Tidal Response and Shape of Hot Jupiters
本文利用同心麦克劳林球体方法研究热木星在静态潮汐下的响应，计算其形状、洛夫数及凌星半径修正，并指出潮汐锁定巨行星的 k_22 不应超过 0.6，从而对若干已报道的高 k_22 行星提出质疑。
2023-08-09 astro-ph.EP
Tidal Response of Preliminary Jupiter Model
在预期改进观测数据木星的引力场从朱诺号航天器，我们预测的静态潮汐响应的各种木星内部模型的基础上从头计算的氢氦混合物的计算机模拟。我们计算流体静力学平衡重力项使用非微扰同心麦克劳林球体（CMS）的方法，消除了冗长的扩展中使用的理论的数字。我们的方法捕获的条款所产生的耦合潮汐和旋转扰动，我们发现这是一个快速旋转的行星，如木星很重要。我们预测的静态潮汐Love数$k_2 = 0.5900$比以前的估计值大$\sim$ 10\%。正如预期的那样，该值与纬向谐波系数$J_2$高度相关，因此，当内部结构发生合理变化时，该值几乎是恒定的，同时将$J_2$固定在观察值。我们注意到，预测的静态$k_2$可能会改变由于木星的动态响应的伽利略卫星，并找到理由认为，这种变化可能是可检测的，虽然我们没有在这里提出一个理论的动态潮汐高度扁圆类木行星。木星潮汐响应的精确模型对于解释朱诺观测和识别木星引力场中其他内部动力学效应的潮汐信号至关重要。
2016-07-28 astro-ph.EP
Large Variations of the coefficient $J_2$ of geopotential, and the dynamical Love number $k_2^d$ from the analysis of laser ranging to LAGEOS~1 and LAGEOS~2
通过对LAGEOS~1（1988- 2003）和LAGEOS~2（1992- 2003）激光测距资料的分析，研究了地球位系数$J_2$的长期和季节变化。结果表明，除了已知的振幅为$\approx 2.5 \times 10^{-10}$的年际变化外，还存在非常显著的振幅相当的半年变化。这两种模式的相位是这样的，总的影响可以被描述为$J_2$在8月的急剧正飞溅和相当小的变化在一年的其余部分。
2011-07-01 astro-ph.EP
Matrix-propagator approach to compute fluid Love numbers and applicability to extrasolar planets
上下文行星的质量和半径直接提供了它的体积密度，这可以用它的整体组成来解释。径向质量分布的任何测量提供了约束内部结构的第一步。流动的勒夫数$k_2$提供了这样一种测量方法，由于观测设施的改进和太阳系外行星观测时间基线的不断延长，预计在未来几年内可以获得太阳系外行星的$k_2$估计值。目的。我们推导出一种方法来计算勒夫数$k_n$的任何对象给定其密度分布，这是例行计算内部结构代码。方法.我们使用了矩阵传播技术，一种在地球物理学界经常使用的方法。结果我们详细的计算，并将其应用到GJ 436 b的情况下，一个经典的例子，质量-半径关系的简并性，以说明如何测量的$k_2$可以提高我们的太阳系外行星的内部结构的理解。我们实现了一个代码的方法，是快速的，免费提供的，易于与预先存在的内部结构代码相结合。虽然这里提出的计算勒夫数的线性方法不能处理在某些动力学条件下可能出现的非线性效应的存在，但它适用于像热彗星这样的太阳系外气体行星，可能是$k_2$将被测量的第一个目标。
2018-10-23 astro-ph.EP
Dynamical Interactions Make Hot Jupiters in Open Star Clusters
解释系外行星“热彗星”的起源和演化仍然是一个重大挑战。它们产生的一个可能机制是行星与行星的相互作用，这会从远离其宿主恒星但接近其动力学稳定极限的行星中产生热彗星。在更有可能的情况下，行星出生时远离其动力学稳定性极限，热彗星可以在星团中形成吗？我们对星团内行星系的N体模拟肯定地回答了这个问题，并表明热木星的形成并不罕见。我们详细介绍了三个案例研究的动力学诱导出生的热彗星的高偏心轨道，只能发生在星团。这些热行星的轨道与一些已知的最极端的系外行星有着惊人的相似之处：HAT-P-32 b，HAT-P-2 b，HD 80606 b和GJ 876 d。如果恒星扰动形成了这些热的类地行星，那么我们的模拟预测这些非常热的内行星通常伴随着更遥远的高偏心轨道的气体巨星。
2015-11-04 astro-ph.EP
The gravitational imprint of an interior-orbital resonance in Jupiter-Io
在任务中期的perijove 17，美国宇航局的朱诺号任务揭示了木星观测到的高度潮汐响应和理论平衡潮汐响应之间的$7σ$差异，即洛夫数$k_{42}$。在这里，我们提出了一个解释这个令人费解的分歧的基础上被困在木星的稀释核心和木卫一的轨道运动的内部重力波之间的走廊轨道共振。我们使用简单的木星模型来计算一个分数修正$Δk_{42}$的平衡潮汐响应，来自动态潮汐响应的$g$模式被困在木星的稀释核心。我们的研究结果表明，一个扩展的稀释核心（$r\gtrsim0.7R_J$）产生的走廊轨道共振木卫一修改木星的潮汐响应$Δk_{42}\sim-11\%$，使我们能够适应朱诺的$k_{42}$。在我们提出的自洽方案中，木星的稀释核心与木卫一的轨道迁移共振锁定，这使得走廊轨道共振在地质时间尺度上持续存在。这种情况需要一个稀释的核心，随着时间的推移变得更平滑或收缩，以及$_4^2g_1$模式（$\ell,m,n=4,2,1$）与共振潮汐耗散达到$Q_4\sim1000$。木星的稀释核心演化路径和共振$_4^2g_1$模式的耗散机制是不确定的，并激励未来的分析。到目前为止，还没有其他替代方法来解释Juno $k_{42}$中的$7σ$差异。我们提出的走廊轨道共振可以通过朱诺号观测在扩展任务结束时（2025年中期）获得的木卫二在木星上引起的$k_{42}$潮汐进行测试，并通过未来对木星$_4^2g_1…
2022-03-24 astro-ph.EP
An estimate of the $k_{2}$ Love number of WASP-18Ab from its radial velocity measurements
上下文增加我们对系外行星内部结构、组成和密度分布的了解，对于在理解系外行星的形成、迁移和可居住性方面取得进展至关重要。然而，直接可测量的质量和半径值对内部结构几乎没有约束，因为反问题是高度退化的。因此，显然需要第三个可观测的系外行星内部。第三个观测值可以是$k_2$流体勒夫数，它测量系外行星的中心质量浓度。目的。本文的目的是（i）开发一个基本的模型，以适应长期的径向速度和TTV变化引起的潮汐相互作用，（ii）应用该模型的WASP-18 Ab系统，和（iii）估计的爱数的行星。方法.档案径向速度，凌日和掩星定时数据收集和拟合通过这里介绍的模型。结果最适合WASP-18 Ab径向速度和时间数据的模型是用大质量热木星WASP-18 Ab的洛夫数（$\sim 10 M_\mathrm{Jup}$）获得的：$k_{2,Love} = 0.62^{+0.55}_{-0.19}$。这会导致系统以$\sim0.0087\pm0.0033^\circ / \mathrm{days} \approxeq 31.3\pm11.8$弧秒/天的速率进行拱点运动。在检查近星点岁差的可能原因时，除了相对论项或非球形的成分，我们发现了WASP-18系统的伴星，命名为WASP-18 B，它可能是一颗M6.5 V矮星，距离凌日主星3519 AU，有$\sim 0.1~M_\odot$。我们还发现，小的轨道偏心率可能是…
