A $5M_\text{Jup}$ Non-Transiting Coplanar Circumbinary Planet Around Kepler-1660AB
本研究结合Kepler-1660AB的首次视向速度、ETV与食深变化分析，确认其239.5天环双星行星质量为$4.87M_{\rm Jup}$且轨道共面，排除此前高度错位模型。
2023-08-18 astro-ph.EP
Orbital stability of two circumbinary planets around misaligned eccentric binaries
利用$n$体模拟方法研究了由两颗非零质量行星组成的倾斜环联行星系的稳定性。行星最初是在圆形轨道上，彼此共面，如果它们形成在一个平坦但倾斜的环双星气体盘中，并且在一个远小于盘节进动周期的时间差内与盘脱离，这是可以预期的。我们限制稳定的多行星环双星系统的参数。行星与行星之间以及行星与双星之间的相互作用都可能导致复杂的行星倾斜振荡，从而使其中一颗或两颗行星的轨道不稳定。由于这两种相互作用之间的相互作用，该系统比这些单独相互作用的影响要不稳定得多。系统的稳定性对双星的偏心率、轨道倾角和两颗环双星行星的半长轴都很敏感。如果外行星位于$5\,a_{\rm b}$，超过与内行星2：1的平均运动共振，系统通常是稳定的。对于较大的内行星半长轴，系统不太稳定，因为冯-蔡佩尔-科扎伊-利多夫机制起着重要的作用，特别是对于低偏心率的双星。在不稳定的情况下，最可能的结果是一颗行星被抛出，另一颗行星仍然被束缚在一个高度偏心的轨道上。因此，我们认为这种不稳定性是产生自由浮动行星的有效机制。
2023-03-13 astro-ph.EP
Observational Signatures of Dust Traffic Jams in Polar-Aligning Circumbinary Disks
通过流体动力学模拟与辐射转移后处理，揭示倾斜环双星盘极向对齐过程中气体与尘埃较差进动产生的尘埃交通堵塞在厘米波段连续谱图像中呈现为多个可分辨的环，并指出SKA和ngVLA将能够观测这些特征。
2024-11-19 astro-ph.EP
Dynamical structures of misaligned circumbinary planets under hierarchical three-body systems
本文采用至十六极阶的分级三体长期近似，结合共振网、绝热不变量与相图分析，揭示了错位及极态环双星行星参数空间中的复杂动力学结构及其共振成因。
2024-06-24 astro-ph.EP
Pulsed Accretion onto Eccentric Binaries in Highly Misaligned Circumbinary Disks
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Department of Physics & Astronomy, Baylor University（贝勒大学物理与天文系）；Center for Astrophysics, Space Physics, and Engineering Research, Baylor University（贝勒大学天体物理学、空间物理学与工程研究中心）；CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学粤港澳大湾区子午线二期科学中心）；Dipartimento di Fisica “G. Occhialini”, Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学“G.奥基亚利尼”物理系）
本研究通过三维SPH模拟发现，高度倾斜环双星盘中偏心双星的吸积在近星点附近产生双脉冲，且脉冲相位随倾角变化，为脉冲时标与盘取向关系提供依据。
2026-09-30 astro-ph.EP
Planet-disc interactions around eccentric binaries and misaligned ring formation
本研究通过解析模型和流体动力学模拟，发现行星-盘相互作用可使环双星盘中的巨行星趋向共面或极向对齐，高质量盘可引发Kozai-Lidov振荡致行星抛出，并形成长寿命错位环。
2025-07-09 astro-ph.EP
Tidal Truncation of Inclined Circumstellar and Circumbinary Discs in Young Stellar Binaries
最近的观测表明，在年轻的恒星双星中，星周盘和星周双星盘往往与双星轨道平面不重合。我们分析了潮汐截断这种错位光盘由于扭矩施加到光盘的Lindblad共振从潮汐强迫的二进制。我们考虑具有任意双星盘倾角的偏心双星。我们确定的潮汐强迫强度的二元参数的依赖关系，并表明它们是复杂的偏心率和倾角的非单调函数。采用由共振力矩和粘性力矩平衡确定的截断准则，计算了环星盘的外半径和环双星盘的内半径。未对准的拱星盘比对准的盘具有系统性的更大的外半径，并且如果倾斜超过$45^\circ - 90^\circ$，则可能填充它们的罗氏瓣，这取决于二元质量比和盘的粘度参数。未对齐的环双星盘通常比对齐的盘具有更小的内半径，但是细节敏感地取决于双星和盘的参数。
2015-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Eccentric Binary with a Misaligned Circumbinary Disk
本研究通过光谱和光度观测证实Bernhard-2是带未对准环双星盘的偏心双星，测定了双星质量、系统年龄，发现盘进动与脉冲吸积特征，为盘物理和演化研究提供新样本。
2024-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kozai-Lidov cycles towards the limit of circumbinary planets
在本文中，我们回答了一个简单的问题：一个错位的circumbinary行星可以诱导Kozai-Lidov周期的内部恒星双星？我们使用已知的解析方程来分析Kozai-Lidov效应的行为，因为外部质量很小。我们证明了一个显着偏离传统的对称性，临界角和振幅的效果。除了在近极轨道上的大质量行星外，环双星行星系没有Kozai-Lidov循环。这对存在高度错位的环联行星有积极的影响：一个观测上未探索的和理论上重要的参数空间。
