不同环境中行星系统的动力学演化

过去十年数百个系外行星被发现，一千多个系外行星候选体被确认，其中包括大量多行星系统。许多这样的系外行星系统都具有难以用现有行星形成理论来解释的轨道特性。已经发展起来的有关行星系统形成和动力学演化的复杂模型几乎都针对独立的行星系统。但几乎所有恒星都形成于星团，且大多数恒星都形成于双星或多恒星系统。因此大多数行星系统在其形成过程中以及形成后，会经常受到交会的恒星所带来的外部扰动。虽然恒星间近距离交会很稀少，却能够彻底摧毁一个行星系统。但弱交会的累积效应也不可忽视，因为它们可以扰动其外部行星的轨道，这又通过共振相互作用反过来引起行星之间的散射，最终可能使行星系统彻底瓦解。.本项目将对外部扰动下行星系统的形成和演化加以限制，进行不同环境下行星系统的多体模拟，描绘其动力学演化的特征，提出精确的、可被观测证实的假设。本项目与我们对太阳系的认识有着直接的联系，并有助于把中国的天体物理学研究引到世界前沿。

我们进行了一个关于深入理解行星系统和星团形成与演化的研究。这项研究主要侧重行星系统在一个恒星密集的环境中的演化。我们提供了一个关于为什么星团缺少短周期行星系统的解释，并且提供了太阳周围小质量恒星和棕矮星的性质。我们开发了成熟的程序，用于模拟星团和行星动力学演化，并且提供了世界上第一个最接近真实的球状星团模拟。我们分析了星团里星族的动力学特征，包含双星系统，黑洞，行星系统以及独立漂移行星。我们预言了星团中行星系统和独立漂移行星的生存率以及它们与其他恒星或行星近距离相遇与被恒星束缚的可能性。我们的研究结果发表在一系列的经过审稿的杂志中，并且涉及范围很广，从小行星到星系，以行星动力学为主。在这个项目中，很多本科生和研究生得到了以专业学者为目标的训练。我们的结果也受到一些主流媒体以及有名的杂志的采访。