《類木行星軌道遷移與Kuiper帶結構形成》是依託南京大學，由黎健擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：類木行星軌道遷移與Kuiper帶結構形成
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黎健
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究行星科學國際前沿課題，內容包括：太陽系形成晚期四個類木行星在有自引力的星子盤中的吸積生長和軌道演化；類木行星軌道遷移過程中的共振俘獲、引力散射等動力學機制對Kuiper帶結構形成的影響；當前Kuiper帶的觀測特徵對類木行星軌道遷移模型的約束；Kuiper帶小天體的動力學演化和穩定性。通過本項目的研究，了解類木行星的形成和演化歷史，解釋目前觀測到的Kuiper帶小天體的軌道特徵的形成，進而揭示行星系統的一般結構和動力學演化過程，發展天體力學研究中的新方法。
結題摘要
本項目研究了太陽系動力學中的前沿課題，內容包括：類木行星的軌道遷移和吸積生長，Kuiper帶小天體的形成和演化，以及相關的天體力學基礎理論研究。通過三年的研究工作，在SCI刊物上發表論文4篇，包括MNRAS和A&A上各一篇（均為第一作者）， 且獲得了包括Science在內的多次引用。另外還有1篇SCI文章正在審稿之中。同時還積極開展了國內、國際學術交流。 本項目取得的主要研究進展有：(1) 我們與劍橋大學的Aarseth博士合作，利用運行在特殊計算機上的程式，模擬了類木行星在有自引力星子盤中的演化。我們的研究結果否定了許多工作中關於天王星和海王星可以一邊遷移一邊長大的假設；此外，還解決了Nice模型（當前解釋太陽系形成最流行的模型）中海王星停留在25個天文單位而無法遷移到當前位置(30個天文單位)的問題；(2) 系統地研究了高傾角冥族小天體（處於海王星的2:3平運動共振區）的動力學。我們發展了一種新的半分析方法，研究了平運動共振性質（如共振角和振幅）與小天體傾角的關係。基於半分析結果，進而研究了冥族小天體的軌道傾角對其穩定性、以及被海王星的2:3共振俘獲的影響，並預測在未來的觀測中，可能會有傾角超過40度（當前觀測值的上限）的冥族小天體被發現；(3) 對最新發現的兩個高傾角的海王星特洛伊小天體（在拉格朗日點L5附近），利用統計方法，我們研究了它們的動力學穩定性，並分析了它們的來源和將來的歸宿；(4) 在非線性天體力學基礎理論方面，揭示了火星附近的弱穩定區域的尺度和結構；此外，還研究了保體積映射中雙曲結構對軌道擴散速度的影響，給出了定量的計算結果。
