Habitable Moist Atmospheres On Terrestrial Planets Near the Inner Edge Of the Habitable Zone Around M-dwarfs
位于低质量恒星和冷矮星的宜居带（HZ）中的类地行星最近受到了广泛关注，因为与G矮星周围的行星相比，它们较短的轨道周期增加了它们被发现和定性的机会。由于这些行星可能是潮汐锁定的，因此需要改进这种行星大气的3D数值模拟来指导目标选择。在这里，我们使用一个3-D气候系统模型，更新与新的水蒸气吸收系数来自HITRAN 2012数据库，研究海洋覆盖的行星在HZ的内边缘周围晚M到中K恒星（$2600$ K <= Teff <= 4500 K）。我们的研究结果表明，这些更新的水蒸气系数导致显着变暖相比，以前的研究，所以M-矮星周围的内部HZ是不接近早期的工作建议。假设背景为1 bar N2大气的行星同步旋转，我们发现Teff> 3000 K的恒星内部HZ的行星在我们的3-D气候模型中经历了经典的"温室效应"（平流层中H2O混合比> 10 - 3），其地面温度（~280 K）明显低于1-D气候模型（~340 K）。这意味着低质量恒星周围的一些行星可以同时经历水分流失并保持可居住性。然而，对于Teff <= 3000K的恒星，在内部HZ的行星可能直接过渡到失控状态，而完全绕过潮湿的温室失水。我们分析了行星的透射光谱在一个潮湿的温室制度，并发现有几个突出的H2O功能在JWST仪器范围内。因此，只依赖于标准的地球模拟光谱与24小时旋转周期周围的M-矮星的可居住性研究将错过强H2O功能，人们会期望看到同步…
2017-07-04 astro-ph.EP
Terrestrial planet and asteroid belt formation by Jupiter-Saturn chaotic excitation
本研究发现木星-土星近共振引发的盘天体混沌激发可形成内太阳系窄盘，模拟显示该机制能复现类地行星的轨道、质量等特征，还可解释小行星带的结构、质量与分类属性。
2023-02-22 astro-ph.EP
Water shielding in the terrestrial planet-forming zone: Implication for inner disk organics
原行星盘内部区域的化学成分可以追溯行星建筑材料的成分。内盘的确切元素组成尚未被测量，模型和观测之间的紧张关系仍然存在。最近的进展表明，紫外线屏蔽能够增加有机物的排放。在这里，我们扩大这些模型，并探讨如何紫外线屏蔽可能会影响化学成分的内部5金。在这项工作中，我们使用arxiv：2204.07108中的模型，并将其扩展为更大的化学网络。我们专注于在上层磁盘大气中的水的紫外线屏蔽的影响是最突出的和分子线起源的化学丰度。我们发现了丰富的碳和氮化学物质，其中C2 H2、CH 4、HCN、CH 3CN和NH3的丰度增加了> 3个数量级。这是由于H2O的自屏蔽作用，它将氧气锁定在水中。这随后导致含氧物质如CO和CO2的抑制。在模型中看到的C2 H2的增加，包括水UV屏蔽，使我们能够解释所观察到的C2 H2丰度，而不诉诸于升高的C/O比，因为水UV屏蔽诱导了富氧气体中的有效贫氧环境。因此，水的紫外线屏蔽是很重要的再现所观察到的碳氢化合物和腈的丰度。根据我们的模型结果，预计詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）可以观察到CH 4，NH3和NO等物种。
2022-07-19 astro-ph.EP
Terrestrial Planets Formation around Circumbinary Habitable Zone: Inward Migration in the Planetesimal Swarm
根据核心吸积理论，环双星胚只能在临界半长轴（CSMA）之外形成。然而，由于相对较高的密度的固体物质在内部磁盘，显着数量的小星子必须存在于内部区域时，胚胎形成的外部这个CSMA。因此，在气盘耗尽后，由星子群诱导的胚胎迁移是可能的。通过数值模拟，我们发现：（1）散射驱动的胚胎向内迁移是稳健的，如果采用类MMSN盘的质量分布，行星可以在宜居带形成;（2）内部区域的星子总质量和胚胎-胚胎连续散射是导致胚胎显著迁移的两个关键因素;（iii）分散驱动的胚胎迁移是一种自然的水分输送机制。我们建议，行星探测应集中在其宜居带靠近CSMA的密近双星。
2012-11-29 astro-ph.EP
Building the Terrestrial Planets: Constrained Accretion in the Inner Solar System
到目前为止，还没有一个吸积模型能够成功地再现内太阳系中所有观测到的约束。这些限制包括：1）轨道，特别是小的偏心率; 2）类地行星的质量--特别是火星相对较小的质量在以前的模拟中没有得到充分的再现; 3）地球和火星的形成时间尺度，从Hf/W同位素解释; 4）小行星带的整体结构，特别是缺乏行星胚胎大小物体的印记; 5）地球相对较大的含水量，假设它是以富含水的原始小行星物质的形式提供的。在这里，我们提出了40个高分辨率（N=1000-2000）动力学模拟的后期行星吸积的结果，再现这些约束的目标，虽然忽略了水星。我们假设木星和土星在每次模拟开始时都是完全形成的，并测试与“尼斯模型”一致和相反的轨道配置。“我们发现，木星和土星在圆形轨道上的配置在正确的时间尺度上形成了低偏心率的类地行星和富含水的地球，但火星的质量太大了5-10倍，胚胎经常滞留在小行星带中。木星和土星在当前位置但初始偏心率略高（e = 0.07-0.1）的配置产生了一个小火星，一个无胚胎的小行星带，和一个合理的地球模拟，但很少允许水输送到地球。我们测试的配置中没有一个再现了所有观察到的约束。（节略）
2009-05-22 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
Origin of Water in the Terrestrial Planets: Insights from Meteorite Data and Planet Formation Models
在水雪线之外，水凝结成冰，水雪线是太阳诞生时气体盘中温度低于170 K的位置。随着冰盘的演变和冷却，雪线向内移动。类地行星形成区的低温不太可能是行星上水的起源，而内外盘形成的行星天体的不同同位素组成表明太阳系内外物质的早期混合有限。我们的类地行星中的水更像是来自于内部盘的含氢物质，并由在雪线之外形成的富含水的微行星提供，这些微行星在巨行星的生长、迁移和动力学演化过程中向内分散。
2023-02-06 astro-ph.EP physics.geo-ph
Trojan capture by terrestrial planets
研究了金星、地球和火星捕获小行星进入1：1平均运动共振特别是特洛伊轨道的情况。目前的理论研究预测特洛伊小行星是行星形成的常见副产品。这不仅是外巨行星的情况，也是内太阳系的类地行星的情况。通过数值积分，我们研究了捕获效率和被捕获物体的稳定性。我们发现，与外行星相比，内太阳系行星的捕获效率更大，但大多数被捕获的特洛伊小行星都不是长期稳定的。在没有任何耗散力的情况下，研究了由对象的混沌行为引起的这种临时捕获。它们表现出一种有趣的混合动力学行为，就像从一个拉格朗日点跳到另一个拉格朗日点。
2016-11-22 astro-ph.EP
Puzzling out the coexistence of terrestrial planets and giant exoplanets. The 2/1 resonant periodic orbits
到目前为止，已经发现了数百颗巨行星，在巨行星系统中寻找系外地球变得非常有趣。在这项工作中，我们的目标是解决一个巨大的行星内部的轨道上的地球伴侣可能长期共存的问题，并探讨非共振和共振配置的稳定区域的程度。我们的研究主要集中在限制性三体问题上，其中内部的类地行星（无质量天体）在恒星和外部大质量行星的引力作用下沿圆形或椭圆形轨道运动。利用去趋势快速李雅普诺夫指标作为混沌指标，通过改变外巨行星的偏心率和内类地行星的半长轴，构造了系统的动力学稳定性映射，并确定了系统稳定域的边界.在周期轨道族计算的指导下，相空间被精心选择的稳定周期轨道解开，从而支撑稳定域。我们提供了所有可能的稳定域共面对称的配置和显示，一个类地行星，无论是在平均运动共振或不，可以与一个巨大的行星共存，当后者移动的圆形或（甚至高度）偏心轨道。新的家庭的对称和非对称周期轨道的2/1共振。结果表明，即使两颗行星的轨道都是高度偏心的，一颗内类地行星也可以在共振对称轨道上与一颗巨大的偏心外行星长时间共存。对于22个已探测到的由高偏心率巨行星组成的单行星系统，我们讨论了类地行星存在的可能性。这项研究特别适合于研究已探测到的巨行星系统中的伴星，并有助于改进观测数据。
2018-04-27 astro-ph.EP
How likely are Snowball episodes near the inner edge of the habitable zone?