2018-12-11 astro-ph.EP
The Dynamical Viability of an Extended Jupiter Ring System
行星环通常被认为是巨行星的一个相对普遍的属性，部分原因是它们在太阳系中的普遍性。然而，它们的形成和可持续性仍然是一个公开讨论的话题，我们行星系中最大的行星拥有一个非常温和的环系统。在这里，我们提出了一个N体模拟的结果，探讨了木星的大量环材料存在的动力学约束。我们的模拟范围从严格的卫星罗氏限制到10\%的木星山半径，并包括结果从$10^6$和$10^7$年的整合。结果显示，木星周围可能存在持续致密的环物质区域，这些区域可能构成月球形成的基础。结果在很大程度上证实了伽利略卫星对稳定轨道的截断，以及在$\sim$ 3- 29木星半径范围内致密环物质的动力学干燥。我们讨论了这些结果对系外行星的影响，以及同时存在的环和大质量月球系统之间的复杂关系。
2022-08-25 astro-ph.EP
Formation of Hot Jupiters through Secular Chaos and Dynamical Tides
短周期轨道上的巨行星的数量可能可以用一些高偏心率迁移的味道来解释。在本文中，我们调查这样一个机制，涉及“长期混沌”，其中至少有三个巨行星之间的长期相互作用，推动内行星的高度偏心轨道，其次是潮汐循环和轨道衰变。除了平衡潮汐摩擦，我们将耗散由于动力学潮汐内激发的巨行星。使用高斯环的方法来考虑行星-行星的相互作用，我们探讨了极端偏心率激发通过长期混沌的条件和在这个迁移通道中形成的热超导体的属性。我们的计算表明，一旦内行星达到足够大的偏心率，动力潮汐很快就会耗散轨道能量，产生一个偏心的温暖木星，然后通过平衡潮汐在半长轴上衰变，成为一个热木星。动态潮汐有助于行星避免潮汐破坏，增加形成热木星的机会，尽管不是所有行星都能在这个过程中幸存下来。我们发现，最后的轨道周期通常在2-3天的范围内，比观测到的热木星人口略短。我们耦合行星迁移到恒星的自旋演化预测最终的自旋轨道失调。我们得到的失准角的分布表明，与观测相比，缺乏逆行轨道。我们的研究结果表明，通过长期混沌的高偏心率迁移只能占所观察到的热木星人口的一小部分。
2019-01-15 astro-ph.EP
In Situ Formation and Dynamical Evolution of Hot Jupiter Systems
热彗星是太阳系外的巨大行星，其轨道周期短于10天，长期以来一直被认为是在大的径向距离上形成的，只是随后经历了长距离的向内迁移。在这里，我们提出，在与此相反的图片，相当大一部分的热木星人口形成原位通过核心吸积过程。我们表明，在适当的条件下的内部区域的原行星盘，快速的气体吸积可以启动的超级地球类型的行星，包括10-20地球质量的耐火组合物材料。一个原位形成的假设导致了可测试的结果，包括热彗星应该经常伴随着周期短于100天的额外的低质量行星的预期。我们的计算进一步表明，在行星系生命早期阶段的动力学相互作用应该会增加这些同伴的倾向，使凌日变得罕见。高精度的径向速度监测为它们的探测提供了最好的前景。
2016-08-03 astro-ph.EP
Constraining the interior of extrasolar giant planets with the tidal Love number k_2 using the example of HAT-P-13b
凌日和径向速度观测不断发现越来越多的系外行星。然而，当涉及到观察到的行星的组成时，数据与几种内部结构模型兼容。因此，一个对行星密度分布敏感的行星参数可能有助于进一步限制大量可能的模型。我们的目标是调查到何种程度的系外行星的内部可以限制在核心质量和信封金属丰度的潮汐勒夫数k_2考虑作为一个额外的可能观察到的参数。由于它是唯一一颗具有观测确定的k_2的行星，我们通过求解不同边界条件下的流体静力平衡方程和质量守恒方程，建立了热木星系外行星HAT-P-13 b的内部模型。特别是，我们改变了地面温度和外部温度曲线，以及在尽可能宽的参数范围内的包络金属丰度。我们还考虑了与非灰色大气模型一致的大气条件。对于所有这些模型，我们计算了勒夫数k_2，并将其与HAT-P-13 b的偏心率测量值所允许的k_2值范围进行了比较。我们以HAT-P-13 b为例，展示了行星的温度、包层金属丰度、核心质量和勒夫数之间的一般关系。对于任何给定的k_2值，可以确定最大可能的核心质量。对于HAT-P-13 b，基于最新的偏心测量，我们发现Mcore < 27 ME。我们能够限制的信封和散装金属HAT-P-13 b的1 - 11倍恒星金属和扩展的等温层在行星的大气中的3 - 44巴。假设采用平衡潮汐理论，我们发现潮汐Q的下限与10^3 - 10^5一致。
2011-12-09 astro-ph.EP
Dynamical tides in Jupiter as revealed by Juno
自2016年以来，朱诺号轨道飞行器继续以前所未有的精度收集木星重力场的数据，最近报告了木星潮汐响应中的非流体静力分量。在任务中期的perijove 17上，朱诺号记录了一个洛夫数$k_2=0.565\pm0.006$，它是来自理论流体静力学$k_2^{(hs)}=0.590$的$-4\pm1\%$（$1σ$）。在这里，我们评估是否上述偏离潮汐流体静力平衡的动力潮汐的引力贡献被忽视。我们采用微扰理论和简单的潮汐模型计算一个分数动力校正$Δk_2$著名的静水$k_2$。利用玩具均匀密度模型的分析简单性，我们展示了科里奥利加速度如何激励朱诺观测到的$Δk_2$中的负号。通过将木星内部简化为一个无核、完全对流和化学均匀的天体，我们在一个遵循$n=1$多方状态方程的模型中计算了$Δk_2$。我们的数值计算结果的$n=1$多变定性遵循的行为的均匀密度模型，主要是因为潮汐流的主要组成部分是在每种情况下是相似的。我们的结果表明，碘诱导的动力潮的引力效应导致$Δk_2=-4\pm1\%$，与朱诺报告的非静力分量一致。因此，我们的研究结果表明，朱诺号首次明确探测到了气体巨行星中动力潮汐的引力效应。这些结果有利于未来的解释朱诺潮汐重力数据的目的是阐明在木星的稀释核心的存在。
2021-02-17 astro-ph.EP
The Concentric Maclaurin Spheroid method with tides and a rotational enhancement of Saturn's tidal response
我们扩展到三维的同心麦克劳林球方法获得自洽的形状和引力场的旋转液体行星，包括潮汐潜力的卫星。我们展示，第一次，行星自转速率的重要影响的气体巨星的潮汐响应。对像木星和土星这样自转速度快的行星的模拟，与非自转天体相比，在计算出的潮汐勒夫数$k_{nm}$中表现出显着的变化。土星的测试模型拟合到观测到的纬向引力多极谐波产生$k_2=0.413$，与卡西尼天体测量数据的最近观测确定一致（Lainey等人，2016）。在对土星内部自转速率、卫星参数和土星内部结构细节的合理假设下，计算出的勒夫数是稳健的。该方法是基准对几个已发表的测试案例。
2016-02-23 astro-ph.EP
