sim 3\%$的遭遇是强大到足以激发偏心率的$Δe \geq 0.5$。短周期行星可以通过与长周期行星的轨道交叉而受到扰动。当考虑到行星与行星之间的相互作用时，行星的弹射率几乎翻了一番，因此多重性增加了行星系的脆弱性。在每一个系综中，行星轨道的$\sim 0.2\%$由于恒星相遇的随机方向而变得逆行。我们的研究结果预测，年轻的低质量星团是下一代行星调查的有希望的地点，但在密集的球状星团，如47 Tuc，预计低行星探测率。然而，在密度较大的恒星环境中，行星的轨道周期可能较短，这提高了它们的可探测性。
2017-06-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Giant Planet Scatterings and Collisions: Hydrodynamics, Merger-Ejection Branching Ratio, and Properties of the Remnants
轨道间距足够小的行星系会经历行星合并和抛射。合并与喷射的分支比敏感地依赖于行星近距离接触的处理。以往的研究都采用简单的“粘球”处方，其有效性值得怀疑。我们应用光滑粒子流体动力学和$N$体积分来研究气体巨星之间近距离相遇的流体效应和紧密堆积的行星系的长期演化。通过对$M_J$和$2M_J$的抛物碰撞的研究，我们发现当碰撞参量$r_p$（行星间近心点间距）小于$2R_J$时，会发生快速合并，合并后的质量保持了初始质量的97%.当$r_p$处于$2R_J$和$4R_J$之间时，强潮汐效应会影响“双行星”轨道。我们量化这些影响，使用一组拟合公式，可以实现$N$体代码。我们运行了一套$N$体模拟的公式和两个巨行星系统最初在不稳定的，近圆形共面轨道。流体（潮汐）效应通过使有效碰撞半径加倍，显著增加了行星合并相对于抛射的分支比。虽然流体效应不会改变每种类型的残留行星的半长轴和偏心率的分布（合并与喷射中的幸存行星），但由于分支比的变化，行星散射残留物的整体轨道特性受到强烈影响。我们还发现并合产物的自旋大小和自旋密度分布很宽。
2020-06-17 astro-ph.EP
The effect of dynamical interactions in stellar birth environments on the orbits of young close-in planetary systems
本文通过N体模拟研究恒星飞掠对近距离超级地球/亚海王星系统的影响，发现单次飞掠即可通过碰撞和相互倾角激发改变系统结构，减少可观测凌星行星数量，从而解释单次凌星系统过剩现象。
2024-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamics of Planetary Systems Within Star Clusters: Aspects of the Solar System's Early Evolution
大多数行星系--包括我们自己的--都诞生在星团内，在那里与邻近恒星的相互作用可以帮助塑造系统架构。本文发展了一个轨道平均的形式主义来描述集群的平均场效应，以及长周期恒星相遇的物理。我们的长期的方法可以分析描述集群环境的动态后果，其组成行星系。我们分析了特殊情况下产生的哈密顿量，对应于偏心率的演变驱动的平面遇到，以及双曲扰动耗散磁盘。随后，我们将我们的研究结果应用到我们的太阳系的早期演化，在那里集群的集体潜力扰动的太阳系的平面，恒星的遭遇行为，以增加柯伊伯带的速度色散。我们的结果是双重的：首先，我们发现星系团效应可以通过$\lesssim1°$改变太阳系的平均面，因此不足以解释太阳的$ψ\approx6°$不稳定性。其次，我们描绘恒星飞掠激发冷经典柯伊伯带的轨道色散的程度，并表明，虽然恒星飞掠可能会增加冷带的倾斜度的观测量，由此产生的分布是不兼容的数据。相应地，我们的计算对恒星数密度和太阳在其诞生星团中的停留时间的乘积$η\,τ\lesssim2\times10^4\,$ Myr/pc $^3$设置了上限。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Binary Asteroid Encounters with Terrestrial Planets: Timescales and Effects
许多与类地行星近距离相遇的小行星都处于双星结构中。在这里，我们计算相关的遭遇时间尺度和调查的影响，遇到一个二进制的共同轨道。我们使用的分析和数值方法与广泛的初始条件相结合。我们的测试案例包括通用的二进制接近，适度，和广泛的分离，以及七个良好的特点近地二进制。我们发现，近的方法（<10地球半径）发生在几乎所有的双星1-10万年的时间尺度。在这样的距离，我们的研究结果表明大幅修改二进制的半长轴，偏心率和倾角，我们量化。在30个地球半径范围内的相遇通常发生在百万年以下的时间尺度上，并对更广泛的双星产生重大影响。近地双星生命中的重要过程，如潮汐和辐射演化，可以被行星遭遇改变或停止。