了解全球冰川何时发生在类地行星上是气候演化研究的一个重大挑战。大多数关于温室气体（如CO2）在类地行星上如何随时间演变的模型都是确定性的，但地球气候历史的复杂性和非线性性质激发了对非确定性气候模型的研究。在这里，一个最简单的随机模型的CO2演化和气候的类地行星与不完美的CO2恒温器进行了研究。结果表明，在这个模型中，随着恒星光度的增加，平均大气CO浓度的降低使气候变得越来越不稳定，一旦接收到的恒星通量接近当今地球，就会出现低温状态的漂移。除非气候反馈总是迫使CO2浓度的变化随着接收到的恒星通量迅速下降，否则这意味着靠近宜居带内边缘的类地行星可能会相当频繁地进入雪球状态。对类地系外行星的日冕和颜色变化的观测应该可以让这一预测在未来得到直接检验。
2021-04-28 astro-ph.EP
Near Mean Motion Resonance of Terrestrial Planet Pair Induced by Giant Planet: Application to Kepler-68 System
在这项工作中，我们研究的配置形成的两个内部类地行星附近的平均运动共振（MMR）的一个遥远的气体巨星的扰动开普勒68系统，进行了数千个数值模拟。结果表明，类地行星的形成与第一类迁移的速度、行星的质量和巨行星的存在有关。这颗巨行星的质量和偏心率可能在塑造系统的最终配置方面发挥关键作用。如果巨行星以偏心轨道围绕中心恒星旋转，则内行星对可以被困在5：3或7：4的MMR中，这与开普勒-68的观测配置相似。此外，我们还发现，如果巨行星的质量大于5 $M_J$，则中间行星的偏心率可以被激发到大约0.2，否则类地行星倾向于保持近圆轨道。我们的研究可能提供一个可能的行星系的形成方案，拥有几个类地行星附近的MMR内部和一个气体巨星外部。
2020-06-25 astro-ph.EP
Implantation of asteroids from the terrestrial planet region: The effect of the timing of the giant planet instability
本研究通过数值模拟探究类地区域小行星向小行星带的植入效率与巨行星不稳定性发生时间的关联，发现不稳定性晚于气体盘消散约5百万年的情况与现有小行星带特征相符，为太阳系形成演化模型提供了新约束。
2024-04-16 astro-ph.EP
The effect of a strong pressure bump in the Sun's natal disk: Terrestrial planet formation via planetesimal accretion rather than pebble accretion
碳质和非碳质陨石的质量独立同位素异常显示出明确的二分法，表明太阳系的内部和外部有效分离。观测表明，在原行星盘中，毫米大小的卵石分布中，环状结构是常见的。这些结构往往与漂流卵石被捕获的局部压力最大的气体盘。类似的结构也可能存在于太阳的出生盘中，这可以自然地解释陨石/行星同位素的二分法。在这里，我们测试的影响，一个强大的压力在外盘（例如$\sim$ 5~au）的形成的内部太阳系。我们模拟了尘埃的凝聚和演化，星子的形成，以及通过星子和卵石的吸积胚胎的生长。我们的研究结果表明，陆地胚胎形成通过星子吸积，而不是卵石吸积。在我们的模型中，卵石的径向漂移促进了微行星的形成。然而，一旦形成了一个压力冲击，内部磁盘中的卵石通过漂移丢失之前，他们可以有效地增生的胚胎生长在$\gtrapprox$ 1~au。在$\sim$ 0.5-1.0au中的胚生长相对较快，并且可以更有效地附聚卵石。然而，这些同样的胚胎生长到更大的质量，所以它们应该向内迁移，这与当前的太阳系不一致。因此，类地行星很可能是由月球的巨大撞击吸积到大约火星质量的行星胚胎中形成的，大约在$\gtrapprox$ 1.0~au左右。最后，我们的模拟产生了一个陡峭的径向质量分布的星子在陆地区域，这是定性对齐的形成模型表明，小行星带出生低质量。
2021-05-03 astro-ph.EP
The debris disk - terrestrial planet connection
已知的太阳系外巨行星的偏心轨道提供了证据，表明大多数行星形成环境都经历了剧烈的动力学不稳定性。在这里，我们数值模拟了巨行星不稳定性对整个行星系的影响。我们发现，内部岩石和外部冰体的人口都是由巨行星动力学塑造的，并且自然相关。强烈的不稳定性--那些非常古怪的幸存的巨行星--完全清除了它们的内部和外部区域。相比之下，具有稳定或低质量巨行星的系统在其内部区域形成类地行星，并且外部冰冷的天体产生尘埃，这些尘埃在中红外波长下可以作为碎片盘观察到。15%到20%的老恒星被观察到有明亮的碎片盘（波长约为70微米），我们预测这些路标动态平静的环境应该包含类地行星。
2011-04-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hungaria region as possible source of Trojans and satellites in the inner solar-system
匈牙利族（主带最接近火星的区域）是行星穿越小行星的重要来源，甚至是类地行星的撞击物。我们提出的可能性，来自匈牙利家庭的小行星被捕获到与太阳系内的类地行星共轨运动。因此，我们进行了长期的数值积分（高达1亿年），以分析迁移从他们原来的位置-匈牙利家庭地区-到内部太阳系。在积分时间内，我们观察到匈牙利是否被捕获到与类地行星共轨运动。我们的研究结果表明，200个匈牙利人中有5.5%从匈牙利地区逃脱，成为共轨物体（特洛伊人，卫星或马蹄铁）的概率约为3.3%：火星为1.8%，地球为1.5%。此外，我们还区分了小行星被捕获的共轨运动类别以及它们在稳定运动中停留的时间。大多数逃脱的匈牙利人成为准卫星，而被捕获的特洛伊人则倾向于L_5拉格朗日点。这项工作突出表明，匈牙利地区是火星和地球共轨物体的来源。
2016-12-01 astro-ph.EP
The Moon-forming Impact as a Constraint for the Inner Solar System's Formation
本文利用月球形成对卵石吸积模型施加约束，指出其概率极低且无法解释地月成分差异，从而支持内太阳系类地行星由混沌碰撞增长形成。
2024-11-22 astro-ph.EP
Formation of terrestrial planets in disks evolving via disk winds and implications for the origin of the solar system's terrestrial planets
