Theory of Extrasolar Giant Planet Transits
我们提出了一个综合的物理效应影响观测到的光变曲线的太阳系外的巨行星(EGP)过境其主恒星。综合包括瑞利散射,云散射,折射,和分子吸收的星光在EGP大气中的治疗。在这些效应中,分子吸收在确定跃迁衍生半径$R$中占主导地位。使用一个通用的模型为EGP HD 209458 b的大气,我们执行一个适合的最佳可用的过境光变曲线数据,并推断这颗行星的半径在1巴的压力,$R_1$,等于94430公里。我们预测,$R$将是一个功能的观测波长,与一个强大的预测的变化$\pm 1$ %在红外波长H $_2$ O不透明度在高EGP大气占主导地位。
2001-06-09 astro-ph
Effects of Secular Interactions in Extrasolar Planetary Systems
本文研究了观测到的太阳系外行星系统中行星之间动力学相互作用的影响,包括假设的额外天体,重点是长期扰动。这些相互作用导致行星的偏心率在时间尺度上探索值的分布,与观测时间基线相比较长,但与系统的年龄相比较短。同样的形式主义确定偏心率强迫假设的测试机构(类地行星)在这些系统中,我们发现哪些系统允许潜在的宜居行星。这样的行星将被驱动到非零的轨道偏心率,我们得出的分布恒星通量的行星经历了他们的轨道过程。分析中包括了对长期相互作用理论的广义相对论修正,这种效应在有近距离行星($\sim$ 4天轨道)的系统中很重要。一些太阳系外行星系统(例如,在其他系统中,广义相对论可以用来约束系统参数(例如,HD160691的$\sin i \gta 0.93$)。对于热彗星的情况下,我们讨论如何观察到的偏心率的情况下意味着没有伴星。
2006-06-14 astro-ph
Measuring the Oblateness and Rotation of Transiting Extrasolar Giant Planets
我们探讨了通过凌日测光测量行星扁率和推断行星自转周期来表征太阳系外巨行星的前景。太阳系中行星的自转速率变化很大,反映了行星不同的形成和演化历史。测量的扁率,假设的成分和状态方程从达尔文-拉杜关系产生旋转速率。在相同的恒星和轨道条件下,凌日扁圆行星的光变曲线应该与具有相同横截面积的球形行星的光变曲线显著不同。然而,如果恒星和轨道参数是不知道的先验,他们的拟合允许在恒星半径,行星半径,碰撞参量和恒星临边暗化参数的变化,模仿一个扁圆行星的过境签名,减少扁率签名。因此,即使HD209458 b的扁率为0.1,而不是我们预测的0.003,它也会在10^5分之一的水平上引入与模型球面光变曲线的可检测偏离。具有非零折射率的行星打破了这种简并性,因为它们的入口光变曲线相对于出口光变曲线是不对称的,并且它们的最佳情况下的可探测性是10^{-4}阶。然而,这些对象的测量旋转速率是非唯一的,由于退化之间的椭圆度和扁率和未知的组成部分的椭圆度沿视线。对于在碰撞参量为0.7附近过境的行星,无论扁率如何,扁率的可探测性都是最大的。未来的扁率测量将具有挑战性,因为信号接近当前硬件的光度极限和固有的恒星噪声水平。
2003-01-09 astro-ph
Transit Detectability of Ring Systems Around Extrasolar Giant Planets
我们研究是否可以从这些行星的凌日光变曲线中检测到太阳系外行星的光环。为此,我们开发了一个基本的理论框架,用于计算和解释的光变曲线的环形行星凌日的基础上,现有的框架用于恒星掩星,一种技术,已有效地发现和探测环系统在太阳系中。我们发现,大型,土星环系统的可探测性是最大的入口和出口期间,和合理的光度精度的$\sim 1-3 \times 10^{-4}$与15分钟的时间分辨率应足以发现这样的环系统。对于某些环颗粒尺寸,单个颗粒周围的衍射导致可检测水平的前向散射,其可用于测量模态环颗粒直径。利用对探测到的凌日的高精度后续观测和即将进行的美国航天局\emph{Kepler}飞行任务,可以对大环系统进行初步普查。环系统的分布是恒星年龄和行星半长轴的函数,这将提供经验证据,帮助限制环的形成和持续时间。
2004-09-29 astro-ph
Extrasolar Planet Orbits and Eccentricities
已知的太阳系外行星表现出许多有趣和令人惊讶的特征--极短周期轨道、高偏心率轨道、平均运动和长期共振等--并极大地扩展了我们对可能存在的行星系统多样性的理解。在这篇综述中,我们总结了太阳系外行星的轨道特性。太阳系外行星最显著的特征之一是它们的高离心率,远远大于太阳系中所看到的。我们回顾了大偏心率的理论解释,并指出了现有理论的成功和不足。
2003-12-01 astro-ph
The CORALIE survey for southern extrasolar planets XIV. HD 142022 b: a long-period planetary companion in a wide binary
我们报告精确的多普勒测量HD 142022在过去的六年中获得的CORALIE阶梯光栅光谱仪在La Silla天文台连同一些额外的观察最近与HARPS阶梯光栅光谱仪。我们的视向速度揭示了一个行星伴星的证据,其轨道周期P = 1928 + 53 - 39天,偏心率e = 0.53 + 0.23 - 0.18,速度半振幅K = 92 + 102 - 29 m/s。推测伴星的最小质量为M2 sini = 5.1 + 2.6 - 1.5 MJup,半长轴a = 3.03+/-0.05 AU。目前只观测到一次完整的轨道旋转,由于恒星在地平线上的位置太低,因此无法观测到近星点的通过。因此,离心率和速度半振幅仍然很不确定,轨道解是初步的。HD 142022是一颗色球不活跃的K 0矮星,相对于太阳来说富含金属,是一颗宽双星的主要组成部分。因此HD 142022 b是一颗新的“双星行星”候选者,它的高离心率可能是由于与遥远的恒星伴星的长期相互作用。
2005-10-19 astro-ph
Eccentricity evolution of giant planet orbits due to circumstellar disk torques
迄今为止发现的太阳系外行星具有意想不到的轨道要素。大多数围绕其宿主恒星运行的行星比我们太阳系中类似大小的行星具有更大的偏心率和更小的半长轴。人们普遍认为,巨行星和拱星盘之间的相互作用(II型迁移)将这些行星向内驱动到小半径,但这些盘对轨道偏心率e的影响是有争议的。最近的一些分析计算表明,磁盘行星的相互作用可以激发偏心,而数值研究通常产生偏心阻尼。本文解决了这一争议,采用准分析方法,借鉴了几个以前的分析研究。这项工作改进了目前的偏心演变的治疗,从磁盘扭矩的计算中删除几个近似。我们既没有遇到均匀阻尼,也没有遇到轨道偏心率的均匀激励,而是一个函数de/dt,其符号和大小取决于偏心率和其他太阳系性质。最重要的是,我们发现,对于本文研究的磁盘和行星属性的每一个组合,共转扭矩产生负的de/dt的值在区间[0.1,0.5]内的e的某些范围内。如果共转力矩饱和,偏心阻尼区消失,激励发生在小于0.08百万年的短时间尺度上。因此,我们的研究并没有产生偏心激励的时间尺度上的几个百万年-我们得到偏心激励在一个短的时间尺度上,或偏心阻尼在一个较长的时间尺度。最后,我们讨论了这一结果产生的影响,在太阳系外行星偏心率的观测范围。
