Predictions for Shepherding Planets in Scattered Light Images of Debris Disks
行星可以通过产生间隙、尖锐边缘、扭曲和其他潜在的可观察特征来影响碎片盘结构。然而，目前还没有简单的方法让观测者从观测到的圆盘特征中推断出一个圆盘牧羊行星的属性。在这里，我们提出了一个单一的方程，涉及一个牧羊行星的最大质量的碎片环的散射光观察到的宽度，随着一个程序来估计行星的偏心率和最小半长轴。我们完成这一点，通过执行动态N-体模拟模型系统包含一个恒星，一个单一的行星，和磁盘的母体和尘埃颗粒，以确定所产生的碎片磁盘属性在很大范围内的输入参数。我们发现，行星质量和碎片盘宽度之间的关系是线性的，随着行星质量的增加产生更广泛的碎片环。我们将我们的方法应用到五个成像的碎片环，以约束每个系统中假定的行星质量和轨道。观测者可以使用我们的公式作为指导，为未来的直接成像搜索行星的碎片盘系统。在偶然的情况下，一个成像的行星轨道内部的成像磁盘，行星的最大质量可以估计独立的大气模型。
2013-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet migration in wind-fed accretion disks in binaries
行星迁移最初是指原行星盘，它比双星系统中典型的吸积盘质量更大，密度更大。我们研究了一个双星系统中的吸积盘中的行星迁移，该双星系统由一颗类太阳恒星和一颗红巨星施主恒星组成。这个吸积盘由恒星风供给。%时，圆盘自重忽略不计。我们采用$α$ -圆盘模型，并认为恒星风是随时间变化的。假设圆盘是准静止的，我们计算它的温度和表面密度分布。除了标准的磁盘模型，当物质被捕获的磁盘在其外边缘，我们研究的情况下，当恒星风提供物质的吸积半径内的整个磁盘表面的速率取决于距离中心恒星。这意味着一个行星经历经典的I/II型迁移，我们计算迁移时间的行星上的圆形轨道与磁盘共面。潜在的，快速向内的行星迁移可能导致行星-恒星合并，这可能伴随着光学或/和UV/X射线瞬变。我们计算了不同参数的行星和双星的迁移时间尺度。我们的研究结果表明，行星可以落在他们的宿主恒星的生命周期内的晚型捐助者的现实参数集。
2019-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star - Planet - Debris Disk Alignment in the HD 82943 system: Is planetary system coplanarity actually the norm?
最近的结果表明，HD 82943系统中的两颗行星与天平面的夹角为20 +/-4度。在这里，我们发现这个系统中的碎片盘倾斜了27 +/-4度，从而增加了导出的行星倾斜度的强度，并表明行星和碎片盘在类似于太阳系的水平上对齐。此外，恒星赤道被推断为倾斜28 +/-4度，这表明整个恒星-行星-盘系统是对齐的，这是第一次在~AU宽轨道上发现的径向速度行星中测试这种对齐。我们表明，行星盘排列是原始的，而不是行星长期扰动的磁盘倾角的结果。此外，我们注意到另外三个通过直接成像发现的行星距离大于10天文单位的系统已经有了很好的证据，并提出了系统范围内恒星-行星-盘对齐的经验证据，除了拥有热彗星的系统之外。虽然这种排列需要在更多的系统中进行测试，也许并不令人惊讶，但它提醒人们，在考虑行星轨道的方向时，应该将系统作为一个整体来考虑。
2013-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Emergence of Protoplanetary Disks and Successive Formation of Gaseous Planets by Gravitational Instability
我们使用电阻磁流体动力学模拟与嵌套网格技术来研究形成的原行星盘周围的原恒星从分子云的核心，提供了现实的环境，行星形成。我们发现，气态行星质量的物体形成在早期的演化阶段的重力不稳定性的区域，是从磁场解耦和周围的注入点的磁流体流出在形成阶段的原行星盘。磁退耦使大质量盘形成，这些盘受到引力不稳定性的影响，即使在~ 10 AU。在盘中频繁形成行星质量的物体暗示了构建混合行星形成场景的可能性，其中岩石行星后来在原行星盘中的巨行星的影响下形成。
2010-06-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stability and Occurrence Rate Constraints on the Planetary Sculpting Hypothesis for "Transitional" Disks
过渡盘，即原行星盘，其中央有深而宽的缝隙，可能是行星雕刻的结果。通过比较数值模型和观测到的间隙，我们发现需要3-6颗巨行星的系统才能打开观测到的深度和宽度的间隙。我们探索这样的多行星系统的动力学稳定性，采用N体模拟，将处方的气体效应。我们发现，他们可以在一个典型的磁盘寿命稳定，从剩余的间隙气体，有利于行星锁定到平均运动共振偏心阻尼的帮助。然而，为了解释过渡盘的出现率，行星雕刻场景需要间隙开放友好的磁盘条件，特别是磁盘粘度$α\lesssim0.001$。此外，巨行星在$\sim 3-30$ AU间隔的人口统计，目前的数据约束不足，在很大程度上遵循的发生率外推径向速度调查，而不是从直接成像调查向内外推较低的发生率。即使以最乐观的发生率，过渡盘也不可能是大多数气体盘在其生命结束时所经历的共同阶段，因为没有足够的行星来打开这些间隙。最后，由于要求几乎所有大分离的巨行星都参与过渡盘的雕刻，大多数这样的行星必须在早期形成，并在盘寿命结束时以平均运动共振链结束。
2016-08-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet formation and disk mass dependence in a pebble-driven scenario for low mass stars
测量到的行星盘质量似乎太低，无法形成观测到的行星系。在这种情况下，我们开发了一个人口合成码卵石吸积的情况下，分析磁盘的质量依赖于低质量恒星周围的行星形成。我们的模型基于Ormel等人2017年提出的分析序列模型，并分析了不同初始磁盘质量分布产生的种群。从种子开始，谷神星的质量靠近由流动不稳定形成的冰线，我们使用卵石吸积过程生长行星，并使用I型迁移将它们向内迁移。下一个行星是在前一个行星穿过冰线后依次形成的。我们探索不同的初始分布盘质量显示这个参数的依赖性与最终的行星人口。我们的研究结果表明，紧凑的近距离共振系统可以是非常常见的$0.09-0.2$ $M_{\odot}$之间的M-矮星周围的磁盘被认为是更大的比亚毫米磁盘调查所观察到的。形成类火星行星的最小盘质量约为$2 \times 10^{-3}$ $M_{\odot}$。在模拟的行星分布中，盘质量分布的微小变化也很明显。盘质量的悖论可能是由于观测中低估了盘的质量，由于行星在一百万年内生长而导致盘的质量迅速耗尽，或者由于我们目前的行星形成图片的缺陷。
2020-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observational Signatures of Planets in Protoplanetary Disks: Planet-Induced Line Broadening in Gaps