最近的三维磁流体动力学模拟已经确定了一种盘风，通过这种盘风，气体物质从原行星盘表面流失，这可以显著改变内盘的演变和类地行星的形成。同时描述盘中气态和固态成分的实际演化，可能为解决太阳系中类地行星的质量集中问题提供线索。我们模拟形成的类地行星从行星胚胎在磁盘，通过磁旋转不稳定性和磁盘风的演变。目的是研究盘风对行星系轨道演化和最终构型的影响。我们进行N体模拟60 0.1地球质量的胚胎在一个不断发展的磁盘。通过求解一个一维扩散方程的下沉项，占磁盘风的气体表面密度的演变进行跟踪。我们发现，即使在一个弱盘风的情况下，内盘的气体表面密度的径向斜率变浅，减缓或停止胚胎的I型迁移。如果盘风的影响很强，则盘轮廓会显著改变（例如，正表面密度梯度，由内向外排空），导致约1 AU内的胚胎向外迁移。盘风通过改变盘的轮廓，对几个天文单位内的类地行星的形成起着至关重要的作用。此外，胚胎可以进行收敛迁移到~ 1 AU在一定可能的条件下。在这种情况下，太阳系类地行星的特征（例如，质量浓度约为1 AU，晚期巨大撞击）。
2015-05-05 astro-ph.EP
Isotopically distinct terrestrial planets via local accretion
将陨石数据的同位素约束与行星形成的动力学模型相结合，有利于确定类地行星形成的最佳模型。先前的研究表明，在经典模型和大粘性模型中重现地球和火星独特同位素组成的可能性非常低。在Grand Tack模型的框架下，火星的同位素与地球不同，它必须在非常特定的条件下形成。在这里，我们进行了一个相当新的和未经探索的模型-耗尽光盘模型-的测试。它的前提是，从火星轨道到更远的原行星盘内部的区域质量耗尽，使得火星没有足够的物质成长为更大的尺寸。我们的目标是测试地球和火星不同的同位素组成是否是这个模型的自然结果。我们发现，类地行星大多在局部吸积物质，并有足够明显的补给区。如果在原行星盘的类地行星区域存在同位素梯度，那么地球和火星，甚至金星，都可以有不同的同位素组成。我们的研究结果表明，内太阳系中的物质很可能没有经历实质性的混合，使潜在的同位素梯度均匀化，这与大塔克模型相反，大塔克模型中的类地行星的喂养区几乎是相同的，因为木星的迁移混合了物质。
2020-08-20 astro-ph.EP
Probabilities of collisions of planetesimals from different regions of the feeding zone of the terrestrial planets with the forming planets and the Moon
根据到太阳的距离将类地行星的摄食区划分为7个区域，模拟了星子从摄食区迁移的过程。所有行星引力的影响都被考虑在内。在某些情况下，我们考虑的是类地行星的胚胎，而不是行星本身;它们的质量被假定为当前行星质量的0.1或0.3。迁移的微行星的轨道根数阵列被用来计算它们与行星、月球或它们的胚胎碰撞的概率。根据我们的计算，我们得出了关于类地行星聚集过程的结论。质量不超过当前行星质量十分之一的类地行星的胚胎主要从其轨道附近积累星子。当星子从木星和土星的供给区落到类地行星的胚胎上时，这些胚胎还没有获得行星的当前质量，这一区域的物质（包括水和挥发物）可以积聚在类地行星的内层。每个类地行星的内层主要是由位于某个行星轨道附近的物质形成的。地球和金星的外层可以从类地行星的取食带的不同部分为这两颗行星积累相同的物质。地球和金星可以在500万年内获得一半以上的质量。火星质量的相对快速增长可以用火星胚胎的形成来解释（火星胚胎的质量比火星小几倍），这是由于稀薄的凝结收缩造成的。
2020-03-25 astro-ph.EP
Two-source terrestrial planet formation with a sweeping secular resonance
Southwest Research Institute（西南研究所）
该研究提出双源模型解释内太阳系氧化梯度，通过长期共振将外盘迁移形成火星并贡献氧化材料。
2026-01-07 astro-ph.EP
Effects of Dynamical Evolution of Giant Planets on the Delivery of Atmophile Elements During Terrestrial Planet Formation
最近的观测开始揭示原恒星盘和太阳系以外行星的组成。本文探讨了巨行星动力学演化对类地行星组成的影响。我们用一个简单的凝聚模型估算了这些岩石行星的初始组成，并数值研究了太阳系几种不同形成模型中形成的行星的组成。我们发现，难熔元素和中等挥发性元素的丰度几乎不依赖于形成模式，并且所有的模式都可以重现地球上这些元素的丰度。另一方面，亲大气元素的丰度则取决于冰质星子向内盘的散射速率以及内盘星子的混合速率。对于经典的形成模型，这两种机制都不是有效的，大气元素在类地行星最后组装过程中的吸积似乎是困难的。对于Grand Tack模型，这两种机制都是有效的，这导致了内盘中亲大气元素的相对均匀的吸积。还可能具有“混合”场景，其中混合不是非常有效，但是散射是有效的。在这种情况下，大气元素的丰度随轨道半径的增加而增加。这种情况可能发生在一些太阳系外的行星系中，这些行星系没有巨行星或没有来自巨行星的强烈扰动。我们还确认，大钉的情况下，导致小行星类似物的分布，岩石星子往往存在内部冰冷的，并表明他们的整体组成是一致的S-型和C-型的微行星，分别。
2015-12-27 astro-ph.EP
The Role of Early Giant Planet Instability in the Terrestrial Planet Formation
类地行星被认为是由数十颗月球到火星大小的原行星在原行星气盘消散（t_0）后的t<2亿年时猛烈碰撞而形成的。太阳系巨行星在原行星盘阶段迅速形成，t_0后，通过与外盘微行星相互作用而径向迁移。早期（t<1亿年）的动力学不稳定性被认为发生在木星与一个行星大小的天体发生引力碰撞，向内跳跃约0.2-0.5 au，并降落在它目前的轻度偏心轨道上。在这里，我们调查如何巨行星的不稳定性影响的形成的类地行星。我们研究了几个不稳定的情况下，以前被证明符合许多太阳系的限制。我们发现，与巨行星的共振有助于消除固体附近的吸积约1.5 au，从而延缓火星的增长。然而，无论巨行星是在t_0时被放置在它们当前的轨道上，还是在我们的不稳定性模型中真实地演化，结果都是一样的。金星和地球紧密的轨道间距很难在我们的模拟中重现，包括物体从0.7-1 au的狭窄环中生长的情况，因为原行星在吸积过程中倾向于径向扩散。最好的结果是在窄环模型时，从分散的气体星云中出现的原行星被假定为（至少）火星的质量。这表明在太阳系的前1000万年期间，类地原行星发生了有效的吸积。
2020-12-03 astro-ph.EP