Potential Themis Family Asteroid Contribution to the Jupiter-Family Comet Population
最近的动力学分析表明，一些木星族彗星（JFC）可能起源于主小行星带，而不是外太阳系。这种可能性特别令人感兴趣，因为有证据表明，在忒弥斯小行星家族中存在着主带冰质天体。我们报告的结果，从动态分析，特别是调查的可能性，冰冷的忒弥斯家庭成员可能有助于观察到的人口JFC。数值积分表明，这样的动力学演化确实是可能的，通过离心率激发显然是由附近的2：1平均运动与木星的共振，与木星以外的行星的引力相互作用，和Yarkovsky效应的组合。我们估计，在任何给定的时间，可能有几十个物体从忒弥斯家庭的JFC类轨道的潜力，以模仿活跃的JFC从外太阳系，虽然不是所有的，甚至任何，可能一定是可观察到的活动。我们发现，动态演变的忒弥斯家庭对象JFC类轨道上的半长轴3.15 AU和3.40 AU的绝大多数时间在这样的轨道上，与木星的2：1平均运动共振可能发挥的强大作用在其动力学演化一致。我们的结论是，从忒弥斯家庭的积极JFC人口的贡献是合理的，虽然需要进一步的工作，以更好地描述这种贡献。
2020-02-20 astro-ph.EP
Jupiter and Saturn Rotation Periods
安德森和舒伯特（Anderson & Schubert，2007，Science，317，1384）提出，土星的自转周期可以通过最小化100毫巴等值面相对于大地水准面的动态高度来确定;他们得出的自转周期为10小时32分35秒。我们调查同样的方法，木星，看看木星的旋转周期是通过最大限度地减少其等压面（1巴的压力水平）的动态高度使用纬向风数据预测。发现木星和土星的自转周期为9 h 54 m 29 s.进一步，我们研究了用先锋号和旅行者号的掩星半径拟合木星和土星的最小化方法. 9小时55米30秒和10小时32米35秒的旋转周期被发现，以最小化的动力学高度木星和土星，分别。虽然没有动力学原理要求等压面的动力学高度最小化，但该方法在木星上的成功应用支持了它与土星的相关性。利用平衡理论导出了木星和土星的自转周期，得到了木星和土星的自转周期分别为9 h 55 m 20 s和10 h 31 m 49 s。我们表明，木星和土星的形状可以使用固体旋转，这表明纬向风有轻微的影响，这两颗行星的行星形状。不同方法预测的土星自转周期值的一致性支持了土星自转周期约为10 h 32 m的结论。
2009-07-20 astro-ph.EP
The gateway from Centaurs to Jupiter-family Comets: thermal and dynamical evolution
最近有人提出，在轨道参数空间中存在一个“网关”，通过它半人马座过渡到彗星族彗星（JFC）。进一步的研究表明，大多数最终进化成JFC的物体应该通过这个通道离开半人马座。这可能被天真地解释为网关半人马是JFC的原始祖先。这就是我们在这项工作中要解决的问题。我们发现，事实正好相反：网关半人马座，平均而言，更多的热处理比其他人口的半人马座穿越木星的轨道。使用动态验证的JFC人口，我们发现，只有$\sim 20\%$的半人马通过网关之前，成为JFC，根据以前的研究。我们发现，超过一半的JFC动力克隆第一次进入网关已经JFC-他们只是避免了他们的第一次进入内太阳系的网关。通过将热演化模型耦合到JFC动力学克隆的轨道演化，我们发现，由于先前持续的热处理，目前对观察到的网关对象活动有贡献的层已经被物理和化学改变的可能性高于50%。我们通过检查与29P/Schwassmann-Wachmann 1，P/2019 LD 2（ATLAS）和P/2008 CL94（Lemmon）的现今轨道相匹配的动力学克隆来进一步说明这种效应。
2022-12-13 astro-ph.EP
Viscoelastic Tidal Dissipation in Giant Planets and Formation of Hot Jupiters Through High-Eccentricity Migration
我们研究了巨行星固体核中潮汐耗散的可能性及其对通过高离心率迁移形成热彗星的意义。我们提出了一个一般的框架，通过该框架可以计算任何形式的潮汐耗散的行星系的潮汐演化，其特征在于作为强迫频率$ω$的函数的复潮汐勒夫数，${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$的虚部。利用最简单的粘弹性耗散模型（麦克斯韦模型）的岩石核心，包括非耗散流体包络的影响，我们表明，与合理的堆芯（但不确定）物理参数（尺寸、粘度和剪切模量），核心的潮汐耗散可以容纳潮汐-Q约束的太阳系气体巨星，同时允许外行星热彗星形成通过潮汐环流在高e迁移的情况下。相比之下，经常使用的平衡潮汐的弱摩擦理论将导致太阳系约束和高e迁移所需的耗散量之间的差异。我们还表明，潮汐加热的岩石核心可以导致适度的半径膨胀的行星，特别是当行星在高偏心率阶段（$e\sim 0.6$）在其高e迁移。最后，作为一个有趣的副产品，我们的研究，我们注意到，对于一个通用的潮汐响应函数${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$，它是可能的，自旋平衡（零扭矩）可以实现多个自旋频率（在一个给定的$e$），和实际的伪同步自旋速率取决于系统的演化历史。
2013-12-23 astro-ph.EP
Dynamical constraints on the vertical structure of Jupiter's polar cyclones
本研究基于2D准地转模型，利用beta-drift机制约束木星极地气旋的变形半径与垂直结构，为解释Juno微波测量及理解极地气旋的形成演化奠定基础。
2025-11-02 astro-ph.EP
A dynamical mass for GJ 463 b: A massive super-Jupiter companion beyond the snow line of a nearby M dwarf
我们使用HIPPARCOS-Gaia自行异常结合可用的径向速度，光谱轨道参数知识的约束，以及Gaia Data Release 3天体测量敏感性分析的补充信息，确定了最近多普勒探测到的长周期巨行星GJ 463 b的完整轨道结构和真实质量。我们确定了一个轨道倾角$i_b=152^{+2}_{-3}$度（对于一个椭圆轨道）和一个质量比$q=0.0070\pm0.0007$，对应于伴星$M_b=3.6\pm0.4$ M $_\mathrm{Jup}$的真实质量。在低质量恒星（$M_\star\leq 0.5$ M $_\odot$）周围的雪线之外的中间轨道分离处，对超级木星伴星的真实质量测定是罕见的。它的存在可能是解释的背景下，磁盘不稳定模型的行星形成。
2023-02-01 astro-ph.EP
Case Study of a Super-eccentric Warm Jupiter Migrating via Equilibrium and Dynamical Tides
University of Michigan（密歇根大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Brown University（布朗大学）
以TIC 241249530 b为案例，研究热木星高偏心率迁移，测试平衡潮和混沌动力学潮模型，发现只有平衡潮能解释其特性, 混沌动力学潮因要求行星更靠近恒星而无法解释该系统。