2007-08-02 astro-ph
The Possible Belts for Extrasolar Planetary Systems
自20世纪90年代以来,已经发现了100多颗太阳系外行星。与太阳系不同的是,这些行星的轨道偏心率覆盖了从0到0.7的巨大范围。第一个柯伊伯带天体于1992年被发现。因此,一个有趣而重要的问题将是太阳系外行星系统是否可能具有像柯伊伯带或小行星带那样的结构。我们用Rabl & Dvorak(1988)和Holman & Wiegert(1999)的类似方法研究了这些具有不同轨道偏心率的行星系统的稳定性。我们认为,大多数太阳系外行星系统都可以在其外围区域拥有自己的带。然而,我们发现,高偏心率的轨道是非常强大的这些人口的耗竭。
2006-10-30 astro-ph
Infrared radiation from an extrasolar planet
一类太阳系外的巨行星--所谓的“热行星”--在距离其主星0.05天文单位的轨道上运行。这些行星应该很热,因此会发出可探测到的红外辐射。行星HD 209458 b是探测和表征这种红外线的理想候选者,因为它被恒星遮住了。这颗行星的半径非常大(是木星的1.35倍),这可能是持续的潮汐耗散的结果,但这个解释需要一个非零的轨道离心率(~0.03),通过与假设的第二颗行星的相互作用来维持。在这里,我们报告检测红外(24微米)辐射从HD 209458 b,通过观察减少流量在二次日食,当行星通过后面的恒星。这颗行星的24微米通量为55 +/- 10 micro-Jy(1 sigma),亮度温度为1130 +/- 150开尔文,证实了恒星辐射的预测加热。二次日食发生在行星在恒星前方的凌日之间的中点(在+/- 7分,1西格玛之内),这意味着动力学上显著的轨道偏心率是不可能的。
2005-03-24 astro-ph
Extrasolar Planet Eccentricities from Scattering in the Presence of Residual Gas Disks
大质量行星之间的引力散射被用来解释太阳系外行星的偏心率分布。要使散射发生,行星必须形成或迁移到一个不稳定的结构中。在这两种情况下,当散射发生时,很可能会出现一个质量与行星相当的残余气体盘。使用显式流体动力学模拟,我们研究了气体盘的两个行星散射的结果的影响。我们假设一个特定的模型,在该模型中,行星被驱动朝向不稳定的重力扭矩从外部低质量磁盘。我们发现,当一个分散的行星撞击磁盘时发生的质量和角动量的吸积可以通过减少近距离接触的数量来强烈影响随后的动力学。当系统达到希尔稳定态时,最内层幸存行星的偏心率与无气体情况相比没有实质性的改变,但外层行星由于与盘的相互作用而变圆。因此,由气体盘迁移引发的散射的特征是伴随已知偏心行星的大半径低偏心率行星的高比例。随后的长期演化的两个行星在阻尼的存在下,可以进一步阻尼两个偏心率,并倾向于推动系统远离拱线对齐和反对齐。我们注意到,当外行星撞击圆盘时,吸积的后期爆发原则上是可观察的,可能是通过检测具有弱圆盘和恒星吸积特征的系统中的强近红外过量。
2008-07-25 astro-ph
On the Origin of the Eccentricities of Extrasolar Planets
我们发展了一个现象学理论,旨在解释太阳系外行星的大偏心率和太阳系中的小偏心率的起源,非共振多行星系统中拱点对准的偏好,以及太阳系外行星和光谱双星的偏心率分布相似性的起源。我们表明,如果一个物理过程是弱依赖于当地的动力学的同伴,并赋予一个小的相对加速度的恒星伴星系统,同伴的轨道的偏心率被激发到大的值取决于加速的方向和持续时间。这种过程的一个自然候选者是不对称的恒星喷流和星盘风。当加速度源于旋进射流时,即使对于几乎垂直的射流,也可以通过射流的旋进频率与诱导加速度的激励频率的共振来激励大的偏心。旋进还减小了远在谐振半径内的偏心幅度。在多行星系统中,加速度的强度受到最好的限制,因为同伴的相互引力扰动,而加速度的持续时间受到赋予恒星的剩余速度小于银河系中恒星速度色散的条件的限制。在伴星系统的外部,加速激发时间与轨道周期相当或小于轨道周期,发生了显著的径向迁移,这可能对太阳系中次要天体种群的动力学产生重要影响。理论说明与$\upsilon$仙女座双星系统。
2005-03-28 astro-ph
High Orbital Eccentricities of Extrasolar Planets Induced by the Kozai Mechanism
太阳系外行星最显著的特性之一是它们的高轨道偏心率。观测表明,至少有20%的行星,包括一些具有特别高的偏心率的行星,正在围绕一个广泛的双星系统的组成部分运行。一个遥远的双星伴星的存在会对行星的轨道造成重大的长期扰动。特别是,在高相对倾角,行星可以经历一个大幅度的偏心振荡。这种所谓的“Kozai机制”在很远的距离上是有效的,其幅度完全取决于相对轨道倾角。在本文中,我们解决了以下简单的问题:假设每一个拥有被探测到的巨行星的宿主恒星也有一个(可能是看不见的,例如,在轨道参数和质量分布合理的情况下,长期扰动能在多大程度上再现行星的偏心率分布?我们的计算表明,Kozai机制始终会产生过量的行星,这些行星具有非常高的(e >0.6)和非常低的(e < 0.1)偏心率。在观测样本中缺乏近圆形轨道不能仅仅用Kozai机制来解释,因为即使有足够高的倾角,当在长期时间尺度上有其他竞争的轨道扰动源时,如广义相对论,Kozai机制往往无法产生显著的偏心率扰动。另一方面,Kozai机制可以产生许多高偏心轨道。事实上,在我们的模型中观察到的高偏心率的过度生产可以与合理的循环机制(例如,来自残余气体的摩擦)以产生更多的中间偏心率(e=0.1-0.6)。
2005-06-09 astro-ph
Excitation and Propagation of Eccentricity Disturbances in Planetary Systems
已知的太阳系外行星的高离心率在很大程度上仍然无法解释。我们探讨的可能性,偏心率被激发在一个扩展的行星盘的外部与恒星通过在几百个AU的遭遇。在相遇之后,由于盘中的长期相互作用,偏心扰动向内传播,最终激发了最里面的行星。我们研究如何向内传播的偏心率在行星盘取决于数量和质量的行星和它们之间的间距和整体的表面密度分布在磁盘上。主要的控制因素是大规模的表面密度分布和系统的总尺寸。如果涂抹的表面密度近似为幂律分布,则对于q < 1的平坦密度分布,偏心扰动有效地向内传播。如果满足这个条件,并且行星系统的大小是50天文单位或更大,那么在5 Gyr以上的太阳附近遇到的场星所激发的典型偏心率在0.01-0.1之间。在相对密集、寿命较长的疏散星团中形成的恒星周围的行星系统中,可能会激发出更高的离心率(> 0.1)。因此,这种机制可能提供了一种激发太阳系外行星偏心率的自然方式。