Detection of Laplace-resonant three-planet systems from transit timing variations
凌日时间变化（TTV）是有用的，以限制扰动行星的存在，特别是在共振系统中的变化强烈增强。在这里，我们专注于拉普拉斯共振的三行星系统，并假设内行星凌日恒星。对这三个天体的不同质量进行了动力学研究，特别注意了类地行星。我们认为最大的时间跨度为100年，并讨论了内行星TTVs曲线的形状。使用频率分析，我们突出了三个时期的系统的演变：两个时期与拉普拉斯共振角和第三个与岁差的近心点。这三个周期在一颗被两个地球伴星扰动的内部巨行星的TTV中被清楚地检测到。只有两个周期被检测到的木星-木星-地球配置（与巨大的相互作用）或三个类地行星（拉普拉斯周期）。然而，后一个系统可能受到内行星TTV的限制。最后，我们注意到，当拉普拉斯共振角的周期与两体组态的近心岁差相匹配时，共振的三个或两个木星系统的TTV会混合。这项研究强调了TTV长期观测计划对探测多行星共振系统的重要性。
2013-01-14 astro-ph.EP
The early instability scenario: terrestrial planet formation during the giant planet instability, and the effect of collisional fragmentation
太阳系的动力学状态可以用巨行星之间的轨道不稳定性来解释。最近的一个模型提出，巨行星不稳定性发生在类地行星形成的过程中。这种情况已经被证明是与内太阳系相匹配的，因为它阻碍了火星的生长，并阻止了小行星带中的行星形成。在这里，我们提出了一个大样本的新的模拟“早期不稳定”的情况。我们使用一个N体积分方案，占碰撞碎片，也进行了大量的控制模拟，不包括早期的巨行星不稳定性。由于总粒子数在考虑碰撞碎裂时减少得较慢，因此不断增长的行星的轨道通过动力学摩擦和与耗散角动量的小天体相遇（例如：打了就跑的撞击）而受到更强烈的阻尼。与没有碰撞碎片的模拟相比，我们完全进化的系统在其紧凑的质量分布和动态冷轨道方面提供了与太阳系类地行星更好的匹配。碰撞过程还往往会延长地球类似物的动态吸积时间尺度，并缩短火星类似物的动态吸积时间尺度。这产生的系统与相对增长的时间尺度更一致的同位素测年推断。因此，对于任何成功的内太阳系演化模型来说，解释碎片化都是极其重要的。
2018-12-18 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation at Home and Abroad
我们回顾了类地行星形成领域的现状，目的是了解内太阳系和低质量系外行星的形成。本文综述了从微行星到行星胚胎以及从胚胎到类地行星的吸积动力学和时间尺度。我们讨论了径向混合和水输送，行星自旋和有关磁盘和胚胎属性的参数的重要性。接下来，我们将吸积模型与系外行星联系起来。我们首先解释了为什么观测到的热超级地球可能是通过原位吸积或向内迁移形成的。我们展示了如何通过巨行星迁移和动力学不稳定性机制改变气体巨星系统中的类地行星形成。地球吸积的标准模型无法再现内太阳系。“大钉”模型解决了这个问题，使用的想法首先发展到解释巨大的系外行星。最后，我们讨论了大多数类地行星系统是否以与我们相同的方式形成，并强调了当前一代模拟中缺少的关键成分。
2014-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Terrestrial Planet Formation in the Inclined Systems: Application to OGLE-2006-BLG-109L System
本文以OGLE-2006-BLG-109 L系统为原型，对倾斜行星系的晚期类地行星形成进行了深入的研究。在模拟中，我们表明，类地行星的出现是相当普遍的，在最后的组装阶段。此外，我们发现，40%的运行最终占据一个行星的宜居带（HZ）。另一方面，数值计算结果还表明，从$\sim 0.1$到0.3AU的星子盘内部区域对类地行星的形成起着重要作用。通过检查所有模拟，我们注意到存活率位于0.1 $\sim$ 1.0 AU或超过7 AU之间，或在$\sim$ 2.20 AU处OGLE-2006-BLG-109 Lb的1：1平均运动共振处。研究结果表明，倾斜星系中存在类地行星甚至类地行星的可能性不大。
2011-08-04 astro-ph.EP
Planetesimals to Terrestrial Planets: collisional evolution amidst a dissipating gas disk
我们对类地行星的形成过程进行了数值模拟，研究了内太阳系中从微行星到行星的连续生长过程。以前的研究表明，生长将是由内而外的，但通常的做法仍然是假设整个内盘最终将达到胚胎和星子的双峰分布。对于盘质量，初始星子半径和气体盘寿命的组合，在这项工作中探索的整个磁盘从来没有达到一个简单的双峰质量分布。我们发现，由内而外的增长被放大的碰撞演化的固体和相互作用与耗散气体盘的综合影响。这导致了在同一时间内，在盘的不同位置永远不会实现寡头增长，在某些情况下，盘可以在1 au内支持混乱的增长和巨大的影响，并在2 au之外支持失控的增长。星子人口是有效地耗尽在内盘胚胎生长主要是在一个显着的气体盘的存在下进步。进一步在磁盘的增长是较慢的相对于气体盘耗散，导致更多的激发星子在同一阶段的增长和效率较低的吸积。由于碰撞研磨强烈改变了吸积行星相对于初始质量分布的表面密度，这种相同的效应导致了质量损失。与以前没有碰撞研磨的工作相比，这种效应降低了火星与地球的质量比。与之前的一些发现类似，这些模拟使用了截然不同的生长情景，产生了第一代行星胚胎，在不稳定并进入混沌生长阶段之前，这些胚胎稳定了10-20百万年，或气体耗散时标的5-10个e折叠时间。
2019-08-02 astro-ph.EP
Effects of pebble accretion on the growth and composition of planetesimals in the inner Solar System
最近的研究表明，除了质量越来越大的星子碰撞的经典观点外，毫米到米大小的“卵石”的吸积也可以重现类地行星的质量轨道分布。在这里，我们进行N体模拟研究卵石吸积对生长在太阳系内的不同直径的微行星的影响。模拟运行发生在气盘的寿命，同时也考虑到木星的增长。我们发现，卵石吸积可以增加固体盘的质量至少几倍，其初始质量与合理的假设，卵石碎片较小的颗粒在雪线和气体盘诱导的轨道迁移效应的力量。卵石对质量的如此大的贡献似乎意味着内太阳系的同位素组成应该与卵石源（即外太阳系）相似。这一推论似乎违反了所观测到的太阳系样本的核合成同位素二分法。因此，卵石吸积在类地行星的形成过程中几乎没有作用。
2021-12-22 astro-ph.EP
