Migration and gas accretion scenarios for the Kepler 16, 34 and 35 circumbinary planets
开普勒任务已经探测到了几颗环联星行星。最近的工作强调了在观测到的位置形成这些行星的困难。有人认为，这些行星形成在它们的盘更远的地方，并迁移到它们被观察到的位置。我们研究嵌入在circumbinary光盘模型的开普勒-16，开普勒-34和开普勒-35三个系统的行星的轨道演化。其目标是：探索形成情景的可解释性，在这种情景中，核心在距离双星很远的地方形成，并随着气盘的分散而向内迁移和气体吸积;确定哪组盘参数导致行星的最终轨道与观测到的系统合理吻合。我们进行了模拟的密切的二进制系统与不同的纵横比，和粘性应力参数的circumbinary光盘相互作用。一旦双星+盘系统达到准平衡，我们将一颗行星嵌入盘中，并研究其在双星和盘力作用下的演化。我们考虑完全形成的行星，其质量等于从开普勒数据推断的质量，以及在气盘分散时迁移和吸积气体的低质量核心。所有系统的一个典型结果是，当行星进入双星系统形成的内腔时，向内迁移的停滞。环双星的圆盘变得偏心，圆盘的偏心率迫使行星进入非圆形轨道。对于开普勒-16 b，开普勒-34 b和开普勒-35 b系统中的每一个，我们都获得了参数与观测数据相当吻合的行星。这里提出的模拟提供了一个形成的情况下，核心的形式，向内迁移和吸积气体的支持，但所观察到的开普勒系统的准确拟合可能需要盘模型，显着更复杂的输入物理。
2013-07-02 astro-ph.EP
Modelling Circumbinary Planets: The case of Kepler-38
最近，开普勒太空望远镜发现了一些围绕双星运行的行星。在少数系统中，行星的位置接近动力学稳定极限。由于很难在如此近的轨道上形成行星，人们认为它们是在更远的地方形成的，并迁移到了现在的位置。我们的目标是构建更真实的行星迁移模型，并确定这些行星的最终位置。在我们的工作中，我们专注于开普勒-38系统。利用二维流体动力学模拟研究了环双星盘的演化过程。我们研究局部等温磁盘以及更现实的模型与粘性加热，从磁盘表面的辐射冷却，和辐射扩散的磁盘中平面。在圆盘达到平衡后，一个115地球质量的行星被嵌入其中，并跟踪其演化。在所有的情况下，行星停止向内迁移靠近磁盘的内边缘。在具有典型盘尺度高度H/r = 0.05的等温盘中，最终结果与观测到的行星开普勒-38b的位置非常吻合。对于辐射模型，圆盘的厚度和内缘的位置由系统中的质量决定。当表面密度在1天文单位时为3000 g/cm ^2时，内隙靠近双星，行星停止在与双星的5：1和4：1平均运动共振之间的区域。一个圆盘的质量约为四分之一的模型产生的最终位置非常接近观测到的位置。对于在环双星盘中迁移的行星，最终的位置取决于盘的结构。已知观测到的环联行星轨道，嵌入行星的辐射盘模拟可以提供系统演化最后阶段物理状态的重要信息。
2014-01-29 astro-ph.EP
Transit Timing Observations from Kepler: IV. Confirmation of 4 Multiple Planet Systems by Simple Physical Models
已知有80个行星系有两个或更多的行星围绕太阳以外的恒星运行。对于大多数，数据可以充分解释为非相互作用的开普勒轨道，所以这些系统的动力学相互作用还没有被观察到。在这里，我们展示了开普勒航天器的4组光变曲线，每一组都显示了多颗行星经过同一颗恒星。这些凌日的时间偏离严格的周期性表明行星相互扰动：观测到的时间变化与另一颗行星的强迫频率相匹配。这表明这些对象在同一系统中。接下来，我们通过要求系统在天文时间尺度上保持稳定，将它们的质量限制在行星范围内。最后，我们报告动力学适合过境时间，产生行星的质量和偏心率的可能值。随着定时数据的时间跨度增加，动态拟合可以允许对系统架构的详细约束，即使在高精度多普勒跟踪不切实际的情况下。
2012-04-02 astro-ph.EP
On the formation of the Kepler-10 planetary system
在本文中，我们调查了开普勒-10系统中的3和17个地球质量的固体行星通过碰撞和合并在初始种群的胚胎中形成所需的条件。通过进行大量的N体模拟，我们表明，初始人口的总质量必须显着大于两颗行星的质量，这两颗行星必须建立在比它们目前的位置更远的地方，距离中心恒星至少几个天文单位。这些行星必须成长得足够快，这样它们才能从剩余的、质量较小的核心中分离出来，迁移到现在的位置。当其他核心迁移进来时，磁盘的内边缘已经移出，因此这些核心今天无法被检测到。我们还计算了一个巨大的气体包层将被吸积超过的临界核心质量，并表明，它是大于17个地球质量，如果星子吸积到核心的速率大于10^{-6}地球质量每年。对于每年10^{-6}到10^{-5}个地球质量的星子吸积率，17个地球质量的核心预计不会吸积超过1个地球质量的气体。本文中的结果表明，像开普勒-10这样的行星系可能并不罕见，尽管它可能形成于一个相当大的圆盘中。
2014-07-29 astro-ph.EP
The Role of Disc Self-Gravity in Circumbinary Planet Systems: II. Planet Evolution
我们提出的流体动力学模拟的结果检查迁移和生长的行星嵌入在自引力的circumbinary光盘。双星参数的选择模仿开普勒-16，-34和-35系统，这项研究的目的是检查盘质量的作用，在确定的停止位置的迁移行星在由中央二进制创建的空腔的边缘。当盘状星云质量超过5- 10 $\times$（最小质量太阳星云模型）时，盘状星云的自重会导致空洞的显著收缩。在星盘寿命早期形成的行星可以通过星盘迁移，并在比通常低质量星盘更靠近中心恒星的位置失速，从而使模拟和观察到的轨道结构更接近一致。在大质量圆盘的空腔中绕轨道运行的行星的存在可以防止空腔尺寸扩大到较低质量圆盘的尺寸。随着圆盘质量在长时间尺度上减少，这表明环联行星系统保留了它们初始条件的记忆。我们的模拟产生的行星轨道与开普勒-16b很好地一致，而不需要自引力;开普勒-34模拟系统产生广泛和高度偏心的空腔，自引力提高了模拟和数据之间的一致性。开普勒-35b更难以详细解释，因为它的质量相对较低，这导致模拟的停止位置比观测到的半径更大。
2017-05-08 astro-ph.EP
The Dynamical History of the Kepler-221 Planet System
该研究提出Kepler-221曾由五颗行星组成，经不稳定合并形成行星d并重建b/c/e三体共振，并通过REBOUND模拟给出其轨道扩张所需条件。
2025-02-27 astro-ph.EP
Obliquity Variations of Habitable Zone Planets Kepler-62f and Kepler-186f
倾角变化在行星的气候和可居住性方面可以发挥重要作用。由行星伴星引起的轨道调制和行星的自转轴进动（由于来自主星的扭矩）可能导致共振相互作用，并导致大幅度的行星度变化。在这里，我们考虑开普勒-62 f和开普勒-186 f的自旋轴动力学，这两个都居住在其宿主恒星周围的宜居带。利用{\emph{N}}-体模拟和长期数值积分，我们描述了它们在特定实现的行星系的质量演化。然后，我们使用一个广义的分析框架来表征参数空间中的区域，其中的结晶度是可变的大幅度。我们发现，在低倾角区域（$\lesssim 40^\circ$）中，变化的位置会根据行星属性和系统架构进行微调。例如，假设自转周期为24小时，开普勒-62 f和开普勒-186 f的结晶度在$\sim 40^\circ$以下是稳定的，而高结晶度区域（$60^\circ - 90^\circ$）允许适度的变化。然而，对于Kepler-62f或Kepler-186f的一些其他旋转周期，由于共振相互作用，低折射率区域可能变得更加可变。即使是与共面性的微小偏差（例如，相互倾斜$\sim 3^\circ$）也会引起峰间结晶度变化，最高可达$\sim 20^\circ$。未被发现的行星伴星和/或卫星的存在也可能破坏低轨道区域的稳定。在所有情况下，高重复性区域允许适度变化，并且对应于逆行运动的所有重复性（即$> 90^\circ$）都是稳定的。