2026-07-21 astro-ph.EP
Three-Dimensional Orbital Architectures and Detectability of Adjacent Companions to Hot Jupiters
该研究结合解析与数值模型，探讨动力学扰动及恒星演化对热木星邻近伴星轨道的影响，发现外侧伴星更易偏离凌星平面，恒星自转轴倾角会放大该效应，为热木星系统迁移研究提供约束。
2025-05-16 astro-ph.EP
The dynamical evolution of escaped Jupiter Trojan asteroids, link to other minor body populations
木星特洛伊小行星位于L4和L5拉格朗日点附近，轨道相对稳定，与木星的MMR为1：1。然而，并不是所有的行星都在太阳系的轨道上保持稳定。不稳定的区域允许一些特洛伊人在比太阳系年龄更短的时间尺度内逃脱。这可能有助于填充其他小身体群体。在本文中，我们通过对观察到的特洛伊木马进行长期数值模拟来研究这一过程，重点关注那些离开共振的轨迹。以当前特洛伊人的轨道为初始条件，在太阳和行星的引力作用下进行演化。我们发现特洛伊人从L5逃脱的速度是从L4逃脱的1.1倍。大多数逃脱的特洛伊人都遇到了木星，尽管他们也遇到了其他行星。几乎所有逃脱的特洛伊人都到达彗星区，约90%穿过半人马区，只有L4特洛伊人到达海王星带。考虑到L4和L5之间的真实不对称性，我们发现每百万年有18个直径D > 1 km的L4特洛伊和14个L5特洛伊从共振中喷出。逃脱的特洛伊人对其他次要群体的贡献可以忽略不计，因为L4和L5对JFC和非JFC的贡献几乎相同，而L4对半人马和TNO的贡献比L5大几个数量级。考虑到碰撞移除，除了动力学移除，并假设由于碰撞而逃逸的特洛伊木马遵循与动力学移除的特洛伊木马相同的动力学行为，我们将对彗星和半人马座有微小的贡献。然而，在某些特定的区域，逃脱的特洛伊人可能是重要的，如ACOs，Encke型彗星，S-L 9型对木星的撞击和近地天体。
2018-11-01 astro-ph.EP
Effects of an eccentric inner Jupiter on the dynamical evolution of icy body reservoirs in a planetary scattering scenario
我们分析了M0型恒星周围的行星散射过程。要做到这一点，我们进行了N体模拟与三个接近其不稳定性极限的行星质量的行星与外星子盘。本文重点分析了在动力学不稳定事件后，一颗质量为100亿颗的行星仍然存在的系统。小体积油气藏表现出不同的动力学行为。事实上，我们的模拟产生了在顺时针和逆行轨道上的粒子，以及轨道平面在演化过程中从顺时针翻转到逆行再返回的粒子。这种粒子被称为“F型粒子”。我们发现这些粒子的倾角$i$和升交点经度$Ω$之间有很强的相关性。首先，$Ω$在大约90 $^{\circ}$或/和270 $^{\circ}$左右活动。这个性质非常重要，因为它代表了轨道翻转的充分必要条件。此外，$i$和$Ω$的天平动周期是相等的，它们的相位相差四分之一周期。我们还注意到，$i$的振动幅度越大，$Ω$的振动幅度也越大。最后，我们分析了我们所有模拟的F型粒子的初始条件后，立即动态不稳定事件，当一个单一的600亿质量的行星在系统中生存。我们进行这项研究的目标是确定导致轨道翻转的参数空间。我们的结果表明，测试粒子的轨道可以随其初始偏心率的任何值而翻转，尽管我们只发现了两个具有初始倾角的F型粒子$i <$ 17 $^{\circ}$。此外，我们的研究表明，在一个给定的系统中，F型粒子的倾角的最小值随着巨行星的偏心率的增加而减小。
2017-07-12 astro-ph.EP
Jupiter's influence on the building blocks of Mars and Earth
放射性定年法表明，火星在太阳系形成的前400万年吸积，这与木星的形成和可能的迁移相吻合。当来自原行星盘的星云气体仍然存在时，木星可能已经向内迁移，并在与土星3：2共振的情况下在1.5天文单位处被钉住。这种迁移激发了太阳系内部的行星组成部分，导致了广泛的混合和星子的移除。在这里，我们评估了火星构建块的合理性质，特别关注它的生长如何受到木星形成和迁移的影响。我们使用动力学模拟和同位素混合模型相结合的痕迹吸积的元素与不同的亲和力的金属。动力学模拟表明，木星的迁移导致地球和火星的吸积后期由于OC（普通球粒陨石）星子的损失而被EC型（顽火辉石球粒陨石）物质所主导。我们对SNC陨石同位素数据的分析表明，火星由大约68%的$^{+0}_{-39}$ EC + 32%的$^{+35}_{-0}$ OC组成（2σ）。巨大的不确定性表明，火星样本的同位素分析在大多数情况下太不精确，无法明确测试模型预测;特别是它仍然不确定火星是否在其形成历史的后期阶段主要吸积EC材料。动力学模拟也没有对火星的吸积历史提供明确的限制，因为火星胚胎展示了各种各样的动力学途径。目前的工作要求对SNC陨石中的亲铁元素（最明显的是Ni，Mo和Ru）进行新的同位素异常测量，以限制火星的吸积历史及其形成位置。
2018-05-23 astro-ph.EP
Dynamical Constraints on the Core Mass of Hot Jupiter HAT-P-13b
HAT-P-13 b是一颗质量为1000万的凌日系外行星，由于潮汐耗散和第二颗高偏心率的外伴星的扰动，它已经稳定在一个稳定的、短周期的、轻度偏心的轨道上。由于HAT-P-13系统的特殊轨道结构，HAT-P-13 b的偏心率（$e_b$）的大小部分取决于它的洛夫数（$k_{2_b}$），而洛夫数又代表了它内部的中心质量集中程度。因此，$e_b$的测量限制了$k_{2_b}$，并允许我们对HAT-P-13 b的核心质量（$M_{\rm{core,b}}$）进行其他难以理解的限制。在这项研究中，我们得到新的限制$e_b$的价值，通过观察两次月食的HAT-P-13 b的红外线阵列相机上的$\textit{Spitzer Space Telescope}$。我们同时用径向速度测量值拟合了测得的二次食时间，发现$e_b = 0.00700 \pm 0.00100$。然后，我们使用八极阶长期微扰理论找到相应的$k_{2_b} = 0.31^{+0.08}_{-0.05}$。应用结构演化模型，我们发现，68%的置信度，$M_{\rm{core,b}}$是小于25个地球质量（$M_{\oplus}$）。$M_{\rm{core,b}} = 11 M_{\oplus}$的最可能值，与失控气体吸积理论上所需的核心质量相似。这是迄今为止对热木星核心质量最严格的限制。此外，我们发现，测得的二次日食的深度，这…
2016-02-11 astro-ph.EP
The UM, a fully--compressible, non--hydrostatic, deep atmosphere GCM, applied to hot Jupiters