2015-09-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Misaligned circumbinary disks as efficient progenitors of interstellar asteroids
气体环双星盘（CBDs）是一种常见的自然观测到的高度倾斜的双星轨道。这些盘中的粒子，一旦气盘消散，由于波节的进动，可以达到很大的相互倾斜。与n体模拟，包括碎片，我们表明，错位盘的粒子可以是有效的祖先星际小行星（ISA）。相互倾斜度较大的粒子之间发生的碰撞具有较大的碰撞速度，这可能导致质量喷射，并且碎片尺寸和喷射速度的范围很广。我们探讨的二元参数，其中大部分的类地行星形成的材料被喷射，而不是吸积成行星。喷射大量材料所需的不对准随着二元偏心率而减小。如果双星偏心率的分布是均匀的，并且初始粒子CBD相对于双星轨道的取向是各向同性的，那么大约59%的双星更有可能通过高速体-体碰撞喷射出大部分CBD类地行星盘质量，而不是保留这些物质并构建类地行星。然而，在非零盘粘度的气体盘阶段的二元-盘相互作用将减少这一部分。Oumuamua的成分、小尺寸、高度细长的形状和翻滚运动与错位CBD产生的ISA一致。
2022-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- I. Dust ring formation
通过三维气体-尘埃 SPH 模拟，本文证明高度倾斜环双星盘在极向对齐过程中因气尘进动差异形成长寿命尘埃环，并分析其漂移与尘气比效应。
2024-06-11 astro-ph.EP
Assembly of Protoplanetary Disks and Inclinations of Circumbinary Planets
开普勒卫星已经发现了许多围绕近距离双星运行的行星。这些环双星系统有高度对齐的行星和双星轨道。本文探讨了行星和双星轨道之间的相互倾角如何反映原行星盘组装的物理条件以及原双星和环双星盘之间的相互作用。由于形成恒星的分子云的湍流性质，落在环双星盘和中央原恒星双星盘外部区域的气体可能有不同的旋转轴。因此，新组装的环二进制磁盘可能会相对于二进制文件错位。然而，来自双星的引力扭矩会使星盘产生扭曲，反作用扭矩会使星盘和双星轨道平面对齐。我们提出了一个新的，分析计算这种对齐扭矩，并表明，二进制磁盘倾角可以明显减少后，二进制吸积的百分之几，其质量从磁盘。我们的计算表明，在没有其他干扰的情况下，环绕双星盘和行星周围的近（亚AU）恒星双星，其中质量吸积到原二进制是非常可能发生的，预计将高度对准的二进制轨道，而磁盘和行星周围的宽二进制可能会错位。测量环联行星系的相互倾角可以为这类系统的诞生环境提供线索。
2013-04-18 astro-ph.EP
Nature or nurture of coplanar Tatooines: the aligned circumbinary Kuiper belt analogue around HD 131511
开普勒任务的一个关键发现是被称为“塔图因”的环联星行星，它们似乎与其宿主恒星的轨道很好地对齐。这种对齐是否是由于最初共面的环绕双星行星形成盘（即自然），或通过扭曲内部盘或扭转双星（即培育）最初未对齐的盘的后续对齐，尚不清楚。通过观测环绕柯伊伯带的类似物（“碎片盘”），可以测试哪种情况占主导地位，这些碎片盘可以追踪原始盘的平面。在这里，HD 131511周围的140天文单位直径的环双星碎片盘被显示为与近边缘0.2天文单位双星轨道平面的10 $^\circ$对齐。恒星赤道也与在这个平面上是一致的。如果原始圆盘的质量足以将双星系统拉成一条直线，那么这种结果应该很常见，并且很难区分先天和后天。然而，如果只有内部磁盘与二进制文件对齐，则HD 131511系统从未严重错位。鉴于初始错位，$\sim$陀螺仪的主要序列寿命的明星允许长期的扰动，以增加规模的高度为代价，以调整碎片盘到100天文单位。观察到的碎片盘刻度高度将任何未对准限制在25 $^\circ$以下。由于只有少数已知的，更多的这样的系统需要被描述，以帮助测试环双星行星的排列是自然的还是后天的。
2014-12-01 astro-ph.EP
Kepler-413b: a slightly misaligned, Neptune-size transiting circumbinary planet
我们发现了一颗绕开普勒K + M双星系统KIC 12351927（Kepler-413）公转约66天的凌日行星（Rp = 4.347 +/-0.099RE），其偏心轨道为ap = 0.355 +/-0.002AU，ep = 0.118 +/-0.002。这两颗恒星的质量分别为：MA = 0.820 +/-0.015MSun，RA = 0.776 +/-0.009RSun和MB = 0.542 +/-0.008MSun，RB = 0.484 +/-0.024RSun，公转周期分别为10.11615 +/-0.00001天，轨道近似为圆形（eEB = 0.037 +/-0.002）。EB的轨道平面稍微倾斜于视线（iEB = 87.33 +/-0.06度），而在参考历元，行星的轨道平面倾斜于双星平面约2.5度。周期约为11年的轨道岁差导致后者对天平面的倾角不断变化。因此，这颗行星经常无法在下合点凌过主星，导致数百天没有凌日（对应于多个行星轨道周期）。我们预测下一次凌日要到2020年才会发生。该系统的轨道结构使这颗行星比扩展的宜居带的内边缘更靠近其宿主恒星。此外，该系统的轨道配置使得CBP可能会在EB的影响下经历卡西尼态动力学，其中行星的进动速度与其轨道进动速度相当。根据CBP的角进动频率，它可能会在进动时间尺度上经历数十度（和复杂的季节性周期）的波动。
2014-01-28 astro-ph.EP
Efficient Dust Ring Formation in Misaligned Circumbinary Discs
