Structure and evolution of super-Earth to super-Jupiter exoplanets: I. heavy element enrichment in the interior
我们研究了当前行星模型的不确定性，并量化了它们对行星冷却历史和质量半径关系的影响。这些不确定性包括：（i）用于表征重物质物理性质的各种状态方程之间的差异，（ii）重元素在行星内部的分布，（iii）它们的化学成分和（iv）它们对行星演化的热贡献。我们的模型，其中包括一个气态的H/He信封，固体，无气体类地行星的模型进行比较，以检查冷却和由此产生的半径的气体信封的影响。我们发现，对于大于行星质量20%的重物质的一小部分，重元素在行星内部的分布会显著影响演化，从而影响给定年龄的半径。对于具有大核心质量分数（$\simgr$ 50%）的行星，例如海王星质量的凌日行星GJ 436 b，来自核心的重力和热能对行星冷却历史的贡献是不可忽略的，在1 Gyr之后产生$\sim$ 10%的半径影响。我们表明，目前的质量和半径的大质量行星Hat-P-2b的测定需要至少200 $\mearth$的重物质在内部，在边缘的核心吸积模型目前预测的行星形成。我们表明，如果行星作为大规模的$\sim$ 25 $\mjup$可以形成，改进的核心吸积模型预测，氘是能够燃烧的H/He层以上的核心，即使是大的核心质量为$\sim$ 100 $\mearth$。我们提供了从10 $\mearth$到10 M $_{\rm Jup}$的行星演化模型的广泛网格，具有不同的重元素分数。
2008-02-13 astro-ph
Shock Compression of Deuterium and the Interiors of Jupiter and Saturn
最近，氘一直是高水平的实验和理论活动的焦点，这是由对Hugoniot最大压缩的实验值的分歧引发的。氘在兆巴压力下的行为还不很清楚。了解目前氢/氘EOS的不确定性如何影响木星和土星的推断结构是非常有趣的。特别是，这两颗行星中重元素（H和He除外）核心的质量和这些重元素的总质量对氢的状态方程非常敏感，并构成其形成过程的重要线索。我们提出了一个研究的范围内的结构允许木星和土星目前的不确定性氢EOS和天体物理观测的两颗行星。在Mbar压力下对氢的实验理解和对两颗行星引力矩的更好测定对于严格限制它们的内部结构是必要的。
2004-03-16 astro-ph cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Halting Planetary Migration
当木星的洛希叶半径超过原行星盘的刻度高度时，木星在盘上打开了一个缺口。当间隙足够宽时，来自木星内部和外部的盘的潮汐扭矩被抑制，并且在吸积时间尺度上继续迁移。在“最小太阳星云”中，木星和土星之间的气体质量约为木星质量的2倍，木星和天王星之间的气体质量约为木星质量的5倍。除非外盘的木星质量被移除，否则木星将在吸积时间尺度上迁移到太阳。到目前为止，除了可能在土星外部起作用的光蒸发作用外，还没有任何机制被假设可以去除外盘。对于距离中心恒星一个天文单位或更少的太阳系外行星，光蒸发不会去除外盘。我们提出了一种新的机制，依靠太阳照射的间隙暴露的边缘，使气体从外盘穿过间隙，成为内盘的一部分，从那里它后来被太阳吸积。
2000-01-05 astro-ph
HAT-P-5b: A Jupiter-like hot Jupiter Transiting a Bright Star
我们报告发现了一颗行星过境一个中等亮度（V = 12.00）G恒星，轨道周期为2.788491 +/-0.000025天。根据凌日光变曲线，我们确定行星的半径为Rp = 1.257 +/- 0.053 RJup。HAT-P-5 b的质量为Mp = 1.06 +/- 0.11 MJup，与之前已知的凌日系外行星的平均质量相似，密度为rho = 0.66 +/- 0.11 g cm^-3。我们发现凌日中心Tc = 2，454，241.77663 +/- 0.00022（HJD），凌日总持续时间为0.1217 +/- 0.0012天。
2007-10-09 astro-ph
The Internal Structural Adjustment due to Tidal Heating of Short-Period Inflated Giant Planets