2018-05-04 astro-ph.EP
Forming Circumbinary Planets: N-body Simulations of Kepler-34
对轨道非常靠近中心恒星的环联星行星的观测表明，行星形成可能发生在非常恶劣的环境中，在那里，来自联星的引力对原始原行星盘的吸引力应该非常强。离心率振荡造成的碰撞速度和轨道交叉的提高，是导致高能、潜在破坏性碰撞的主要因素，这些碰撞抑制了有希望的行星的生长。在这项工作中，我们进行高分辨率，粒子间引力使N体模拟，调查在开普勒-34系统的星子生长的可行性。我们改进了以前的工作，包括星子盘自引力和广泛的碰撞模型，以准确地处理星际相互作用。我们发现，超级灾难性的侵蚀事件是占主导地位的机制，包括开普勒-34（AB）b的轨道半径，使原位生长不太可能。更有可能的是Kepler-34（AB）b来自1.5AU以外的区域。根据我们对开普勒-34所做的结论，似乎所有目前已知的环联星行星也都从它们的形成位置显著迁移，开普勒-47（AB）c可能是个例外。
2014-02-03 astro-ph.EP
The scattering outcomes of Kepler circumbinary planets: planet mass ratio
最近的研究表明，Kepler-34 b和Kepler-413 b的自由偏心率远大于它们的强迫偏心率，这意味着它们的形成过程中可能发生了散射事件。观测到的开普勒-34b的轨道配置不能很好地再现在磁盘驱动的迁移模型，而两个行星散射的情况下可以发挥重要作用的塑造行星配置。这些研究表明，开普勒发现的环双星行星可能经历了散射过程。在这项工作中，我们广泛的调查散射的结果，环联行星的行星质量比的影响为重点。我们发现，行星质量比和行星的初始相对位置是影响幸存行星偏心率分布的两个重要参数。作为模型的应用，我们讨论了观测到的Kepler-34 b和Kepler-413 b的轨道构型。我们首先采用盘驱动模型的结果作为初始条件，然后模拟了发生在环双星行星演化后期的散射过程。结果表明，当考虑两颗不等质量行星的抛射模型时，Kepler-34 b和Kepler-413 b的当前轨道构型可以很好地再现。我们的工作进一步表明，目前发现的一些环双星单行星系统可能是原始多行星系统的幸存者。盘驱动的迁移和后期发生的散射事件对最终系统的塑造起着不可替代的作用。
2017-09-13 astro-ph.EP
Dusty circumbinary discs: inner cavity structures and stopping locations of migrating planets
我们提出的结果的双流体动力学模拟的circumbinary光盘组成的气体和尘埃，有和没有嵌入式行星，检查的影响，尘埃的潮汐截断内腔的结构和上的停车位置的迁移行星。在这项概念验证研究中，我们考虑开普勒-16和-34类似物，并检查尘埃流体的斯托克斯数范围内$10^{-4} \le St \le 10^{-1}$和尘埃气体比为0.01和1。对于典型的尘埃与气体的比例为0.01，我们发现，包含的尘埃只有一个微小的影响相比，无尘模拟嵌入式行星的腔和停止位置。然而，对于增强的尘埃-气体比的统一，假设是由于显着的尘埃漂移和积累而产生的，我们发现尘埃可以通过收缩和循环内腔产生戏剧性的影响，这使得行星的停车位置更接近中央双星。这项工作证明了在环双星盘和行星的研究中考虑气体和尘埃的重要性，并提供了一种解释环双星行星（如开普勒-34 b）轨道特性的潜在方法，迄今为止，这些行星很难使用仅气体流体动力学模拟来解释。
2022-04-08 astro-ph.EP
A Fourth Planet in the Kepler-51 System Revealed by Transit Timing Variations
本文通过JWST等后续观测发现Kepler-51d凌星时刻偏离三行星模型，提出引入第四颗外层行星Kepler-51e可解释该偏差，并表明内侧行星仍保持低密度，强调了长期跟踪TTV系统对探测长周期行星的重要性。
2024-10-04 astro-ph.EP
On the Stability of Additional Moons Orbiting Kepler-1625 b
自从提出了系外卫星候选人开普勒-1625 b-I改变了我们看到卫星系统的方式。由于其不寻常的物理特性，人们对这一候选物质的稳定性和来源提出了许多疑问。目前，我们有足够的理论研究来保证，如果开普勒-1625 b-I确实被证实，它将是稳定的。还探讨了这一候选人的起源。之前的工作表明，最有可能的情况是捕获，尽管也调查了原位形成的条件。在这项工作中，我们假设Kepler-1625 b-I是一颗外卫星，并研究了在同一系统中稳定存在另外一颗大质量外卫星的可能性。为了模拟这种情况，我们对一个系统进行了N体模拟，其中包括行星Kepler-1625 b-I和一颗额外的类地卫星。根据以前的结果，我们系统中的卫星将暴露于与行星的潮汐相互作用以及由于行星旋转而产生的引力效应。我们发现开普勒-1625 b周围的卫星系统能够容纳两颗巨大的卫星。这颗额外的类地卫星将稳定在行星和开普勒-1625 b-I之间的不同位置，优先选择$25$ $R_p$内部的区域。研究结果表明，类地卫星与Kepler-1625 b-I之间的强潮汐相互作用是保证卫星在靠近行星的圆轨道上稳定的重要机制，而类地卫星与Kepler-1625 b-I之间的2：1平均运动共振将为更宽轨道上的卫星提供稳定性。
2021-12-06 astro-ph.EP
Migration traps as the root cause of the Kepler dichotomy
人们通常认为，“开普勒二分法”-在开普勒星表中有一颗凌日行星的行星系明显过多-反映了行星轨道相互倾斜的内在双峰性。在对行星形成进行了600次模拟之后，接着进行了模拟的开普勒观测，我们提出，这种明显的二分法反映了迁移量的差异和行星半长轴分离成不同的“集群”。我们发现，我们模拟的大质量系统迁移迅速，使更多的行星进入不到200天的轨道周期。外行星经常陷入迁移陷阱-一系列行星质量和位置，其中占主导地位的共同旋转扭矩阻止向内迁移-将系统分为两个集群。如果星系团足够分离，内部的星系团在动力学上会保持冷态，导致相互倾斜度较低，探测到多颗凌日行星的可能性较高。相反，我们模拟的低质量系统通常在200天内带来更少的行星，形成一个快速变得动态不稳定的单一集群，导致碰撞和高相互倾斜。我们提出了一种替代解释明显的开普勒二分法，在形成过程中的迁移陷阱导致开普勒探测窗口内的行星较少，相互倾斜只起次要作用。如果我们的假设是正确的，那么开普勒的STIP（具有紧密堆积的内部行星的系统）是逃脱了共同旋转陷阱捕获的行星样本，它们的大小可能是对原行星盘结构的有价值的探索。
2022-08-17 astro-ph.EP
The California-Kepler Survey. VI: Kepler Multis and Singles Have Similar Planet and Stellar Properties Indicating a Common Origin
加州-开普勒巡天（CKS）的星表包含了\Kepler \行星候选者的精确恒星和行星性质，包括有多颗凌日行星的系统（“多”）和只有一颗凌日行星的系统（“单”，尽管可能存在其他行星）。我们比较了完整CKS-Gaia目录中同质子集中多星和单星的恒星和行星特性。我们发现亚海王星大小的单星系和多星系在恒星性质或行星半径上没有区别。具体而言：（1.）开普勒次海王星大小的单星系和多星系的恒星性质$M_\star$、[Fe/H]和$v\mathrm{sin}i$的分布在统计上是不可区分的。（2.）亚海王星大小的单体和多单体的半径分布与$P > 3$天是不可区分的，都有一个山谷在$\sim1.8~R_\oplus$。然而，探测到的短周期（$P < 3$天）、亚海王星大小的单星系明显多于多星系。主星性质、行星半径和单行星和多行星半径谷的相似性表明它们有共同的起源。类似的半径谷，这可能是雕刻的光蒸发从主恒星在第一个100万年，表明行星在单和多花了大部分的第一个100万年附近，近距离的位置。一种解释是，与单行星和多行星的相似基本性质相一致的是，许多单行星是经历行星-行星散射的多行星系统的成员。