双星系统会对偏离轨道的圆盘施加重力力矩，造成差异性的岁差，而差异性的岁差可能会造成圆盘的扭曲和撕裂。虽然这是很好地理解的气体只有光盘，错位cirumbinary光盘的气体和尘埃尚未彻底调查。我们进行SPH模拟的未对准的气体和尘埃盘周围的二进制调查这两个组件的不同演变。我们选择了两种不同的圆盘长宽比：一种是薄的情况，气体圆盘总是破裂，另一种是厚的情况，整个圆盘出现光滑的翘曲。对于每一种情况下，我们运行模拟的五种不同的尘埃与气体成分的耦合程度不同，斯托克斯数从0.002（强耦合尘埃）到1000（有效去耦尘埃）。我们报告了两个新现象：首先，由于气体和尘埃成分之间的进动差异，厚圆盘中的大尘埃颗粒在翘曲位置堆积，形成狭窄的尘埃环。这些堆积不会在气体压力最大时形成，因此与传统的灰尘收集器不同。这种效应对于St ~ 10 - 100最为明显。其次，薄圆盘仅在气体中撕裂和破裂，而St > 10的尘埃颗粒由于气体中破裂引起的陡峭压力梯度而形成密集的尘埃陷阱。我们发现，灰尘与St < 0.02密切关注的气体颗粒，薄和厚的光盘，与径向漂移变得明显，只有在这个范围内的最大颗粒。
2020-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Distinguishing Polar and Co-planar Circumbinary Exoplanets by Eclipsing Timing Variations
环联行星（CBPs）可能与其宿主双星不对齐。轨道动力学、模拟和最近对原行星盘的观测都表明，这颗行星可以稳定地在垂直于偏心双星的平面上运行（即，极地轨道）。没有确凿的证据表明探测到了这样的配置;通过凌日技术探测到的九个系统几乎是共面的，但他们的发现也偏向于这种配置。在这里，我们开发Eclipse时序变化（ETVs）作为一种方法来检测未对准的CBP。我们发现，由于拱点运动（近星点岁差）的主机二进制的共面行星和逆行的极地行星，主日食和次日食的平均日食周期不同的方式，区分这些配置。其次，日食持续时间变化（EDV）的变化方式可以证实这一推论，无论是在极地模型上还是在极地模型上。第三，行星轨道时间尺度上的初级和次级ETV的相对相位也区分了这两种配置，我们通过数值模型网格进行了分析和量化。我们将这些方法应用于开普勒-34，一个过境行星被称为近共面详细的光动力学建模。在这个系统中，我们发现，单独的双日食时间足以区分这些轨道配置，使用这里介绍的效果。我们的工作提供了一个工具，发现潜在的极地CBPs，或错位的温和倾斜的CBPs，从现有的ETV数据集的开普勒，以及未来的观测TESS或PLATO。
2019-05-24 astro-ph.EP
99 Herculis: Host to a Circumbinary Polar-ring Debris Disk
我们提出了解决赫歇尔图像的circumbinary碎片盘在99武仙座系统。主星是一颗晚期的F-型恒星。的二进制轨道的特点，我们得出结论，磁盘是错位的二进制平面。两种不同的模型可以解释观察到的结构。第一个模型是一个环的极轨道，在一个平面上垂直于二进制近心方向移动。我们赞成这种解释，因为它包括长期扰动的影响和磁盘可以生存的陀螺时间尺度。第二种模型是错位环。由于环的方向存在模糊性，这可能反映在天空平面上，因此该环要么具有类似于第一模型的近极轨道，要么具有30度的失准。的错位环，解释为最近的碰撞的结果，被证明是难以置信的碰撞和动力学演化的约束。由于盘+恒星系统的分离类似于99武仙座应该形成共面，可能的形成场景涉及近距离的恒星相遇或双星交换存在的拱星和/或拱双星盘。发现和描述像99武仙座这样的系统将有助于理解导致行星系围绕单个和多个恒星不对准的过程。
2012-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bernhard-1: An Eccentric Binary Periodically Obscured by its Misaligned Circumbinary Disk
Tsinghua University（清华大学）；Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University（浙江大学物理高等研究院）；Post Observatory（波斯特天文台）；Westlake University（西湖大学）
本研究证实Bernhard-1为高偏心环双星盘掩食系统，质量约1.1和0.8倍太阳质量，年龄约10百万年，属Dolidze 42星团，盘与双星互倾角约50°或130°，并提出适用于CBO系统的几何分析方法。
2026-08-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coplanar circumbinary planets can be unstable to large tilt oscillations in the presence of an inner polar planet
相互错位的环联行星可能形成于扭曲或破裂的气体盘中，或者来自后来的行星与行星的相互作用。通过数值模拟和分析估计，我们探索了两个相互倾斜的环双星行星的动力学。共面的内行星会导致双星的近点进动，外行星轨道半径越大，外行星的静止倾角越大。在这种情况下，共面的外行星总是保持共面。另一方面，一个极内行星导致逆行拱点岁差的双星轨道和静止倾角较小的较大的外行星轨道半径。对于一系列的外行星半长轴，一个最初的共面轨道是振动的，这意味着外行星经历了大的倾斜振荡。高度倾向于双星的环联行星很难被探测到--在存在极内行星的情况下，行星的倾角不太可能低于凌日探测极限。这些结果表明，可能有一群环联星行星正在经历大的倾斜振荡。
2023-02-21 astro-ph.EP
Formation of polar circumstellar discs in binary star systems
我们调查的材料流从高度错位和极性的circumbinary光盘，饲料周围的每个二进制组件的拱星盘的形成。用三维流体动力学模拟，我们考虑等质量的低偏心率的双星。我们还模拟了倾斜的测试粒子和高度错位的拱星盘周围的一个二元组件进行比较。在Kozai-Lidov（KL）周期中，星周盘结构通过盘偏心率与盘倾斜的交换而改变。高度倾斜的拱星盘和测试粒子周围的个别二元组件可以经历非常强烈的KL振荡。从环双星盘的高度错位的材料的连续吸积允许KL振荡的拱星盘是长寿的。在这个过程中，环双星物质以高倾角连续地输送到倾角较低的环星盘。我们发现，模拟分辨率是很重要的建模寿命的KL振荡。一个最初的极环双星盘形成近极的，经历KL循环的星周盘。在每一个双星轨道周期内，吸积在极地星周盘上的气体流的倾斜度都不同，这决定了有多少物质被吸积在盘上。极区星周盘中的长寿命KL旋回可能导致双星系统中极区S-型行星的形成。