在附近的太阳型恒星周围发现了几颗短周期的冥王星质量的行星。在它们的轨道圆化的过程中，它们的宿主恒星对潮汐扰动的耗散加热了这些行星的内部，使它们的大小膨胀。在一系列巨行星内部结构计算的基础上，我们研究了决定它们光度-半径关系的物理过程。为了使年轻或强烈加热的气体巨行星达到准流体静力平衡，其大小相当于或大于两个木星半径，它们的内部必须有足够高的温度和低的密度，这样简并效应与成熟和紧凑的木星相比相对较弱。因此，多变指数单调增加，而中心温度增加，然后减少与行星的大小。这些效应，以及巨行星辐射表面层的温度敏感不透明度，导致光度对半径依赖的幂指数随着半径的增加而减小。对于大于木星半径两倍的行星来说，这个指数足够小，以至于它们变得不稳定。我们在均匀加热的情况下和加热集中在巨行星内不同位置的情况下进行比较。根据这些结果，我们认为，可以通过精确测量近距离年轻彗星的大小来探测它们在潮汐加热影响下的内部结构。
2004-03-03 astro-ph
The formation and habitability of terrestrial planets in the presence of hot jupiters
“热木星”是一种轨道非常接近母恒星的巨大行星，被认为是在更远的地方形成的，并通过与巨大气体盘的相互作用向内迁移。如果一个巨大的行星形成并迅速迁移，那么在盘的生命周期内，微行星群有时间再生，类地行星可能形成（阿米蒂奇2003）。我们目前的模拟结果的陆地行星形成的热木星，广义上定义为具有轨道半径<= 0.5天文单位的存在。我们发现，类似于太阳系的类地行星可以在具有热木星的恒星周围形成，并且可以具有等于或高于地球的水含量。对于小轨道半径的热木星（例如0.15、0.25天文单位），潜在的宜居行星可以形成，但对于半长轴为0.5天文单位或更大的行星，它们的形成受到抑制。我们发现，像木星这样的外巨行星的存在并不会增加类地行星的水含量，而是减少了它们的形成和水输送的时间尺度。我们推测小行星带可能存在于有热木星的类地行星系统内部。
2004-07-29 astro-ph
ELODIE metallicity-biased search for transiting Hot Jupiters II. A very hot Jupiter transiting the bright K star HD189733
在160颗已知的系外行星中，主要是在大型径向速度调查中发现的，只有8颗由于两种互补的检测方法：径向速度和测光凌日而具有实际质量和半径的特征。我们于2004年3月开始了一项外行星搜索计划，该计划偏向于高金属量恒星，这些恒星更经常拥有太阳系外行星。这项调查的目的是探测近距离的巨行星，这些行星最有可能经过它们的主星。在这一方案中，用1.93米望远镜上的CCDIE光纤光谱仪测量高精度径向速度，用1.20米望远镜上的CCD照相机获得高精度光度测定，这两台望远镜都设在上普罗旺斯天文台。我们在这里报告发现一个新的过境热木星绕恒星HD 189733。该天体的行星性质已通过对分光凌日和测光凌日的观测得到证实。系外行星HD 189733 b的轨道周期为2.219天，是目前以径向速度侦测到的轨道周期最短的行星之一，也是迄今为止观测到的光变曲线中光度深度最大的行星（约3%）。我们估计这颗行星的质量为1.15 +- 0.04 Mjup，半径为1.26 +- 0.03 RJup。考虑到HD 189733与著名的系外行星宿主恒星HD 209458具有相同的视星等，进一步的地基和天基后续观测非常有希望，将允许描述这颗巨大系外行星的大气层和外逸层。
2005-10-05 astro-ph
Status and Prospects of Planetary Transit Searches: Hot Jupiters Galore
第一颗凌日的系外行星是绕HD 209458运行的，在它的凌日被10厘米CCD相机发现之前，它是一颗多普勒摆动行星。广角CCD相机通过平行监测数万颗恒星的光变曲线，应该比多普勒摆动方法快得多地发现热木星过境。发现率很容易上升10倍。天空中大约有1000颗比V=13更亮的恒星。这些恒星足够明亮，可以进行后续的径向速度研究，以测量行星质量，并根据凌日光变曲线测量半径。我推导出基于地面的过境搜索的发现潜力的比例定律，并使用这些来评估目前正在进行的二十多个行星过境调查。主要的挑战在于校准小的系统误差，这限制了CCD测光在毫米级的准确性。几个团体已经报告了有希望的过境候选人，而且肯定会有更多的人跟进。