原行星可以通过引力盘与行星的相互作用在原行星盘中产生结构。一旦被发现，这些结构就成为行星形成的路标。在这里，我们调查的多木星质量（$M_{\rm J}$）行星使用三维流体力学和辐射转移模拟产生的磁盘的运动学签名。这样的行星打开了一个很深的缝隙，并在内部驱动跨音速垂直运动。这样的运动包括整个半盘柱的整体运动，以及尺度与尺度高度相当或小于尺度高度的湍流。他们显着扩大分子线的差距，在某些位置产生双峰线轮廓，和运动学速度色散可比热方位角平均后。同一颗行星在间隙之外并不驱动快速的垂直运动，除了在内旋臂和盘表面。寻找由多个$M_{\rm J}$行星在间隙内引起的谱线展宽需要与间隙宽度相当的角分辨率、对间隙气体温度的评估在2倍以内、以及检测来自间隙的谱线发射所需的高灵敏度。
2019-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumplanetary Disks are Rare around Planets at Large Orbital Radii: A Parameter Survey of Flow Morphology around Giant Planets
本文通过近等温流体动力学参数巡测研究行星质量与原行星盘纵横比对CPD形成的影响，发现经典CPD要求行星显著超热，从而解释宽轨道巨行星周围CPD罕见。
2025-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unstable Planetary Systems Emerging Out Of Gas Disks
400多颗太阳系外行星的发现使我们能够通过数值模拟来统计测试我们对行星系形成和动力学的理解。传统的多行星系统的N体模拟没有气体盘成功地再现了偏心率（e）分布的观察系统，通过假设行星系是相对紧密的包装时，气体盘消散，使他们成为动态不稳定的恒星寿命。然而，这些研究不能解释太阳系外行星系的小半长轴（a），如果行星形成，如标准的行星形成理论所建议的，在冰线之外。在本文中，我们数值研究了三行星系统的耗散气体盘的演化，并限制初始条件，再现所观察到的半长轴和偏心率分布的同时。我们采用标准行星形成理论的初始条件，采用混合N体和一维气盘程序自洽地模拟了盘的演化和行星的迁移.我们还考虑了偏心阻尼的影响，研究了共转共振饱和对行星系演化的影响。我们发现，半长轴分布在很大程度上决定在一个气体盘，而偏心率分布后，磁盘耗散。我们还发现，可能存在一个最佳的磁盘质量，导致所观察到的a-e分布。我们的模拟产生了更大的分数行星系被困在平均运动共振（MMR）比的意见，表明磁盘的扰动行星轨道可能是重要的，以解释所观察到的MMR率。我们还发现，逆行轨道上的行星发生率比目前对近距离行星的观测结果要低得多。
2010-03-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Low mass planets in protoplanetary disks with net vertical magnetic fields: the Planetary Wake and Gap Opening
采用非分层局部剪切盒近似的三维数值模拟方法，研究了在净垂直磁场作用下，低质量行星在气态原行星盘中的尾迹和间隙打开，该磁场通过磁旋转不稳定性（MRI）驱动磁流体动力学（MHD）湍流.尾流，这是激发的行星，是由类似于在无粘性流体动力（HD）磁盘尾流阻尼冲击阻尼。冲击阻尼的角动量沉积打开了MHD湍流磁盘和无粘HD磁盘的差距，即使是低质量的行星，在矛盾的“热标准”的差距开放。为了测试“粘性标准”，我们比较了MRI湍流磁盘中的间隙特性，在粘性HD磁盘具有相同的应力，并发现，相同的质量的行星打开一个显着更深，更宽的净垂直通量磁流体磁盘的间隙比粘性HD磁盘。这种差异是由于磁场有效传输到MRI磁盘中的间隙区域，导致间隙内的有效α更大。因此，在间隙上，麦克斯韦应力分布比间隙密度分布更平滑，并且需要更深的间隙以使麦克斯韦应力梯度平衡行星扭矩密度。我们还证实了MHD磁盘中靠近行星的大的多余扭矩，并发现MRI产生的长寿命密度特征（称为带状流）可以影响行星迁移。与以往的净环向磁通/零磁通MHD模拟结果的比较表明，磁场的几何形状在间隙打开过程中起着重要的作用。总体而言，我们的研究结果表明，在现实的原行星盘中，低质量行星通常会产生间隙，并警告使用恒定的α粘度来模拟原行星盘中的间隙。
2013-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
How and When do Planets Form? The Inner Regions of Planet Forming Disks at High Spatial and Spectral Resolution
行星的形成是现代天体物理学尚未解决的主要问题之一。行星被认为是由已知存在于年轻恒星周围的星周盘中的物质形成的，这是恒星形成过程的副产品。因此，这些盘中的物理条件--结构和组成是每个组成部分的星心半径和垂直高度、密度和温度分布的函数--代表了行星形成的初始条件。显然，对盘结构及其时间演化的良好理解对于理解行星形成、年轻行星系统的演化（例如迁移）以及最近发现的和未预料到的行星结构多样性至关重要。然而，在行星形成的背景下，最相关的内部磁盘区域（内部~10 AU）是非常不为人知的，主要是因为在空间上解决这个区域的观测挑战。在这篇文章中，我们讨论了未来十年的机会，从光谱和空间分辨观测，并从直接成像，使用红外长基线干涉。
2009-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
A catalog of collected debris disks: properties, classifications and correlations between disks and stars/planets
本文构建了包含1095个碎片盘的目录，并通过偏差较小的样本系统分析了盘与恒星、行星之间的相关性，揭示了碎片盘、气体、行星在不同恒星类型、年龄和金属丰度下的分布规律，发现带盘和冷木星的恒星性质分布更广。
2023-05-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Migration of Extrasolar Planets: Effects from X-Wind Accretion Disks
磁场在形成恒星/盘系统的引力坍缩过程中从星际介质中被拉了进来。考虑平均场磁流体动力学（MHD）在这些磁盘表明，磁效应产生的次开普勒旋转曲线和截断内盘。这封信探讨了这些预测的太阳系外行星迁移磁盘属性的后果。气体盘中的次开普勒流驱动了嵌入行星的新迁移机制，并修改了较大行星的间隙打开过程。对于足够小的行星（m_P < 1 M_ \earth）和/或轨道较近的行星（r < 1 AU），这种次开普勒迁移机制优于I型迁移机制。虽然包括次开普勒扭矩缩短总迁移时间只有一个中等的量，迁移行星的核心吸积的质量显着减少。内盘边缘的截断（对于典型的系统参数）自然地解释了周期P=4天的行星轨道。周期较短的行星P=2天，可以解释为在FU-奥利爆发期间的迁移，当质量吸积率高，盘边缘向内移动。最后，中面密度在盘的内部截断点（X点）处大大增加;这种增强，加上持续的气体和固体流动，支持巨行星的原位形成。
2009-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Did Fomalhaut, HR 8799, and HL Tauri Form Planets via the Gravitational Instability? Placing Limits on the Required Disk Masses