2018-10-09 astro-ph.EP
How to build Tatooine: reducing secular excitation in Kepler circumbinary planet formation
开普勒最近发现的环双星行星系是行星形成理论的重要试验平台。在双星周围的圆盘中，微行星的生长预计会被抑制在~10 AU的内部，这是由于微行星之间的高相对速度的长期激发，导致它们的碰撞破坏（而不是聚集）。在这里，我们表明，在行星形成的气体环双星盘的重力驱动快速进动的微行星和双星轨道，导致强烈的抑制微行星的偏心率超过2-3 AU，并使1-100公里的对象在该地区的增长成为可能。吸积友好区域的边界的精确位置取决于由二进制扭矩清除的内部盘腔的大小和盘质量（即使0.01 M_太阳盘强烈抑制星子激发），除其他外。中央双星轨道的岁差，由于环双星盘内缘的质量集中而增强，在这种抑制中起着关键作用，这是环双星行星形成特有的特征。
2012-12-10 astro-ph.EP
Asymmetric Orbital Distribution near Mean Motion Resonance: Application to Planets Observed by Kepler and Radial Velocities
开普勒凌日巡天和各种视向速度（RV）巡天发现了许多多行星系统。开普勒行星显示出一个不对称的特征，即轨道周期间隔略窄/宽的行星对存在小但显著的赤字/过剩，特别是在一阶平均运动共振（MMR）附近，如2：1和3：2 MMR。类似地，如果不完全相同，RV行星也有不对称的特征（堆积宽度为2：1 MMR），但仅限于大质量行星。我们分析和数值研究行星的轨道演化附近和MMR。我们发现，它们的轨道周期比可以不对称地分布在MMR中心周围，而与耗散无关。在没有耗散的情况下，开普勒行星的轨道分布不对称性在3：2 MMR中可以部分再现，但在2：1 MMR中不能再现，这意味着耗散对后者可能更重要。大质量RV行星堆积在2：1 MMR附近，这与行星单独形成然后向MMR迁移的情况一致。堆积的位置推断出大质量行星的K值在1-100的数量级上，其中K是行星迁移期间轨道偏心率和半长轴之间的阻尼率比。
2016-09-27 astro-ph.EP
Discovery of a Transiting Planet Near the Snow-Line
在大多数关于行星形成的理论中，雪线代表了内部岩石行星和外部冰巨星之间的边界。雪线的广泛分离使得过境世界的发现具有挑战性，但过境将允许详细的后续表征。开普勒-421b是一颗天王星大小的系外行星，每704.2天在近圆形轨道上经过一颗G9/K 0矮星。利用公开的开普勒测光，我们证明了这两个观测到的凌日可以唯一地归因于704.2天的周期。使用BLENDER进行的详细光变曲线分析验证了Kepler-421 b的行星性质，置信度>4 sigmas。开普勒-421 b接收到的太阳辐射量与太阳系中约2天文单位的天体相同，而对于天王星来说，它的有效温度约为180 K。利用一个与时间相关的原行星盘模型，我们估计开普勒-421 b现在的半长轴在300万年后超过了雪线，这表明开普勒-421 b可能已经在其观测位置形成。
2014-07-17 astro-ph.EP
Near Mean-motion Resonances in the Systems Observed by Kepler: Affected by Mass Accretion and Type I Migration
截至2017年4月，开普勒任务已经发布了超过4496颗行星候选者，其中3483颗行星已被确认。行星的统计结果表明，在轨道周期比分布中，在1.5和2.0附近有两个峰值。观测结果表明，在行星形成过程中，大量的行星对可能首先被捕获到平均运动共振（MMR）中。随后，这些行星离开精确的共振位置，接近MMR配置。通过I型迁移，两颗低质量行星倾向于被困在一阶MMR（2：1或3：2 MMR）中，然而行星的质量吸积和潜在的向外迁移在重塑它们最终的轨道配置中起着重要作用。在质量吸积的情况下，行星对可以穿过2：1的MMR，然后进入3：2的MMR，特别是对于内部的对。在这种形成情况下，如果两颗行星形成在一个扁平的盘中，那么它们被锁定在3：2 MMR中的可能性就会增加。此外，向外迁移可以使行星有很大的可能性被困在3：2 MMR中。我们进行额外的运行，以调查这些行星在三行星系统的质量关系，我们表明，两个峰值附近的1.5和2.0的周期比的两个行星可以很容易地通过我们的形成方案再现。我们进一步表明，在链共振系统（例如，4：2：1、3：2：1、6：3：2和9：6：4 MMR）。这一机制可用于理解开普勒-48、开普勒-53、开普勒-100、开普勒-192、开普勒-297、开普勒-399和开普勒-450等星系的形成。
2017-10-07 astro-ph.EP
Characterizing the Cool KOIs IV: Kepler-32 as a prototype for the formation of compact planetary systems throughout the Galaxy
开普勒太空望远镜揭示了地球大小的行星群，为理解行星形成提供了新的背景，从而开辟了系外行星发现空间的新前景。银河系中大约70%的恒星属于小型M矮星类，其中数千颗位于开普勒的视野内，其中大量目标显示行星过境信号。开普勒-32是开普勒M矮星样本中的一颗典型恒星，它为我们提供了一个难得的机会：五颗行星经过这颗恒星，让我们对其结构有了一个广阔的视野。这个紧凑系统的所有五颗行星都在水星轨道的三分之一大小的距离内绕着它们的主星运行，最里面的行星距离恒星光球层只有4.3个恒星半径。新的观测限制了可能的假阳性情况，使我们能够验证整个开普勒-32系统，使其成为已知最丰富的M矮星周围的凌日行星系统。基于恒星尘埃升华半径的考虑，三个相邻的行星，最小质量的原行星星云，和挥发性的内容推断的行星，近周期的可压缩性，我们提出开普勒-32行星形成在较大的轨道半径和向内迁移到他们现在的位置。从开普勒-32行星的挥发性物质含量推断，以及对行星盘迁移率的数量级估计，表明这些行星可能是在雪线之外形成的，并在气体盘存在的情况下迁移。开普勒-32行星代表了围绕开普勒M矮星运行的所有行星候选者，我们计算出每颗恒星的行星出现率为1.0 +/- 0.1。因此，开普勒-32行星的形成为我们银河系中已知最大的行星群之一的形成提供了一个合理的蓝图。
2012-12-31 astro-ph.EP
Stability of Earth-mass Planets in the Kepler-68 System
表征多行星系外系统的一个关键组成部分是根据观测到的特性测试轨道稳定性。这种特征不仅测试了如何解释观测结果的有效性，而且还可以对探测到的行星的性质施加额外的限制。开普勒任务已经确定了数百个多行星系统，但也有一些有额外的非凌日行星，也有很好的特征宿主恒星。开普勒-68就是这样一个系统，我们能够提供详细的轨道动力学研究。我们使用恒星参数来计算该系统的宜居带的范围，表明外行星位于该区域内。我们使用N体积分来研究系统的轨道稳定性，特别是对外行星的轨道倾角限制i> 5度。最后，我们提出了一个详尽的稳定性模拟，调查稳定轨道的地球质量的行星的可能位置的结果。我们发现，在宜居带内有几个稳定的岛屿，可以庇护这样一颗行星，特别是在2：3的平均运动共振与外行星。
2016-09-08 astro-ph.EP
Constraining the Densities of the Three Kepler-289 Planets with Transit Timing Variations
