GJ 876能否容纳四颗行星处于共振状态？

在探测到其最外侧的天王星质量天体之前，曾有观点认为GJ 876可能在15天轨道上容纳一颗地球大小的行星。然而观测并不支持这一想法，反而揭示了存在一个更大天体的证据，其轨道周期约为125天，接近与该系统的两颗巨行星形成三体共振。本文详细分析了GJ 876四行星系统的动力学，并考察了在其最外侧天体内部是否存在其他行星天体的可能性。我们开发了一种数值方案，能够非常有效地搜索轨道参数空间，并在短时间内识别出天体可能稳定的区域。我们介绍了这种积分方法的细节，并讨论了其在GJ 876四行星系统中的应用。初步分析结果表明，在最外侧行星轨道外部可能存在稳定轨道，并且15天轨道及其附近可能存在一个稳定岛。然而，通过直接积分检查该区域天体的长期稳定性发现，15天轨道变得不稳定，GJ 876系统很可能在动力学上是满的。我们展示了研究结果，并讨论了它们对该系统形成和最终轨道结构的启示。