Earth-Mass Planets in Tandem Disks
Okayama Astronomical Museum（冈山天文博物馆）；RIKEN Center for Advanced Photonics（理化学研究所先进光子中心）
本文通过双盘模型解释类地行星形成，显示内边缘产生岩石行星，外边缘形成气态巨行星，与太阳系类地行星分布相符。
2026-01-14 astro-ph.EP
Jupiter's Decisive Role in the Inner Solar System's Early Evolution
太阳系外行星系的统计数据表明，行星形成的默认模式产生的行星轨道周期短于100天，质量大大超过地球。从这个角度来看，太阳系是不寻常的。在这里，我们提出的模拟表明，木星和土星的一个流行的形成场景，其中木星从> 5 AU向内迁移到~ 1.5 AU，然后反转方向，可以解释太阳系类地行星的低总质量，以及没有小于0.4 AU的行星。木星的向内迁移将s ~ 10-100 km的微行星带入低阶平均运动共振，引导并激发它们的轨道。由此产生的碰撞级联产生了一个小行星盘，在气体阻力下演化，将任何先前存在的短周期行星推向太阳。在这种情况下，太阳系的类地行星是由在动力学演化的主要阶段之后仍然存在的气体匮乏的质量耗尽的碎片形成的。
2015-03-31 astro-ph.EP
Did Jupiter's core form in the innermost parts of the Sun's protoplanetary disk?
木星的核心通常被认为是在雪线之外形成的。在这里，我们考虑另一种情况，即木星的核心可能已经积累在原行星盘的最内部。越来越多的研究表明，小颗粒（“卵石”）不断地通过磁盘向内漂移。如果一小部分漂流的鹅卵石被困在圆盘的内边缘，一个质量相当于地球的核心就会迅速成长。随后，核心可能会通过行星盘的相互作用向外迁移到雪线之外。当然，要到达外太阳系，木星的核心必须穿过类地行星形成区。我们使用N体模拟，包括从一个潜在的气体盘的合成力来研究如何向外迁移的木星的核心雕刻的陆地区域。如果向外迁移的速度很快（Tmig~10^4年），则核心会简单地迁移经过居住的星子和行星胚胎。然而，如果它的迁移速度较慢（Tmig~10^5年），内核会通过引导平均运动共振中的物体从内部圆盘中移除固体。在许多情况下，在0.5-1天文单位的圆盘内部，胚胎和大多数星子都被清除了。木星核心的向外迁移在太阳附近产生了质量赤字，因此可以解释为什么没有比水星更近的类地行星。木星的迁移核心经常刺激另一个大的（~地球质量）核心的生长-这可能为土星的核心提供种子-被困在外部共振中。迁移的核心也可能将一部分陆地微行星，如铁陨石的假定母体，运送到小行星带。
2016-03-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Fragility of the Terrestrial Planets During a Giant Planet Instability
如果巨行星经历轨道不稳定性，使一个或多个冰巨星蒸发，那么外太阳系的许多特征在数值模拟中都会重现。在这种不稳定期间，木星和土星的轨道发生偏离，跨越其2：1平均运动共振（MMR），这种共振交叉可以激发类地行星轨道。使用这种巨大的行星不稳定性的模拟大合奏，我们直接模拟在此过程中的类地行星轨道的演变，特别注意再现外行星的基本特征的系统。在保留四颗巨行星并以木星和土星超过2：1的MMR结束的系统中，我们发现至少有85%的概率至少有一颗类地行星丢失。此外，设法保留所有四个类地行星的系统通常会以类地行星的偏心率和倾角大于观测值而结束。类地行星轨道的激发水平与观测轨道相当的可能性小于~5%。如果我们考虑到外行星轨道复制良好的概率，我们发现内行星和外行星的轨道结构在同一系统中同时复制的概率为1%或更低。这些微小的概率增加了这样一种可能性，即巨行星的不稳定性发生在类地行星形成之前。这种情况意味着巨行星的不稳定性不是后期重轰炸的来源，类地行星的形成是在巨行星处于现代构型时完成的。
2015-10-28 astro-ph.EP
Outward Migration of Terrestrial Embryos in Binary Systems
我们考虑的形成和迁移的原行星胚胎在磁盘周围的恒星在紧联系统（分离约20 AU。在这样的系统中，由于双星伴星的扰动效应，预计逃逸胚形成的初始阶段仅发生在某个临界盘半径a_{crit}内（Thebault et al. 2009）。我们进行n体模拟这样一个人口的内盘胚胎周围的外盘较小的星子的演化。以半人马座α-B为基准参考实例，其中a_{crit}约为0.7天文单位，并使用具有$Σ\propto a^{-3/2}$的最小质量星云模型，我们发现在10^6年（10^7年）内，系统将平均包含迁移到0.9天文单位（1.2天文单位）的胚胎，最外层的平均质量为0.2 M_{earth} 0.4 M_{earth}。改变以增加固体的表面密度或使用更平坦的轮廓都产生增加的胚胎迁移和生长。在一个给定的时间，在这些模拟中，发现最外层胚胎的半长轴的相对变化基本上与a_{crit}无关，我们注意到，超过10^7年的胚胎迁移很少发生。我们的结论是，抑制失控的增长以外的a_{crit}并不意味着在这种紧密的双星系统的可居住区将缺乏可检测的，类地行星，即使a_{crit}在于显着内部的宜居带的内边缘。
2009-09-01 astro-ph.EP
Formation of terrestrial planets in eccentric and inclined giant planet systems
最近几年，已经有关于巨行星的行星轨道相互倾斜的证据。本文旨在研究偏心和倾斜的大质量巨行星对类地行星形成过程的影响，并探讨它是否可能导致倾斜的类地行星的存在。我们对偏心和倾斜巨行星系统中的行星吸积晚期进行了126次模拟。在II型迁移和行星-行星散射的共同作用下，巨行星系统的物理和轨道参数来自于三颗巨行星在气体盘后期阶段的n体模拟。十四两个和三个行星的配置已被选定，与多样化的质量，半长轴（共振配置或不），偏心率和倾角（包括共面系统）在分散的气体盘。然后，我们跟踪了这些系统与由星子和胚胎组成的内盘的引力相互作用（每个系统9次运行），详细研究了形成的类地行星的最终配置。虽然共面巨行星系统中有几颗类地行星，一般都和地球一样大，并且主要在低偏心率和低倾角的轨道上，但在具有相互倾斜的巨行星系统中形成的类地行星通常数量较少，质量较小（<0.5 M_{\Earth}），并且具有更大的偏心率和倾角。这项工作表明，通过经典吸积理论，即使在脱离盘相的共面巨行星系统中，类地行星也可以在稳定的倾斜轨道上形成。
2018-02-01 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation from Two Source Reservoirs
