原行星盘的研究进展

原行星盘是环绕在年轻星天体(如T Tauri型星,HAe/Be星)周围的气体尘埃盘,是具有初始角动量的分子云核在塌缩形成恒星过程中的自然结果,是行星系统的起源地。原行星盘研究不仅是恒星形成理论的重要组成部分,而且是行星形成理论的基础。首先介绍了盘的形成与演化规律;然后介绍了年轻星天体的能谱分布,盘的模型和参数(质量吸积率、质量、尺度、温度、寿命);随后讨论了尘埃颗粒在盘中生长的观测证据以及行星在盘中形成的大致过程;最后对原行星盘研究的现状和未来做了总结与展望。     

行星形成数值模拟的研究现状与未来需求Ⅱ:行星迁移、核吸积以及大气逃逸

介绍了行星形成涉及到的几个重要阶段,如行星迁移、核吸积和大气逃逸的基本物理过程和数值模拟研究现状。行星迁移会影响行星的轨道偏心率和倾角,并改变原行星盘的结构;核吸积是决定行星演化为类地行星或者类木行星的关键因素;大气逃逸对行星的气候和演化产生重要影响。这些过程均涉及到复杂的辐射磁流体动力学过程,早期的理论研究往往采用很多人为的简化假设。随着超级计算机计算能力的提高和磁流体数值模拟算法的日渐成熟,人们已经可以对这类复杂的非线性动力学问题开展直接的数值模拟研究,克服了早期理论研究中人为假设的局限。但是,目前人们开展的研究主要基于磁流体动力学数值模拟,对辐射转移如何影响磁流体动力学过程的研究还比较欠缺。强调了进行辐射磁流体动力学数值模拟的必要性和紧迫性。针对辐射磁流体数值模拟程序的开发,从辐射转移,磁场的处理,吸积盘的自引力、三维效应、非理想效应和尘埃的效应等方面提出了相应的技术需求。介绍了本研究领域内发展辐射磁流体数值模拟的策略。     

低质量Kepler行星的潮汐演化研究

Kepler空间计划发现了大量半径小于4 R_⊕(R_⊕为地球半径)的近轨道行星,成为Kepler探测的特色之一,它们对当前的行星形成模型提出了新的挑战.行星与其中心恒星之间的潮汐效应对重塑这类行星的轨道构型具有重要影响.基于各种初始的轨道分布数值模拟了近轨道、低质量行星的潮汐演化,定性地给出了行星最后的轨道分布特征,轨道半长轴和峰值均随着初始的半长轴和偏心率增大而变大.对于初始的平均半长轴在0.1au以内,平均偏心率大于0.25时,数值模拟结果与观测比较接近.潮汐耗散系数、恒星和行星的质量等相关参数对潮汐演化后的半长轴分布影响都比较小.基于数值模拟结果,尝试了揭示低质量行星的形成机制:它们很可能形成于原行星盘的较远处,具有中等的轨道偏心率,后来在原行星盘中经历了Ⅰ类迁移到达目前的轨道,但是这不能排除行星的当地形成机制.     

探究火星的化学组成:行星科学家的脑筋柔软操

火星是与地球相邻的一颗岩石行星。按照我们目前对太阳系形成过程的理解,火星的诞生比地球稍早,形成于地球轨道之外。直觉看来,同为岩石行星,从同一个行星盘中相距不远先后诞生,火星的化学构成似乎“理应”与地球相差不远。那么,这样的设想在多大程度上与事实相近呢?这就是行星科学家们需要找出的答案。     

行星环动力学

行星环动力学的研究对揭示太阳系，星系的形成和演化有重要的意义，旅行者２号的行星际探测，极大地丰富的我们对行星环的认识，给行星环动力学的研究带来了活力，文中综合在行星轴对称势，环自引力势，环粒子磁撞，卫星摄动等因素影响了行星环的研究方法法及研究进展。     

HD 12661行星系统构形的形成与稳定性

最近的多普勒观测表明恒星HD 12661周围存在两颗中等偏心率轨道上运行的行星,内行星的最小质量为2．3木星质量,轨道周期为263．6天;外行星的最小质量为1．57木星质量,轨道周期为1444．5天．该系统的稳定性要求两颗行星处在平运动轨道共振．用数值方法研究了该系统形成初期在恒星气体盘作用下的轨道迁移与稳定性,计算了行星在迁移中被平运动共振俘获的概率．发现这两颗行星目前很可能正处在11:2平运动共振边缘,且运动是混沌的,从而澄清了关于系统目前构形的不同说法,并且很可能在系统形成后行星迁移到目前构形时,气体盘几乎消失了．     