2003-02-08 astro-ph
I0-Jupiter system: A unique case of Moon-Planet interaction
木卫一和木星构成了一个卫星行星系统，这在我们的太阳系中是独一无二的。木卫一是火山活动最活跃的行星体，而木星在大小、质量、磁场强度、自旋速率和磁层体积方面都是行星中的第一位。木卫一与木星的电动联系在近四十年前就从无线电发射中得知。木卫一通过向木星的磁层提供重离子来影响木星，磁层控制着木星的能量和动力学。木星通过潮汐加热其内部来影响木卫一，这反过来又驱动了木卫一上的火山活动。木卫一和木星在它们相互作用中的作用以及它们耦合的性质在1979年的两次旅行者号飞越中首次得到了更详细的阐述。随后，地面和地球卫星上的观测站以及伽利略轨道飞行器对这个系统进行了探索，使我们对木卫一和木星之间高度复杂的电动相互作用的理解提高了许多倍。在木星大气层中发现了这种相互作用的一个明显特征，即木卫一通量管（IFT）底部的类似极光的明亮发射点以及红外（IR）、紫外（UV）和可见光波长的类似彗星的尾巴。HST、伽利略和卡西尼号的成像实验已经观测到了来自木卫一大气层的紫外和可见光波长的辐射，这些辐射可能是由IFT中的高能电子产生的。本文综述了木卫一-木星系统的这些方面，凭借其电动力学耦合，太阳系外的行星系统和双星的启示。
2002-09-04 astro-ph
Thermal Emission from Transiting Very-Hot Jupiters: Prospects for Ground-based Detection at Optical Wavelengths
极热彗星（VHJ）是指轨道周期短于三天的太阳系外行星。在低辐照度下，VHJ的有效辐照温度可达2500-3000 K。因此，来自VHJ的热发射在光学波长处可能很强。我们探讨了利用现有的地面望远镜探测二次日食期间光学波长热辐射的前景。我们发现OGLE-TR-56 b和OGLE-TR-132 b是最适合检测的候选者，并且在z '波段（~0.9微米）附近的前景最高。我们还推测，任何新发现的VHJ的轨道分离和宿主恒星参数的正确组合可以在光学热检测。缺乏探测仍然会限制行星的反辐射和再辐射因素。
2007-08-06 astro-ph
Two new "very hot Jupiters" among the OGLE transiting candidates
作为对船底座OGLE行星凌日候选者径向速度跟踪的结果，我们报告发现了两个新的轨道周期非常短的凌日行星：OGLE-TR-113，m=1.35 ± 0.22 M_{Jup}，r=1.08 {+0.07}{-0.05} R_{Jup}，P=1.43天，OGLE-TR-132，m=1.01 ± 0.31 M_{Jup}，r=1.15 {+0.80}{-0.13} R_{Jup}，P=1.69天。这些探测使已知的“非常热的行星”（像OGLE-TR-56这样的周期远小于3天的类木系外行星）的数量增加到三个，这表明在径向速度测量中没有这样的行星并不反映绝对的限制。
2004-04-14 astro-ph
The STARE Project: A Transit Search for Hot Jupiters
STARE仪器是一种小口径、宽视场、基于CCD的望远镜，它在以银道面为中心的典型视场中对大约40，000颗恒星进行高节奏的时间序列测光。在对一个区域进行为期两个月的观测中，我们在大约4,000颗恒星上获得了足够的精度，可以在边缘轨道上探测到一颗近距离的彗星大小的伴星。我们还用这台仪器探测了类日恒星HD209458的行星凌日。该项目现在已经进入第三季，我们已经获得了几个领域的大型数据集。鉴于径向速度调查发现的近距离太阳系外行星的频率，以及最近确认其中至少有一些确实是气体巨星，STARE项目应该能够在其现有数据集中检测到大约12颗行星大小的行星。
2000-04-29 astro-ph
Frequency of Hot Jupiters and Very Hot Jupiters from the OGLE-III Transit Surveys Toward the Galactic Bulge and Carina