2004-04-20 astro-ph
Extrasolar planetary dynamics with a generalized planar Laplace-Lagrange secular theory
在多行星系统中,近一半已知的太阳系外行星的动力学演化可能受长期扰动的支配。行星轨道的高偏心率使传统的拉普拉斯-拉格朗日长期理论在分析行星运动中的实用性受到质疑。我们将这一理论推广到四阶偏心率,并与二阶理论和八极能级理论的结果进行了比较,并将这些理论应用于可能的长期占优的HD 12661、HD 168443、HD 38529和Ups等多行星系统。四阶方案产生了一个多分支的标准,以维持拱点天平动,并意味着一个小机构的拱点率是其初始偏心率的函数,这是从传统的理论缺乏的依赖关系。数值结果表明,二阶和四阶理论揭示的主要区别是长期周期的变化,并在较小程度上的行星偏心率变化的振幅。与数值积分的比较表明,四阶理论对二阶理论的改进有时使再现实际动力学演化所需的改进相形见绌。我们的结论是,LL长期理论,以任何顺序,通常是一个穷人的晴雨表预测长期的动力学在太阳系外行星系统,但体现了一个有用的工具,用于提取一个准确的长期动力学描述系统的小机构和/或近圆形轨道。
2007-03-05 astro-ph
Extrasolar Planets and Mean-Motion Resonances
GJ 876系统的2:1轨道共振可以很容易地由行星-星云相互作用引起的行星迁移差异建立。需要显著的偏心阻尼来产生观测到的轨道偏心。GJ 876的共振配置的几何形状与木卫一-欧罗巴对的几何形状不同,这种差异是由于所涉及的偏心率的大小。我们表明,在2:1和3:1共振的配置,特别是,不对称的振动,可以预期在未来的发现大的变化。
2002-09-10 astro-ph
Near-Term Detectability of Terrestrial Extrasolar Planets: TEP Network Observations of CM Draconis
本文介绍了通过食双星CM Dra对太阳系外行星凌日的测光搜索结果。自1994年以来,TEP(太阳系外行星凌日)网络一直在观测这颗恒星,并获得了617小时的光变曲线。数据给出了一个完整的相位覆盖的CM Dra系统在每3年的观测,噪音小于5毫等。导出了CM Dra的新历元和周期值,并确认了0.025/hr的低耀斑速率。日食最小时间的周期性变化的缺乏排除了周期小于几年的超大质量行星的存在。光变曲线被视觉扫描以寻找异常事件的存在,这些异常事件可能表明具有“大质量地球”大小的太阳系外行星的凌日。发现了六个可疑的事件,正在跟踪未来的过境,由大小在1.5和2.5 RE(地球半径)之间的行星。然而,这些事件都没有与大于2.5 RE的行星兼容的振幅。因此,大于2.5 RE且轨道周期小于60天的共面行星可以排除,置信度约为80%。如果没有子噪声检测算法,则无法在数据中检测到小于1.5 RE的行星。初步的信号检测分析表明,有一个50%的检测置信度为2 RE行星的周期从10到30天的现有数据。这个数据集表明,它是可能的,以地面为基础的测光检测类地大小的行星,并在CM Dra系统的平面上运行的行星的大小可以设置强约束。
1998-06-29 astro-ph
A Statistical Analysis of The Extrasolar Planets and The Low-Mass Secondaries
我们表明,天体测量的依巴谷数据的恒星主办的行星候选人是不够准确,产生统计上显着的轨道。因此,最近根据依巴谷数据分析提出的关于候选行星样本的轨道在空间中并非随机定向的建议,并没有得到数据的支持。假设随机取向,我们得出的质量分布的行星候选人,并表明它是平坦的log M,约10木星质量。此外,行星候选者的质量分布与低质量同伴的质量分布被“棕矮星沙漠”很好地分开。这表明,我们在这里有两个不同的群体,一个我们确定为巨行星,另一个是恒星。我们比较了两个种群的周期和偏心率分布,发现它们惊人的相似。10 ~ 1650天的对数周期分布较平坦,表明两个种群均为无标度形成机制。我们进一步表明,偏心率分布是相似的-都有一个密度分布峰值在约0.2-0.4,在偏心率范围的两端有一些小的差异。我们提出了一个玩具模型来模仿这两种分布。我们发现了一个显着的短轨道周期的大质量巨行星的匮乏。行星的低频率是明显的质量大于约1木星质量和周期短于30天。我们指出,在原则上,人们可以解释这种缺乏。
2002-01-21 astro-ph
Phase Functions and Light Curves of Wide Separation Extrasolar Giant Planets
我们计算了自洽的太阳系外巨行星(EGP)相函数和光变曲线的轨道距离从0.2 AU到15 AU。我们探索了对波长、云凝结和克普勒轨道要素的依赖性。我们发现,光变曲线的EGPs强烈地依赖于波长,云的存在,和云粒子的大小。此外,大多数EGP的光学和红外颜色是相位依赖性的,在$V-R$和$R-I$中,在新月相位处倾向于最红。假设圆形轨道,我们发现,在光学波长处,大多数EGP在全相位附近比高度倾斜(即,接近边缘)轨道。此外,我们表明,行星/恒星通量比强烈依赖于开普勒元素的轨道,特别是倾角和偏心率。如果有足够的偏心轨道,EGP的大气层可能会从多云到无云的周期性转变,这种影响可能会反映在行星的光变曲线的形状和大小上。这样的椭圆轨道也会在行星的光变曲线最大值的时间和行星的完整相位的时间之间引入一个偏移,并且对于某些轨道参数,这个光变曲线最大值可能是离心率的急剧增加的函数。我们调查的可探测性EGPs建议天基直接成像仪器。
2005-01-06 astro-ph
On the origin of eccentricities among extrasolar planets
大多数观测到的太阳系外行星的质量与太阳系的气态巨星相似,但轨道却截然不同。许多恒星比预期的更接近它们的母恒星,它们的轨道通常相当偏心。我们证明了这些行星中的一些可能形成于与我们的太阳系非常相似的系统中,也就是说,在这些系统中,气体巨星最初在半长轴为几个au的轨道上,但气体巨星的质量都相当相似。如果这样的系统受到另一颗恒星的扰动,强烈的行星与行星之间的相互作用就会随之而来,导致几颗行星被抛出,而那些行星则留在更紧密和更偏心的轨道上。这些扰动系统的偏心率分布与已观测到的半长轴在1 - 6 au之间的太阳系外行星的偏心率分布非常相似。
2008-11-20 astro-ph
Extrasolar planet taxonomy: a new statistical approach