本文通过上千次动力学模拟提出类地行星形成的双储库模型，解释内行星轨道质量、地球化学组成及地火同位素差异，并推断忒伊亚与原地球具有相似吸积历史。
2025-07-20 astro-ph.EP
Forming Massive Terrestrial Satellites through Binary-Exchange Capture
本研究通过无碰撞双星交换捕获机制，证明地球大小的类地行星可捕获0.01至0.1地球质量的大质量卫星，并验证了类似地月系统的潮汐演化稳定性。
2024-06-24 astro-ph.EP
Growing the terrestrial planets from the gradual accumulation of sub-meter sized objects
构建类地行星一直是行星形成模型的一个挑战。特别是，经典理论无法重现火星的小质量，而是预测一颗接近1.5天文单位的行星应该与地球质量大致相同。最近，一种名为粘性搅拌卵石吸积（VSPA）的新模型已经开发出来，可以解释气体巨星的形成。这个模型设想，巨行星的核心是由100到1000公里的天体形成的，这些天体直接吸积了一群鹅卵石-亚米大小的天体，它们在原行星盘中缓慢生长。在这里，我们将这个模型应用到类地行星区域，发现它可以再现内太阳系的基本结构，包括一个小火星和一个低质量的小行星带。我们的模型表明，对于一个初始人口的大小类似的主带小行星，VSPA变得低效超过$\sim\!$ 1.5 AU。因此，火星的生长受到阻碍，小行星带中没有任何大的东西可以积累。
2015-10-07 astro-ph.EP
Formation of the terrestrial planets in the solar system around 1 au via radial concentration of planetesimals
水星的轨道内没有行星存在，而太阳系的类地行星则呈现出局部化的结构。根据原行星盘的热结构计算，除了盘演化的早期阶段外，在距太阳0.1 au处有一条硅酸盐凝聚线（~ 1300 K），星子可能在水星轨道内形成。最近的一项关于磁盘演化的研究，包括磁驱动磁盘风的研究表明，气体磁盘在距离中心恒星约1 au的范围内获得了正的表面密度斜率。在一个具有正的中平面压力梯度的区域中，微行星发生向外的径向漂移。我们调查的径向漂移的星子和I型迁移的行星胚胎在磁盘中的粘性发展与磁驱动盘风。我们展示的情况下，没有行星留在附近的区域。微行星的径向漂移模拟使用最近的磁盘演变模型，包括磁盘风的影响。行星形成的后期阶段，也进行了行星胚胎的N体模拟检查。我们表明，在磁盘演化的中期阶段，星子可以进行收敛径向漂移磁旋转不稳定性（MRI）不活跃的磁盘，其中的压力最大值创建，并积累在一个狭窄的环状区域与内边缘在~ 0.7 AU从太阳。我们还表明，行星胚胎，可能会从狭窄的星子环不表现出显着的I型迁移在磁盘演化的后期阶段。太阳系的类地行星的定域结构，特别是近区行星的缺乏，可以用近区正压梯度盘中的星子的会聚径向漂移来解释。
2018-04-06 astro-ph.EP
Making Terrestrial Planets: High Temperatures, FU Orionis Outbursts, Earth, and Planetary System Architectures
目前的原行星尘埃凝聚理论并不能预测与地球处于紧张状态的干燥硅酸盐星子。虽然已经提出了解决这一困境的方法，但它们通常都没有通过数值研究，或者与地球的（低，波动性依赖）挥发性和中等挥发性元素丰度存在紧张关系。在Boley等人（2014）的工作基础上，我们研究了熔融颗粒碰撞的影响，并发现它们可能为干燥的硅酸盐微行星问题提供解决方案。此外，加热的来源，无论是热的内部磁盘或FU猎户座规模吸积事件，将决定所产生的星子的位置，可能控制随后的行星系架构。我们假设，那些经历了FU Orionis尺度吸积事件的系统拥有与我们类似的行星系，而那些没有像开普勒看到的那样拥有非常接近，紧密堆积的行星的系统。
2017-04-18 astro-ph.EP
Mineral dust increases the habitability of terrestrial planets but confounds biomarker detection
确定我们太阳系以外的可居住行星是当前和未来空间任务的一个关键目标。然而，可居住性不仅取决于恒星的辐照度，还同样取决于行星大气的组成部分。在这里，我们第一次表明，辐射活跃的矿物尘埃将对类地系外行星的可居住性产生重大影响。在潮汐锁定的行星上，尘埃使昼侧变冷，使夜侧变热，显著扩大了宜居带。独立的轨道配置，我们认为，空气中的灰尘可以推迟行星水分损失的内部边缘的宜居带，通过反馈，涉及减少海洋覆盖和增加灰尘负载。灰尘的列入显着模糊的关键生物标志物气体（如臭氧，甲烷）在模拟的传输光谱，这意味着对观测的解释有重要影响。我们表明，未来的观测和理论研究类地系外行星必须考虑尘埃的影响。
2020-06-08 astro-ph.EP
Formation of Terrestrial Planets
在过去的十年里，我们对类地行星形成的理解取得了重大进展。但关键问题依然存在。在这篇评论中，我们首先解决的100公里尺度的星子的尘埃凝结和浓度的结果，目前的模型有利于流动的不稳定性的增长。微行星通过卵石和微行星的吸积作用成长为火星大小（或更大）的行星胚胎。内太阳系最终组装的模型必须符合与类地行星和小行星有关的限制，包括它们的轨道和成分分布以及推断的生长时间尺度。目前的两个模型-大钉和低质量（或空的）原始小行星带假设-都符合经验限制，但都有关键的不确定性，需要进一步研究。我们提出了近距离超级地球的形成模型-最接近我们自己的类地行星，尽管它们的形成历史非常不同-和气体巨系统中的类地系外行星。我们解释了为什么超级地球系统不能形成原位，而是可能是向内的气体驱动的迁移，然后由紧凑的共振链中断的结果。太阳系不太可能拥有一个早期的超级地球系统;相反，木星的早期形成可能阻止了冰巨人的向内迁移。最后，我们提出了一系列事件，可以解释为什么我们的太阳系看起来不同于99%以上的系外行星系统。
2018-03-23 astro-ph.EP
The Primordial Solar wind as a Sculptor of Terrestrial Planet Formation