开普勒-289是一个三行星系统，包含两颗次海王星和一颗围绕一颗年轻的类太阳恒星运行的冷巨行星。这三颗行星都表现出凌日时间变化（TTV），两对相邻的行星都有接近2：1轨道共振的轨道周期。我们使用Palomar天文台200”Hale望远镜上的宽视场红外照相机（WIRC）观测了Kepler-289 c的两次凌日，使用漫射器辅助测光从地面获得类似太空的测光精度。这些新的凌日观测将原来的四年开普勒TTV基线延长了7.5年。我们重新减少档案开普勒数据与改进的恒星活动校正，并进行联合适合与帕洛玛数据约束过境形状，并获得更新的过境时间。然后，我们对TTV进行建模，以确定这三颗行星的质量，并限制它们的密度和体积组成。我们的新分析对所有三颗行星的质量和密度限制进行了两次或两次以上的改进，最里面的行星表现出最大的改进。我们更新的内两颗行星的大气质量分数表明，它们可能有富含氢的外壳，与它们在半径谷上侧的位置一致。我们还首次限制了外土星质量行星Kepler-289 c的重元素组成，发现它含有30.5 $\pm$ 6.9 $M_{\oplus}$的金属。我们使用尘埃演化模型表明，开普勒-289 c必须形成超过1~au，并可能超过3~au，然后向内迁移。
2022-07-29 astro-ph.EP
Stability of exomoons around the Kepler transiting circumbinary planets
开普勒任务已经探测到了一些凌日的环联行星（CBPs）。虽然目前还没有探测到，但系外卫星可能围绕其中一些CBP运行，它们可能适合庇护生命。这种外卫星存在的一个必要条件是它们的长期动力学稳定性。在这里，我们调查的稳定性外卫星周围的开普勒CBPs使用数值$N$体积分。我们确定的稳定区域，并获得稳定地图（a_m，i_pm）平面，其中a_m是初始的外月半长轴相对于CBP，和i_pm是初始倾角的外月围绕行星的轨道相对于行星的轨道围绕恒星双星。忽略对i_pm的任何依赖，对于大多数开普勒CBP，稳定区域可以很好地描述为双星轨道与绕CBP的月球轨道的1：1平均运动可互换性的位置。这与双星系的不稳定效应有关，而与双星系被单星系取代的情况相比，这一点可以通过相应的三体积分得到证实。对于高倾角，演化以Lidov-Kozai振荡为主，它可以使处于动态稳定轨道的卫星在CBP内靠近，引发潮汐演化、潮汐破坏或直接碰撞等强相互作用。这表明开普勒CBPs周围缺乏高度倾斜的外卫星，而共面的外卫星是动态允许的。
2018-08-02 astro-ph.EP
Evolution of circumbinary planets around eccentric binaries: The case of Kepler-34
围绕中央双星系统运行的行星的存在立即引发了关于它们的形成和动力学演化的问题。开普勒太空望远镜最近发现的环联星行星表明，其中一些行星接近动力学稳定极限，很难在原地形成行星。对于具有近似圆形轨道的双星系统，例如开普勒-38，观测到的行星轨道接近稳定极限，可以通过行星在圆盘中形成并向内迁移到观测位置的演化过程来理解。开普勒-34系统的轨道偏心率很高，为0.52。在这里，我们使用二维流体动力学模拟来分析这个系统周围观察到的行星的演化情景。高偏心双星在盘上打开一个宽的内孔，也是偏心的，并显示出缓慢的旋进。由于大而偏心的内部间隙，嵌入的行星最终会处于平衡位置，该位置位于开普勒-34 b的观测位置之外，但具有正确的偏心率。为了解释开普勒-34 b的轨道与中央双星更近的原因，我们考虑了一个双行星的情况，并通过联合向内迁移和捕获到平均运动共振来研究系统的演化。当内行星在盘的间隙内运行时，行星-行星散射会发生。虽然经常有一个物体被抛入一个大的，高度偏心的轨道，但有时系统会留下一颗行星接近观测轨道，这表明开普勒34可能有两颗环联星行星，其中一颗可能被分散到系统之外，或者进入一个在开普勒运行期间没有经过中央联星的轨道。
2015-06-23 astro-ph.EP
Accretion and Evolution of ~2.5 Earth-mass Planets with Voluminous H/He Envelopes
根据核吸积模型，对海王星大小范围内具有低质量但体积庞大的H_2/He气体包层的行星的形成进行了详细的数值模拟。形成的位置范围从0.5到4天文单位从1太阳质量的恒星被认为是。最后一颗行星的重元素核心是2.2- 2.5地球质量，外壳是0.037- 0.16地球质量。形成过程持续了200万年或更短的时间，之后行星以恒定的质量演化，直到几个Gyr的年龄。对于假设的平衡温度为250，500和1000 K，它们的计算最终半径与开普勒航天器观测到的半径进行比较。对于开普勒-11 f的特殊情况下，我们解决的问题，它是否可以在原地形成，或是否从形成的位置更远的磁盘迁移是必需的。
2014-07-05 astro-ph.EP
Probing exoplanet clouds with optical phase curves
开普勒-7b是迄今为止唯一一颗从光学相位曲线推断出云的系外行星-从可见光波长的整个圆盘亮度测量作为轨道相位的函数。除此之外，相位曲线似乎被反射的星光所主导，这一事实使这颗近距离的巨行星成为一个独特的研究案例。在这里，我们调查的覆盖范围和光学特性的行星云的测量相位曲线中包含的信息。我们生成开普勒-7b的云图，并使用多次散射的方法来创建合成相位曲线，从而将假设的云与测量结果联系起来。我们表明，光学相位曲线可以帮助约束云粒子的组成和大小。事实上，开普勒-7b的模型拟合需要吸收性差的颗粒，这些颗粒以低至中等的各向异性效率散射，结论与硅酸盐、钙钛矿和亚微米半径的二氧化硅的凝聚物一致。我们还表明，我们在确定云的范围和位置方面的能力是有限的。这些考虑与大气环流模式的光学相位曲线的解释有关。最后，我们估计了Kepler-7 b在Kepler通带内的球面散射度在0.4- 0.5之间。
2015-11-04 astro-ph.EP
Stellar wind interaction and pick-up ion escape of the Kepler-11 "super-Earths"
研究了Kepler-11系统中恒星风与扩展的以氢为主的行星上层大气之间的相互作用以及由此产生的行星拾取离子从5个“超级地球”中的逃逸，并将逃逸率与中性氢原子的热逃逸效率进行了比较。假设Kepler-11的恒星风与太阳风相似，我们采用多变的一维流体动力学风模型来估计行星轨道上的风特性。我们应用直接模拟蒙特卡罗模型来模拟开普勒-11b-f周围的氢日冕和恒星风等离子体相互作用，在现实的预期加热效率范围为15- 40%。同样的模型被用来估计离子拾取逃逸的XUV加热和流体动力学扩展的开普勒-11b-f的上层大气。从相互作用模型中，我们研究了可能的磁矩的影响，计算行星离子的电荷交换和光电离产生率，并估计所有五个行星的拾取H+离子的损失率。我们比较的结果之间的五个“超级地球”，并在更广泛的意义上也与中性行星氢原子的热逃逸率。我们的研究结果表明，对于所有开普勒-11b-f系外行星，行星周围都形成了巨大的中性氢日冕。日冕的非对称形式在不同的行星之间会有所不同，主要由辐射压和引力效应决定。开普勒-11“超级地球”的电离氢原子的非热逃逸率在6.4e30 1/s和4.1e31 1/s之间变化，这取决于行星的轨道位置和假设的加热效率。这些值分别对应于约1.07e7 g/s和6.8e7 g/s的非热质量损失率，这是热逃逸率的百分之几。
2014-01-22 astro-ph.EP
Modelling circumbinary protoplanetary disks II. Gas disk feedback on planetesimal dynamical and collisional evolution in the circumbinary systems Kepler-16 and 34