2023-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a massive retrograde circumbinary disc around an eccentric binary
一个围绕偏心双星的测试粒子轨道有两个没有节进动的定态：共面和极面。未对准的试验粒子轨道的节点进动集中在这些定态之一上。一个低质量的环双星盘经历同样的进动，并通过盘内的耗散向这些状态之一移动。对于大质量粒子轨道，定常极线对准发生在小于$90^{\circ}$的轨道倾角处，这就是非定常极线倾角。一个足够高的角动量粒子有一个额外的更高的倾角静止状态，逆行极静止倾角。靠近逆行极静止倾角的未对准粒子轨道不像靠近其他静止点的轨道那样是嵌套的。我们调查的气体盘，开始接近逆行极静止倾角的演变。通过流体动力学圆盘模拟，我们发现圆盘运动通过非嵌套的新月形进动轨道，并最终向双极静止倾角移动，从而增加了环双星圆盘向极对齐移动的参数空间。如果原行星盘相对于双星轨道形成各向同性的方向，那么极盘可能比偏心双星周围的共面盘更常见，即使是大质量盘。这对环双星行星的排列有影响。
2022-09-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of polar terrestrial circumbinary planets
目前发现的所有环联星行星的轨道几乎与联星轨道共面。虽然不对齐的环联星行星更难探测，但对偏心联星周围的极性对齐的环联星气体和碎片盘的观测表明，极性行星形成是可能的。极向行星的稳定轨道与双星的轨道平面成90度角，其角动量矢量与双星的偏心率矢量一致。在n体模拟中，我们利用流体动力学气盘模拟来模拟极地类地行星形成，以激发初始粒子分布。围绕偏心双星形成的类地行星更可能是极线排列而不是共面排列。类似的行星系在偏心双星周围形成极线排列，在圆双星周围形成共面排列。极地行星系即使在广义相对论的影响下也是稳定的。偏心双星的行星轨道在所有倾角上都表现出倾斜和偏心振荡，但共面情况下的振荡比极面情况下的大。我们认为，极向排列的类地行星将在未来被发现。
2021-09-23 astro-ph.EP
Evolution of linear warps in accretion discs and applications to protoplanetary discs in binaries
在许多原恒星二元系统中，预计会出现弯曲的吸积盘。在本文中，我们研究的长期演变的光盘翘曲和旋进的无量纲厚度$H/r$大于其粘度参数$α$，使弯曲波可以传播和主导的翘曲演变。对于小的翘曲，这些盘经历近似刚体进动。我们推导出各种型号的光盘的翘曲/扭曲的配置文件和对齐时标的解析表达式。将我们的结果应用于环二进制光盘，我们发现，这些光盘对准的轨道平面的二进制光盘的全球进动时间的时间尺度上，通常远小于其粘性的时间尺度。我们讨论了我们的发现的影响，观察错位circumbinary光盘（如KH 15 D）和circumbinary行星系（如开普勒-413），这些观察到的错位提供了有用的约束盘翘曲理论的不确定性方面。另一方面，我们发现，拱星盘可以保持大的错位相对于平面的双伴侣在他们的整个生命周期。我们估计，对于典型的椎间盘参数，可以保持大于$\sim 20^\circ$的倾角。总的来说，我们的研究结果表明，虽然高度错位拱星盘双星预计是常见的，这种错位应该是罕见的拱星盘。这些预期与目前对原行星盘和双星系外行星的观测是一致的，并且可以通过未来的观测进行测试。
2014-09-08 astro-ph.EP
Polar alignment of a protoplanetary disc around an eccentric binary III: Effect of disc mass
Martin & Lubow（2017）发现，一个围绕偏心双星的初始充分错位的低质量原行星盘经历了倾斜角和升交点经度的阻尼节点振荡。耗散导致演化向一个静止状态的极性对齐，其中光盘位于垂直的二进制轨道平面与角动量对齐的偏心率向量的二进制。我们使用流体动力学模拟和分析方法来研究光盘的质量如何影响这一过程。模拟结果表明，一个光盘与非零质量解决到一个固定的状态，在框架中的二进制，广义的极性状态，在一定程度上较低的水平的不对准相对于二进制轨道平面，在协议的分析模型。假设圆盘进入这种广义的极性状态，观测确定的失准角和双星性质可以用来确定环双星圆盘的质量。我们将此约束应用于HD 98800中的环双星盘。我们得到了与模拟结果近似一致的有质量环联星环极线排列的解析判据。非常宽的错位盘经历破裂，但内部区域至少仍可能演化为极性状态。盘的长期演化取决于我们发现倾向于减小的双星偏心率的演化。虽然极对齐所需的参数范围有所减少，增加光盘的质量，这样的对齐似乎可能为一组广泛的初始条件，预计在原恒星的circumbinary光盘。
2019-09-24 astro-ph.EP
Misaligned accretion disc formation via Kozai-Lidov oscillations
我们调查的形成和演化的错位吸积盘周围的第二个组成部分，通过质量转移驱动的Kozai-Lidov振荡的circumprimary盘的偏心率和倾斜度。我们进行SPH模拟，研究作为光盘和二进制参数的函数的质量转移到第二颗星的量。对于我们探索的参数范围，我们发现，增加盘的纵横比，粘度参数和初始倾角以及降低的二进制质量比导致更大量的传质，最多约百分之十的初始质量的主要光盘。环二级盘形成有高偏心率和高倾角，并且也能够经历KL振荡。环次级盘的振荡周期比围绕初级盘的振荡周期短。我们发现，一些逃脱的两个组件的罗奇瓣的材料形成一个狭窄的错位环双星吸积盘。这项研究对年轻双星系统中的盘演化有影响。
2019-02-11 astro-ph.EP
Alignment of a circumbinary disc around an eccentric binary with application to KH 15D