我们的太阳系几乎完全没有水星轨道内部的物质，与通常居住在太阳系外行星系类似区域内的多个地球物质形成鲜明对比。最近的研究表明，在太阳系历史早期，木星的轨道迁移使内太阳系的原始行星物质碎片化。然而，在0.4天文单位内没有后续行星形成的原因仍然没有解决。在这里，我们表明，水星目前的轨道内部的碎片容易向外迁移驱动的早期太阳风，增强了太阳的原始快速旋转和强大的磁场。由太阳风等离子体的方位角运动产生的冲压压力将大约100米大小的物体从0.1天文单位运送到类地行星形成区，在地球形成的大约30-50万年的时间跨度内。这类物质的质量通常超过水星，可以与地球相媲美。因此，现今的类地行星和小行星带区域是由来自最内层、炽热的太阳系的大量物质提供的，这为一些小行星内部的高温蚀变和水星的高铁含量提供了可能的解释。
2018-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Analysis of terrestrial planet formation by the Grand Tack model: System architecture and tack location
类地行星形成的大塔克模型是近年来出现的，作为解释内太阳系几个观测特征的首要假设。它依赖于巨行星的早期迁移，通过引力塑造和混合小行星盘，使其下降到~1 AU，之后类地行星从狭窄的环日环带中留下的物质中吸积。在这里，我们已经调查了如何在一系列的初始条件和迁移过程中的票价改变（“tack”）的位置。我们已经运行了大量的N-体模拟与钉的位置为1.5 AU和2 AU，并测试了初始条件，使用等质量的行星胚胎和半分析的方法寡头增长。我们利用最近的模型，考虑到粘性加热的原太阳盘，包括1型迁移的全部效果，并采用一个现实的质量半径关系的不断增长的类地行星。结果表明，在大于95%的置信度下，木星在1.5天文单位的典型粘性位置与最大质量行星在1天文单位的位置不一致。这有利于在2 AU处更远地钉出所采用的盘模型和参数。在不同的初始条件下，我们发现寡头情况能够统计地再现类地行星的轨道结构和质量分布，而等质量胚胎情况则不能。
2016-03-03 astro-ph.EP
Search strategies for Trojan asteroids in the inner Solar System
特洛伊小行星是一种小行星，它们与一颗行星共享围绕太阳的轨道，并围绕L4或L5拉格朗日稳定点进行平动。它们很重要，因为它们携带了早期太阳系形成的信息，当时天体之间的碰撞更为频繁。类地行星特洛伊的发现和研究将有助于约束内太阳系天体分布和相互作用的模型。我们提出了约束最佳搜索区域的模型，以及测量望远镜最大限度地提高探测内行星特洛伊的概率的策略。我们还考虑了探测盖亚卫星的影响，以及盖亚观测几何的局限性。
2011-11-10 astro-ph.EP
Water in the terrestrial planet-forming zone of the PDS 70 disk
本研究利用JWST观测基准目标PDS 70原行星盘，首次在其含行星间隙的内盘类地行星形成区探测到水，揭示了水的原位形成与留存机制，并发现内盘几何结构存在变化。
2023-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of eccentricity on climates and habitability of terrestrial exoplanets around M dwarfs
偏心率是一个重要的轨道参数。了解它对行星气候和可居住性的影响对于我们在太阳系之外寻找可居住的世界至关重要。M-矮行星的轨道构型总是被潮汐锁定在共振态，这与类太阳恒星的轨道构型有很大的不同。M矮行星需要单独研究。在这里，我们使用一个全面的三维大气环流模式，系统地研究偏心率如何影响M-矮系外行星的气候和可居住性。模拟结果表明：（1）即使在e = 0.4时，这类行星的季节气候循环也很弱。水行星在其轨道运行期间不太可能脱离宜居带。(2)年全球平均地面温度随偏心率的增加而显著增加，这是由于云的偏心率减小所致。失控温室内边缘和潮湿温室内边缘都向外移动。(3)偏心轨道上的行星可以被捕获到其他自旋轨道共振态，从而形成不同的气候模式，即眼球模式和条纹球模式，其中条纹球模式由于行星轨道的减小而具有明显的高地面温度。在外缘附近，p = 1.0和2.0的行星更能抵抗雪球状态，这是因为恒星通量更集中。因此，具有整数自旋轨道共振数的行星比具有半整数自旋轨道共振态的行星具有更宽的宜居带。最重要的是，与圆形轨道相比，离心率缩小了宜居带的宽度。
2017-10-03 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation: Constraining the Formation of Mercury
太阳系四颗类地行星的形成是行星科学最基本的问题之一。然而，水星的形成仍然知之甚少。我们研究了类地行星的形成进行110高分辨率N体模拟运行使用超过100胚胎和6000盘星子代表一个原始的原行星盘。为了研究水星的形成，这些模拟考虑了在0.2-0.5 AU（水星区域）和磁盘的内部区域，有和没有质量增强超过冰线位置，aIL，在磁盘中，其中aIL = 1.5，2.25，和3.0 AU进行了测试。虽然金星和地球的类似物（考虑到轨道和质量）在大多数运行中成功形成，但水星的类似物只在9次运行中获得。火星的类似物也同样稀少。我们的水星类似物集中在轨道与~ 0.27-0.34 au，相对较小的偏心率/倾角，和中位数质量m ~ 0.2地球质量。此外，我们发现我们的水星类似物的最终质量大部分来自胚胎/星子，最初位于1000万年内的0.2和~1-1.5 au之间，而其余的质量来自更广泛的区域，后来达到~3 au。虽然冰线在水星区域行星的形成中可以忽略不计，但它使所有类地行星都富含水。事实上，水星的类似物在类地行星形成的末期显示出水的质量分数范围很广。
2017-03-06 astro-ph.EP
Characterization of the L 98-59 multi-planetary system with HARPS: two confirmed terrestrial planets and a mass upper limit on the third
L 98-59（TIC 307210830，TOI-175）是一颗附近的M3矮星，TESS发现它周围有三颗地球大小的凌日行星（0.80、1.35、1.57地球半径），轨道周期短于7.5天。在这里，我们的目标是测量质量的已知过境行星在这个系统中使用精确的径向速度（RV）测量与HARPS摄谱仪。我们考虑训练和未经训练的高斯过程回归模型的恒星活动，同时模拟RV数据与行星信号。我们的RV分析，然后补充动力学模拟，以提供强大的约束行星的轨道偏心率，要求长期稳定。我们测量了两颗最外层行星的行星质量，分别是$2.46\pm 0.31$和$2.26\pm 0.50$地球质量，这证实了它们的大部分地球成分。我们能够以95%的置信度对最小的、最里面的行星的质量设定上限，即$<0.98$地球质量。我们的RV加上动力学稳定性分析对轨道偏心率有很强的约束，并显示每个行星的轨道可能有$e<0.1$，以确保动态稳定的系统。L 98-59紧凑的三个可能的岩石行星系统为研究行星形成、动力学稳定性和比较大气行星学提供了一个独特的实验室。持续的RV监测将有助于完善最内层行星的特征，并可能在更宽的距离上揭示系统中的其他行星。