目标。本文研究了在进动偏心气体盘引力影响下，围绕观测系统Kepler- 16和Kepler-34的环双星原行星盘中小行星生长的可能性。方法.我们嵌入我们以前的流体动力学模拟的结果，原行星盘周围的二进制到N体代码执行3D，高分辨率，粒子间引力启用模拟的星子生长和动力学，包括由气体赋予的引力。结果包括完整的，进动的不对称气体盘产生高偏心率轨道的微行星轨道在边缘的circumbinary腔，气体表面密度和偏心率有其最大值。气盘能够有效地调整在某些区域的星子近心点，从而形成相控的、不相互作用的轨道。在这些区域之外，偏心的微行星轨道变得错位和重叠，导致微行星碰撞时轨道交叉和相对速度高。这可能导致侵蚀性碰撞数量的增加，远远超过导致增长的碰撞数量。来自静态轴对称气体盘的引力聚焦是弱的，并且不显著改变来自无气体情况的碰撞结果。结论.由于气盘的不对称性，微行星受到强烈的扰动而进入高度偏心的轨道。在微行星轨道没有很好地对齐的地方，轨道交叉导致侵蚀性碰撞的数量增加。这使得在开普勒-16 b和开普勒-34 b的位置很难发生持续的小行星吸积，因此我们排除了原位生长。这进一步支持了我们最初的建议，即大多数环双星行星应该在盘的更远处形成并向内迁移。
2016-04-06 astro-ph.EP
Origin Scenarios for the Kepler 36 Planetary System
我们探讨了开普勒36系统中两个不同密度的行星在7：6平均运动共振附近的相邻轨道上的起源。我们发现，微调需要在随机强迫振幅，迁移率和行星偏心率，让两个收敛迁移行星绕过平均运动共振，如4：3，5：4和6：5，但允许捕获到7：6共振。随机强迫可以将系统从共振中弹出，导致行星之间的碰撞，除非诱导迁移和随机强迫的磁盘在共振捕获后很快耗尽。我们探讨了一种情况下，大约火星质量胚胎起源外部的两个行星和向内迁移到两个行星。我们发现，重力与胚胎的相互作用可以推动系统的共振。用大约六个胚胎的数值积分可以使两个行星处于7：6的共振状态。行星和胚胎之间的碰撞具有广泛的碰撞角度和速度分布，从吸积到破坏。我们发现撞击可以在足够高的撞击角度和速度下发生，行星的外壳可能被剥离，留下一个致密的核心。我们的一些整合显示两颗行星交换了位置，允许经历过多次胚胎碰撞的外行星成为最里面的行星。一个涉及引力相互作用和与胚胎碰撞的场景可以解释开普勒36行星的接近和它们的大密度对比。
2013-08-01 astro-ph.EP
Influence of the circumbinary disk gravity on planetesimal accumulation in the Kepler 16 system
最近，美国宇航局开普勒任务的观测发现了第一颗环绕双星轨道的行星。我们试图回答的问题是，这些行星在环双星盘中的何处形成，以及它们在其中迁移了多远才到达现在的位置。我们研究的是行星形成的第一个也是更微妙的阶段，即微行星积累形成行星胚胎的阶段。我们使用流体动力学程序FARGO来研究盘的演化和嵌入其中的微行星的测试种群。用这种混合流体动力学-N-体程序，我们可以正确地解释气体对微行星的拖曳力和盘对微行星的引力。数值模拟结果表明，微行星群中偏心盘的引力使它们的偏心率远大于距恒星10 AU以内的双星扰动所引起的偏心率。此外，行星盘的重力阻止了小行星近心点的完全对齐。这两种效应都导致了大的冲击速度，超过了侵蚀的临界值。行星体在环双星盘中的聚集似乎是由于环双星盘的引力扰动而被阻止靠近恒星对。观测到的行星可能形成于盘的外部区域，然后通过与盘的潮汐相互作用迁移到内部。
2013-03-20 astro-ph.EP
Migration of planets in circumbinary discs
在双星附近的近轨道上发现行星引起了关于它们形成的问题。据信，这些行星在盘的外部区域形成，然后通过行星盘的相互作用迁移到它们目前的位置。考虑到五个不同的系统（开普勒-16，-34，-35，-38和-413），我们模拟了行星通过圆盘的迁移，特别关注行星的最终轨道要素。我们调查如何最终的轨道参数的光盘和行星质量的影响。使用二维，局部等温，粘性流体动力学模拟，我们首先模拟所有五个系统的磁盘动力学，其次是嵌入式行星的迁移特性的研究具有不同的质量。对于所有的系统，我们发现，光盘变得偏心和进动缓慢。我们确认了不同质量比的双星在进动周期-间隙-尺寸图上的分岔特征。开普勒-16、-35、-38和-413系统位于下支，开普勒-34位于上支。对于小的二进制偏心率的系统，我们发现一个新的非单调的，环状的功能。在所有系统中，行星都迁移到盘腔的内边缘。根据行星盘的质量比，我们观察到两个不同的制度。大质量行星可以通过压缩和循环内腔来显著改变盘结构，并且它们保持在接近圆形的轨道上。质量较低的行星受到圆盘的强烈影响，它们的偏心率被激发到很高的值，它们的轨道与内盘对齐，处于拱心共转状态。在我们的模拟中，行星的最终位置相对于观测结果来说通常太大了，因为圆盘的内部间隙很大。在最偏心的圆盘（开普勒-34和-413周围）中的迁移行星显示出最大的最终偏心率，与观测结果一致。
2018-08-16 astro-ph.EP
Compositional imprints in density-distance-time: a rocky composition for close-in low-mass exoplanets from the location of the valley of evaporation
我们使用一个端到端的行星形成，热力学演化和大气逃逸模型来研究蒸发的统计印记如何依赖于行星核心的大部分组成（岩石与冰）。我们发现，人口广泛的印记，如“蒸发谷”的位置在距离半径平面和相应的双峰半径分布明显不同，这取决于散装组成的核心。与观测到的山谷位置（Fulton et al. 2017）的比较表明，接近的低质量开普勒行星主要由类似地球的岩石组成。结合MMR之外的周期比，这表明低质量的开普勒行星在水冰线内形成，但仍在进行轨道迁移。失去所有原始H/He的行星的核心半径变得可见。对于在距离-半径平面上处于这个“蒸发三角形”中的行星，其成分的简并度降低了。在观察到的图中，我们发现随着半径的增加，挥发物含量越来越高的趋势（R/R_Earth<1.6岩石; 1.6-3.0冰和/或H/He; >3：H/He）。质量密度图包含了关于形成和演化的重要信息。其特征性的破碎V形揭示了从固体行星到低质量核心主导的H/He行星，最后到气体主导的巨星的转变。蒸发导致低质量行星的密度和轨道距离是反相关的，与巨星相反，在巨星中，更近的行星密度较低，可能是由于膨胀。这里报告的统计特性的时间演变将是感兴趣的PLATO 2.0任务，将观察时间方面。
2017-12-01 astro-ph.EP
A deep radius valley revealed by Kepler short cadence observations
半径谷的特征，即，观测到的1.5-2地球半径之间的行星周期短于约100天，为近距离行星的形成和演化提供了见解。我们通过使用开普勒1分钟短节奏观测重新调整431颗行星的凌日，呈现了半径谷的新视图，其中绝大多数以前从未以这种方式进行过分析。在某些情况下，更新的行星参数与以前的研究有很大不同，导致半径谷比以前观察到的更深。这表明行星在形成时可能具有更均匀的核心成分。此外，使用支持向量机，我们发现，半径谷的位置强烈依赖于轨道周期和恒星质量和弱依赖于恒星年龄，与$\partial \log {\left(R_{p, \text{valley}} \right)}/ \partial \log{P} = -0.096_{-0.027}^{+0.023}$，$\partial \log {\left(R_{p, \text{valley}} \right)}/ \partial \log{M_{\star}} = 0.231_{-0.064}^{+0.053}$，和$\partial \log {\left(R_{p, \text{valley}} \right)}/ \partial \log{\left( \text{age} \right)} = 0.033_{-0.025}^{+0.017}$。这些研究结果有利于热驱动的质量损失模型，如光蒸发和核心供电的质量损失，与后一种情况略有偏好。最…
2023-01-10 astro-ph.EP