在本文中,我们提出了太阳系外行星分类的指导方针。越来越多的太阳系外行星的发现显示出各种各样的行星参数,如开普勒轨道要素和环境参数,如恒星质量,光谱类型,金属丰度等,促使了行星分类学的发展。在这项工作中,通过主成分分析,其次是层次聚类分析,我们报告的五个强大的行星组的定义。我们还讨论了这种分析的物理相关性,这可能提供一个有效的基础,解开参与行星形成和随后的演化过程中的几个物理参数的作用。例如,我们能够根据恒星质量和金属丰度将热彗星分为两大类。此外,对于某些群体,我们发现金属丰度,半长轴和偏心率之间有很强的相关性。这些研究结果的影响进行了讨论。
2007-05-07 astro-ph
The Effect of Tidal Inflation Instability on the Mass and Dynamical Evolution of Extrasolar Planets with Ultra-Short Periods
我们调查的可能性,大幅膨胀的短周期恒星质量的行星,由于其内部的潮汐耗散与同步和圆化的轨道。我们采用最简单的处方的基础上的平衡模型与恒定的滞后角的潮汐的所有组件。我们发现,对于年轻的木星质量的行星,周期小于3天,初始半径约2木星半径,和轨道偏心率大于0.2,在其轨道的圆化过程中耗散的能量是足够强烈的,并延长膨胀到他们的洛希半径的大小。
2003-03-17 astro-ph
Comparison Between Extrasolar Planets and Low-Mass Secondaries
本文将已发现的太阳系外行星样本的统计特征与附近光谱双星中的第二颗行星的统计特征进行比较,以使我们能够区分这两个群体。基于2000年3月发现的32颗候选行星,我们发现它们的偏心率和周期分布与双星群体惊人地相似,而它们的质量分布却明显不同。质量分布绝对支持两个不同种群的想法,表明行星候选者确实是太阳系外行星。这两个星群之间的转变可能发生在10- 30木星质量。我们指出,行星的轨道周期与其母星的金属丰度之间可能存在负相关,这种相关性仅在小于100天的周期内存在。这些短周期系统的特点是圆或几乎圆的轨道。
2000-08-04 astro-ph
Extrasolar Trojan Planets close to Habitable Zones
我们研究了一些太阳系外行星系统中拉格朗日平衡点L4和L5附近类地行星的稳定区域。它们的稳定性问题可以在限制性三体问题的框架中处理,其中主恒星和一个大质量的类星体行星是主要天体,类地行星被认为是无质量的。从这些理论研究中,人们不能确定平衡点周围稳定区的范围。使用数值实验,我们确定了他们的largeness从已知的太阳系外行星表中选择的三个测试系统,其中一个巨大的行星是移动接近所谓的宜居带围绕主恒星在低偏心轨道。结果显示了该区域的大小和结构的依赖性,该区域随着已知气体巨星的偏心率显著收缩。
2004-08-04 astro-ph
Dynamical relaxation and the orbits of low-mass extrasolar planets
我们认为,一个系统的演化包含人口的大规模行星迅速形成的碎片化过程发生在一个规模上的顺序为100 au和一个较低的质量行星,在一个磁盘上组装在一个更长的时间尺度。在形成阶段,由于潮汐与圆盘的相互作用,内行星保持在圆形轨道上,而外行星则经历动力学松弛。在内行星形成后,与留在系统中的大质量行星的相互作用可能会使内轨道的离心率增加到很高的值,产生类似于观测到的系统。
2002-03-12 astro-ph
A Bayesian analysis of extrasolar planet data for HD 208487
HD 208487的精确径向速度数据已经使用新的贝叶斯多行星开普勒周期图重新分析。周期图采用并行回火马尔可夫链蒙特卡罗算法与一种新的统计控制系统。我们确认了先前报道的130天的轨道(Tinney等人,2005年)。此外,我们得出结论,有强有力的证据表明,第二颗行星的周期为998 - 62 + 57天,偏心率为0.19 - 0.18 + 0.05,M sin i = 0.46 - 0.13 + 0.05木星的质量。
2005-09-14 astro-ph
The closest extrasolar planet: A giant planet around the M4 dwarf Gl 876
用上普罗旺斯天文台的1.93米望远镜和瑞士拉西拉天文台的1.20米望远镜对附近的M4矮星Gl 876进行了高精度的径向速度观测,表明这颗恒星存在一颗木星质量的伴星。轨道拟合数据给出了60.8天的周期,246米/秒的速度振幅和0.34的偏心率。假设Gl 876的质量是0.3太阳质量,质量函数意味着伴星的质量是2/sin(i)木星质量。
1998-08-18 astro-ph
Search for Double Transit Extrasolar Planetary Systems: Another Transiting Planet Around OGLE-TR-111 or a False Positive Detection?
对双凌行星系统的搜索为凌日搜索和轨道稳定性、恒星辐射和迁移情景等研究开辟了新的可能性。我们探索了已确认的行星伴星(OGLE-TR-10、OGLE-TR-56、OGLE-TR-111、OGLE-TR-113和OGLE-TR-132)的OGLE光变曲线,寻找更多的凌日。最有希望的候选者是OGLE-TR-111,其光度测量和径向速度与第二颗行星的存在一致。如果得到证实,OGLE-TR-111将是第一个通过凌日探测到的太阳系外行星系统。可能的新行星OGLE-TR-111c的参数为:周期P = 16.0644 d,半长轴a = 0.12 AU,轨道倾角i = 88-89 deg,质量M = 0.7 M_J,半径R = 0.85 R_J,密度ρ = 1.4 g/cm^3。如果得到证实,OGLE-TR-111c将是迄今为止测量到的最小和致密的太阳系外行星,真正的类木行星,性质介于木星和土星之间,尽管周期较短。额外的光度和光谱数据将允许区分OGLE-TR-111周围的第二颗过境行星和假阳性探测。
2005-01-20 astro-ph
The Successful Prediction of the Extrasolar Planet HD 74156 d
大多数第一次发现的太阳系外多行星系统被发现接近动态不稳定的配置。然而,少数观测到的多行星系统(例如HD 74156)并没有显示出这种特征。这些系统可以共享这个属性,如果它们包含一个额外的行星之间的那些已知的。以前的研究确定了假设行星的属性,这些属性将使这些系统接近不稳定。HD 74156中的假设行星预计质量与土星相当,半长轴在0.9到1.4天文单位之间,离心率小于0.2。HD 74156 d是一颗质量为1.3土星质量的行星,偏心率为0.25,最近宣布。我们重新分析了这个系统的所有已发表数据,以便对新行星的属性进行更严格的限制。我们发现这颗行星有两个可能的轨道,一个接近已经确定的轨道,另一个(与数据拟合稍好)在~0.89 AU。我们还回顾了其他行星预测的现状,讨论了观测到的单行星系统,并提出了其他可能包含行星的系统。HD 74156 d存在的确认表明行星形成是一个有效的过程,行星系统通常应该包含许多行星。
