围绕太阳运转的行星，它们是如何进行运转的

　　01  概述
　　经过一个世纪之后，我们终于找到了，关于其它恒星周围的行星的证据。 恒星周围磁盘的红外成像和光谱学 ，预示着行星系统的形成和演化的详情。对主序恒星的调查显示，有5%的恒星在3AU范围内藏有（0.5-8）Mjpu，在最低质量时达到峰值。它们的轨道要么在0.2AU以内，要么是偏心的，有时两者都会出现。这些奇怪的轨道表明，气体和行星的动力学产生了不同的系统，大约九颗巨行星和岩质行星的稳定、共面的轨道可能需要特殊的初始条件。更少的恒星（ 1%）拥有（5-80 ）Mjpu的伴星。这种褐矮星伴星的荒漠与大量自由旋转的褐矮星形成鲜明对比。
　　02  简介
　　到本世纪末，太阳系外行星的证据似乎终于稳固了。伟大的动力学家西蒙·纽康在1902年写道 ＂ 科学史上最大的奇迹，莫过于目前正在发现围绕许多恒星运动的隐形行星。 ＂而利克天文台最近在这方面发挥了主导作用。他对Campbell的光谱双星的捉襟见肘的解释还是传达了两个事实：
　　（1）100多年前，天文学家就知道多普勒频移测量可以揭示恒星周围的行星。
　　（2） 天文学家保持着一种时尚愚昧的文化传统。虚构的行星的停尸房里有许多墓碑，许多天文学家把这些行星拖到他们的私人坟墓里。
　　冒着延续病态的风险，天文学家们又指出了三类观察结果，它们支持关于行星的形成、存在和演变的基本方式。
　　首先，对年轻恒星周围星盘的观测与所需的星盘特性一致。我们的太阳系的形成，也就是说 由轨道上的气体和尘埃组成。
　　其次，对恒星的多普勒测量显示了明确的开普勒运动，这意味着存在木星质量的同伴，估计是行星质量分布的顶端。与太阳系的第三种联系来自于中年恒星的红外和亚毫米图像，这些恒星被＂＂碎片盘所包围，iT被认为是柯伊伯带和佐迪亚克尘埃的类似物。描述了我们目前对太阳系外行星和未来与我们太阳系的联系的猜测。
　　03  恒星周围的盘子
　　小于D3 Myr的太阳型恒星表现出 由气体和尘埃吸积到恒星上的环星盘等特征 。它们的 质量、温度、吸积率、尘埃和分子含量 ，都是通过从X射线到毫米波的观测得出的，它们的质量从0.01到0.1M不等，大到足以构建一套类似于太阳系的行星系统。由此产生的圆盘模型表明， 尘埃将聚结成行星和地球质量的核心 。
　　04  太阳系以外行星的特征
　　通过对D500主序恒星的多普勒测量，发现了28颗质量为木星的行星 。行星一词不可避免地让人联想到圆形和共面轨道、岩石和气态物体，以及从凝结物开始在盘中形成的特定形象。围绕恒星的10M以下天体的真正属性仍有待确定，而理论必须提供从观察到的属性到亲行星盘物理学的联系。事实上，理论在解释围绕Upsilon Andromedae运行的三个木星质量的伴星的形成方面遇到了困难，但是 它们的结构已经表明，形成是在一个盘中进行的。
　　到目前为止，多普勒搜索对3AU范围内质量大于D0.5M的行星（褐矮星）比较敏感。
　　图中显示了从所有对FGKM矮星的多普勒探测中得出的伴星质量估计直方图，包括六颗新行星。
　　图1
　　图1中.围绕FGKM主序星的所有已知候选行星的M sin 的测量值。从8M到1M的质量分布上升是真实的，1M以下的不完整度最大。行星尚质量分析与dN/dMPM~1一致。褐矮星同伴，M sini【8M】UP，在5AU范围内显然是罕见的。
　　M sin从8MJUP到20MJUP的明显不足 。我们因此可以得出几个初步的结论，在3AU范围内，相对于行星来说，褐矮星Ⅱ伴星的数量很少，不到0.5%的恒星只有一个伴星。然而， 自由运转的褐矮星却很丰富 。行星很少在质量超过D7M时形成。行星的质量分布向低质量上升，这与幂律不无关系，dN/dMPM~1，行星的另外两个特性仍然是相当不确定的。
　　这时可以看出， 太阳系外行星的宿主恒星的重元素丰度比菲尔德恒星高一倍 。这个结果是统计学上的助数，如果不是，也许行星更容易在富含灰尘的原行星盘中形成。
　　近在咫尺的51颗Peg行星的轨道几乎是环形的，也许是被潮汐圆化所强制的。但是所有18颗距离恒星超过0.2AU的行星都在非圆形轨道上运行，其偏心率为e「 0.1，比地球（e/0.03）或巨行星（e/0.05）更偏心。 大的偏心率可能是由行星、圆盘或经过的恒星施加的引力所扰动的 。这些理论模型似乎非常强大，可以传达出一个基本原则。更倾向于破坏圆形、共面的轨道。如果是这样， 太阳系就是一个特例，对严重的不稳定性免疫 。这种奇怪的可能性将通过对位于4E6AU的木星的观测来检验，以便与我们的木星直接比较。
　　图2
　　图2.已知所有候选行星的轨道偏心率与半主轴的关系。 在0.2AU之外，所有的行星都有非圆形的轨道。
　　05  黄道带和碎片盘
　　太阳系中的柯伊伯带和黄道带尘埃含有关于过去4.5 Gyr 的形成、化学和动力学的宝贵信息。对其他恒星周围的尘埃盘进行红外和亚毫米成像，可以得到关于这些行星系统的类似信息。磁盘图像给出了轨道平面的倾角i，从而从M sin i中得到了明确的行星质量。 磁盘观测将揭示出空洞、间隙和截断的边缘，以提供有关牧羊行星的动力学信息 。55 Cancri星预示着未来，因为它可能有两颗行星和一个在散射光和热辐射中观察到的尘埃盘。圆盘SED 的模型，它们的形态，以及相关的行星将产生自V oyager 任务以来从未见过的行星物理学的复兴。
　　年轻恒星和老恒星周围的尘埃中无处不在的无色散射光表明，聚集在一起变成大颗粒是正常的。毫无疑问， 银河系中的大多数恒星都藏有彗星和地球质量的行星 。未来10年将产生几十个行星系统，对它们的起源进行描述，并对它们的不同结构进行衡量。我们还可能收集到关于行星系统的附属特征，例如它们是否适合于自我复制的有机分子。