由引力不稳定性引起的盘破裂被认为是形成巨行星的有效机制。我们使用行星北落师门b，三行星系统HR 8799，以及与HL Tau相关的潜在原行星来测试这种机制的可行性。我们选择上述系统是因为它们拥有质量和轨道特征受碎裂机制青睐的行星。我们并不主张这些行星一定是由于碎裂而形成的，相反：如果行星可以从盘碎裂中形成，那么这些系统与我们应该期望看到的是一致的。我们使用这些最近发现的行星的轨道特征，以及一种新的技术，以更准确地确定磁盘冷却时间，将下限和上限的磁盘表面密度-从而质量-所需的磁盘碎片形成这些对象。我们的冷却时间比Rafikov（2005）的冷却时间短一个数量级，这使得磁盘碎片对这些物体更可行。我们发现，北落师门b，原行星轨道HL Tau和HR 8799的最外层行星，在行星轨道半径内部所需的质量约为0.1 Msun。HR 8799的两颗内行星很可能不是在原位置由盘破裂形成的。
2009-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining disk evolution prescriptions of planet population synthesis models with observed disk masses and accretion rates
虽然行星通常在主序星周围被发现，但导致它们形成的过程仍然远未被理解。目前的行星人口合成模型，其目的是描述从原行星盘阶段的行星形成过程的时间外行星被观察到，依赖于处方的基本属性的原行星盘行星的形成和演变。本文综述了近年来在测量盘质量和盘星相互作用性质方面的进展，质量吸积率，在大样本的年轻恒星物体需要更仔细的比较模型和数据。我们进行了初步的关键评估的假设行星合成人口模型，通过在质量吸积率和磁盘质量的模型和目前可用的数据之间的关系。我们发现，目前使用的磁盘模型预测的质量吸积率与测量的一致，但比观察到的值低得多的传播。这种差异主要是因为模型的粘性时间尺度比重现观测所需的时间尺度更小。我们还发现了一个过剩的弱吸积盘的模型中，巨行星已经形成相对于典型的磁盘的观察。我们认为，要么是现实中形成的巨行星较少，要么是行星吸积的处方预测行星上的吸积太高。最后，过渡盘与大腔的性质的比较证实，在许多这些对象中，观察到的吸积率高于模型预测的。另一方面，PDS70是一个过渡盘，在空腔中检测到两颗巨行星，显示出与模型预测一致的质量吸积率。
2019-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Disk Substructures at High Angular Resolution Project (DSHARP): VII. The Planet-Disk Interactions Interpretation
高角分辨率盘子结构项目（DSHARP）提供了一个大样本的原行星盘的子结构，可以诱导年轻的形成行星。为了探索行星的性质，可能是负责这些子结构，我们系统地进行了网格的2-D流体动力学模拟，包括气体和尘埃成分。我们提出了由此产生的气体结构，包括行星质量和1）气体间隙深度/宽度之间的关系，以及2）穿过间隙的亚/超开普勒运动。然后，我们计算DSHARP观测频率的尘埃连续强度图。我们提供了行星质量与1）毫米强度图上间隙的深度/宽度，2）间隙边缘的椭圆度和不对称性，以及3）由行星引起的次级间隙的位置之间的关系。有了这些关系，我们制定了程序来约束行星质量使用间隙属性，并研究潜在的行星在DSHARP磁盘。我们强调观测和模拟AS 209和年轻的太阳系模拟的可探测性之间的良好协议。最后，假设检测到的差距是由年轻的行星，我们描述了年轻的行星人口的行星质量半长轴图。我们发现，$>$ 5 $M_J$行星超过5-10天文单位的发生率是一致的直接成像的限制。磁盘子结构使我们能够探测宽轨道行星人口（海王星到木星质量超过10 au的行星），这是其他行星搜索技术无法访问的。
2018-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spitzer IRS Study of Debris Disks Around Planet-Host Stars
由于巨行星在其轨道的几个潮汐半径内散布着星子，现有的星子带的位置表明了在过去的原恒星盘中巨型行星形成失败的区域。因此，对由星子碰撞产生的星周尘埃的红外观测是对已知行星形成历史的有力探测。在这里，我们提出了新的斯皮策IRS分光光度计的111个太阳型恒星，包括105个行星主机。我们的观测揭示了11个碎片盘，包括两个以前未被发现的碎片盘，它们围绕HD 108874和HD 130322运行。结合我们的32微米分光光度法和先前发表的MIPS光度法，我们发现行星宿主周围的大多数碎片盘的温度在60 < T < 100 K的范围内。假设尘埃温度T = 70 K，这是IRS和MIPS检测到的9个碎片盘的代表，我们发现围绕类日恒星的碎片环的轨道在15和240 AU之间，取决于平均颗粒大小。我们的观测结果表明，通过径向速度搜索发现的行星在其母星的240 AU范围内形成。如果这里研究的任何碎片盘大多具有大的黑体发射颗粒，那么它们的同伴巨行星必须在冰线和15 AU之间的狭窄区域形成。
2010-10-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-induced disk structures: A comparison between (sub)mm and infrared radiation
年轻的巨行星，嵌入在拱星盘，将显着扰动磁盘的密度分布。这种效应可能被用作行星的间接示踪剂。我们研究了在散射光中观测行星诱导的星周盘间隙的可行性。我们进行三维流体动力学磁盘模拟结合随后的辐射转移计算散射光不同的恒星，磁盘和行星配置。的结果进行比较，相应的研究（子）毫米热再发射。在散射光中检测行星引起的间隙的可行性主要受盘的光学深度的影响，因此受盘的大小和质量的影响。一般来说，只有当圆盘的光球层受到足够的干扰时，行星引起的间隙才能被探测到。在这里考虑的参数空间所给出的限制内，我们发现，在质量低于$\sim 10^{-4\dots-3} \, \rm M_\odot$的盘的情况下，间隙检测是可能的。相比的磁盘质量，标志着较低的阿塔卡玛大（分）毫米阵列（ALMA）的检测限的热辐射重新发射的磁盘，它是可能的，以检测相同的差距都在重新发射和散射光只有在一个狭窄的范围内的磁盘质量周围的$\sim 10^{-4} \, \rm M_\odot$，相应的$16\%$的情况下，在我们的研究中考虑。
2014-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Peering into the Giant Planet Forming Region of the TW Hydrae Disk with the Gemini Planet Imager
我们目前的双子座行星成像仪（GPI）的自适应光学近红外图像的巨大行星形成区域的原行星盘轨道附近（D = 54 pc），前主序星（经典金牛座T）TW长蛇座。GPI图像，这是在日冕/偏振模式下获得的，利用星光散射小尘埃颗粒，以阐明TW Hya盘的表面密度结构，从80 AU到10 AU的恒星在1.5 AU的分辨率。GPI偏振强度图像明确地证实了内部盘的径向表面亮度分布中存在间隙。这个缺口的中心在23 AU附近，宽度为5 AU，深度为50%。在最近对围绕前主序星运行的气态尘埃盘中巨型行星形成的模拟中，这些结果表明，在TW Hya盘中，至少可能存在一颗质量为0.2 MJ的年轻行星，其轨道半长轴与天王星相似。如果这颗（原）行星正在积极地从盘中吸积气体，它可能很容易被GPI或类似敏感的高分辨率红外成像系统检测到。