我们分析了一个温和的倾斜circumbinary光盘，轨道偏心轨道的二进制通过平滑粒子流体动力学（SPH）模拟和线性理论的演变。我们发现，最初未对准的circumbinary光盘周围的偏心轨道二进制的对齐过程是显着不同的比周围的圆形轨道二进制，并涉及倾斜振荡。双星的偏心度越大，倾斜振荡就越大，阻尼这些振荡所需的时间也就越长。仅轻微倾斜的环双星盘在走向对齐之前可能会将其倾斜度增加几倍。SPH模拟的结果与线性理论的结果吻合得很好。本文研究了KH 15 D周围的环双星盘/环的性质。我们确定光盘属性的观测约束的基础上所施加的不断变化的二进制亮度。我们发现，目前的倾斜度是在一个局部最小值，并将大大增加之前设置为共面性。此外，交点岁差目前接近其最快的速度。最近的观测表明，B星的重现对遮蔽材料层的厚度施加了限制。我们的研究结果表明，光盘固体已经经历了大量的向内漂移和解决对光盘中平面。对于椎间盘肿块$\sim 0.001 M_\odot$，我们的模型表明椎间盘湍流水平较低，为$α\ll 0.001$。另一种可能性是盘/环包含很少的气体。
2019-04-01 astro-ph.EP
High-Resolution Near-Infrared Polarimetry and Sub-Millimeter Imaging of FS Tau A: Possible Streamers in Misaligned Circumbinary Disk System
我们使用Subaru/HiCIAO的近红外（H波段）高对比度偏振测量数据和ALMA的亚毫米CO（J=2-1）线发射数据分析了年轻（280万年）的双星系统FS Tau A。近红外和亚毫米观测都揭示了几个清晰的结构，从恒星延伸到$\sim$ 240 AU。基于这些不同波长的观测，我们报告了以下发现。在近红外波段探测到的一个臂状结构最初从双星的南部延伸，随后转向东北，对应于ALMA观测中探测到的两个棒状结构，LSRK速度为1.19-5.64 km/s。在近红外波段探测到的另一个特征最初从双星的北部延伸，与ALMA观测中探测到的臂状结构有关，LSRK速度为8.17-16.43 km/s。从它们的形状和速度，我们认为，这些结构大多可以解释为两个流光连接外环双星盘和中央双星组件。这些发现将有助于理解年轻双星系统中流光和星周盘的演化。
2019-12-24 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planet formation and stability in polar circumbinary discs
上下文动力学研究表明，大多数环双星盘（CBD）应该是共面的。然而，一些理论工作表明，在某些条件下，CBD可以成为极坐标，这意味着它的旋转矢量相对于双星轨道平面是正交的。有趣的是，最近的观察表明，极性CBD存在于自然界中（例如HD 98800）。目的。我们测试的预测CBD对齐偏心二进制的基础上线性理论。特别是，我们比较了逆行和逆行CBD配置。然后，假设行星形成在这些系统中，我们彻底的轨道行为和不对准（P型）粒子的稳定性。这是对无质量和有质量的粒子做的。方法.通过三维流体动力学模拟，模拟了各种配置的CBD对齐的演变。对于轨道特征和分析稳定性，我们依赖于长期N体积分和结构和混沌指标，如$Δe$和MEGNO。结果我们证实了以前的分析预测CBD对齐，但发现一个意想不到的对称性破缺之间的逆和逆行配置。因此，高度错位的CBD成为极性的可能性比以前认为的要高。关于环联星P型行星（也称为塔图因）的稳定性，极轨道在很大范围的联星参数上都是稳定的。特别地，对于偏心率低于0.4的双星，轨道对于任何双星质量比都是稳定的。在没有气体的情况下，质量低于$10^{-5}\,M_{\odot}$的行星对双星轨道的影响可以忽略不计。最后，我们建议，轻度偏心等质量的二进制应搜索极地塔图因。
2019-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- II. Application to 99 Herculis
本研究通过三维流体模拟与二维剪切盒计算，证实99 Herculis双星系统的极向对齐环绕双星盘内可形成长寿命高尘气比尘埃环，流不稳定性或能促进该系统极向行星的形成。
2024-10-07 astro-ph.EP
V892 Tau: A tidally perturbed circumbinary disc in a triple stellar system
本文通过ALMA高分辨率观测与流体动力学模拟，揭示V892 Tau环双星盘的非开普勒特征源于伴星V892 Tau NE的错位偏心轨道（偏心率0.2-0.5，相互倾角30°-60°），并指出该构型将危及盘外区未来行星的稳定性。
2024-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the formation of retrograde S-type planets in binaries with a polar circumbinary disk
Bishop’s University（主教大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Leeds（利兹大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
本研究通过高分辨率流体动力学模拟，揭示了偏心质量不等双星的极向环双星盘可形成逆行迷你盘，为逆行S型行星提供原位形成通道，其出现率或高于当前估计。
2026-08-25 astro-ph.EP
A circumbinary protoplanetary disc in a polar configuration
几乎所有的年轻恒星最初都被气体和尘埃的“原行星”盘所包围，在单恒星的情况下，这些盘中至少有30%会形成行星。原行星盘形成的过程可能会导致初始的不对准，在单星系统中，盘的轨道平面不同于恒星赤道，或者在有两颗恒星的系统中，盘的轨道平面不同于双星轨道平面。动力学的一个怪癖意味着，最初未对准的“环双星”盘-那些围绕两颗恒星的盘-预计将演变成两种可能的稳定构型之一，一种是盘和双星轨道平面共面，另一种是它们垂直的（“极”构型）。先前的工作已经发现了共面的环双星盘，但直到现在还没有发现极轴的例子。在这里，我们报告的第一个发现的原行星环双星盘在极地配置，支持的预测，这样的光盘应该存在。这个圆盘显示出一些类似于单个恒星周围的圆盘的特征，这些特征归因于尘埃的生长。因此，行星形成的第一阶段似乎能够在极环双星盘中进行。
