收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双星系统中行星的形成及动力学

谢基伟  
【摘要】:自从1995年人类在类太阳恒星周围发现第一颗太阳系外行星(简称,系外行星)以来,到目前为止发现的系外行星数目已经达到500多个。由于恒星一般诞生在双星系统中,因此在双星系统中发现行星是很自然的。目前的观测统计显示处在双星系统中的行星宿主恒星比例大概为17%。显然这个比例应该看成一个下限,因为很强的观测选择效应使很多行星观测计划避开了双星系统。目前发现的有行星的双星系统大都为S型,即一颗伴星围绕着里面的恒星-行星系统公转。一般s型的双星轨道间距在100AU以上,不过目前也发现了4个S型双星的间距在20 AU左右。这些系统包括γCephei, GJ 86, HD 41004和HD 196885。除了以上介绍的S双星,还有一类叫p型,即行星围绕两个恒星公转。P型的双星到目前为止只发现并确认了两例,而本篇论文将主要研究S型双星系统中的行星形成。 在第一章,我们首先概括了到目前为止有关单星和双星系统中行星的观测特征。然后,我们系统的介绍了有关行星形成的理论模型,特别是这些理论模型应用到双星系统中时需要考虑的情况变化。双星系统中,由于伴星的引力扰动,行星形成与之在单星系统中相比变得更加的复杂。伴星的引力可以激发起星子的轨道,从而使得它们的碰撞速度δV增大到大于星子的表面逃逸速度,甚至大于使星子碎裂的极限速度。行星形成的中间(第二)阶段—从星子到行星胚胎一-因此变得问题重重和扑朔离迷。我们接下来的内容将主要集中在这个问题多多的中间阶段,看星子能否以及如何顺利通过这个阶段。 在第二章,我们研究了原行星盘中气体的消散对星子相互吸积的影响。我们发现随着气体的消散,所有的星子无论半径大小都汇聚到同样的轨道,从而导致星子碰撞速度的大大减小。这个δV持续减小的过程促进了星子的净质量吸积甚至会促发一些大星子的雪崩生长。 在第三章,我们第一次运用三维的方法研究双星系统中的星子吸积过程。我们发现考虑双星的轨道平面和原行星盘的平面存在一个小的夹角(i_B),那么在三维空间里星子的轨道会出现构型一致。这种情况下,碰撞主要发生大小相近的星子之间,同时碰撞速度δV也大大减小,大大促进了星子相互吸积生长过程。 在第四章,我们研究了一个具体的双系统——αCentauri B——的可居住区内的行星形成。我们第一次发展了一种方法来估算双星系统中星子的碰撞时标。我们发现,经过105年演化后,距离αCentauri B1-2 AU处,星子相互吸积生长变得可能。不过星子的生长速率与之在单星系统中相比要慢得多。我们的最终结果认为,在aCentauri B的可居住区内形成类似地球的行星是可能的,而要形成类木行星是不大可能的。 在第五章,我们提出了一个新的模型概念—“滚雪球”生长模型。在这个滚雪球期间,孤立的星子只通过吸积在原行星盘中与气体耦合的尘埃进行生长。假设星子陆续的形成,采用一个简单的分析模型,我们发现滚雪球生长可以主导从尘埃到星子的转变过程。滚雪球模型可以为太阳系中小行星大小分布提供另一种理论解释。而如果将滚学球模型应用到双星系统中,比如aCentauri AB,它提供了一种安全的渠道使得星子的生长直接跨过半径在l-50 km的碰撞易碎区。 在第六章,我们系统的研究了在高倾斜构型的双星系统下(30。i_B150°),从星子到行星胚胎的过程。我们发现气体阻尼对星子轨道半长径的演化起了非常重要的作用。大致的结果可以根据i_B如的具体值分为有Kozai效应和无Kozai效应两种情况。对于两种情况都会出现一个典型的结果,即星子会从盘的外区,向内迁移并堆积在盘的内区,导致在主星周围形成一个尺度很小,密度很高的紧凑盘。在这个紧凑盘中,星子的碰撞率很高而碰撞速度较小,给星子提供了一个快速生长的环境,并促进后续的行星形成和演化。 最后,在第七章,我们总结全文并展望了在双星系统中行星研究领域的一些其它开放性问题。正在进行的Kepler计划会给双星系统中行星的研究带来前所未有的发展机遇。同时我们也注意到,要对双星系统中的行星有个比较全面深入的研究,不能孤立的只研究行星过程本身,而必须与恒星和星团的形成和演化放在一个共同的背景下综合考虑。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘会杰,张乃通;基于双星系统的单向授时技术研究[J];遥测遥控;2002年03期