2011-11-11 astro-ph.EP
Giant planet swaps during close stellar encounters
太阳系外行星系统的发现挑战了行星形成的一些原则。在难以解释的观测中，有一个系统有一颗巨行星围绕一颗质量非常低的恒星运行，例如最近发现的GJ~ 3512 b行星系统，其中一颗类似木星的行星围绕一颗$M$ -恒星在一个紧密和偏心的轨道上运行。像这样的系统是行星形成的核心吸积理论所无法预测的。在这里，我们提出了一种新的机制，其中巨行星是围绕一个更典型的太阳类恒星（$M_{*,1}$），但随后在与低质量恒星（$M_{*,2}$）的动态相互作用过程中交换。我们执行国家的最先进的$N$体模拟与$M_{*,1}=1M_\odot$和$M_{*,2}=0.1M_\odot$，研究这种相互作用的统计结果，并表明，交流导致高偏心率的新轨道周围的低质量恒星，而大约一半的结果导致更紧密的轨道比行星围绕其诞生的恒星。我们数值计算的横截面的行星交换，并表明，每个行星系统的概率上限已经经历了这样的事件是$Γ\sim 4.4(M_{\rm c}/100M_\odot)^{-2}(a_{\rm p}/{\rm AU}) (σ/1\,{\rm km}\,{\rm s}^{-1})^{5}$陀螺仪$^{-1}$，其中$a_{\rm p}$是行星半长轴周围的诞生星，$σ$的速度分散的星团，和$M_{\rm c}$的星团的总质量。因此，这些行星交换对于在疏散星团和疏散星团中出生的恒星来说可能是相对常见的，应该已经在系外行星…
2020-02-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Isotopic enrichment of planetary systems from Asymptotic Giant Branch stars
本研究发现Gaia数据中NGC2264恒星形成区存在闯入的AGB恒星，证明演化恒星可遭遇年轻行星系统，并通过模拟证实AGB恒星产生的26-Al和60-Fe足以解释太阳系的同位素富集与行星内部加热。
2023-07-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar scattering and the origin of the planet around gamma-cephei-A
在过去的几年里，已经发现了几颗系外行星，它们围绕着一个紧凑的双星系统的一个组成部分运行（间距< 50天文单位），最著名的可能是γ-仙王座。到目前为止，所有试图解释这些行星在原地形成的尝试都没有成功，部分原因是次级恒星对任何初始微行星群的强烈引力扰动。在这里，我们测试是否在紧凑的双星，特别是γ-仙王座，行星体可能起源于一个近距离接触一个路过的恒星，假设初始配置的恒星系统适合行星的形成。换句话说，我们分析当前双星系统的轨道配置是否可能是在行星形成后产生的，以及作为与双曲线轨道上的第三颗恒星近距离相遇的结果。我们进行了一系列的恒星散射事件的时间反演N体模拟，其中γ-仙王座的当前配置被用作初始条件，加上一个假设的第三颗恒星作为撞击物。我们分析了哪些配置和系统参数可能产生当前系统。根据吸积碰撞允许的最大撞击速度，我们发现，1%和5%之间的恒星遭遇对应于一个“原始”系统，其中围绕主星的行星形成不受次级抑制，但在经典的核心吸积情况下是可以接受的。因此，虽然可能性不高，但恒星相遇可能在塑造这些类型的系外行星系统中发挥了重要作用。
2012-06-21 astro-ph.EP
Planetary Architectures in Interacting Stellar Environments
系外行星系统的发现挑战了一些行星形成的理论，这些理论假设主恒星及其行星的演化是不受干扰的。然而，在一个行星系的生命周期中，星团与飞掠恒星和双星的相互作用可能相对常见。在这里，通过高分辨率的$N$体模拟的恒星行星系统的干扰（恒星和双星），我们探讨了重新配置的行星系，由于遇到。特别是，通过集中在强散射制度的探索，我们得到的遭遇，导致行星喷射，行星转移和碰撞的闯入者恒星/二进制，作为一个功能的环境（密度，速度色散）的特性，并为不同质量的飞越恒星/二进制的分数。我们发现，双闯入者可以显着增加的截面的行星喷射和碰撞，而他们只有轻微的改变截面的行星转移。因此，在双星比例高的环境中，浮动行星预计相对常见，而在双星比例低的环境中，行星抛射和转移的截面相当，两颗恒星之间的行星交换速率将与自由浮动行星的产生速率相当。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The effects of fly-bys on planetary systems