2019-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Testing dust trapping in the circumbinary disk around GG Tau A
围绕GGTau A双星系统的原行星盘是迄今为止研究最多的年轻环双星盘之一。在亚毫米/毫米波长的尘埃连续辐射观测中发现了一个尘埃环，位于距离系统质心200 AU和300 AU之间。如果盘和双星轨道共面，考虑到观测到的双星系统中恒星的投影分离，双星系统和其环双星盘之间的潮汐相互作用的经典理论预测的截断半径明显小于测量的毫米大小的尘埃环的内半径。我们调查的起源，这种尘埃环结构的GG头A盘，测试之间的相互作用的二进制和磁盘是否可以产生一个尘埃陷阱在所观察到的环的位置，并讨论了另一种方案，调用磁盘和恒星轨道平面之间的错位。我们运行一组流体动力学模拟的轨道一致的天体测量解决方案的GG头A恒星自行车，并为不同的磁盘温度和粘度。然后，我们在后处理中应用尘埃演化模型，以恢复毫米级颗粒的分布。比较模型和观测结果，我们发现，如果双星轨道和盘是共面的，环双星盘的潮汐截断将发生在一个半径太小相比，由尘埃观测推断的内边缘，和模型中的压力隆起和尘埃环将位于<150 AU从恒星系统的质心。这表明GG Tau A盘不能与双星轨道平面共面。我们还讨论了错位磁盘的情况下，这表明，为了使尘埃捕获发生在所观察到的半径，磁盘和轨道平面必须错位约25度的角度的可行性。
2016-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a circumbinary disc around a brown dwarf binary
受2M1510 AB观测启发，研究褐矮星双星周围环双星盘的极向排列演化，通过解析计算和流体动力学模拟确定了实现极向排列的临界倾角与盘参数，证实其可形成极向行星并解释了该构型此前未被识别的原因。
2025-06-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal structure of circumbinary discs: Circumbinary planets should be icy not rocky
本研究通过三维流体动力学模拟结合RADMC-3D辐射输运计算，发现环双星盘雪线靠近内空腔（~1.5-2 AU），该区域湍流导致行星形成效率低，因此环双星行星多为冰质而非岩质。
2024-03-07 astro-ph.EP
Leading & Trailing Spiral Arms in a Nearly Broken Protoplanetary Disc
本研究通过三维模拟发现，近破裂倾斜环双星盘中内、外盘相对倾斜可激发前导旋臂，阴影可激发拖尾旋臂，二者可共存，且不依赖引力不稳定性。
2025-08-06 astro-ph.EP
Three-dimensional evolution of radiative circumbinary discs: the size and shape of the inner cavity
环双星盘和行星的演化通常使用二维（2D）数值模拟进行研究，尽管最近的工作表明3D效应可能会显着改变双星产生的内腔结构。在这项研究中，我们提出了3D流体动力学模拟结果的circumbinary光盘周围的开普勒-16和开普勒-34系统的类似物，包括恒星加热和辐射冷却的热盘结构的影响。我们发现，相比于他们的2D同行，在3D circumbinary光盘模型的腔的结构似乎更快地达到准稳态，在我们的运行的一个子集，这是明确的证据。此外，与2D相比，3D中内腔的尺寸和偏心率更小。我们将这种差异归因于中平面上方的盘区域中的螺旋波耗散增强，其中冷却时间是动态时间尺度的顺序，从而导致3D盘模型中较小的内腔尺寸。我们的研究结果表明，迁移的行星应该停车更接近中央的3D模型的circumbinary光盘，并指出，包括三维结构的重要性，当模拟circumbinary光盘和行星。
2022-11-07 astro-ph.EP
Vertical settling of pebbles in turbulent circumbinary discs and the in situ formation of circumbinary planets
环双星盘的最内部区域是不稳定的参数不稳定，其非线性演化是流体动力学湍流。这会导致显著的粒子搅动，影响行星的生长过程，如流动不稳定性或卵石吸积。在本文中，我们提出的结果，三维，无粘全球流体动力学模拟的circumbinary光盘嵌入颗粒的1厘米大小。流体动力学湍流的发展，在光盘，我们研究的颗粒反反应对垂直灰尘的影响。我们发现，较高的固气比导致较小的气体垂直速度波动，因此，较小的尘埃尺度高度。对于金属丰度为$Z=0.1$的天体，靠近潮汐截断的空洞边缘的尘埃尺度高度是气体尺度高度的$\sim 80\%$，因此通过卵石吸积将谷神星质量的天体增长到10 $M_\oplus$核心所需的时间将比圆盘寿命更长。小粒子的碰撞速度也高于破碎的临界速度，这就排除了颗粒生长和形成卵石吸积的大规模星子种子的可能性。在距离双星更远的地方，湍流足够弱，不仅可以有效地吸积卵石，而且可以使晶粒生长到触发流动不稳定性所需的尺寸。在这些地区，一个就地形成的情况下，环联行星涉及流不稳定性，形成一个巨大的微行星，然后卵石吸积到这个核心是可行的。在这种情况下，行星迁移必须被引用来解释环联星行星在其观测位置的存在。
2021-09-29 astro-ph.EP
The Role of Disc Self-Gravity in Circumbinary Planet Systems: I. Disc Structure and Evolution