2015-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
A population of transition disks around evolved stars: Fingerprints of planets? Catalog of disks surrounding Galactic post-AGB binaries
后渐近巨星分支（post-AGB）双星被巨大的气体和尘埃盘所包围，类似于年轻恒星周围的原行星盘。我们收集了所有已知的银河系后AGB双星与磁盘的目录。我们探索不同的观测值之间的相关性，目的是了解更多关于潜在的磁盘二进制的相互作用。我们编制了85个银河系后AGB双星系统的光谱能量分布。我们建立了一个颜色-颜色图来区分红外过量追踪的不同磁盘形态。我们对不同的盘类型进行了分类，并寻找与这些系统的其他观测特征的相关性。我们的目标中有8%到12%被过渡盘所包围，也就是说，没有或只有很低的近红外过量。我们发现这些过渡盘和后AGB星表面耐火元素的耗尽之间有很强的联系。我们解释这种联系作为一种机制，刺激磁盘内的尘埃和气体分离，也产生了过渡盘结构的证据。我们认为，这种机制很可能是由于一颗巨大的行星在圆盘上刻了一个洞，有效地将尘埃捕获在圆盘的外部部分。我们提出磁盘的进化方案，这取决于在磁盘中存在这样一个巨大的行星。我们主张巨行星可以成功地解释过渡盘和观察到的耐火材料耗尽之间的联系。如果行星的情况得到证实，后AGB双星周围的盘可能是一个独特的实验室，用于测试行星盘相互作用及其对双星后期演化的影响。这些行星是第一代还是第二代天体的问题还有待考虑。我们认为，这些磁盘是理想的研究行星形成在前所未有的参数空间。
2022-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
PDS 70: A transition disk sculpted by a single planet
过渡盘的宽而深的空洞通常被认为是由新生的行星系挖空的。PDS 70是一个${\sim}5$ Myr古老的过渡盘系统，其中有一个22 au的多木星质量行星候选者与${\sim}30$ au气体和${\sim}60$ au尘埃连续带间隙共存，为这一假设提供了一个有价值的案例研究。使用PEnGUIn流体动力学程序，我们模拟了PDS 70 b在其出生盘中的轨道演化和吸积。当吸积行星达到约2.5木星质量时，它会自发地增加偏心率，并消耗PDS 70盘的大量材料; DALI的辐射转移后处理表明，这准确地再现了观测到的间隙轮廓。我们的研究结果表明，超级木星行星可以单独雕刻出过渡盘腔，并表明对这些巨星测量的高偏心率可能是盘-行星相互作用的自然结果。
2019-05-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Emerging population of gap-opening planets around type-A stars -- Long-term evolution of the forming planets around HD 163296
行星的形成嵌入在它们的原行星盘的存在已被推断从检测多环结构在这样的磁盘。这些疑似行星中的大多数在目前的测量灵敏度下无法通过直接成像观测检测到。向内的迁移和吸积可能使这些假定的行星可以用多普勒方法来处理，但实际的生长和轨道演化的程度仍然不受限制。在HD 163296周围的圆盘中的间隙起源于新生行星的前提下，我们研究了间隙开放行星是否以及在何种情况下可以代表在A型恒星周围检测到的系外行星种群的祖先。特别是，我们研究的最终行星质量和轨道参数的磁盘上的粘度的依赖性。嵌入式行星的演化在整个磁盘寿命和磁盘分散后的1亿年内进行了模拟，考虑到不断变化的磁盘结构和磁盘寿命的可能范围。我们发现，行星的最终配置在很大程度上是由磁盘的$α$粘度参数和磁盘寿命和初始行星参数的选择依赖较少。如果我们假设像HD 163296这样的行星演化形成了观测到的A型恒星系外行星群，那么需要一个$3.16 \times 10^{-4} \lesssim α\lesssim 10^{-3}$数量级的$α$参数才能使圆盘产生足够高的迁移率。根据未来的直接成像巡天是否会发现更多的具有$m_\mathrm{pl} \lesssim 3 M_\mathrm{Jup}$和$a_\mathrm{pl} \gtrsim 10 \mathrm{AU}$的行星，我们预计$α$参数将在这个范围的下限或上限，总是在这样的磁盘确实拥有宽轨道行星的假…
2022-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dust resurgence in protoplanetary disks due to planetesimal-planet interactions
星周星盘尘埃含量的观测数据表明，在附近恒星形成区的前主序星周围星盘中的尘埃含量中值似乎从大约100万年增加到大约200万年，然后随着时间的推移而下降。这种行为挑战了小尘埃颗粒在短时间尺度（小于约100万年）内积累成更大的物体并向内漂移而稳步下降的模型。在这封信中，我们探讨了在一个模型的框架内调和这种差异的可能性，在这个模型中，行星的早期形成动态地搅动附近的星子，并导致它们之间的高能碰撞，导致第二代尘埃的产生。我们发现，所观察到的尘埃演化可以很自然地解释这一过程中的一套代表性的磁盘行星架构。
2022-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Migration jumps of planets in transition disks
过渡盘形成了一类特殊的原行星盘，其特征是靠近恒星的盘物质缺乏。在一个子群中，这些圆盘中的内洞可以延伸到几十个au，而观察到的中央恒星上仍然存在质量吸积。我们分析的命题，这种类型的广泛的过渡磁盘所产生的磁盘与嵌入式行星系统的相互作用。我们进行了二维流体动力学模拟的一个扁平的磁盘，无论是局部等温状态方程或考虑辐射效应。两个3到9木星质量的行星嵌入在盘中，由于盘-行星相互作用，它们的动力学演化被跟踪了超过10万年。这些模拟解释了恒星和行星上的质量吸积。我们包括参数适合PDS 70系统的模型。为了评估模型中特征的可观测性，我们进行了合成ALMA观测。对于具有更大质量的内行星的系统，存在两个行星通过Masset-Snellgrove机制以2：1的平均运动共振向外迁移的阶段。在质量足够大的圆盘中，外盘中漩涡的形成可以引发外行星的快速向外迁移，在几千年内它的距离增加了几十个天文单位。稍后，外行星移回内行星，再次与内行星共振。我们把这种新出现的复合现象称为“移民跳跃”。外星系的迁移和迁移跳跃伴随着恒星上的高质量吸积率。合成图像揭示了许多子结构，这取决于动力学行为的类型。我们的结果表明，两颗嵌入行星的向外迁移是解释宽过渡盘中观察到的高恒星质量吸积率的主要候选者。
2020-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet gaps in the dust layer of 3D protoplanetary disks: I. Hydrodynamical simulations of T Tauri disks