大多数观测到的太阳系外行星都位于紧密且通常偏心的轨道上。行星形成模型并不容易解释这种高偏心率，因为该模型预测行星应该在相当圆的轨道上。在这里，我们探讨是否涉及行星系的性质类似于那些在太阳系的气体巨星飞，可以产生行星的性质类似于观察到的行星。使用数值模拟，我们表明，飞掠可以导致行星的立即喷射，有时也会导致入侵者捕获一个或多个行星。然而，更常见的是，飞越只会扰乱行星的轨道，有时会使系统处于不稳定状态。在飞越后几百万到几亿年的时间尺度上，这种扰动可以触发行星与行星的散射，导致一个或多个行星的弹射。例如，在太阳系的四颗气态巨行星中，至少有一颗行星被抛出的系统比例在飞越后的10^8年内增加了一倍多。剩下的行星通常会留在更偏心的轨道上，类似于观测到的太阳系外行星的偏心率。我们结合了我们的研究结果，飞掠如何影响太阳系样的行星系，在年轻的星团中遇到的发生率。例如，我们测量了飞越对太阳系中四颗气体巨星的影响。我们发现，对于这样的系统，在典型的疏散星团中，有5%到15%的系统在飞越后的10^8年内遭受行星的喷射。因此，在年轻的星团中的相遇可以显著地改变任何围绕星团中恒星运行的行星的性质。由于居住在太阳附近的大部分恒星形成在星团中，遭遇会显着影响所观察到的太阳系外行星的性质。
2010-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary systems in star clusters
近年来，已经确认了数千颗已确认和候选的系外行星。因此，对行星系的形成和动力学演化的理论研究得到了推动，行星-行星散射、长期演化以及行星与气体/碎片盘之间的相互作用过程得到了很好的研究。几乎所有的工作都集中在孤立的行星系的形成和演化上，而忽略了外部影响的影响，例如与邻近恒星的引力相互作用。然而，大多数恒星都是在集群环境中形成的，要么迅速分散，要么演变成疏散星团。在这些条件下，年轻的行星系会频繁地与其他恒星发生近距离碰撞，至少在最初的1-10百万年期间，这会影响到在任何周期范围内运行的行星，以及它们的碎片结构。
2016-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Resonant Excitation of Planetary Eccentricity due to a Dispersing Eccentric Protoplanetary Disk: A New Mechanism of Generating Large Planetary Eccentricities
我们提出了一种新的机制，产生大的行星偏心率。这种机制适用于行星在其同伴原行星盘的内腔中。具有内部截断的大质量盘可能由于与气体冷却相关的非绝热效应而变得偏心，并且可以在长寿命的相干进动偏心模式中保持其偏心率;当盘分散时，当行星和盘具有相同的拱点进动率时，内部行星将与偏心盘发生长期共振;然后，当系统经历共振时，行星的偏心率被激励到大值。在这项工作中，我们解决了偏心模式的一个模型盘广泛的质量。然后，我们采用一个近似的长期动力学模型来计算“行星+分散盘”系统的长期演化。在我们的计算中，这颗行星的偏心率很大（在0.1到0.6之间），尽管它的盘偏心率很小（$\lesssim0.05$）。这种偏心率激发可以理解为与“行星+盘”偏心率本征态的演化相关的模式转换（"避免交叉“）现象。
2022-11-14 astro-ph.EP
Exoplanet Analog Observations of Earth from Galileo Disk-integrated Photometry
本研究复原并处理了伽利略号1990、1992年两次地球飞掠的完整SSI测光数据，得到超1500条可用盘积分测量结果，验证了3D光谱地球模型，为系外类地行星直接成像研究提供了珍贵的地球类比观测数据。
2024-02-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Semi-analytical near-Earth objects propagation: the orbit history of (35107) 1991 VH and (175706) 1996 FG3
本研究提出一种整合行星交会数值求解与木星长期摄动解析计算的半解析近地天体快速推演方法，可高效复现数值积分结果，并用于分析Janus任务两个目标天体的百万年轨道演化史与强飞掠概率。
2022-07-07 astro-ph.EP