分子云磁场与尘埃导致的偏振

磁场对分子云及其中的恒星的形成和演化起到重要的作用.分子云磁场的探测方法主要是谱线塞曼效应、尘埃热辐射的偏振,以及谱线的线偏振观测.利用谱线的塞曼效应可以直接测量视线方向的磁场强度.尘埃热辐射偏振可以有效地示踪磁场方向在天球上的分布.分子云内部的磁场会受到不同物理过程的影响.高分辨率观测可以研究磁场扰动的细节,低分辨率观测可以得到分子云甚至银河系大尺度磁场的宏观信息.只有多波段的观测才能全面地认识分子云磁场与各种物理过程的联系.该文对分子云尘埃热辐射偏振的观测情况做了调研,总结了分子云大尺度磁场的研究现状和发展前景.     

太阳多方模型对行星轨道要素变化的长期摄动影响

本文利用天体力学中的摄动理论和天体物理学中的气体星多方模型理论研究了太阳多方模型对行星轨道要素变化的长期摄动影响。文中给出了太阳日多方指数ｎ＝３的模型由于自转、扁度和内部密度分布等因素对行星轨道要素变化的长期摄动效应的理论结果。研究结果表明：行星轨道要素除长轴、偏心率和轨道倾角不受长期摄动外升交点经度、近日点经度以及平近点角均受长期摄动的影响。最后利用理论结果对行星轨道要素的长期投动效应做了数值计算，数值结果在表１中给出。     

星际尘埃研究现状与进展

由于星际尘埃的广泛存在和其在恒星与行星系统的形成、星系以及整个宇宙演化中的重要作用,星际尘埃的研究成为当今天体物理领域的热点前沿课题。该文从尘埃与电磁场相互作用的观测证据出发,系统地介绍了星际消光(包括吸收和散射)、星际红外辐射、星际偏振等的研究现状,讨论了星际元素减损,以及行星际尘埃和陨石中的前太阳尘埃等问题。从相应的观测证据中,可以得到关于星际尘埃的丰度、化学组成、尺寸和形状的信息。该文还对当前比较流行的三种尘埃模型(硅酸盐-石墨-PAHs模型、硅酸盐核-碳有机耐熔质壳层模型和多孔尘埃模型)进行了讨论与比较,对该研究领域中待解决的问题也作了简要的概括。     

行星科学与深空探测（一）——行星科学的起源发展及重要性

行星是在宇宙演化到一定的时间后形成的,它是天体形成的重要类型。与星系宇宙以及恒星不同,行星由于其质量相对较小,因此其演化也有其特殊的过程,比如,总体来讲没有像宇宙、星系和恒星那样,物质与性态变化那么剧烈。行星的形成和演化有其自己独特的规律。行星科学研究是人类在全面认识宇亩演化过程中不可缺少的环节,是天文学的重要分支学科。     

行星形成方式的探讨

行星形成的方式,目前主要有两种见解:一种认为,行星是星子集聚而成,另一种认为,行星是由星云物质经过势井聚集为原行星而形成。笔者认为,角动量守恒定律,是认识太阳系起源和行星、卫星形成方式的重要钥匙。某一行星区的星云物质绕太阳转动的角动量总和(A_c)减去该区今日行星轨道角动量(A_p)应当等于该区行星自转角动量(A_r),即A_c-A_p=△A=A_r。但计算结果,A_c-A_p=△A>A_r。这就证明,行星是经过星云环形成的。文中计算了星云环内外边界的位置,即星云环的宽度,并提出一些新的看法,可能为行星形成方式的研究提供一些有益的线索。     

行星科学与深空探测（三）——太阳系小天体研究和行星深空探测的国际现状与发展趋势

小行星与慧星研究 小行星和彗星是45亿年前太阳系形成时遗留的原始残骸,包含着太阳系早期的物理和化学信息,对研究太阳系起源和行星系统形成具有重要科学意义,同时精密确定其轨道动力学演化又是目前空间环境和地球安全方面的重要现实需求。     

和原行星状星云成协的致密反射星云

对从IRAS点源表中选择出来的原行星状星云的光学证认和有缝光谱、CCD直接成像观测表明,其中三个与致密的反射星云成协,即PPN No.34=IRAS16559—2957、PPN No.35=IRAS16552—3050和PPN No.38=IRAS17150—3224。本文根据球对称尘埃壳层模型,计算了中心星光度和颜色的变化,反射星云的可见期等。认为近距的原行星状星云在早中期阶段将有致密的反射星云与它成协。     