内容：虽然亚微米和微米大小的尘埃颗粒通常与原行星盘中的气相很好地混合，但较大的颗粒将部分解耦，因此具有与气体不同的分布。这对预测原行星盘的可观测性产生了影响，因为仅对气体的研究将提供一个不准确的图像。具体来说，在行星存在下的间隙打开标准通常是针对气相进行研究的，而一旦颗粒达到毫米大小，尘埃层的情况可能会大不相同，这就是ALMA所观察到的。目的：我们的目标是调查的形成和结构的行星间隙的尘埃层的原行星盘与嵌入的行星。研究方法：我们执行3D，气体+尘埃SPH模拟的原行星盘与行星在一个固定的圆形轨道上在40 AU研究的气体和尘埃的分布和密度在磁盘的演变。我们运行了一系列模拟，其中行星质量和尘埃颗粒大小不同。结果如下：我们发现，尘埃层中的间隙比气相中的间隙更引人注目，对于更大质量的行星和更大的颗粒，它更深更宽。对于一个足够大的行星，我们注意到，厘米大小的颗粒仍然在间隙内的共转和他们的人口在外盘显示出一个不对称的结构，一个签名的磁盘行星相互作用，即使是一个圆形的行星轨道，这应该是可观察到的ALMA。
2010-05-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Analytic Approach to the Late Stages of Giant Planet Formation
本文建立了巨行星形成晚期的解析描述。在这一演化阶段，行星通过快速的气体吸积获得其最终质量的大部分。这项工作确定了落在中央行星和它的环行星盘上的物质的密度和速度场，并找到了这个下落包层的相应列密度。我们推导出一个稳态解的表面密度的磁盘作为其粘度的函数（包括极限情况下，没有磁盘吸积发生）。行星的磁场截断了圆盘的内缘，并决定了从直接下落和从圆盘到行星上的质量吸积的边界条件。形成的行星和它的行星盘的属性被确定，包括光度的贡献，从落入行星和磁盘表面，并从磁盘的粘度。辐射签名的行星形成过程中探索使用准球形处理的紧急光谱能量分布。本文开发的解析解显示了原行星的性质（包络密度分布，速度场，柱密度，盘表面密度，光度和辐射特征）如何随输入参数（瞬时质量，轨道位置，吸积率和行星磁场强度）而变化。
2022-06-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Role of Multiplicity in Disk Evolution and Planet Formation
在过去的十年里，我们对原行星盘演化和单恒星系统中行星形成的理解发生了革命性的变化。然而，大多数太阳型恒星都是在双星系统中形成的，因此双星伴星对原行星盘的影响是我们理解行星形成的重要因素。我们已经编制了一个合并的多重性/磁盘的金牛座御夫座人口普查，加上在其他地区的密切的二进制文件的限制性样本，以探讨磁盘的演化多重性的作用。我们的研究结果表明，一个紧密的（<40 AU）的双星伴星的潮汐影响显着加速了原行星盘的分散过程，因为所有的紧密双星的约2/3迅速分散他们的磁盘在形成后<1百万年。然而，盘的快速扩散只发生在一小部分宽联星和单星上，其中约80%-90%的盘至少保留了200 - 300万年（但很少超过500万年）。我们对盘清理时间尺度的新限制对巨行星形成有着重要的意义;大多数单恒星在3- 5百万年内形成巨行星，而大多数近距离双星系统必须在<1百万年内形成巨行星。如果核心吸积是巨型行星形成的主要模式，那么在密近双星中的气体巨星应该是罕见的。相反地，由于几乎所有的单恒星都有相似的时间形成气体巨星，在RV巡天中它们的相对稀少性表明，要么巨行星形成的时间尺度与盘的分散时间尺度非常匹配，要么盘寿命之外的特征决定了巨行星形成的可能性。
2011-09-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inside-Out Planet Formation. III. Planet-disk interaction at the dead zone inner boundary
开普勒任务已经发现了4000多颗系外行星候选者。许多行星都位于内行星密集的星系中。由内而外的行星形成（IOPF）被提出来解释这些系统。它包括在后退死区内边界（DZIB）的局部压力最大值处连续原位行星形成。卵石在这个压力陷阱中堆积，形成了一个环，然后是一颗行星。这颗行星预计会增长，直到它打开一个缺口，这有助于截断卵石吸积和诱导DZIB撤退，从而确定下一颗行星的形成位置。如果行星从其形成位置显著迁移，这个简单的情况可能会改变。因此，行星-磁盘相互作用在IOPF场景中起着至关重要的作用。我们提出的数值模拟，首先评估各种质量的行星，形成在DZIB的一个活跃的吸积盘，其中的有效粘度迅速增加，在径向向内的方向上的迁移。我们发现，行星盘上的扭矩往往会将行星困在非常接近其形成的初始压力最大值的位置。然后，我们研究这些行星的间隙开放，以评估在多大质量下会产生显著的间隙。最后，我们提出了一个简单的模型DZIB撤退由于从恒星到磁盘中平面的X射线的渗透。总的来说，这些模拟有助于量化第一个“火神”行星形成的质量规模和第二个行星形成的轨道距离。
2015-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Improving Planet Detection with Disk Modeling: Keck/NIRC2 Imaging of the HD 34282 Single-armed Protoplanetary Disk
巨行星形成于年轻恒星周围的原行星盘中，通过行星盘的相互作用，可以在其出生盘上留下螺旋和间隙等观测特征。虽然这些特征可以表明巨行星的存在，但原行星盘的信号可以压倒行星的固有光度。因此，为了对嵌入盘中的行星进行成像，有必要去除盘中的污染物，以揭示可能隐藏在其出生环境中的行星。我们观察和直接模拟检测磁盘在凯克/NIRC 2涡日冕$L'$ -带观测的单臂原行星盘周围HD 34282。尽管没有探测到HD 34282的伴星，但这种直接的磁盘建模提高了行星探测的灵敏度，在通量比和${\sim}10 M_{\rm Jupiter}$质量上提高了2倍。这表明，执行磁盘建模可以提高直接成像的行星检测极限在系统中的可见光散射光磁盘，并可以帮助更好地约束这些系统中的自发光行星的发生率。
2021-11-24 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Accretion disks around young stars: the cradles of planet formation
年轻恒星周围的原行星盘是像我们这样的行星系诞生的见证。星云代表中心恒星形成后留下的气态尘埃物质。恒星的质量和光度、初始盘的质量和角动量以及气体粘性决定了盘的演化和吸积。原行星盘是宇宙的摇篮，在那里，微小的尘埃颗粒成长为鹅卵石、星子和行星。
2020-02-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Study of the migration of Earth-like planets in planetesimal disks and the formation of debris disks
Institute of Astronomy of the RAS（俄罗斯科学院天文研究所）
本文研究了类地行星与行星esimal盘的相互作用，发现行星迁移后会扰动盘内行星esimal轨道，增加相对速度，导致其破碎，从而形成尘埃盘。
2026-04-07 astro-ph.EP
Building massive compact planetesimal disks from the accretion of pebbles