2008-04-28 astro-ph
Detection of period variations in extrasolar transiting planet OGLE-TR-111b
在I波段观测到行星伴星OGLE-TR-111 b的两次连续凌日。将这些观测结果与文献中的数据相结合,我们发现凌日的时间不能用一个恒定的周期来解释,而且观测到的变化不能由卫星的存在引起。然而,如果OGLE-TR-111 b的轨道是偏心的,那么在外部轨道上具有地球质量的扰动行星可以解释观测结果。我们还表明,解释观测所需的偏心率不排除在文献中发现的径向速度数据。
2008-06-18 astro-ph
Eccentricity Evolution of Resonant Migrating Planets
我们研究的偏心率演化系统的两个行星锁定在一个平均运动共振,其中外行星失去能量和角动量。能量和角动量的汇可以是气体盘或微行星盘。我们表明,这两个行星机构的偏心率可以增长到大的值,特别是如果内部机构不直接交换能量或角动量与磁盘。我们解析计算的情况下,一个单一的行星迁移通过一个小行星盘的偏心阻尼率。我们提出了两个共振行星的数值积分的结果,显示出快速增长的偏心率。我们还提出了一个积分,其中一个200亿质量的行星被迫向内迁移通过一个系统的5-10个大约地球质量的行星。迁移的行星可以喷射或吸积较小的天体;大约5%的质量(所有积分的平均值)吸积到中央恒星上。结果进行了讨论的背景下,目前已知的太阳系外行星系统。
2001-04-30 astro-ph
Dead Zones and Extrasolar Planetary Properties
大多数低质量的原恒星盘在集群环境中演化,在那里它们受到外部辐射场的影响,而另一些则在更孤立的恒星形成区域中演化。假设磁旋转不稳定性(MRI)是粘度的主要来源,我们计算的大小差电离,MRI不活跃,因此低粘度区域-“死区”-在这些原恒星盘。包括X射线、宇宙射线、放射性元素和热碰撞引起的盘电离,分子、金属和颗粒引起的复合,以及位于死区上方的活动层对死区的湍流刺激效应。我们还计算了行星的间隙开口质量,它由盘的粘性和盘的长宽比决定,并将它们相互比较。我们发现,死区是原恒星盘的一个强大的功能,在很大程度上独立于它们的环境,通常延伸到~ 15 AU。我们分析了死区对行星形成、迁移和偏心率演化的可能影响。我们表明,在死区内的缺口打开质量预计是陆地和冰巨质量行星的顺序,而死区外的木星或超木星质量行星,在很大程度上独立于恒星形成的环境。我们表明,死区可以显着减缓I型和II型行星迁移,由于其较低的粘度。我们还发现,大质量太阳系外行星的偏心率的增长是特别有利的,通过死区内的行星-磁盘的相互作用,由于大的差距预计将被打开的行星。
2005-12-08 astro-ph
Characterizing the Orbital Eccentricities of Transiting Extrasolar Planets with Photometric Observations
利用径向速度(RV)技术发现的200多颗太阳系外行星揭示了许多巨行星具有大的偏心率,这与太阳系中的大多数行星和先前的行星形成理论形成了鲜明的对比。认识到许多巨行星都有很大的偏心率提出了一个基本问题:"其他恒星的地球大小的行星通常有明显的偏心轨道或像地球一样的近圆形轨道吗?“在这里,我们证明了凌日行星的光度观测可以用来表征单个凌日行星的轨道偏心率,以及各种凌日行星群体的偏心率分布(例如,具有一定轨道周期或物理尺寸范围的那些)。这种特征可以提供有价值的约束理论的偏心率和潮汐耗散的激发。我们概述了未来的前景,该技术的令人兴奋的前景,未来的过境搜索,如将进行的CoRoT和开普勒任务。
2008-02-01 astro-ph
The Polarization Signature of Extrasolar Planets Transiting Cool Dwarfs
我们调查的线偏振在太阳系外的行星系统,可能会出现作为一个结果的恒星掩星过境行星的光。这样的掩星破坏了投射出的星盘上的任何球面对称性,从而导致非零的线偏振。随着掩星的进行,这种偏振将进一步变化。本文给出了G-K-M-T矮星被大小从地球到木星两倍的行星掩星的解析和数值结果。我们发现,掩星偏振可能会导致一个可观察的信号,并提供额外的手段来表征系统的各种参数。一个特别有趣的结果是,对于后面的光谱类型(即,较小的恒星半径),这种偏振信号甚至可以在类地行星上观察到。这表明偏振是探测此类行星的一种可能工具。偏离中天对称性的偏振特征的时间依赖性可以提供轨道偏心率的估计。
2005-08-16 astro-ph
Theoretical Radii of Extrasolar Giant Planets: the Cases of TrES-4, XO-3b, and HAT-P-1b
为了解释它们观测到的半径,我们提出了太阳系外巨行星(EGPs)TrES-4,XO-3b和HAT-P-1b的理论半径-年龄轨迹。我们的因素在大气不透明度的变化,存在一个内部的重元素核心,并可能加热由于轨道潮汐耗散。一个小的,但非零,核心加热程度需要解释所观察到的半径的TrES-4,除非它的大气不透明度是显着大于相当于在10 $\times$太阳金属丰度与平衡分子丰度的值。这个加热率是合理的,并且对应于$\sim10^{3.8}$的能量耗散参数($Q_p$)的$\sim$ 0.01的偏心率,假设3 $\times$太阳大气不透明度和$M_c = 30$ $M_{\oplus}$的重元素核心。对于XO-3b,它有一个观察到的轨道偏心率为0.26,我们表明,潮汐加热需要考虑到解释其观测到的半径。此外,我们根据新的测量结果重新研究了HAT-P-1b所需的核心质量,发现它现在通常遵循最近提出的恒星金属丰度和核心质量之间的相关性。给定不同的核心加热率,对于行星质量为$M_p=$ 0.5,1.0和1.5 $M_J$,$a =$ 0.02-0.06 AU,围绕G2 V恒星运行的巨行星,给出了理论网格和平衡半径和平衡时标的拟合公式。当平衡时间尺度比潮汐加热变化的时间尺度短得多时,行星的“有效年龄”缩短,导致进化轨迹更像年轻的EGPs。受\citet{jackson08a,jackson08b}工作的启…
2008-07-27 astro-ph
Possible Commensurabilities Among Pairs of Extrasolar Planets
我们调查可能的可预测性时,在木星质量范围内的两个原行星,引力相互作用和外部原行星盘,驱动盘诱导的轨道迁移的外原行星到一个可预测性,然后保持在随后的演变。我们发现,对于不同的原行星质量和典型的原行星盘属性,以及最近在GJ876中观察到的2:1的可伸缩性,3:1的可伸缩性经常形成,除了4:1,5:1和5:2的可伸缩性,发生频率较低。当其中一颗行星质量很大,或者内行星的轨道偏心率很大时,高阶的可膨胀性就很好。探测到这样的非对称性可以产生重要的信息,有关原行星盘相互作用的操作过程中和不久后形成。