2019-05-25 astro-ph.EP
The threat of Centaurs for terrestrial planets and their orbital evolution as impactors
半人马座是太阳系天体，其轨道位于木星和海王星的轨道之间。半人马座是近地天体的来源之一。因此，了解它们的轨道演变至关重要，在某些情况下，它们的轨道演变可能最终与类地行星相撞，并产生灾难性事件。我们研究了半人马座朝向太阳系内部的轨道演化，并估计了在晚重轰炸后与类地行星的近距离接触和撞击的数量，假设半人马座处于稳定状态。我们还估计了可能的陨石坑大小。我们计算出释放的水的近似数量：在地球上，这大约是现在总水量的0.00001。我们还发现了半人马座的子区域，可能的撞击物来自那里。虽然陨石坑的直径可以达到数百公里，但考虑到目前已知的半人马座人口，大多数陨石坑的直径都不到10公里。对于所有行星和平均直径为12公里的撞击物，自晚期重轰炸以来的平均撞击频率是地球每1.9 Gyr一次，金星每2.1 Gyr一次。对于较小的天体（例如> 1公里），在最近的太阳系中，撞击地球的频率为每1440万年一次，撞击金星的频率为每1310万年一次，撞击火星的频率为每4630万年一次。只有53%的半人马可以进入类地行星区域，7%的半人马可以与类地行星互动。
2018-10-07 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation: Dynamical shake-up and the low mass of Mars
我们考虑一个动力学的震动模型来解释火星的低质量和缺乏行星的小行星带。在我们的假设中，当太阳星云耗尽时，与木星的长期共振扫过内太阳系，使太阳原行星盘中的共振激发与碰撞阻尼相对抗。我们报告的结果广泛的数值计算的行星形成的星子在陆地区，有和没有动力学的动摇。如果太阳在陆地区域的气盘在大约一百万年内耗尽，那么横扫共振会抑制小行星带中的行星形成，并大大限制火星的大小。这种现象可能发生在其他长周期大质量行星的恒星周围，表明小行星带类似物很常见。
2017-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The great dichotomy of the Solar System: small terrestrial embryos and massive giant planet cores
太阳系的基本结构是由内部的低质量类地行星和外部的巨行星所决定的。这是由于在原行星盘的气体成分的生命周期内，形成了一个多个胚胎系统，其内部盘的质量大约是火星的质量，外部盘的几个多地球质量的核心。胚胎/核心的质量分布中这种二分法的起源是什么？在本文中，我们表明，经典的过程中，从一个磁盘的星子失控和寡头增长不能解释这种二分法，即使原来的固体表面密度增加的雪线。相反，如果某些假设成立的话，漂浮的卵石被胚胎和核心吸积可以解释这种二分法。我们建议，卵石的质量流量是低的两倍，卵石的特征尺寸约为10倍小于雪线内比超越雪线（分别在日心距离$r<r_{ice}$和$r>r_{ice}$，其中$r_{ice}$是雪线日心距离），由于冰升华和分裂成一个集合的球粒大小的硅酸盐颗粒的冰卵石。在这种情况下，原始月球下质量的物体将在圆盘的两个区域以截然不同的速度增长。在雪线以内，这些天体的质量将接近火星的质量，而在雪线以外，它们将增长到$\sim 20$地球的质量。结果可能会随着假设参数的变化而发生定量变化，但在原行星质量分布中建立一个明确的二分法似乎是可靠的，前提是盘中有足够的湍流，以防止硅酸盐颗粒沉积成非常薄的层。
2015-06-04 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation from a ring
长期以来，人们一直认为，如果所有的类地行星都形成在一个大约1天文单位的固体物质的微小环内，那么当前系统的集中质量距离分布就可以重现。最近的微行星形成模型也支持这一观点。在这项研究中，我们重新审视环模型进行了一些高分辨率的N体模拟10万年的环的自相互作用的微行星，与各种径向分布的气体盘。我们发现，即使所有的星子形成在一个最小质量的太阳星云状盘约1天文单位，该系统往往径向扩展吸积的进行，导致在行星胚胎系统缺乏质量浓度约1天文单位。将气体盘的表面密度修改为具有在约1 AU处的峰值的凹形形状有助于保持质量集中在约1 AU处并解决径向分散问题。我们进一步提出，这样一个圆盘应该是短暂的（<= 100万年），并在最里面的区域（< 1 AU）比以前提出的更浅的径向梯度，以防止地球过快的增长。未来的研究应将最有希望的模拟扩大到1亿年，并以自洽的方式处理小行星带的演变及其在类地行星形成中的作用。
2023-02-27 astro-ph.EP
Super-Earth formation in systems with cold giants
本研究通过参数分析探讨了含有冷巨行星系统中超级地球的形成机制，发现内盘粘性加热程度是调节卵石吸积效率的关键因素，其差异能解释不同系统内地行星类型的分布，而水冰线和外部巨行星的影响相对有限。
2025-06-20 astro-ph.EP
Embryo formation with GPU acceleration: reevaluating the initial conditions for terrestrial accretion
太阳系的类地行星被认为是在数百万年的时间里从一片较小的胚胎和微行星的海洋中积累而成的。由于不可能知道原始太阳星云中固体的表面密度分布和尺寸频率分布，区分各种提出的演化方案一直是历史上困难的。几乎所有以前的类地行星形成的模拟都假设月球到火星的大量胚胎在原始气盘阶段形成于整个内太阳系。然而，通过胚胎增长模型验证这一假设在计算上具有挑战性，因为需要大量的身体。在这里，我们重新评估这个问题的GPU加速，直接N体模拟胚胎生长从r~100公里的微行星。我们发现，胚胎出现的原始气相在一个给定的径向距离已经有类似的质量最大的物体在同一半长轴在现代太阳系。因此，地球和金星达到了它们现代质量的50%，火星质量的胚胎在火星区域形成，谷神星质量的物体在整个小行星带中普遍存在。与其他最近的工作相一致，我们的新的初始条件的陆地吸积模型产生显着改善太阳系类似物时，通过巨大的影响阶段的行星形成。然而，我们仍然得出结论，需要一个额外的动力学机制，如巨行星迁移，以防止地球大规模的火星类似物的增长。
2020-05-07 astro-ph.EP