我们提出了一个模型，在该模型中，星子盘是建立在星子的形成和吸积的径向漂移的卵石到现有的星子的组合。在这个模型中，卵石吸积到微行星上的速度很快超过了内盘中直接形成微行星的速度。这就允许形成一个高质量的内盘，而不需要增强的星子形成或一个巨大的原行星盘。我们提出的星子盘生长机制不需要任何特殊的条件来操作。因此，我们预期高质量的星子盘几乎在所有系统中自然形成。这种增长的程度是由通过内部磁盘漂移的卵石的总质量控制的。任何减少卵石输送速率或持续时间的东西都会相应地减少星子盘的最终质量。因此，我们预期低质量恒星（具有较小质量的原行星盘）、低金属丰度恒星和具有巨行星的恒星都应该生长较小质量的微行星盘。星子盘演化成行星系的过程仍然是个谜。然而，我们认为，后期阶段的行星形成模型应该开始与一个巨大的磁盘。这强化了大质量和紧凑的行星系可能在原地形成的想法，但不排除在行星形成后发生重大迁移的可能性。
2015-07-29 astro-ph.EP
Effects of a planetesimal debris disk on stability scenarios for the extrasolar planetary system HR 8799
HR 8799是一个四行星系统，也有一个碎片盘。通过数值积分行星和星子盘，我们发现外部星子盘和行星之间的相互作用可以影响系统的寿命。我们首先考虑共振行星的配置，保持稳定至少7万年没有碎片盘。一个只有最外层行星质量1%（大约是海王星质量）的外部碎片盘足够大，足以在2到6百万年后将系统拉出共振。其次，我们考虑在不到几十万年内不稳定的构型。我们发现，这些可以通过质量超过最外层行星质量10%的碎片盘来稳定。我们的两组模拟表明，对行星系长期稳定性的估计应考虑到碎片盘的作用。
2013-01-09 astro-ph.EP
Exoplanets in the Galactic context: Planet occurrence rates in the thin disk, thick disk and stellar halo of Kepler stars
为了更好地了解行星形成和演化，研究银河系系外行星的统计数据是很重要的。通过结合恒星元素丰度和运动学的信息，我们构建了单独的开普勒恒星样本，根据其隶属于薄盘，厚盘和恒星晕的银河系组成部分。使用共轭先验的贝叶斯分析，然后我们研究了行星出现率在行星属性的不同区域中的差异。我们发现，年轻，缓慢和富含金属的恒星，主要与薄盘相关，与年老，快速和贫金属的厚盘恒星相比，平均拥有更多的行星（特别是接近超级地球）。我们进一步评估恒星的性质，如光谱型和金属丰度，和行星的出现率之间的依赖关系。我们发现的趋势也与其他作者发现的趋势一致。我们认为，在银河系的背景下，这些可能不是影响行星出现率的主要属性，而是恒星的动力学历史，特别是恒星年龄和运动学，影响目前银河系中行星的分布。
2021-12-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Decoupling of a giant planet from its disk in an inclined binary system
我们探讨的动力学演化的行星嵌入在磁盘周围的恒星的一部分，一个双系统的轨道平面显着倾斜的初始磁盘平面。我们的目标是测试行星是否仍然在磁盘和继续向恒星迁移的I/II型模式，尽管长期的伴星的扰动。这就解释了观测到的系外行星相对于其宿主恒星的赤道平面有明显的倾斜。我们使用了两种不同的SPH代码，藤蔓和幻影，模拟系统的恒星+磁盘+行星和伴星的演化与时间。在最初的耦合演化之后，盘的倾角和行星的倾角开始显着不同。盘倾角相对于初始平面的振荡周期比行星的周期要短，后者在大约10^4年后独立演化，遵循扰动的N体行为。然而，这颗行星不断向恒星迁移，因为在其轨道运动期间，它穿过盘平面，与气体的摩擦导致角动量损失。在一个显著倾斜的双星系统中，行星和盘在小的双星分离时并不动力耦合，而是几乎独立地演化。这颗行星离开了盘，由于开始有一个明显的相互倾斜，只有当它的轨道与盘平面相交时，它才与气体相互作用。行星向恒星的漂移不是由于行星嵌入盘中的I/II型，而是由于在穿过盘时与气体的摩擦。
2015-08-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Extrasolar planet population synthesis IV. Correlations with disk metallicity, mass and lifetime
上下文这是一系列显示行星人口综合计算结果的论文中的第四篇。目标。本文的目的是系统地研究盘的重要性质，即盘金属丰度、质量和寿命对行星基本性质的影响。方法.对于大量的原行星盘，我们计算了一个人口的行星与我们的核心吸积形成模型，包括行星迁移和磁盘的演变。结果我们发现了大量的相关性：关于行星的初始质量函数，金属丰度，磁盘质量和磁盘寿命有不同的角色：对于高[Fe/H]，巨行星更频繁。对于高质量的盘，巨行星的质量更大。对于长的盘寿命，巨行星既更频繁，质量也更大。在低金属丰度时，非常巨大的巨行星无法形成，但除此之外，巨行星的质量和金属丰度是不相关的。相比之下，行星质量和盘气体质量是相关的。巨型行星形成的最佳位置是5天文单位。在这个距离之内和之外，需要更高的星子表面密度。低金属丰度可以被高盘质量所补偿，反之亦然，但不是无限的。在低金属丰度时，巨行星只在冰线外形成，而在高金属丰度时，巨行星形成发生在整个磁盘上。迁移的程度随着盘质量和寿命的增加而增加，通常随着金属丰度的增加而减少。金属丰度和巨行星的半长轴之间没有明确的相关性，因为在[Fe/H]低的盘中，行星开始更远，但迁移更多，而在[Fe/H]高的盘中，它们开始更远，但迁移更少。结论.原行星盘的性质决定了行星的性质，并留下许多印记。
2012-01-04 astro-ph.EP
Debris Disks: Seeing Dust, Thinking of Planetesimals and Planets
碎片盘是光学上薄的，几乎不含气体的尘埃盘，在年龄超过1千万年的主序星中有相当一部分的恒星周围被观测到。由于星周尘埃的寿命很短，这些盘的存在被认为是产生尘埃的星子仍然存在于成熟系统中的证据，在这些系统中，行星已经形成-或未能形成-很久以前。据推测，这些微行星以小行星到柯伊伯带的距离绕其宿主恒星运行，并通过相互碰撞不断提供新的尘埃。本文概述了碎片盘的观测技术和结果，总结了它们的基本物理和理论模型，然后将它们置于行星系的一般背景下，揭示了盘，尘埃母体和行星之间的相互关系。它表明，碎片盘可以作为微行星和行星的示踪剂，揭示了微行星和行星形成的过程中，在这些系统中运行的过去。
2010-03-26 astro-ph.EP
Resonant Excitation of Planetary Eccentricity due to a Dispersing Eccentric Protoplanetary Disk: A New Mechanism of Generating Large Planetary Eccentricities
我们提出了一种新的机制，产生大的行星偏心率。这种机制适用于行星在其同伴原行星盘的内腔中。具有内部截断的大质量盘可能由于与气体冷却相关的非绝热效应而变得偏心，并且可以在长寿命的相干进动偏心模式中保持其偏心率;当盘分散时，当行星和盘具有相同的拱点进动率时，内部行星将与偏心盘发生长期共振;然后，当系统经历共振时，行星的偏心率被激励到大值。在这项工作中，我们解决了偏心模式的一个模型盘广泛的质量。然后，我们采用一个近似的长期动力学模型来计算“行星+分散盘”系统的长期演化。在我们的计算中，这颗行星的偏心率很大（在0.1到0.6之间），尽管它的盘偏心率很小（$\lesssim0.05$）。这种偏心率激发可以理解为与“行星+盘”偏心率本征态的演化相关的模式转换（"避免交叉“）现象。
2022-11-14 astro-ph.EP
Debris Disks in Multi-Planet Systems: Are Our Inferences Compromised by Unseen Planets?