The detailed chemical composition of the terrestrial planet host Kepler-10
对太阳和太阳双星的化学丰度研究表明，与挥发性元素相比，太阳中难熔元素的成分已经耗尽，这可能是由于类地行星的形成。为了进一步研究这种情况，我们对类地行星开普勒-10及其14颗恒星孪生子进行了逐行差分化学丰度分析。利用高质量的CFHT、HET和Magellan光谱的严格微分分析，获得了Kepler-10及其双星的恒星参数和元素丰度。当与大多数厚盘双胞胎相比时，开普勒-10显示出相对于挥发性元素的耐火元素的耗尽，这可能是由于开普勒-10系统中的类地行星的形成。平均丰度模式相当于约13个地球质量，而开普勒-10系统中的两颗已知行星的质量总和约为20个地球质量。然而，对于八个厚盘双晶中的两个，没有发现耗尽模式。行星特征、恒星年龄、恒星诞生地点和银河系化学演化）可能导致或影响丰度随冷凝温度的变化趋势，我们发现这些趋势进一步支持了行星特征假说。
2015-11-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
On The Relative Sizes of Planets Within Kepler Multiple Candidate Systems
我们提出了一个研究的相对大小的行星内的多个候选系统发现的$Kepler$任务。在校正样本的检测和几何偏差后，我们将给定行星系内每个行星的大小与其他行星的大小进行了比较。我们发现，对于行星对，其中一个或两个对象是大约海王星大小或更大，较大的行星往往是行星与较长的周期。当两颗行星都小于海王星时，就没有这样的大小-位置相关性了。具体地说，如果一对行星中至少有一颗行星的半径为$\gtrsim 3R_\oplus$，那么这对行星中的$68\pm 6%$的内行星的半径小于外行星的半径，而如果一对行星中的两颗行星都小于$\lesssim3 R_\oplus$，则不会观察到行星的优先顺序。
2012-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
New Formation Models for the Kepler-36 System
根据核心成核吸积方案，对Kepler-36系统中行星的形成进行了详细的数值模拟。更新了标准模型，以包括在行星的气体包层中吸积的岩石星子的溶解，导致包层质量大量富集重元素和深度不均匀的组成。对于开普勒-36 c，模型涉及原位形成和模型涉及轨道迁移。与标准的形成模型的结果进行了比较。计算包括形成（吸积）阶段，以及随后的冷却阶段，直到开普勒-36（7 Gyr）的年龄。在后一阶段，恒星XUV辐射引起的质量损失。在所有情况下，结果都符合开普勒-36 c的测量质量7.84 M $_\oplus$和半径3.68 R $_\oplus$。两个参数是不同的，以获得这些适合：磁盘固体表面密度在形成位置，和“效率”的因素，在XUV质量损失率。与标准模型相比，更新的模型更热，因此在行星的硅酸盐部分和H/He的覆盖层中密度更小。较低的密度意味着只需要吸积大约一半的H/He就可以满足目前的质量和半径限制。对于Kepler-36 b，更新的原位计算表明，在冷却阶段的早期，整个H/He包层丢失，与观测结果一致。
2018-10-16 astro-ph.EP physics.geo-ph
A Unified Treatment of Kepler Occurrence to Trace Planet Evolution II: The Radius Cliff Formed by Atmospheric Escape
本文研究了Kepler行星分布中的半径悬崖特征，发现其在周期与辐射空间表现不同，通过对比光蒸发和核心驱动质量损失模型，证实大气逃逸无法完全解释该特征。
2024-04-23 astro-ph.EP
Revised Radii of Kepler Stars and Planets Using Gaia Data Release 2
利用$Kepler$任务的数据进行恒星天体物理学和系外行星研究的一个瓶颈是，大多数观测到的恒星缺乏精确的半径和演化状态。我们报告了177，911颗$Kepler$恒星的修正半径，这些恒星是通过结合$Gaia$数据发布2和DR 25 $Kepler$恒星属性目录中的视差得到的。中位半径精度为$\approx$ 8%，比以前对典型$Kepler$恒星的估计提高了4-5倍。我们发现，$\approx$ 67%（$\approx$ 120，000）是主序星，$\approx$ 21%（$\approx$ 37，000）是次巨星，$\approx$ 12%（$\approx$ 21，000）是红巨星，这表明次巨星污染的严重程度低于一些先前的估计，开普勒的目标大多是主序星。使用修订后的恒星半径，我们重新计算了2123个确认和1922个候选系外行星的半径。我们确认存在一个小的，接近的行星的半径分布的差距，但发现，差距主要是有限的入射通量$>$ 200 $F_\oplus$和它的位置可能是在一个稍大的半径（接近$\approx$ 2 $R_\oplus$）相比，以前的结果。此外，我们发现了几个确认的系外行星占据了先前描述的“热超级地球沙漠”在高辐照度，显示气体巨行星半径和入射通量之间的关系，并建立了一个真正的样本8个确认的行星和30个行星候选人与$R_{\mathrm{p}}$ $<$ 2 $R_…
2018-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Predicting missing planets in multiplanet system populations via analytical assessments of dynamical packing
我们提出了一种新的分析方法，以确定潜在的失踪行星在多行星系统中发现通过过境调查，如开普勒和TESS进行的。我们的方法依赖于量化系统的动态包装的动态间距$Δ$，相互希尔半径相邻行星（“行星对”）之间的数量。该方法确定多行星系统内的行星对是否被动态地解压缩，从而能够容纳额外的中间行星。如果发现一对行星是未包装的，我们的方法限制了潜在行星的质量和位置。我们应用我们的方法开普勒主要任务的人口691多个候选系统，首先通过直接计算，然后通过蒙特卡罗（MC）分析。对行星对轨道稳定性所需的最小$Δ$（$Δ= 10$、$12.3$和$21.7$）的三个建议值进行了重复分析。直接计算表明，$691$开普勒多候选系统中的$560$行星对可能包含额外的行星（$Δ= 12.3$）。MC分析表明，这些对的$164$具有解包的概率$\geq 0.90$。此外，根据开普勒系统的平均质量效率计算，这些潜在行星中的$28.2\%$可能是地球和次地球。如果这些行星存在，这里预测的质量和半长轴可以通过表征预期的探测信号来促进探测。最终，了解多行星系统的动态包装可以帮助我们了解它们的结构和形成。
2020-11-05 astro-ph.EP
Eccentricity from transit photometry: small planets in Kepler multi-planet systems have low eccentricities
太阳系的行星在几乎是圆形的轨道上运行。与此形成强烈对比的是，许多巨大的气态系外行星在高度椭圆的轨道上运行，而更小的、更像陆地的系外行星的轨道形状在很大程度上仍然难以捉摸。了解小行星系统的偏心率分布将是重要的，因为它包含了有关行星形成和演化的信息，并影响其可居住性。我们使用开普勒卫星的测光和利用依赖开普勒第二定律的方法进行这些测量，该定律将行星过境的持续时间与其轨道偏心率联系起来，如果恒星密度已知的话。我们的样本由28颗明亮的恒星组成，具有精确的星震密度测量。这些恒星拥有74颗行星，平均半径为2.6 $R_\oplus$。我们发现开普勒多行星系统中行星的偏心率很低，可以用瑞利分布描述，$σ$ = 0.049 $\pm$ 0.013。这与太阳系的偏心率完全一致，但与以前从径向速度研究中得出的系外行星偏心率分布相反。我们的发现有助于确定哪些行星是宜居的，因为宜居带的位置取决于离心率，并确定这些行星的发生率，因为圆形轨道上的行星不太可能过境。对于测量偏心率，它是至关重要的检测和消除过境定时变化（TTV），我们提出了一些以前未报告的TTV。最后，凌日持续时间有助于区分假阳性和真正的行星，我们使用我们的测量来确认六个新的系外行星。