我们正在采用英国气象局的全球环流模型（GCM），即所谓的统一模型（UM），用于研究热对流。在这项工作中，我们展示了最复杂的动力学核心的成功适应，解决大气运动方程的GCM组件，可在UM，ENDGame（甚至更新的动力学一般大气环境建模）。在相同的数值方案ENDGame支持不同程度的简化下的动力学方程的解决方案。我们目前的结果从一个简单的，浅（在大气域）热木星模型（SHJ），和一个更现实的（更深的大气层）HD 209458b测试用例。对于这两个测试情况下，我们发现，大规模的，时间平均（超过1200天规定的测试期间），大气的动力学状态是相对不敏感的动力学方程的简化程度。然而，当试图重现从其他模型导出的这些测试用例的结果时，存在问题。对于SHJ的情况下，下（和上）边界相交的大气的主要动力学特征，这意味着结果是严重依赖于边界条件。对于HD 209458b测试案例，当使用更完整的动力学模型时，大气在1200天后仍明显处于演变状态，并且处于瞬态。求解完整的（深层大气和非流体静力学）动力学方程允许通过科里奥利和度量项在大气的垂直和水平动量之间进行交换。随后，高层大气和更深的缓慢演变（辐射不活跃）的大气之间的相互作用显着改变了结果，并在超过1200天的时间尺度上发挥作用。
2013-11-08 astro-ph.EP
Dynamical evolution and end states of active and inactive Centaurs
我们数值研究的动态演化的观察样本的活跃和不活跃的半人马座和克隆，达到土星的土星区域。我们的目的是比较活跃和不活跃的半人马座之间的演变，他们的最终状态和他们的转移到木星家族彗星和哈雷型彗星。我们发现，不活跃的半人马座的中位寿命是活跃的半人马座的两倍，这表明活动与该地区的停留时间有关。这一观点得到了以下观测结果的支持：高倾角和逆行的半人马座（相对于木星$T_J < 2$的Tisserand参数）具有最长的中位动力学寿命（$=1.37 \times 10^6$ yr），但都不活跃。我们还发现，近日点距离的一些活跃的，彗星般的半人马座经历了几个天文单位在最近的过去（$\sim 10^2-10^3$年）急剧下降，而这样的下降没有发现在不活跃的半人马座。不活跃的半人马座有$T_J \lsim 2.5$通常会演化成哈雷型彗星，而不活跃的半人马座有$T_J \gsim 2.5$和活跃的半人马座（也有$T_J \gsim 2.5$）几乎总是演化成木星族彗星，很少演化成哈雷型彗星。不活跃的半人马座也更倾向于成为掠日星，不活跃和活跃的半人马座在进化过程中通过不同的平均运动共振（通常与木星）。
2018-05-15 astro-ph.EP
On the Dynamical Origins of Retrograde Jupiter Trojans and their Connection to High-Inclination TNOs
在过去的十年中，对高度倾斜（轨道倾角i > 60°）的海王星外天体（TNO）的观测对当前的太阳系形成模型提出了重要挑战（Levison等人，2008年; Nesvornstrom，2015年）。这些引人注目的小行星需要存在一个遥远的强面外TNO储存库，这本身需要一些动力学产生机制（Gladman et al. 2009; Gomes et al. 2015; Batygin and Brown 2016）。最近对太阳系中高i小天体的普查中，一个值得注意的新发现是逆行小行星514107 Ka'epaoka'awela，它目前与木星在i = 163°处的平均运动共振为1：-1（Wiegert et al. 2017）。在这项工作中，我们描绘了逆行的木星特洛伊人和高i半人马之间的直接联系。首先，我们对Ka'epaoka'awela大样本克隆进行了100 Ma的数值反传，结果表明长期稳定的克隆倾向于稳定地减小它们的倾角，直到它集中在90°和135°之间，而它们的偏心率和半长轴增加，使它们中的许多坚定地进入外海王星域。重要的是，这些克隆体与行星9研究中产生的合成高i半人马座有显著的重叠（Batygin et al. 2019），并暗示存在相对突出的，稳态的小型天体种群占据极地跨土星轨道。其次，通过直接数值正演模拟，我们描绘了动力学路径，通过该路径，柯伊伯带的分散盘人口的传统成员可以成为逆行木…
2020-08-25 astro-ph.EP
In-Situ Scattering of Warm Jupiters and Implications for Dynamical Histories
许多暖流（WJ）都有相当大的偏心率，这与它们的形成和迁移历史有关。本文探讨了行星-行星散射引起的WJ偏心率激发，从3-4颗不稳定轨道的行星开始，最里面的行星位于（0.1 - 1）AU范围内。这样的设置是一致的，无论是在原位形成或到达亚AU轨道由于磁盘迁移。大多数以前的N体实验都集中在几个天文单位的“冷”彗星上，在那里散射导致行星喷射，有效地激发了幸存行星的偏心率。相比之下，在亚天文单位距离的散射导致碰撞和喷射的混合，幸存行星的最终偏心率尚不清楚。我们进行散射实验的范围内的行星质量和初始间距，包括广义相对论拱点进动的影响，并系统地编目的散射结果和幸存的行星的属性。产生了相当数量的单行星和双行星系统。双行星系统完全通过行星-行星碰撞产生，并且倾向于具有低偏心率/相互倾斜和紧凑的配置。单行星系统是通过喷射和碰撞的组合产生的，导致更高的偏心率。观测到的孤立WJ的偏心率分布（缺乏对巨行星伴星的探测）与大约60%的系统经历了原位散射一致，其余的经历了静止的历史。
2019-11-05 astro-ph.EP
Evidence for Hidden Nearby Companions to Hot Jupiters
第一个被发现的太阳系外世界--在短周期轨道上的巨大的“热行星”--对以太阳系为中心的行星形成模型来说是一个惊喜，促进了行星系演化新理论的发展。几乎没有观测到的热彗星附近的行星伴星被广泛引用作为支持高偏心率潮汐迁移的证据：在一个框架中，热彗星在其出生的原行星盘中形成更远的位置，然后以极高的偏心率向内抛出，剥离任何接近行星伴星的系统。在这项工作中，我们提出了新的结果，从整个四年开普勒数据集的过境时间变化的搜索，表明至少$12\pm6\%$的热彗星有一个附近的行星伴侣。这一部分的热彗星被认为有一个静态的动力学历史，这样系统就可以保留它们附近的同伴。我们还证明了附近的行星同伴普遍存在于温暖的彗星（$\geq70\pm{16}\%$），这表明温暖的彗星通常是安静地形成的。最后，我们将我们的研究结果与现有的观测约束相结合，提出了一个“偏心迁移”的框架，通过在紧凑的多行星系统中的磁盘后动态雕刻形成短周期巨行星。我们的框架表明，热彗星构成了巨大行星的自然结束阶段，这些行星的偏心率范围很广，轨道达到足够小的近点-无论是从它们在盘阶段的最终轨道配置，还是从后盘阶段的偏心率激发-以触发有效的潮汐循环。
2023-02-24 astro-ph.EP
Decoupling Jupiter's deep and atmospheric flows using the upcoming Juno gravity measurements and a dynamical inverse model
对木星上气流的观测基本上只存在于云层，这是由强大的东西向喷流控制的。有人认为这是由于表层薄风化层中的动力学造成的，或者是深层内部圆柱形流动的表现。然而，有可能观测到的风确实是表面风，但存在与之完全分离的深层气流。迄今为止，所有通过诱导密度异常将风与朱诺号测量的重力场联系起来的模型，都只考虑作为观测到的云层风投影的气流。在这里，我们探讨复杂的风动力学的可能性，包括浅天气层风，和一个深流，是从上面的流解耦。上层流是基于观测到的云级流，并设置为衰减与深度。深流的构造是为了产生具有可变宽度和大小的圆柱形结构，从而允许未知深流的各种可能的情况。然后，通过动力学模型将组合流与密度异常和引力矩相关联。伴随逆模型用于优化参数控制设置的深和表面约束流，使这些流可以重建给定的重力场。我们表明，该模型可用于检查各种情况下，包括深流是主导的表面风的情况下。我们广泛地讨论了与模型解决方案的不确定性。伴随方法的灵活性允许广泛的动力学设置，因此当新的观测和物理理解出现时，这些约束可以很容易地实现并用于更好地破译木星流动动力学。