已解决的碎片盘特征（例如，翘曲、偏移、边缘和间隙、方位角不对称、径向加厚的环、刻度高度）包含关于潜在的行星系的有价值的信息，例如假定的行星质量、半长轴和其他轨道参数。大多数现有的模型假设一个单一的行星正在雕刻盘特征，但最近对成熟的行星系的观察（例如，通过径向速度测量或\textit{Kepler}）已经揭示了许多行星存在于多行星系统中。在这里，我们调查如果/如何从单行星模型推断行星属性受到损害时，多个行星居住在系统中。对于每个磁盘特征，我们构建了一个双行星模型，其中包括具有固定参数的行星b和具有全范围可能参数的行星c。我们研究了这些双行星系统，并总结了假设一个行星（即，行星b）导致对该行星性质的重大错误推断。我们发现，虽然磁盘功能通常主要是由一个单一的行星，当使用单行星模型，我们在极端情况下的数量级误解行星属性的风险。具体来说，我们有很高的风险误解行星的属性从磁盘扭曲;在中等风险磁盘边缘和间隙，径向加厚环，和规模的高度特征;和低风险的主机恒星磁盘中心偏移和方位角不对称。我们总结了一些情况，我们可以根据磁盘形态的差异推断需要使用多行星模型而不是单行星模型。
2019-12-09 astro-ph.EP
Impact of planet--planet scattering on the formation and survival of debris disks
行星-行星散射是一种能够显著改变行星系结构的主要动力学机制。除此之外，它还可能影响系统对碎片盘的形成和保持。行星的剧烈混乱演化可以很容易地清除剩余的微行星带，防止点燃大量的碰撞级联，从而产生碎片盘。在另一端，一个温和的演化与有限的步骤，偏心率和半长轴可以触发形成的碎片盘，通过搅拌最初安静的星子带。分析了行星之间的散射可能对碎片盘的形成产生的各种影响，并对不同结果的统计概率进行了评价。这导致了这样的预测，即经历了一段混沌演化的系统可能具有较低的概率窝藏碎片盘。
2014-08-13 astro-ph.EP
Debris Disks: Probing Planet Formation
碎片盘是在远红外巡天中发现的尘埃盘，约占附近主序星的20%。它们可以被认为是原行星盘的后代或行星系的组成部分，为星周盘的演化和行星形成的结果提供了有价值的信息。碎片盘的人口可以解释为星子带的稳定碰撞侵蚀;人口模型限制了在原行星盘中通常形成的星子（大小> 10公里）的位置（10- 100天文单位）和数量（> 1地球）。现在可以看到气体进入碎片盘阶段很长时间。其中一些是次要的，这意味着微行星具有太阳系彗星般的成分，但有些系统可能保留原始气体。对于某些碎片盘来说，持续的行星形成过程被引用，例如矮行星在未搅拌的盘中持续生长，或者通过巨大的撞击生长类地行星。行星以许多方式在碎片盘上留下结构的印记;间隙、团块、扭曲、偏心和其他盘的不对称性的图像，很容易用>>5au的行星来解释。在行星通常被发现的区域（<5au）的热尘埃被越来越多的恒星看到。这些灰尘通常起源于外带（例如，来自外彗星），尽管有时推断是小行星带或最近的碰撞。
2018-04-23 astro-ph.EP
Gap Formation in Planetesimal Disks Via Divergently Migrating Planets
虽然许多观测到的碎片盘被认为有暗示行星存在的间隙，但直接成像调查并没有在这些系统中发现许多高质量行星。我们调查，如果发散迁移是一个可行的机制，形成年轻的碎片磁盘与行星的质量足够低，目前逃避检测的差距。我们进行数值积分的行星对嵌入在星子磁盘评估的条件下，发散，星子驱动的迁移发生和差距内形成的磁盘。间隙宽度和行星对内行星的迁移速率取决于盘的质量和行星共享盘材料的程度。我们发现，行星对行星质量比海王星可以产生差距的宽度类似于他们的轨道距离在10万年内的轨道分离探测直接成像运动。然而，成对的迁移超级地球可能无法在相同的时间和距离尺度上形成可观测的间隙。从这些间隙中推断出负责的行星质量，而忽略了迁移，可能会高估行星的质量超过一个数量级。
2018-09-26 astro-ph.EP
Observing planet-disk interaction in debris disks
上下文由行星-盘相互作用引起的碎片盘中的结构有望为嵌入行星的存在和性质提供有价值的约束。目标。我们研究了行星-盘相互作用引起的碎片盘结构的可观测性。方法.在一个简单的圆盘分析模型的基础上，研究了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的碎片圆盘的可观测性。此外，N体模拟被用来模拟行星盘相互作用的影响下，在碎片盘的空间尘埃分布。计算了光学散射光到毫米热再发射的图像。关于ALMA和詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的预期能力的现有信息被用来研究通过空间分辨成像的特征盘结构的可观测性。结果行星与盘的相互作用可以导致突出的结构。这提供了探测和表征太阳系外行星的机会，这些行星的质量和距离恒星的径向距离是其他技术无法达到的。将在不久的将来提供的设施显示，提供空间分辨和确定碎片盘结构的能力。局限性被揭示，并给出可能的仪器设置和观察策略的建议。特别地，ALMA受限于其对表面亮度的灵敏度，这需要在灵敏度和空间分辨率之间进行权衡。天基中红外观测将能够探测和空间分辨碎片盘中的区域，即使在距离恒星几十天文单位的地方，碎片盘在这一波长范围内的发射预计很低。[删节]
2012-06-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Formation of a planetary Laplace resonance through migration in an eccentric disk - The case of GJ876
行星系中的轨道平均运动共振起源于导致轨道迁移的盘-行星相互作用中的耗散过程。在拥有巨行星的多行星系统中，原行星盘的扰动强烈地影响着伴星的迁移。通过研究GJ 876周围的共振行星系，我们的目标是探索在这样一个多行星系统中，是什么影响了形状盘驱动的迁移，以形成共振链。我们利用二维局部等温流体动力学模拟方法模拟了嵌入原行星盘中的三颗行星的轨道迁移。我们通过改变盘的厚度，$α$粘度，质量以及行星的初始位置进行了参数研究。此外，我们分析和比较了各种边界条件的模拟在磁盘的内缘。我们发现，由于巨行星的高质量，大量的偏心率可以激发在磁盘。这导致作用在外部低质量行星上的扭矩变化很大，我们将其归因于由于磁盘偏心率引起的Lindblad和共转共振的转变。根据磁盘参数，外行星的迁移可以在非共振状态下停止。在其他模型中，外行星能够打开一个部分间隙，并再次使圆盘圆化，然后与系统中质量最大的行星进入2：1共振，以完成观测到的拉普拉斯共振。由于螺旋波和圆盘偏心率的激发，行星之间的相互作用导致外部低质量行星的平滑向内迁移发生偏差。因此，必须对磁盘驱动的多行星系统迁移进行自洽建模。我们的研究结果与最外层行星进入共振链的后期迁移是一致的，当时巨行星对已经处于共振状态。
2018-08-13 astro-ph.EP
Planet-disk interaction and orbital evolution
当行星在气态原行星盘中形成和生长时，盘和行星之间的相互引力作用导致角动量的交换，以及行星的迁移。我们回顾了目前对磁盘行星相互作用的理解，特别关注决定迁移速度和方向的物理过程。我们描述了嵌入在原行星盘中的低质量行星的演化，并研究了Lindblad和共转力矩作为盘属性的函数的影响。还讨论了盘在引起偏心率和倾角的演变中的作用。我们描述的快速迁移的中间质量的行星，可能会发生一个失控的过程，并检查过渡到间隙的形成和缓慢的迁移驱动的粘性演化的磁盘大规模的行星。详细讨论了磁盘自重和磁流体动力学湍流的作用和影响，作为行星质量的函数，是多行星系统的演变。最后，我们解决的问题，以及全球模型的行星形成，包括迁移能够匹配观测太阳系外行星。
