行星系统形成研究:(II)类地行星形成演化和内部结构

本项目将主要研究类地行星形成和演化以及内部结构密切相关的物理过程和物理特性, 如引力散射机制, 迁移机制和长期共振作用，质量半径关系等。 研究星子的吸积效率和有效时间尺度, 进而研究星子与行星胚胎的相互作用。利用N体和流体方法研究类地行星通过与行星盘（或其他行星）相互作用而迁移俘获至共振的过程，以及长期共振作用对类地行星轨道的激发，潜在类地行星可栖息区域和多行星系统的动力学结构特性。关注行星系统长期稳定性问题. 这些研究对了解行星系统形成机制和方式有着重要的意义。通过本项目实施，力争做出有原始性创新的工作，并使我们在类地行星形成等方面的研究在国际上具有一定的显示度和影响力。

在本项目中，我们系统地研究了类地行星在行星系统中的动力学演化和形成机制、内部结构等。重点研究了引力散射机制、迁移机制、长期共振作用以及潮汐效应等对形成行星系统构型的重要影响。主要研究结果表明：在行星系统形成的晚期，行星胚胎之间可以经由碰撞，变成短周期轨道类地行星，这是一种新的形成短周期类地行星的可能机制；类地行星通过与行星盘（或其他行星）相互作用而迁移俘获至共振；长期共振作用对类地行星轨道的激发，可以形成潜在类地行星可栖息区域和多行星系统的动力学结构；潮汐效应使行星的轨道衰减和圆化从而形成短周期圆形轨道等。在行星内部结构方面，研究了木卫二的内部结构，结果表明木卫二具有核、幔和壳分层结构且其内核可能由铁和硫化亚铁的混合体组成。这些研究对了解行星系统形成机制和内部结构有着重要意义。在本项目实施期间，完成论文22篇，发表13篇研究论文，会议报告论文5篇, 已投稿4篇。 有9篇论文被SCI索引（包含1篇ApJL, 1篇ApJ, 1篇AJ，3篇MNRAS）。这些研究成果已受到国际同行的关注，并被SCI杂志多次引用。