2016-08-04 astro-ph.EP
Kepler constraints on planets near hot Jupiters
我们提出了一个搜索的结果，在开普勒数据通过其第六季度的科学操作中确定的热木星行星候选人（轨道周期接近3天的木星大小的候选人）附近轨道运行的行星同伴。特别强调的是2：1内部和外部平均运动共振之间的同伴。测光凌日搜索排除了大小约为地球2/3至5倍的伴星，这取决于目标恒星的噪声特性。对动态引起的与恒定周期的偏差（传输定时变化或TTV）的搜索也没有显示出明显的信号。相比之下，对温暖的彗星（轨道稍大）和热的海王星大小的候选者的比较研究确实显示了这些相同测试的额外同伴的签名。热彗星和其他行星系之间的这些差异表明了一种明显不同的形成或动力学历史。
2012-05-10 astro-ph.EP
Spin-orbit angle measurements for six southern transiting planets; New insights into the dynamical origins of hot Jupiters
对于凌日行星，罗斯特-麦克劳克林效应允许测量恒星旋转轴和行星轨道轴之间的天空投影角β。利用HARPS谱仪，我们观测了WASP协会发现的六个凌日热彗星的Rossiter McLaughlin效应。我们将这些与CORALIE获得的长期径向速度测量相结合。我们发现我们的三个目标的投影自旋轨道角超过90度：WASP-2b：beta = 153（+11 -15），WASP-15 b：beta = 139.6（+5.2 -4.3）和WASP-17 b：beta = 148.5（+5.1 -4.2）;其他三个（WASP-4 b，WASP-5 b和WASP-18 b）的角度与0度兼容。在偏离角和行星质量之间没有依赖关系，也与任何其他行星参数无关。所有的轨道都接近圆形，只有一个在WASP-18 b上探测到的偏心率e = 0.00848（+0.00085 -0.00095）。没有检测到任何目标的长期径向加速度。结合之前所有的20个β测量值和我们的六个测量值，我们试图从统计学上确定真实自旋轨道角的分布，并发现大约45%到85%的热彗星的psi > 30度。使用Kozai机制的观测和预测吻合得很好。如果这些观测事实在未来得到证实，我们就可以得出结论，大多数热彗星是由动力和潮汐起源形成的，而不需要使用I型或II型迁移。目前，标准的磁盘迁移无法解释的意见，除非调用至少另一个额外的过程。
2010-08-13 astro-ph.EP
Dynamical tides in Jupiter and other rotationally flattened planets and stars with stable stratification
开发数值方法计算快速旋转扁球星体和气态行星的耗散动力学潮汐响应，发现混合波共振可解释木星对Io潮汐响应的观测与静力学计算差异。
2023-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
P/2019 LD2 (ATLAS): An Active Centaur in Imminent Transition to the Jupiter Family
最近发现的P/2019 LD 2（ATLAS）最初被认为是木星特洛伊小行星，直到动力学研究和持续彗星活动的出现才发现该物体实际上是一个活跃的半人马座。然而，动力学历史，热环境以及这些环境对2019 LD 2活动的影响却知之甚少。在这里，我们进行动力学模拟，以限制它的轨道历史和由此产生的热环境在过去的3000年。我们发现，2019 LD 2目前处于一个动态的“网关”附近，该网关有助于从半人马座人口到木星彗星家族的大部分过渡（JFC人口; Sarid等人2019）。我们的计算表明，它不太可能在太阳系内度过大量的时间，这表明它的核心在其历史上的物理，化学和热处理方面相对原始。这可以解释它作为一个最近激活的原始身体的相对高水平的远程活动。最后，我们发现，如果2019 LD 2的核半径为1 km或大于3 km，则从Gateway种群过渡到JFC种群的中位频率从每3年一次到每70年不到一次不等。2019年LD 2的正演模型显示，它将在2063年过渡到JFC人口，这是第一次有机会观察活动的半人马座核的演变，因为它经历了这种人口定义的转变。
2020-10-09 astro-ph.EP
Warm Jupiter Tidal Migration Can Spare Inner Planets; Hot Jupiter Tidal Migration May Not
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究发现暖木星潮汐迁移可保护内行星，而热木星潮汐迁移可能无法，为区分盘迁移与潮汐迁移提供了框架。
2025-12-18 astro-ph.EP
Where do long-period comets come from? Moving through Jupiter-Saturn barrier
本文研究了1970年以后发现的64颗1/aori = 3.0的长周期彗星的过去和未来动力学演化< 1 \times 10-4 au-1 and qosc >。对于所有这些，我们得到了一个新的，均匀的密切轨道，包括15个轨道与检测到的非引力参数。这15颗彗星中有11颗的非引力效应是首次确定的。这些数值来回传播到250天文单位的日心距离，构成了一套原始和未来的轨道连同他们的不确定性。接下来，我们跟踪了银河潮汐下的动力学演化，从过去到未来进行了一次轨道旋转，获得了上一次/下一次近日点通道的轨道要素。我们得到了一个明确的依赖最近的革命变化近日点距离相对于1/aori，证实了理论的预期。我们发现，约50%的所有调查彗星有他们以前的近日点距离低于15 AU的限制。这导致31颗彗星被归类为动态新彗星，26颗彗星被归类为动态旧彗星，7颗彗星的状态不清楚。我们还提出了几个例子彗星运动通过木星-土星障碍，其中一些与以前的近日点距离小于观察到的。根据Kaib & Quinn（2009）的建议，还讨论了长周期彗星源路径的新解释。
2011-04-03 astro-ph.EP
Dynamical Tides during High-Eccentricity Migration produces the Hot Jupiter Pile-up, Neptune Ridge, and Neptune Desert
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
通过流体动力学模拟，研究高偏心率迁移中基模潮汐激发对气态行星轨道圆化和质量损失的影响，解释了热木星堆积、海王星脊和海王星沙漠的形成机制。
2026-08-26 astro-ph.EP
Tidal Evolution of Asteroidal Binaries. Ruled by Viscosity. Ignorant of Rigidity