2012-04-05 astro-ph.EP
Giant planet migration, disk evolution, and the origin of transitional disks
我们提出了巨型行星迁移模型在不断发展的原行星盘。我们的圆盘演化受到角动量和光蒸发的粘性传输，而行星经历II型迁移。我们使用蒙特卡罗方法，运行大量的模型，在初始条件的范围。我们发现，相对简单的模型可以再现观测到的太阳系外巨行星的径向分布，以及原行星盘的寿命和吸积历史。使用最先进的光蒸发模型的结果之间的耦合程度的行星形成和磁盘清除，这是以前没有发现。如果行星要在半径<~1.5AU的地方生存，那么一定程度的行星轨道吸积是必要的，如果木星质量或更大的行星要在我们的模型中生存，它们必须能够在形成区域的盘表面密度较低的晚期形成。我们的模型形成了两种不同类型的“过渡”盘，嵌入式行星和清除盘，表现出显着不同的属性。我们发现，这些系统的可观测特性与当前的观测结果大致一致，并突出了有用的观测诊断。我们预测，年轻的过渡盘更有可能包含嵌入的巨行星，而较老的过渡盘更有可能正在经历磁盘清理。
2009-08-31 astro-ph.EP
Migration of planets embedded in a circumstellar disk
行星迁移对行星形成理论提出了严峻的挑战。在气态和微行星盘中，迁移可以在行星形成的同时迅速将其移除。为了探索在一个星子盘迁移，我们结合分析和数值方法。在推导出孤立行星的一般分析迁移率后，我们使用N体模拟来确认这些结果的快速和缓慢的迁移模式。迁移率的标度为1/m（对于大质量行星）和1/（1+（e_H/3）^3），其中m是行星的质量，e_H是以希尔单位表示的背景星子的离心率。当多个行星搅动圆盘时，我们的模拟产生了大规模迁移停止的新结果。因此，成长中的行星不会通过星子盘迁移。为了将这些结果扩展到气体磁盘中的迁移，我们比较了物理相互作用和速率。虽然通过气体盘的迁移是气体巨星形成的一个重要问题，但我们得出结论，迁移对类地行星的形成几乎没有影响。
2011-04-19 astro-ph.EP
Chemistry in an Evolving Protoplanetary Disk: Effects on Terrestrial Planet Composition
行星的组成在很大程度上取决于星子形成和生长期间盘的化学和动力学演化。为了预测系外行星成分的多样性，以前的工作将星子成分建模为原行星盘在单一时间的平衡化学成分。然而，星子的形成需要一段很长的时间，在此期间，随着盘的冷却，气体中的元素依次冷凝并吸积到星子上。为了解释星子形成过程中的盘的演化，我们将盘的化学和动力学模型与星子形成的处方结合起来。然后，我们按照这些星子的成长为类地行星与N体模拟的后期阶段行星形成，以评估连续冷凝的效果上的大部分组成的行星。我们发现，我们的模型产生的结果类似于早期的模型与C/O比接近太阳值（0.54）的磁盘。然而，在C/O比大于0.8的盘中，富碳微行星在盘的更大的径向范围内形成。此外，我们的模型产生的C/O比低至~0.65，这是不可能的，在静力平衡化学的情况下，在磁盘中的富碳星子。这些结果表明：（1）中等碳增强恒星（0.65 < C/O < 0.8）周围可能存在大量短周期富碳行星;（2）富碳恒星（C/O > 0.8）周围的整个类地行星区都可能形成富碳行星。
2014-05-13 astro-ph.EP
Planet formation in stellar binaries I: planetesimal dynamics in massive protoplanetary disks
大约$20\%$的径向速度调查发现的系外行星居住在恒星双星。为了弄清它们的起源，我们必须了解双星系统内原行星盘中的微行星的动力学。标准的描述，只占气体阻力和引力的伴星已受到挑战，最近的原行星盘的引力被证明在星子动力学中起着至关重要的作用。另一个复杂的现象是双星系统中的原行星盘倾向于偏心，从而引起额外的星子偏心率激发。在这里，我们第一次解析地探讨了双星如$α$ Cen和$γ$ Cep在（1）偏心原行星盘的重力，（2）由于（共面）偏心伴星的扰动，和（3）气体阻力的联合作用下的星子的长期动力学。我们得到明确的解决方案的行为的星子偏心率${\bf e}_p$在非旋进磁盘（和旋进磁盘在一定的限制）。我们得到了星子相对速度分布的解析形式，这是理解它们碰撞演化的关键输入。盘引力强烈地影响相对速度，并且倾向于将以最高速度与可比物体碰撞的微行星的大小推到小值，$\sim 1$ km。我们还发现，在偏心的原行星盘approximally对齐的双星轨道的星子碰撞在较低的相对速度比在错位磁盘。我们的研究结果突出了一个决定性的作用，磁盘重力在双星的微行星动力学。
2014-08-21 astro-ph.EP
Binary planetesimals and their role in planet formation
小行星盘的动力学演化是行星形成的主要演化阶段之一。这些圆盘被认为是通过引力相遇和单个微行星之间的物理碰撞而进化的。近年来，在太阳系观测到了多颗双星微星，表明微星的双星度较高。然而，目前对星子盘形成和演化的研究并不能解释双星的作用。在这里，我们指出，引力遇到的双星子可以有一个重要的作用，在星子盘的演化。双星微行星催化微行星之间的近距离相遇，并能大大提高它们的碰撞率。双星也可以作为星子盘的额外热源，通过双星的引力势能转换成盘中星子的动能。
2010-12-02 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
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
Primordial giant planet obliquity driven by a circumplanetary disk
由于恒星潮汐势的作用，分离的环行星盘是不稳定的。我们研究了一个倾斜的环行星盘如何影响扁圆行星自转轴的演化。磁盘的演变使用依赖于时间的线性波状翘曲演化方程，包括代表潮汐势和行星扁率的影响的条款。对于一个质量足够大的圆盘，我们发现行星的自旋很快就与未对准的圆盘对准。行星自转轴的倾斜度在与圆盘相同的时间尺度上增加。这可能是在巨行星中产生原始行星的有效机制。我们认为，直接成像的系外行星在大的轨道半径，其中磁盘质量标准是更有可能得到满足，可能有显着的不稳定性，由于其环行星盘的倾斜。
2021-04-13 astro-ph.EP
Detection and Characterization of Extrasolar Planets through Mean-Motion Resonances: Simulations of Hypothetical Debris Disks
行星对邻近盘的引力影响为探测和研究太阳系外行星系提供了强有力的工具。在这里，我们表明，差距可以打开动态冷碎片磁盘的平均运动共振的轨道行星。这些间隙是从行星本身的轨道上打开的，这表明并非所有的盘间隙都需要包含行星体。这些间隙大而深，足以在大范围合理的盘行星参数的解析盘图像中检测到，尽管我们迄今为止还没有发现任何这样的间隙。间隙的形状和大小可以诊断行星的位置、偏心率和质量，并允许人们推断出看不见的行星的存在，以及这些系统中可见和不可见行星的许多重要参数。我们提出的表达式，使行星质量计算所观察到的差距的宽度和位置。
2016-03-29 astro-ph.EP