2 容建湘;;双星的统计[J];天文学报;1979年03期
3 雷迎春;李大军;王向阳;罗伦才;;双星系统在密林区的测量方法及应用效果分析[J];测绘通报;2010年04期
4 ;美科学家发现双星系统 无生命星球上演双日落[J];科技传播;2011年19期
5 高凌云;;揭秘远距离双星系统[J];现代物理知识;2013年03期
6 程必忠;关于双星系统的能量[J];广西民族学院学报(自然科学版);1995年01期
7 王文涛;张凤莲;;对2010年高考题中“地月双星系统”的进一步探究[J];物理通报;2011年01期
8 罗续成;惯性导航系统/双星距离差组合导航算法的可行性研究[J];遥测遥控;2002年06期
9 В.Г.СурАин ,储宗元;SS433:新的结果[J];世界科学;1983年08期
10 黄润乾;大质量双星系统的非守恒演化[J];天文学进展;1999年01期
11 蔺玉亭,李洪涛,孙付平,吴太旗;惯性/双星组合导航系统的滤波与仿真[J];测绘学院学报;2005年01期
12 谢基伟;;双星系统中行星的形成及动力学[J];天文学报;2013年01期
13 杨小兵,蒋世仰,郭子和,赵南星;关于HD94033的双星假设[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;1985年03期
14 刘俊红;刘澎洲;潘丽娟;;分离双星系统轨道根数变化方程的推导[J];石家庄学院学报;2008年03期
15 潘开科,谭徽松;十二颗晚型双星的自转测量[J];云南天文台台刊;1997年02期
16 ;“开普勒-47”:内含两行星的双星系统[J];少儿科技;2012年10期
17 张一方,李艳梅;双星形成的非线性动力学机制和定性分析理论[J];云南大学学报(自然科学版);2002年02期
18 吴众杰;;基于双星的多星定位系统[J];航天器工程;1997年04期
19 李光炬;短周期双星和黑洞[J];大自然探索;1988年04期
20 刘伟民;李媛;司梦;;双星系统轨道角动量的约化表示及应用[J];商丘师范学院学报;2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王建成;;X射线双星中SPL态的X射线起源问题[A];新观点新学说学术沙龙文集34:高能天体物理中的热点问题[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 谢基伟;双星系统中行星的形成及动力学[D];南京大学;2011年
2 逯亮清;基于载波相位干涉测量的双星定向技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 钟双英;自旋致密双星后牛顿哈密顿系统轨道动力学数值研究[D];南昌大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 吴斌;黑洞双星的形成[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2006年
2 徐倩;低质量X射线双星的演化[D];南京大学;2012年
3 郑娜;我国导航卫星定位系统在军事航空监视中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 邓亚;致密双星的进动效应研究[D];华中科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 张梦然;双星系统内部演绎天文奇观[N];科技日报;2010年
2 记者 金鑫;全国首个双星导航服务系统在哈建成[N];哈尔滨日报;2007年
3 ;天文学家发现“拥有两个太阳”的星系[N];新华每日电讯;2012年
4 陈丹;电脑中重现我们无法观测到的宇宙现象[N];大众科技报;2004年
5 记者 陈勇;太阳系哪来的这么大逆行卫星?海王星捉来的[N];新华每日电讯;2006年
6 陈丹;科学家发现银河系内新的黑洞[N];科技日报;2001年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978