小行星双星的潮汐演化速率由动力学洛夫数除以品质因数来定义。常见的是（通常是非法的）近似的动态勒夫数与他们的静态同行。由于静态洛夫数近似与刚性的倒数成正比，这就造成了一个流行的谬论，即潮汐演化速率由刚性与品质因数的乘积决定：$\,k_l/Q\propto 1/(μQ)\,$。实际上，动力学洛夫数取决于潮汐频率和潮汐扰动体的所有流变参数（不仅仅是刚度）。我们表明，在小行星双星的刚度，其组件几乎没有发挥作用，潮汐摩擦和潮汐滞后，从而几乎没有影响的潮汐相互作用的强度（潮汐扭矩，潮汐耗散，潮汐引起的轨道变化）。决定潮汐演化的关键量是有效粘度$\,η\,$与潮汐频率$\,χ\,$的乘积。力矩对这个乘积的依赖性的函数形式取决于在粘性和自引力的竞争中谁赢。因此，有一个数量标准来区分两种制度。对于较高的$\,ηχ\,$值，我们得到$\,k_l/Q\propto 1/(ηχ)\;$ ; $\,$，而对于较低的值，我们得到$\,k_l/Q\propto ηχ\,$。我们的研究基于一个假设，即小行星可以被视为麦克斯韦天体。适用于刚性岩石在低频率，这种近似也用于碎石桩，由于缺乏一个更好的模型。将来，当我们对弱重力场中颗粒混合物的力学有更多的了解时，我们可能不得不用其他流变参数来修正潮汐理论，这些流变参数在粘弹性体的描述中没有出现。
2015-11-20 astro-ph.EP
Dynamical Evolution of the Early Solar System
太阳系的一些性质，包括巨行星的径向间距很大，可以解释为行星通过与外盘微行星交换轨道能量和动量而径向迁移。特别是海王星的微行星驱动的迁移，在柯伊伯带的动力学结构中有着强烈的拥护者。动力学不稳定被认为发生在木星与海王星类行星近距离接触的早期阶段。由于这些遭遇，木星获得了目前的轨道偏心率，并向内跳跃了几分之一个天文单位，这是类地行星生存和小行星带限制所必需的。行星碰撞也有助于捕获木星特洛伊和巨行星的不规则卫星。在这里，我们讨论了早期太阳系的动力学演化，着眼于确定如何从其目前的架构约束行星迁移/不稳定的模型。
2018-07-17 astro-ph.EP
Hydrodynamic modelling of dynamical tides dissipation in Jupiter's interior as revealed by Juno
本研究基于Juno的木星引力场约束，构建流体动力学模型模拟木星内部动力学潮汐耗散，发现耗散具强频率依赖性，粘性为主要耗散机制，稳定分层区对木星高耗散有关键作用。
2023-11-06 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Hot Jupiter - Cold Jupiter: A complex sibling relation
University of Southern Queensland（南昆士兰大学）；Williams College（威廉姆斯学院）
研究通过模拟28颗热木星宿主恒星的径向速度数据，探讨冷木星的探测能力，发现观测持续时间是检测冷木星的关键因素，低精度望远镜适合此类系统研究。
2026-03-13 astro-ph.EP
On the origin and dynamical evolution of Jupiter's moon Amalthea
本文提出木卫五与伽利略卫星共同形成于外侧卫星星子储库，并被木卫一通过共振俘获、牧羊迁移至内侧轨道，从而约束木卫形成期环木盘纵横比至少约0.08。
2025-07-23 astro-ph.EP
HST/STIS capability for Love number measurement of WASP-121b
通过测量勒夫数$h_2$和$k_2$，来自凌日光变曲线、径向速度和凌日时间观测的数据可以用来探测平均密度以外的系外行星的内部。利用跨年基线，从径向速度和凌日时间变化观测中首次间接估计了系外行星的$k_2$。没有一个单一的测量$h_2$已经实现了过境光变曲线，主要是因为目前的观测设施的光度精度仍然太低。我们表明，哈勃太空望远镜上的成像摄谱仪仪器可以测量热木星WASP-121 b的$h_2$，如果只收集更多的观测。我们表明，必须进行仔细处理的噪音和恒星临边暗化，以实现测量的$h_2$。特别是，我们发现，估计的$h_2$的噪声建模的影响是强于肢体变暗建模的影响。此外，我们强调，小波方法的相关噪声分析可以掩盖边缘增亮。最后，利用现有的数据，我们简要地讨论了$h_2 = 1.39^{+0.71}_{-0.81}$的内部结构的初步测量。额外的观测将进一步限制WASP-121 b的内部，并可能提供有关暴胀物理学的见解。使用这里提出的方法与哈勃太空望远镜的可能性提供了一个桥梁之前，高质量的数据将返回詹姆斯韦伯太空望远镜和柏拉图望远镜在未来十年。
2019-12-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Born eccentric: constraints on Jupiter and Saturn's pre-instability orbits
动力学不稳定性被认为塑造了外太阳系的轨道结构。在模拟这种不稳定性时，一个关键的约束来自木星的第五偏心模式（由其振幅M55量化），这是太阳系长期演化的重要驱动力。从通常假设的近圆形轨道开始，目前的巨行星结构处于数值生成系统的极限，M55很少被激发到它的真实值。在这里，我们对大量人为触发的不稳定性进行了动力学分析，并测试了巨行星原始轨道的各种配置。除了更多的标准设置，并受到现代流体动力学模拟的结果的巨大行星的原始气体盘内的演变，我们认为木星和土星出现的可能性，从星云气体锁定在2：1共振与非零偏心率。我们表明，在这样的情况下，现代土星-土星系统代表了一个典型的模拟结果，和M55通常匹配。此外，我们表明，天王星和海王星的最终轨道是由在原始柯伊伯带的质量和喷出的冰巨人的组合。
2020-09-23 astro-ph.EP
Comet 1P/Halley Completes 15 Orbits in 1,151 Years: Commensurability with the Solar System Quasi-Period and Evidence for Jupiter-Saturn Dynamical Coupling
本文研究哈雷彗星是否参与太阳系准周期T*，发现其轨道周期与T*的比值为15.004，证明木星和土星通过不同机制影响其轨道，且长期稳定性与轨道混沌不矛盾。
2026-05-13 astro-ph.EP
Forming Different Planetary Architectures . I . Formation Efficiency of Hot Jupites from High-eccentricity Mechanisms
过去几十年发现的系外行星提供了一个新的巨型系外行星样本，即热彗星。由于缺乏足够的材料，在目前的位置热的雪线，他们被认为是形成外部雪线。然后，迁移到通过与气体盘或高偏心机制的相互作用观察到的位置。我们研究了不同的高偏心率机制的效率，形成近共面多行星系统中的热超导体。这些机制包括行星-行星散射机制、Kozai-Lidov机制、共面高偏心率迁移机制、长期混沌机制，以及我们在工作中发现的另外两种新机制，它们可以产生高倾角甚至逆行的热彗星。在这些机制中，Kozai-Lidov机制在产生热超导体中起着最重要的作用。由于在10^7 Tin（内轨道的周期）内缺乏角动量亏损，长期混沌并不是形成热彗星的通常途径。根据观测和模拟结果的比较，我们推测至少存在两个热星系群。一个种群由于与气盘的相互作用而迁移到潮汐效应的边界，如ups And b，WASP-47 b和HIP 14810 b。这些系统通常至少有两颗行星具有较低的偏心率，并在紧凑的轨道配置中保持动力学稳定。另一种粒子数是在动力学不稳定性激发偏心率后，通过高偏心率机制形成的。这类热彗星通常在遥远的轨道上有类似彗星的伴星，它们具有中等或高的偏心率。