2002-03-27 astro-ph
A Mass for the Extrasolar Planet Gl 876b Determined from Hubble Space Telescope Fine Guidance Sensor 3 Astrometry and High-Precision Radial Velocities
我们报告的第一个天体测量确定质量的太阳系外行星,一个同伴以前发现多普勒光谱。径向速度首先提供了一个星历表,利用该星历表可以安排在伴星和远日星附近进行{ \it HST}观测的重要部分。在这些轨道阶段的天体测量残差表现出系统的偏差一致的扰动,由于行星质量的同伴。结合{ \it HST}天体测量与径向速度,我们解决了自行,视差,扰动的大小,倾角和位置角的节点线,而约束周期,速度振幅,经度的近星点,和偏心率的值确定的径向速度。我们发现扰动半长轴和倾角$α$ = 0.25 $\pm$ 0.06 mas,$i$ = 84 \arcdeg $\pm$ 6 \arcdeg,和GI 876绝对视差,$π_{abs}= 214.6 \pm$ 0.2 mas。假设主星的质量是$M_* = 0.32M_{\sun}$,我们就可以得到行星G1 876 b的质量为$M_b = 1.89\pm0.34M_{Jup}$。
2002-12-04 astro-ph
Dynamical Habitability of Known Extrasolar Planetary Systems
可居住性通常被定义为类地行星的大气层维持液态水的要求。这一定义可以通过动力学要求来补充,即系统中的其他行星不会在其宜居带(允许液态水存在的轨道区域)之外对类地行星产生引力扰动。我们量化的85个已知的太阳系外行星系统的动力学可居住性,通过模拟其轨道动力学在潜在的宜居类地行星的存在。当要求可居住行星始终严格保持在其宜居带内时,巨行星的扰动影响超出了传统的希尔球近距离接触:类地行星在宜居带外的漂移也是由长期偏心率变化和在某些情况下强烈的平均运动共振引起的。我们的研究结果表明,超过一半的已知太阳系外行星系统(主要是那些遥远的,偏心的巨行星)不太可能拥有可居住的类地行星。大约四分之一的系统(大多数是那些有近距离巨行星的系统),包括三分之一的类地行星的潜在目标,看起来像我们自己的太阳系一样适合居住。这些系统中尚未被发现的巨行星的影响可能会损害它们的动力学可居住性。在我们的模拟中,一些可居住的类地行星具有相当大的偏心率(e > 0.1),这可能导致大的季节性气候变化,从而影响它们的可居住性。
2002-09-30 astro-ph
Derivation of the Mass Distribution of Extrasolar Planets with MAXLIMA - a Maximum Likelihood Algorithm
我们构造了一个最大似然算法- MAXLIMA,当只观测到太阳系外行星的最小质量时,我们就可以得到它们的质量分布。该算法通过求解一组数值稳定的方程来推导分布,并且不需要任何迭代或平滑。基于50个最小质量,MAXLIMA产生的分布在log M中近似平坦,并且可能朝着较低质量略微上升。当质量超过10个木星质量时,频率会急剧下降,尽管我们怀疑仍然有一个更高质量的尾巴延伸到大约20个木星质量。我们估计,在太阳附近的G恒星中,有5%的行星质量在1-10木星质量范围内,周期短于1500天。为了比较,我们给出了100- 1000木星质量范围内的伴星的质量分布,它在log M上也近似平坦。这两个种群被“棕矮星沙漠”隔开,这一事实有力地支持了这是两个不同种群的观点。接受这种明确的分离,我们指出的难题,有关的相似性之间的周期,偏心率,甚至质量分布的两个人口。
2001-06-04 astro-ph
Predictions for the correlation between giant and terrestrial extrasolar planets in dynamically evolved systems
许多巨大的太阳系外行星的大偏心率可能代表了最初更拥挤的系统中引力散射的终点。如果是这样的话,巨行星的早期演化可能比从当前动态静态配置推断的对类地行星形成的限制更大。在这里,我们研究了在散射模型中巨行星和类地行星之间的反相关性的程度。我们使用三颗巨行星组成的边缘稳定系统,以及一个现实的行星质量范围,作为散射前初始条件的简单模型,并表明在散射后幸存的行星很好地再现了已知的太阳系外行星的偏心率超过0.5 AU。通过跟踪演化过程中所有行星的最小近星点值,我们得到了轨道半径的分布,在这些半径上,强扰动(来自交叉轨道)可能会影响低质量行星形成。我们发现,散射影响内行星形成在轨道分离小于50%的最内侧的大质量行星的最终近星距离的实现,并偶尔影响行星形成在轨道分离小于20%的最内侧的大质量行星的最终近星距离。当大质量行星之间的质量差减小时,散射的大质量行星的影响范围会增加。对同一系统中的大质量和类地太阳系外行星之间的相关性进行观测研究,有可能限制行星偏心率的起源。
2006-04-04 astro-ph
Origins of Eccentric Extrasolar Planets: Testing the Planet-Planet Scattering Model
在具有两个或更多巨行星的行星系统中,动力学不稳定性可能会通过强烈的行星-行星散射导致碰撞或喷射。先前对两个质量相等的行星的简单初始配置的研究揭示了数值模拟结果与观测到的太阳系外行星轨道要素之间的一些差异。在这里,我们表明,模拟两个不等质量的行星开始近圆形轨道预测碰撞的频率降低和更广泛的最终偏心率。双行星散射模型可以很容易地再现观测到的偏心率与行星质量比的合理分布。此外,双行星散射模型预测最大离心率约为0.8,与行星质量比的分布无关,前提是两颗行星最初都位于近似圆形的轨道上。这与目前的观测结果相比是有利的,并将通过未来的行星发现进行测试。行星-行星散射和潮汐圆化的结合可能能够解释一些具有很短周期轨道的巨行星的存在。由于行星散射引起的轨道迁移可能在解释具有非常短周期轨道的巨行星的增加率方面发挥重要作用。我们也重新检查和讨论各种可能的相关性偏心率和其他属性的观测到的太阳系外行星。我们证明了观测到的行星质量、轨道周期和偏心率的分布可以为行星形成和演化的模型提供约束。
2008-06-06 astro-ph
Terrestrial Exoplanet Light Curves
太阳系外类地行星在反射或发射光中的相位或轨道光变曲线将包含有关其大气和表面的信息,这些信息与通过其他技术(如光谱学)获得的数据互补。我们计算的光变曲线在光学和热红外波长的各种类地和类地行星。我们还表明,地球大小的行星的大型卫星是可检测的,但可能会导致混淆的效果,如果光变曲线是不够采样。
2005-11-23 astro-ph
A probable planetary companion to HD 39091 from the Anglo-Australian Planet Search