2015-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal interactions shape period ratios in planetary systems with three-body resonant chains
本文研究五个含三体共振链的多行星系统，通过解析估计与含迁移、潮汐耗散的N体模拟，证明潮汐阻尼可稳健塑造并再现其相邻行星对的共振偏移。
2023-08-15 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
Measuring Transit Signal Recovery in the Kepler Pipeline IV: Completeness of the DR25 Planet Candidate catalog
在这项工作中，我们根据经验测量了开普勒管道的检测效率，用于创建最终的开普勒阈值交叉事件（TCE; Twelve et al. 2016）和行星候选目录（Thompson et al. 2018），这是使用这些列表计算发生率的必要因素。通过将模拟信号注入到校准的像素数据中，并通过管道正常处理这些像素，我们将信号的检测概率量化为信号强度和轨道周期的函数。此外，我们调查的依赖关系的检测效率的参数的目标恒星和他们的位置在开普勒视场。我们发现，开普勒管道的任务结束版本恢复到较高的整体检测效率，在各种参数空间中对强信号的平均检测率为90-95%。我们发现一个弱的依赖性的检测效率上的凌日的数量有助于信号和信号的轨道周期，和恒星的有效温度和相关的噪声特性的依赖性较强。我们还发现了一个弱的依赖性的检测效率的视场内的位置。通过将开普勒恒星样本限制为具有良好相关噪声特性的恒星，我们可以定义一组具有高检测效率的恒星，用于未来的发生率计算。
2020-10-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Destructuring the disk of AB Aurigae: Dynamics and accretion
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CY Cergy Paris Université（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学）；Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Université de Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics（中央研究院，天文及天文物理研究所）；Laboratoire CEA, IRFU/DAp, AIM, Université Paris-Saclay, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, CNRS（CEA实验室，IRFU/DAp，AIM，巴黎萨克雷大学，巴黎第七大学，索邦巴黎城大学，法国国家科学研究中心）；Colgate University（科尔盖特大学）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（天体生物学中心，西班牙国家科学研究委员会-国家航空航天技术研究所）
利用近红外偏振和Hα成像数据，分析AB Aur盘的整体动力学和结构，发现亚开普勒旋转，并约束致密源和候选行星的轨道及吸积率。
2026-05-26 astro-ph.EP
Metallicity-Dependent Signatures in the Kepler Planets
利用加州开普勒巡天（CKS）的数据，我们研究了近距离行星的主恒星金属丰度与行星性质的趋势。通过结合CKS调查确定的行星半径间隙的属性的知识，我们能够分别研究行星核心和它们的气体包络的属性。我们的主要发现是，在金属丰度较高的恒星周围，行星的固体核心质量较高，这些更大的核心能够吸积更大的气体包层。此外，对最近报道的在高金属丰度恒星周围短周期内更常见的半径在（2- 6 R地球）范围内的行星的详细研究发现，H/He大气行星的平均主恒星金属丰度在~20天的轨道周期内平稳增加。我们解释的大气光蒸发的背景下的金属丰度增加的位置：较高的金属丰度的恒星很可能拥有较高的大气金属丰度，这增加了冷却的光蒸发流出，降低质量损失率的行星。因此，具有较高金属含量大气层的行星能够在较短的轨道周期内抵抗光蒸发。最后，我们发现在2.8西格玛的证据表明，行星不主机H/He大气层在长时间内更常见于低金属丰度恒星周围。这样的行星很难用最初吸积H/He大气的行星的光蒸发剥离来解释。或者，这群行星可能代表了在气体盘分散后以类似地球的方式形成的行星。
2018-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Temporal Evolution of Spatially-Resolved Individual Star Spots on a Planet-Hosting Solar-type Star: Kepler 17
星点演化是恒星表面磁场产生/衰减的直观证据，对于理解恒星发电机和由此产生的恒星耀斑具有重要意义。在本文中，我们报告的时间演变的热木星托管的活动太阳型恒星开普勒17，其凌日发生在每1.5天的个别星斑面积。（1）根据开普勒数据的恒星自转调制和（2）根据系外行星凌日期间大恒星黑子的存在引起的亮度增强估计了黑子的经度和面积演化。作为比较的结果，斑点的数量，斑点的位置，以及从旋转调制导出的时间演化与过境斑点的那些有很大不同。我们确认，虽然只有两个光变曲线最小值出现每旋转，有明显的许多斑点目前的明星。我们发现，观测到的差分强度变化有时与凌日探测到的光斑图案一致，但有时它们彼此不匹配。虽然来自旋转调制的时间演化在一定程度上不同于过境点，过境点的出现/衰减率是在一个数量级内的太阳黑子以及我们以前的研究仅基于旋转调制。这支持了一个假设，即太阳黑子和太阳型恒星上的超大型恒星黑子的出现/衰变是通过相同的基本过程发生的。
2020-02-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet Formation Theory in the Era of ALMA and Kepler: from Pebbles to Exoplanets
本文综述了ALMA和Kepler时代行星形成理论的新进展，包括从尘埃到行星核的吸积生长、种群合成模型，并强调盘内行星形成的空间不均匀性及卵石吸积的关键作用。
2023-05-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Effects of Stellar Companions on Exoplanet Radius Distributions
了解小行星的分布和出现率是开普勒过境系外行星任务的一个基本目标，可以通过K2和TESS来改进。推导出准确的系外行星半径需要精确测量主恒星半径和行星凌日深度，包括计算系统中由于附近的伴星或背景恒星而产生的任何“第三光”。对开普勒和K2行星候选宿主进行高分辨率成像，以探测非常接近的背景（约0.5”）或束缚的恒星伴星，对于确认候选行星的行星性质和确定准确的行星半径和平均密度至关重要。在这里，我们提出了一个调查密切的同伴，检测和未检测到的，对观测到的（原始计数）系外行星半径分布的影响。我们证明了最近在观测到的半径分布中检测到的“间隙”（也可以在完整性校正分布中看到）对于未检测到的恒星同伴是相当稳健的，因为样本中的所有系统都经过了某种高分辨率成像的审查。然而，虽然观察到的样本中的间隙没有被擦除或移动，但在考虑了可能未被检测到的恒星同伴后，它被部分填充。这些发现对超级地球和次海王星行星最有可能的核心成分以及形成位置有影响。此外，我们表明，没有高分辨率的成像的行星候选宿主恒星，观测到的系外行星半径分布的形状将被错误地推断，开普勒和TESS探测系统。