行星和太阳内部的磁流体力学

许多行星 (如木卫三 ,水星 ,地球 ,木星和土星 )和恒星 (如太阳 )具有内部磁场。对这些磁场的存在和变化的解释对行星科学家和天体物理学家是一个巨大的挑战。本文试图总结行星和恒星的导电流体内部磁流体力学研究的新近发展和困难。一般由热对流驱动的流动通过磁流体力学过程产生并维持在行星和恒星中的磁场。在行星中磁流体力学过程强烈地受到转动 ,磁场和球几何位型的综合影响。其动力学的关键方面涉及科里奥利力和洛伦兹力间的相互作用。在太阳中其流线 ,即处于对流层的薄的剪切流层在太阳的磁流体力学过程中扮演了一个基本的角色 ,并由之产生了 1 1年的太阳黑子周期。本文也给出了一个新的非线性三维太阳发电机模型。     

行星和太阳内部的磁流体力学

许多行星（如木卫三，水星，地球，木星和土星）和恒星（如太阳）具有内部磁场。对这些磁场的存在和变化的解释对行星科学家和天体物理学家是一个巨大的挑战。本文试图总结行星和恒星的导电流体内部磁流体力学研究的新近发展和困难。一般由热对流驱动的流动通过磁流体力学过程产生并维持在行星和恒星中的磁场。在行星中磁流体力学过程强烈地受到转动，磁场和球几何位型的综合影响。其动力学的关键方面涉及科里奥利力和洛伦兹力间的相互作用。在太阳中其流线，即处于对流层的薄的剪切流层在太阳的磁流体力学过程中扮演了一个基本的角色，并由之产生了11年太阳黑子周期。本文也给出了一个新的非线性三维太阳发电机模型。     

宇宙信息

双星可能易开成行星卡内基研究所最近通过计算机模拟,发现在双星周围可能会形成行星并保存下来。天文学家过去以为,双星合成的引力会使气体和尘埃变得不稳定,因而无法形成行星。但模拟表明这种引力实际     

太阳系是同一片尘埃云诞生的吗

太阳系的九大行星除水星和冥王星稍有出格外,其他行星的轨道实际上都位于一个平面内。大多数研究天体演化的学者都认为这是由于诸行星是从一个围绕着早期太阳旋转的盘状尘埃云里的物质形成的,太阳本身也是由该云的气体和尘埃凝聚形成的。     

行星大样本演化的研究进展

随着系外行星观测样本的大量积累,大样本演化方法作为天体物理的重要方法,继在恒星物理中广泛应用后,在行星统计特征的研究中开始变得更加重要。行星大样本演化方法就是通过简化的行星形成演化模型,对大量初始条件(原行星盘参数)和边界条件(星周环境)同时进行模拟,给出行星的各种统计性质,并直接与观测上的行星样本统计特征做比较。该方法对于限制行星形成和演化的理论模型具有重要意义。对行星大样本演化模型进行概述,简要介绍了行星大样本演化的主要统计结果和最新进展,并对其未来发展作出了展望。     

天体运动的轨道偏心率研究概述---从恒星系统到行星系统

偏心率是描述天体运动轨道的重要参数之一, 能够为揭示天体的动力学演化提供重要线索, 进而帮助理解天体形成与演化的过程及背后的物理机制. 随着天文观测技术的不断发展, 人们对于天体运动轨道的研究已经走出太阳系, 包含的系统也从大质量端的恒星系统延伸到了低质量端的行星系统. 聚焦天体轨道偏心率研究, 回顾了目前在恒星系统(包括主序恒星、褐矮星以及致密星)和行星系统(包括太阳系外巨行星以及``超级地球''、``亚海王星''等小质量系外行星)方面取得的进展, 总结了不同尺度结构下偏心率研究的一些共同之处和待解决的问题. 并结合当下和未来的相关天文观测设备和项目, 对未来天体轨道偏心率方面的研究工作进行了展望.     

冰巨星大气研究进展

与类木行星等气态巨行星相比,冰巨星是由大量比氢氦重的气体成分(水、氨、甲烷等)组成的气体行星,天王星和海王星便是典型的冰巨星。天王星和海王星的大气中保存着太阳系形成初期的气体,对研究太阳系和行星的形成演化有很大帮助;研究其大气的动力学有助于了解大气内部的结构、热源驱动机制和对流机制;随着证认的系外行星数量逐渐增加,发现类海王星型系外行星是普遍存在的。介绍了天王星和海王星的大气结构、大气成分,以及太阳系外类海王星的研究进展,并对未来冰巨星的探测和研究进行展望。