我们报告了一个太阳系外行星候选者的检测G1 V恒星HD 39091。轨道周期为2083 d,偏心率为0.62。该天体的最小质量(M sin $i$)为10.3 M $_{\rm JUP}$,接近观测到的行星质量函数的高质量端,可能是一颗棕矮星。这个系统的其他特征,包括轨道偏心率和金属丰度,是典型的人口稠密类径向速度行星在偏心轨道周围的金属丰富的恒星。
2001-12-04 astro-ph
HD 80606 b, a planet on an extremely elongated orbit
我们报告检测到一个行星伴星围绕太阳型恒星HD 80606,明亮的组成部分,预计分离约2000 AU。使用高信号光谱观测的两个组成部分的视觉二进制,我们表明,他们几乎是相同的。该行星的轨道周期为111.8天,最小质量为3.9 M_Jup。这颗行星的轨道偏心率为0.927,是迄今为止发现的太阳系外行星中轨道偏心率最高的。最后,我们列出了几个过程,这种极端的偏心率可能会导致。
2001-06-28 astro-ph
Induced Kozai Migration and Formation of Close-in Planets in Binaries
许多最近的观测研究得出结论,行星系统通常存在于多星系统中。至少约20%,可能是更大比例的已知太阳系外行星系统与一个或多个恒星伴星有关。这些伴星通常存在于距离行星系统很远的地方(典型的双星间距在100- 10000天文单位的数量级),并且通常很微弱(光谱类型从F到T)。然而,与这些遥远的恒星同伴的长期周期性角动量交换可以显着改变行星围绕主恒星的轨道配置。在数值模拟中最有趣和最常见的结果之一是行星轨道之间的大倾角,这是由双星引起的微分节进动造成的。行星轨道之间的相互倾角的增长,由于外行星的四极引力摄动,导致内行星额外的大幅度偏心振荡。这种偏心率振荡可能最终导致内行星通过潮汐摩擦的轨道衰减,如以前提出的Kozai迁移或Kozai周期与潮汐摩擦(KCTF)。这种由双星摄动和随后的潮汐耗散引起的轨道衰减机制可能是近距离系外行星形成的另一种途径。
2008-07-07 astro-ph
Levy Flights of Binary Orbits due to Impulsive Encounters
本文研究了近圆开普勒轨道与非束缚扰动相互作用的演化。我们计算了偏心率和角动量的变化,从一个单一的遭遇,假设相互作用的时间尺度是短于轨道周期。轨道摄动被纳入玻尔兹曼方程,允许偏心耗散。我们提出了一个解析解的玻尔兹曼方程,描述了作为时间的函数的轨道偏心率和相对倾角的分布。偏心率和倾斜度的二进制不演变根据正常的随机行走,但执行利维飞行。扰动的质量谱的斜率决定了近距离的引力散射是否比远距离的潮汐散射更重要。当近距离散射很重要时,质谱设定偏心率和倾斜度分布函数的斜率。我们使用这个一般的框架来理解几个柯伊伯带系统的偏心率:冥王星,2003 EL 61和厄里斯。我们使用Tholen等人(2007)的模型将冥王星外卫星Nix和Hydra的轨道的非开普勒分量与其他柯伊伯带天体相互作用激发的运动分开。我们的分布与Nix,Hydra以及2003年EL 61和Eris的卫星的观测结果一致。我们将这项工作应用于太阳系外的物体,如围绕恒星的太阳系外行星和毫秒恒星。
2008-10-08 astro-ph
Detection of Thermal Emission from an Extrasolar Planet
本文给出了由斯皮策太空望远镜观测的凌日系外行星系统TrES-1的红外测光时间序列。这些数据涵盖了二次日食的预测时间,对应于行星在恒星后面的通道。在这两个波段的观测中,我们检测到一个通量递减的时间,幅度和持续时间的预测公布的系统参数。这个信号代表了第一次直接探测到(即观测到)围绕另一颗恒星运行的行星发出的光子。观测到的食深(以相对通量为单位)在4.5微米时为0.00066 +/- 0.00013,在8.0微米时为0.00225 +/- 0.00036。这些估计提供了第一个观测约束模型的热辐射的热彗星。假设该行星以黑体形式辐射,我们估计其有效温度T_p=1060 +/- 50 K。在额外的假设下,行星与恒星的辐射处于热平衡,并且各向同性地发射,我们发现邦德的能量为A = 0.31 +/- 0.14。这意味着该行星吸收了大部分入射到其上的恒星辐射,这一结论对这些物体的大气模型产生了重大影响。我们将我们的数据与先前发表的行星热发射模型进行比较,该模型预测了由于水和一氧化碳而导致的观测波段中的突出光谱特征。基于二次日食的时间,我们提出了一个上限的轨道偏心率是足够小,我们得出结论,潮汐耗散是不可能提供一个重要的能源内部的行星。(节略)
2005-03-21 astro-ph
The Planetary System of Upsilon Andromedae
最近有报道称,位于仙女座上方的明亮的F8 V太阳型恒星有一个由三颗木星质量的行星组成的系统。为了研究这些太阳系外行星的轨道稳定性和相互引力相互作用,在共面假设下,对所有三颗行星的最新观测轨道根数进行了向前和向后积分。我们再次证实了中、外行星之间存在强相互作用,导致了这些行星的偏心率随时间变化很大,这一点已被以往的研究所证实。然而,我们讨论的有效性的无知的最里面的行星。我们认为,这个行星系统很可能是稳定的,并围绕目前的轨道要素振荡,因为它的形成。我们认为,产生这些轨道要素的一种可能的方式:最里面的行星有很低的偏心率,但最外面的行星有很高的偏心率可能是与原恒星盘的相互作用。
2000-12-12 astro-ph
SuperWASP-North Extra-solar Planet Candidates between 3hr < RA < 6hr
广角行星搜索(WASP)通过光度测量方法调查了大量附近的恒星,以发现太阳系外行星系统的候选者,这是由于在< 5天的时间尺度上,"热彗星“的典型特征是小幅度的光变曲线下降。2004年4月至9月期间,SuperWASP-North仪器的观测产生了来自670万颗恒星的约13亿个数据点的丰富光度数据集。我们定制的数据采集和处理系统在V=13时可产生约0.02 mag的光度精度。我们提出了过渡候选人在03 h-06 h RA范围。在141,895条光变曲线中,有2688条光变曲线显示出统计上显著的类似凌日的周期性。其中,44个通过视觉检查的光变曲线,其中24个通过一组削减的统计意义的文物。考虑到现有星表中较高空间分辨率的先验信息,其余20个天体中除4个外均被删除。在剩下的四个候选目标中,一个被认为是后续观察的良好候选目标,另外还有三个第二优先目标。我们提供了这些候选人的详细信息,以及被淘汰的假阳性和天体物理假警报的选择,并简要讨论了采样对我们的结果的影响。
2007-08-06 astro-ph
Long-term tidal evolution of short-period planets with companions