我们提出了2维流体动力学模拟的结果，自引力的circumbinary光盘周围的参数相匹配的circumbinary行星托管系统开普勒-16，-34和-35。先前的工作表明，这些系统中的非自引力盘由于双星的潮汐截断而形成了一个偏心的进动内腔，并且在大半径处形成的行星会迁移，直到在这个腔中停滞。虽然这种情况似乎为观测到的环联星行星的轨道位置提供了一个自然的解释，但以前的模拟未能与观测到的行星轨道参数相匹配。这项工作的目的是检查的作用，在修改circumbinary光盘结构作为光盘质量的函数，在考虑嵌入式circumbinary行星的演变。与以前的工作一致，我们发现，对于盘质量的1- 5倍的最小质量太阳星云（MMSN），盘的自引力影响的结构和演变的环双星盘适度的变化。将椎间盘质量增加到10或20 MMSN会导致椎间盘结构发生两个显著变化。首先，内腔的规模大幅缩小，使其外缘更接近双星。第二，除了偏心内腔之外，在盘的外部区域中形成了附加的旋进偏心环状特征。如果行星形成在盘的生命早期就开始了，这些变化将对行星和前体物质的形成和演化产生重大影响。
2016-10-25 astro-ph.EP
On the origin of polar planets around single stars
针对单星周围近极行星起源之谜，提出高偏心率双星合并后其极对准盘中的行星可留存为近极行星的假说，通过N体模拟验证了合并后盘粒子仍保持近极轨道，为该类行星起源提供了新的可能解释。
2024-06-23 astro-ph.EP
Observational signatures of linear warps in circumbinary discs
近年来，越来越多的观测研究已经暗示了原行星盘中存在翘曲，然而，对翘曲盘的观测诊断的一般性综合描述缺失。我们进行了一系列的三维SPH流体动力学模拟，并将它们与三维辐射转移计算相结合，研究了环双星盘中翘曲的可观测性，环双星盘的平面相对于中心双星的轨道平面是不对准的。我们的数值流体动力学模拟证实了先前的分析结果的依赖性的翘曲结构的粘度和初始之间的不对准的二进制和光盘。为了研究翘曲的观测特征，我们计算了近红外和亚毫米波长的连续图像，以及亚毫米波段CO的纯旋转跃迁图像。在近红外散射光图像中，以及在亚毫米波长的光学厚气体线中，翘曲的环双星盘显示出表面亮度不对称。不对称性是由内部翘曲区域对盘的自遮蔽引起的，因此不对称性的强度取决于翘曲的强度。投影速度场，来自线观测，显示出特征的偏差，扭曲和旋转曲线的斜率变化，从一个未扰动的磁盘。在极端的情况下，甚至旋转的方向也会在圆盘的特征半径内发生变化。经纱运动特征的强度随倾角的增大而减小。所有经纱特征的强度都随着粘度的降低而降低。
2017-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Eclipse Timing Variations of Circumbinary Substellar Objects in TESS Data
利用TESS食时变数据搜寻环双星亚恒星伴体，分析152个双星系统，识别出37个周期信号候选者，并给出褐矮星发生率上限，为环双星形成机制提供约束。
2025-09-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary accretion as a diagnostic for binary--disc misalignment
通过SPH模拟不同初始倾斜的环双星盘吸积，发现吸积率演化可诊断双星-盘错位，并揭示顺行共面、极向和逆行共面三种排列下的交替优先吸积特征。
2024-12-14 astro-ph.EP
Survival of Planets Around Shrinking Stellar Binaries
开普勒任务发现的凌日环联星行星表明，行星可以有效地围绕双星形成。目前已知的恒星双星中没有一个的周期短于7天，尽管开普勒目标列表中发现了大量的食双星，其周期短于几天。这些紧凑的双星被认为是通过所谓的Lidov-Kozai迁移机制从更宽的轨道演化到现在的结构，其中来自遥远的第三伴星的引力扰动引起双星的大幅度偏心率振荡，然后由于恒星中的潮汐耗散导致轨道衰变和圆化。在这里，我们探讨的轨道演化的行星周围的双星经历轨道衰变的这种机制。我们表明，行星可能会生存，并成为偏离他们的主机二进制，或可能会发展不稳定的行为偏心率，导致其消费的恒星或喷射系统作为二进制衰变。我们的研究结果表明，围绕着紧密双星的环双星行星仍然存在，我们提供了预测，以什么样的轨道配置应该是这样的。
2015-07-02 astro-ph.EP
Global N-body simulations of circumbinary planet formation around Kepler-16 and -34 analogues I: Exploring the pebble accretion scenario
在对凌日行星的观测中，已经发现了许多环联星行星。通常，这些行星的轨道靠近动力学不稳定区，靠近中央双星。这些行星的存在已经被流体动力学模拟所解释，该模拟显示，迁移的环联星行星，嵌入环联星盘中，停在由中央双星形成的中央空腔处。凌日巡天自然对寻找轨道周期最短的环双星行星最为敏感。未来使用径向速度搜索探测更长周期系统的前景，加上欧空局的PLATO飞行任务预计将探测到大量的环双星行星，表明需要在比以前考虑的更普遍的意义上模拟和了解环双星行星的形成和演变。考虑到这一目标，我们提出了一个新开发的全球模型的circumbinary行星形成的基础上mercury6辛N-体积分器，结合模型的circumbinary光盘和处方的一系列过程中所涉及的行星形成，如卵石吸积，气体包络吸积和迁移。我们的研究结果表明，在合理的假设下，卵石吸积方案可以产生与观测到的类似的环双星系统，特别是能够产生类似于开普勒-16 b和开普勒-34 b的行星。将我们的结果与其他系统进行比较，我们发现我们的模型也充分再现了这些系统，包括多行星系统。相邻行星之间的共振经常会出现，而中央双星对行星的喷射则是自由浮动行星的有效来源。
2023-03-17 astro-ph.EP
Caustic Structures and Detectability of Circumbinary Planets in Microlensing