2018-10-29 astro-ph.EP
Revising Properties of Planet-Host Binary Systems. III. There is No Observed Radius Gap For Kepler Planets in Binary Star Systems
本研究分析了119个Kepler行星宿主双星样本，发现双星行星样本无显著半径间隙，首次揭示了双星与单星系统行星大小分布差异，表明恒星多重性可能改变行星形成过程。
2023-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Parking planets in circumbinary discs
开普勒太空任务发现了大约12颗围绕双星系统运行的行星。这些环联星行星大多数位于它们的不稳定边界附近，大约有3到5个双星分离。过去通过向内迁移过程匹配这些最终位置的尝试只在开普勒-16系统中取得了成功。在这里，我们研究了10个环联星系统，并尝试将行星的最终停放位置和轨道参数与圆盘驱动的迁移场景相匹配。我们进行了2D局部等温流体动力学模拟的circumbinary磁盘嵌入行星，并遵循其迁移演化使用不同的值的磁盘粘度和纵横比。我们发现，对于六个系统与中间的二元偏心率（$0.1 \le e_{bin}\le 0.21$）的最终行星轨道匹配的观察密切为一组光盘参数，特别是光盘粘度的$α= 10^{-4}$，和纵横比的$H/r \sim 0.04$。对于这些系统来说，行星质量足够大，当它们接近双星时，它们的圆盘上至少有一个部分的间隙，迫使圆盘变得圆形，并允许进一步向双星迁移，从而与观测到的行星轨道参数很好地吻合。对于具有非常小或大的双星偏心率的系统，匹配并不那么好，因为在这些情况下，非常偏心的圆盘和大的内腔阻止了近距离的行星迁移。在比观测到的行星质量更大的测试模拟中，可以发现这些系统的一致性更好。在10个模拟系统中，有6个系统的观测结果与模拟的最终行星轨道之间的相对差异为$\leq 10\%$，这一结果非常一致，这有力地支持了行星在盘中迁移将行星带到目前位置的观点。
2020-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Single Transit Detection In Kepler With Machine Learning And Onboard Spacecraft Diagnostics
University of Florida（佛罗里达大学）；Bryant Space Science Center（布莱恩特空间科学中心）
本研究提出融合开普勒航天器机载诊断数据的卷积神经网络集成方法，可检测长周期单次凌星，800天周期内灵敏度超80%，还发现候选行星KOI 1271.02并初步约束其参数。
2024-03-06 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Scaling K2 VIII: Short-Period Sub-Neptune Occurrence Rates Peak Around Early-Type M Dwarfs
本研究结合开普勒与K2数据，发现短周期亚海王星出现率在3750K附近达峰，证实卵石吸积模型预测，并建议进一步观测中晚期M矮星。
2025-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Kepler-11 system: evolution of the stellar high-energy emission and {initial planetary} atmospheric mass fractions
近距离行星的大气层受到主恒星高能（X射线和极紫外线，EUV）照射造成的质量损失的强烈影响，特别是在演化的早期阶段。我们最近开发了一个框架来利用这种联系，并使我们能够从其行星的现今性质中恢复恒星高能发射的过去演变，如果后者保留了一些原始氢主导的大气层的残余。此外，该框架还可以提供行星初始大气质量分数的约束。当可以同时分析更多行星时，对输出参数的约束得到改善。这使得开普勒-11系统成为理想的目标，该系统拥有6颗体积密度在0.66和2.45 g cm^{-3}之间的行星。我们的研究结果表明，这颗恒星很可能演化为一个缓慢的旋转体（比85%质量相似的恒星慢），相当于1.5亿年的高能辐射，是目前太阳的1-10倍。我们还限制了行星的初始大气质量分数，得到行星c的下限为4.1%，行星d的范围为3.7-5.3%，行星e的范围为11.1-14%，行星f的范围为1-15.6%，行星g的范围为4.7-8.7%，假设圆盘分散时间为100万年。对于行星b来说，范围仍然没有受到很好的限制。我们的框架还表明行星b，c和f的质量略高于基于凌日时间变化测量的建议。我们把我们的研究结果与已发表的行星大气吸积模型，以获得温度（在0.25 AU，行星f的位置）和550 K和1百万年的原行星盘的分散时间，虽然这些结果可能会受到所采用的系统参数不一致的影响。
2019-10-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Migrating Planets into Ultra-Short-Period Orbits during Episodic Accretion Events
超短周期（USP）行星位于典型的金牛座T盘的预期截断半径内。因此，它们目前的轨道位置需要一个超出标准磁盘迁移或原位形成的解释。现代行星-盘相互作用理论指出，一旦行星移动到接近盘的内部截断半径，I型扭矩就会消失或改变方向，这取决于恒星和盘的条件，因此行星预计会停止其轨道衰减并被捕获。在这项工作中，我们表明，磁驱动的子开普勒气体流的内盘可以自然地抵消这些影响，并产生系统与USP行星在其观测到的轨道半径。次开普勒气体流为小行星提供了逆风，由此产生的扭矩可以克服在共同旋转半径附近向外的I型迁移的影响。对于合适的磁盘和行星参数，由于子开普勒气体流的扭矩导致向内迁移的快速时标。在FU Ori爆发的时间跨度内，它将圆盘截断半径向内移动，快速的逆风迁移可以将行星置于USP轨道。因此，逆风迁移和FU Ori爆发的结合提供了一个合理的机制，将小行星从$a=0.05-0.1$ AU移动到$a=0.01-0.02$ AU。这种效应在低质量行星上被放大，与现有的观测结果一致。
2021-07-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraints on the location of a putative distant massive body in the Solar System from recent planetary data
我们用解析的方法计算出一个非常遥远的、点状的大质量物体X对一颗行星绕恒星运行所造成的长期变化。除了半长轴a之外，所有其他开普勒密切轨道要素都经历着长期的变化，这些变化是行星本身和X的轨道配置的复杂函数。通过比较我们对近日点经度\varpi的长期变化的预测与最近由独立天文学家小组估计的几个太阳系行星的标准牛顿/爱因斯坦长期岁差的修正Δ \dot \varpi的最新经验测定，我们推断出X可能存在的最小距离d_X的限制。对于括号中引用的X的假定质量，我们得到了dX的以下近似下限：150 - 200 au（m_Mars），250 - 450 au（0.7 m_Earth），3500 - 4500 au（4 m_Jup）。
2011-12-14 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