在14个已经测量过半径的凌日系外行星系统中,至少有3个似乎比理论估计的要大得多。Bodenheimer、Lin和Mardling提出,未被发现的伴星激发了轨道偏心率,这是这些超大行星的原因,因为它们发现了新的平衡半径,以响应潮汐加热。在HD 209458的例子中,这个假设被一些作者拒绝,因为在5 m/s的水平上没有这样一个伴星的迹象,并且因为很难确定地说离心率是非零的。过境时间分析[.]。无论HD 209458 b的大半径是否是由伴星造成的,几乎可以肯定的是,某些短周期系统有伴星迫使它们的偏心率为非零值。本文致力于量化这种影响。短周期行星的偏心率只有在它的(非共振)伴星的偏心率不为零时才会被激发。在这里,我们表明,后者衰变的时间尺度取决于内部行星的结构,这是一个时间尺度往往比系统的寿命短。这包括一些恒星的宜居带中的地球质量的行星。我们确定哪些配置是能够维持显着的偏心率至少系统的年龄,并表明,这些包括系统的伴侣质量低至地球质量的一小部分。这些伴星的轨道参数与最近的计算结果相一致,这些计算结果表明,迁移过程可以诱导热彗星轨道外的低质量行星的形成。因此,具有膨胀行星的系统是寻找类地行星的好目标。
2007-10-01 astro-ph
Extrasolar Planet Interactions
行星系统的动力学相互作用可能是它们形成历史的线索。因此,这些相互作用的分布对行星形成的模型提供了重要的限制。我们专注于每个系统的拱点运动和接近动力学不稳定。虽然迄今为止只发现了约25个多行星系统,但我们在这些方面的分析揭示了行星相互作用的几个重要特征。1)许多系统相互作用,使得它们接近稳定性和不稳定性之间的边界。2)行星的形成倾向于至少有一颗行星的偏心率周期性地下降到接近零。3)如果没有共振,平均运动共振对将是不稳定的。4)质量近似相等的行星的散射不太可能产生所观察到的拱点行为分布。5)共振相互作用可以通过计算系统接近不稳定性来识别,而不考虑角度的知识,如平均经度和近星点经度(例如GJ 317 b和c可能处于4:1共振)。行星系统的这些性质是通过计算描述相互作用的两个参数来确定的。拱点相互作用可以通过确定行星与拱点分界线(性质不同类型的拱点振荡之间的边界,例如长轴的天平动或环流)的距离来量化。不稳定性的接近程度可以通过将观测到的轨道要素与描述一种称为希尔稳定性的稳定性的分析边界进行比较来测量。我们已经建立了一个网站,致力于提供动态交互的最新信息:http://www.lpl.arizona.edu/~rory/research/xsp/dynamics
2008-01-21 astro-ph
Phase light curves for extrasolar Jupiters and Saturns
我们预测了一个遥远的观察者将如何看到类似木星和土星的巨型行星在围绕中心恒星运行时的亮度变化。我们模拟了木星、土星和土星环的几何形状,以改变轨道和观测参数。行星和环在0.6-0.7微米波长处的散射特性遵循先锋号和旅行者号的观测结果,即行星是前向散射,环是后向散射。模拟了有环和无环行星的图像,并用于计算沿轨道变化的盘平均光度,即产生光变曲线。我们发现,木星和土星(没有环)的不同散射特性使它们的光变曲线形状有很大的不同。土星大小的光环使行星的视光度增加了2-3倍,适用于各种几何形状。光环产生不对称的光变曲线,与没有光环的行星的光变曲线不同。如果有行星的径向速度数据,环对光变曲线的影响可以与轨道偏心率的影响区分开来。在偏心轨道上的非环形行星产生的光变曲线的最大值相对于最大行星相位的位置移动。根据径向速度数据,移动的量限制了行星未知的轨道倾角,因此也限制了它的质量。结合径向速度数据和偏心轨道上的非环形行星的光变曲线,也可以用来限制行星的表面散射特性。为了总结我们的结果,在反射光的系外行星的可探测性,我们提出了一个图表的光变曲线振幅的非环形行星不同的偏心率,倾角,和观察者的观察方位角。
2004-06-17 astro-ph
Formation of Hot Planets by a combination of planet scattering, tidal circularization, and Kozai mechanism
我们通过轨道积分研究了相互散射、Kozai机制和潮汐圆化的耦合作用对太阳系外近距离巨行星形成的影响。我们对三颗具有木星质量的行星进行了轨道积分,直接包括潮汐圆化的影响。我们发现,在大约30%的运行中,近距离行星形成,这比以前的研究所提出的要高得多。我们已经发现,Kozai机制由外行星是负责形成近距离行星。在三颗行星的轨道交叉期间,Kozai激发会重复,离心率经常会增加到接近统一的数值,以使潮汐循环将内行星转变为近距离行星。由于靠近行星的行星可以保持适度的偏心率,这种机制可以解释观测到的具有中等偏心率的靠近行星,并且没有附近的次级行星。由于这些行星的轨道倾角范围也很广(甚至是逆行的),这一过程的贡献将通过对凌日行星的罗斯特-麦克劳克林效应的更多观测来澄清。
2008-01-09 astro-ph
Tidal dissipation in rotating giant planets
潮汐可能在确定观测到的太阳系外行星的质量、轨道周期和偏心率分布方面发挥重要作用。此外,太阳系中的巨行星与其卫星之间的潮汐相互作用被认为是卫星轨道迁移的原因,导致它们被捕获到共振配置中。我们处理的基本流体动力学问题的目的是确定气体巨行星的潮汐耗散的效率。在感兴趣的情况下,潮汐强迫频率与行星的自旋频率相当,但与其动力学频率相比很小。因此,我们研究的线性响应的一个缓慢的,可能是差分旋转的行星低频潮汐强迫。行星的对流区域支持惯性波,而任何辐射区域支持广义霍夫波。我们提出了说明性的数值计算的潮汐耗散率,并认为惯性波提供了一个自然的途径,有效的潮汐耗散在大多数情况下的利益。由此产生的Q值取决于在一个高度不稳定的方式上的强迫频率,但我们提供的证据表明,相关的频率平均耗散率可能是渐近独立的粘度在小埃克曼数的限制。在短周期太阳系外行星中,如果恒星对行星的照射导致形成支持广义霍夫模的辐射外层,则可以通过这些波的激发和阻尼来增强潮汐耗散率。这些耗散机制提供了一个有希望的解释伽利略卫星的历史演变和目前的状态,以及观测到的短周期太阳系外行星的轨道圆化。
2003-10-08 astro-ph
Dynamical Outcomes of Planet-Planet Scattering
过去十年的观测发现太阳系外行星的轨道半长轴和偏心率变化很大。根据目前对行星形成的理解,通过核心吸积和寡头增长,我们预计,巨行星往往形成在紧密堆积的配置。当原行星嵌入原行星气体盘时,耗散可以防止离心率增长并抑制不稳定性变得明显。然而,一旦盘消散,离心率可以迅速增长,导致行星之间的近距离相遇。强烈的行星-行星引力散射可以产生高偏心率,并在潮汐循环之后,产生非常短周期的行星,正如在系外行星群中观察到的那样。我们提出了新的结果,这种情况下的基础上广泛的动力学积分的系统包含三个巨行星,有和没有残留的气体盘。根据行星形成的核心吸积模型,我们以一种现实的方式分配初始行星质量和轨道。我们表明,与现实的初始条件,行星-行星散射可以很好地再现所观察到的偏心率分布。我们的研究结果也作出了可检验的预测,通过强行星散射形成的短周期巨行星的轨道倾角潮汐循环。
2008-05-15 astro-ph