最近在开普勒数据中发现的环联星行星表明，在主序星周围有一个可行的行星形成通道。受这些发现的启发，我们研究了微透镜事件中环双星行星的焦散结构和可探测性。我们已经制作了一套焦散动画作为二进制主机的投影分离和角度的函数，以有效地探索整个circumbinary参数空间上的焦散结构。借助于这些动画，我们已经推导出了行星焦散线位置的半经验解析表达式，这些焦散线相对于具有单个主机的行星在环双星透镜中移位。我们用这个表达式来说明焦散运动的主要来源是行星的轨道运动，而不是双星。最后，我们估计的分数环联微透镜事件是可识别的，因为是显着的（5- 50%）的二进制投影分离的范围内的爱因斯坦半径为单位的0.1-0.5。
2016-06-15 astro-ph.EP
How cooling influences circumbinary discs
环双星盘的观测和模拟显示出巨大的偏心内腔。最近的工作表明，这些空腔的形状和大小取决于盘的纵横比和粘度，以及二元偏心率和质量比。研究进一步表明，对于行星产生的间隙，冷却时间尺度会显著影响间隙的形状和大小。在这项研究中，我们考虑了不同的冷却模式对环双星盘中空腔形状的影响。我们比较局部等温和辐射冷却光盘模型与参数化的冷却时间尺度（$β$冷却），实现在二维数值模拟不同的二进制偏心。虽然辐射和局部等温模型的腔体形状保持可比性，但内部盘结构略有变化，导致盘的进动速率发生变化。使用$β$冷却模型时，空腔的形状和尺寸会朝着$β$ =1的值急剧变化。根据我们的研究结果，我们引入了一个参数化的$β$模型，占较短的冷却时间尺度内的腔，同时充分再现的辐射模型的结果，我们强调，准确的治疗腔内的热力学有显着的影响，在建模环二进制系统。
2022-06-15 astro-ph.EP
The polar debris disc around 99 Herculis: A potential signpost for polar circumbinary planets
本研究通过N体模拟证明，99 Herculis的极地碎片盘狭窄结构最可能由两颗牧羊极地环绕双星行星塑造，而非单一行星，并提出了可检验的模型。
2025-10-09 astro-ph.EP
GG Tau A: Dark shadows on the ringworld
上下文GG Tau A环世界具有高度的复杂性、大的体积和近的距离，是研究多恒星系统周围原行星盘形成和演化的一个有吸引力的案例。然而，辐射转移模型的研究通常忽略了单个恒星周围星周尘埃的影响。目标。我们调查如何拱盘周围的恒星的GG头A的影响是分散在拱盘的排放，如果这些拱盘的约束可以推导出来。方法.我们进行辐射转移模拟与代码POLARIS获得光谱能量分布和发射图在H波段（近红外）。随后，我们将它们与观测结果进行比较，以实现我们的目标。结果我们研究了环联星盘不同位置的偏振强度比，并得出结论：如果环联星盘位于围绕中心恒星的至少两个共面星周盘的阴影中，则观察到的散射光近红外发射可以得到最好的再现。这意味着环双星盘的内壁在中平面周围被强烈遮蔽，而观测到的辐射实际上是由最上层的盘层主导的。此外，在环联星盘西侧的倾斜暗巷（“缺口”），这是一个稳定（非旋转）的特征，自20年以来，只能解释为围绕着二次近距离双星GG Tau Ab的两个组成部分之一的未对准的环星盘的自遮蔽。
2019-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Circumbinary Discs II: Kinematic Signatures in Velocity Residuals
本研究探讨了环双星盘速度残差中的运动学特征，发现多种普遍存在的信号，并通过模拟对比观测，为多个原行星盘的双星属性提供了运动学证据。
2024-07-31 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation in a circumbinary disc around a coplanar binary
与n-体模拟，我们模拟陆地环联行星（CBP）的形成与初始表面密度分布的动力学环联气盘模拟的动机。双星在形成天体的初始分布中起着重要的作用。在气盘消散后，来自双星的扭矩通过促进天体间的相互作用加速了行星形成的过程，但也会在早期驱动行星建筑材料从系统中喷出。与单个恒星系统相比，在近距离双星系统周围形成的行星更少，但质量更大。一个足够宽或偏心的双星系统会阻止类地行星形成。偏心双星和外部巨行星加剧了这些影响，因为它们都减少了稳定轨道的径向范围。然而，有了足够大的稳定区域，形成的行星质量更大，更偏心，更倾斜。在我们所有的模拟中，巨行星都保持在稳定的轨道上，这表明巨行星一旦形成，就会在行星系中长期存在。
2021-08-20 astro-ph.EP
Dusty clumps in circumbinary discs
最近的观测显示，原行星盘经常表现出空腔和方位不对称，如尘埃陷阱和团块。在内盘区域存在一个恒星双星系统被提出来解释这些结构的形成。在这里，我们研究的尘埃和气体动力学在circumbinary盘周围的偏心和倾斜的双星。这是通过两个流体模拟的circumbinary光盘，考虑不同的值的二进制偏心率和倾角。我们发现，两种尘埃结构可以形成在光盘：一个单一的马蹄形的团块，在一个类似的气体过密度的顶部;或众多的团块，分布在内部光盘边缘。后者的特征是通过尘埃粒子和双星造成的气体螺旋之间复杂的相互作用形成的。所有这些团块都在特征位置存活了一个到几十个轨道周期。我们发现，它们的演化强烈依赖于气尘耦合和二进制参数。有趣的是，这些不对称的特征原则上可以用来推断或限制内盘腔内可能看不见的恒星伴星的轨道参数。最后，我们将我们的研究结果应用到围绕御夫座AB的圆盘。
2019-08-20 astro-ph.EP
1:1 orbital resonance of circumbinary planets
最近对开普勒-47中第三颗行星的探测表明，双星可以在环双星轨道上拥有几颗行星。为了了解这样的系统的演变，我们进行了二维流体动力学模拟的circumbinary光盘与两个嵌入式行星的几个开普勒系统。在开普勒-47和开普勒-413这两个例子中，行星在圆盘内缘附近的行星停车位置以1：1的平均运动共振被捕获。轨道完全对齐，平均偏心率约为0.25至0.30，行星以马蹄形运动纠缠。随后的n体模拟没有光盘显示的配置是稳定的。我们的研究结果指出，存在一类新的稳定的共振轨道的双星。这样的轨道在现实中是否存在还有待观察。
2019-08-27 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