2018-02-26 astro-ph.EP
Dynamical constraints on the origin of hot and warm Jupiters with close friends
气体巨星在冰线内绕着它们的宿主恒星运行，被认为是从更远的地方迁移到现在的位置。在这里，我们考虑的起源和动力学演化的观察到的彗星，专注于热和温暖的彗星与外部的朋友。我们发现，大多数观测到的木星对（24个中的20个）将是动态不稳定的，如果内行星被放置在>~1AU距离恒星主机。这一发现与形成理论不一致，形成理论认为由于长期动力学过程（例如，长期混沌，Lidov-Kozai振荡）与潮汐耗散耦合。事实上，N体积分的结果表明，动力学不稳定系统的演化不会导致潮汐迁移，而是导致行星抛射和与宿主恒星的碰撞。这一点和其他论点使我们认为，大多数观测到的有伴星的行星不可能是通过长期迁移过程从更远的地方迁移过来的。更一般地说，通过使用数值和分析技术相结合，我们表明，高e Lidov-Kozai迁移的情况下，只能占不到10%的所有气体巨星之间观察到0.1-1 AU。多行星系统的模拟支持这一结果。我们的研究表明，这些“温暖”的彗星并不是从轨道周期超过一年的高偏心轨道开始的，它们更有可能在没有经历显著的潮汐耗散的情况下到达今天观测到的区域。
2016-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photometric Confirmation and Characterization of the Ennomos Collisional Family in the Jupiter Trojans
碰撞族提供了一个了解小行星群内部构成的独特窗口。以前对木星特洛伊的动力学研究已经发现了一些潜在的碰撞家族，其中两个后来通过光谱表征得到了证实。在本文中，我们提出了新的多波段光度观测建议Ennomos家庭和获得精确的$g-i$颜色的75个候选家庭成员。虽然大多数目标具有与背景物体难以区分的可见颜色，但我们确定了13个具有紧密分组的动态特性的物体，这些物体具有显着的蓝色。我们确定，真正的Ennomos碰撞家庭是严格限制在$a'_{p} > 5.29$金和$0.45 < \sin{i_{p}} < 0.47$，其确认的成员大多数有近太阳光谱斜率，包括一些最蓝的对象迄今发现的特洛伊人口。Ennomos家族和先前表征的Eurybates家族都具有明显的中性色，这表明木星区域新暴露表面的光谱特性与未碰撞的特洛伊表面明显不同。这意味着，冰升华和空间风化的过程中，在5.2金产生一个不同的风化层化学从原始环境中的特洛伊人最初增生。它还表明特洛伊人是在初始人口形成后的某个时候从其他地方安置在他们现在的位置，这是最近太阳系演化动力学不稳定模型的关键预测。
2022-12-16 astro-ph.EP
Capture of Trojans by Jumping Jupiter
木星特洛伊人被认为是行星形成时存在于行星区域的大量星子的幸存者。它们可以对星子盘的质量和性质及其在行星迁移过程中的扩散提供重要的限制。在这里，我们测试了一种可能性，即特洛伊人在早期的动力学不稳定期间被捕获的外行星（又名尼斯模型），当木星的半长轴是由于与冰巨人的散射相遇而发生变化时。在这个模型中，当木星的轨道及其拉格朗日点在散射事件中径向位移并落入由微行星（先前在不稳定期间从其出生的跨行星际盘演化到约5 AU）填充的区域时，就会发生捕获。我们的数值模拟的新的捕获模型，以下跳跃捕获，令人满意地再现特洛伊的轨道分布和它们的总质量。跳跃捕获可能能够解释观察到的领先和尾随特洛伊木马数量的不对称性。我们发现，在原始的行星际盘中，每个粒子的捕获概率为（6-8）x10^-7，这意味着盘中包含（3-4）x10 ^-7个绝对星等H<9的星子（对应于7%的星等H，直径D=80 km）。从这项工作中推断出的盘质量，M_disk=14-28 M_Earth，是一致的质量从最近的动力学模拟的行星不稳定性。
2013-03-12 astro-ph.EP
The radiative and dynamical impact of clouds in the atmosphere of the hot Jupiter WASP-43 b
该研究利用耦合温度依赖云辐射反馈的三维 GCM 模拟热木星 WASP-43 b，揭示不同凝析物、粒径和金属度下云对风场、温度结构及光谱相位曲线的影响，并结合多望远镜观测约束其夜侧云性质。
2024-01-25 astro-ph.EP
Mass-Loss Rates of "Hot-Jupiter" Exoplanets with Various Types of Gaseous Envelopes
根据Bisikalo等人（2013 b）对恒星风对系外行星大气的气体动力学效应的计算结果，在热彗星周围可以形成三种类型的气体包层：封闭的，准封闭的和开放的。形成的包层类型取决于正面碰撞点（风的动力压力等于周围大气的压力）相对于罗奇瓣边界的位置。封闭的包层形成在行星周围，其大气层完全位于它们的洛希叶内。如果正面碰撞点位于洛希瓣之外，大气物质开始通过拉格朗日点$\mathrm{L_1}$和$\mathrm{L_2}$流出，这可能导致形成准封闭（如果恒星风的动力压力阻止通过$\mathrm{L_1}$流出）或开放的气体包层。典型的热木星HD 209458 b的例子被认为是四套大气参数，以确定这些参数所产生的不同类型的信封的质量损失率。基于模拟结果的质量损失率估计为：对于封闭大气，$\dot{M} \leq 10^{9}$ g/s;对于准封闭大气，$\dot{M} \simeq 3 \times 10^{9}$ g/s;对于开放大气，$\dot{M} \simeq 3 \times 10^{10}$ g/s。封闭和准封闭大气层中的物质主要通过$\mathrm{L_2}$流出，而开放大气层中的物质主要通过$\mathrm{L_1}$流出。
2016-09-27 astro-ph.EP
Relationship between the moment of inertia and the $k_2$ Love number of fluid extra-solar planets
研究流体系外行星平均极转动惯量$N$与$k_2$ Love数的关系，通过解析与半解析方法发现虽无唯一关系，但可推导出界定给定$k_2$下$N$值上限的经验法则。
2023-07-07 astro-ph.EP physics.geo-ph
Origins of Hot Jupiters from the Stellar Obliquity Distribution
恒星的旋转度，或者说它的自转轴和它的伴星的平均轨道法线之间的夹角，对这个系统的演化历史提供了一个独特的限制。不像太阳系，太阳的赤道几乎与它的伴星对齐，许多热木星系统被发现有很大的自旋轨道错位，在极地或逆行轨道上有行星。我们证明，在相反的恒星窝藏热的恒星在圆形轨道上，那些偏心同伴遵循没有人口范围的恒星温度的趋势。这一发现可以通过高偏心率迁移和潮汐阻尼的组合来自然地解释。此外，我们表明，今天观察到的联合结晶度和偏心率分布与高偏心率迁移的结果是一致的，没有严格的要求调用其他热木星形成机制的磁盘迁移或原位形成。在整个种群的水平上，高离心率的迁移可以始终如一地塑造热木星系统的动力学演化。
2022-01-27 astro-ph.EP