通过比较OGLE-Ⅲ巡天中实际探测到的行星和我们的模型预测的行星，我们得到了周期为3- 5天的热彗星（HJ）和周期为1-3天的极热彗星（VHJ）的频率。这些模型是按照Gould & Morgan（2003）的方法构建的，用依巴谷星表中的恒星填充视线。利用这些结果，我们证明了OGLE-III视场中满足光谱跟踪极限V_max<17.5的恒星中，对HJs和VHJs敏感的恒星数仅为4- 16%。因此，我们得出的频率远高于天真的估计。在90%置信度下，恒星和行星在两个周期范围内的比例分别为：（1/310）（1^{+1.39}-0.59}）（HJ）和（1/690）（1^{+1.10}-0.54}）（VHJ）。HJ率与径向速度（RV）研究中发现的HJ率在统计学上无法区分。然而，我们注意到，星等有限的RV样本严重偏向富含金属（因此，含有行星）的恒星，而凌日调查则不然，因此我们预计与RV调查相比，更敏感的凌日调查应该会发现HJ的不足。检测到3个过境的VHJ，所有的周期都小于2天，与RV调查中完全没有检测到这种情况略有一致。探测到的行星均匀分布在1.00到1.25木星半径之间，但样本中的行星太少，无法详细绘制这种分布。
2006-01-02 astro-ph
An Absence of Hot Jupiter Planets in 47 Tucanae: Results of a Wide-Field Transit Search
本文介绍了在球状星团47 Tuccenda中对凌日“热彗星”行星（1d<P<16 d）的全面广域搜索结果。受Gilliland及其同事的核心零结果的启发，这项工作通过从地面观察以该星系团为中心的52'x52'场30.4晚，进一步解决了47 Tuc中巨行星频率的问题。因此，这项工作对星团不拥挤的外部区域最为敏感，并集中在21，920颗主序星（质量约为太阳）上。这项工作包括迄今为止对球状星团进行的最大规模的地面凌日搜索。蒙特卡罗模拟预测，如果Tuc 47与太阳附近观测到的行星频率相同，那么我们的数据集中应该存在7颗行星。使用自定义开发的检测算法进行详细搜索，未发现过境事件。与Gilliland等人的星系团核心零探测结果一致，我们的结果表明，在这种环境下，系统金属丰度是抑制热木星形成的主要因素。
2004-11-09 astro-ph
Phase Separation in Giant Planets: Inhomogeneous Evolution of Saturn
我们提出的第一个模型的木星和土星耦合到辐射大气网格和高压相图的氢与氦和其他混合物的演变。我们发现，先前计算的相图中，土星的内部达到一个区域的预测氦imperbility不允许足够的能量释放，以延长土星的冷却到其已知的年龄和有效温度。我们探讨修改公布的相图，将导致更大的能量释放，并提出了一个修改后的氢-氦相图，这是物理上合理的，导致正确的扩展土星的冷却，并预测大气氦的质量分数Y_atmos = 0.185，与最近的估计一致。我们还探索了比氦重的元素内部分离的可能性，并发现，或者，这种分离可以延长土星的冷却到已知的年龄和有效温度下的一个现实的相图和重元素丰度（在这种情况下，土星的Y_atmos将是太阳能，但较重的元素将耗尽）。在这些情况下，木星的内部都没有演化到任何氦或重元素不可吸收的区域：木星均匀地演化到今天。我们讨论我们的计算土星的原始核心质量的影响。
2003-05-01 astro-ph
The effect of type I migration on the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems
内容：我们之前关于巨行星通过内部原行星/微行星盘迁移的模型发现，巨牧羊人将其遇到的一部分物质带入内部轨道，同时将其余物质分散到外部轨道。散射往往占主导地位，留下大量的物质，可以吸积成类地行星。目的：我们添加到我们的模型可能的现实主义，通过模拟I型迁移力，导致向内漂移，和强大的偏心率和倾斜阻尼的原行星体。这种额外的耗散可能会以散射为代价来增强牧羊效应，这可能会修改我们以前的结论。研究方法：我们采用了N体代码，是链接到一个粘性气体盘算法能够模拟：气体吸积到中央恒星;在附近的巨行星的间隙形成; II型迁移的巨行星; I型迁移的原行星;和气体阻力对星子的影响。我们使用代码重新运行三个场景，从以前的工作，其中类型I迁移不包括在内。结果如下：由I型迁移引入的额外耗散增强了材料的向内引导，但并没有严重减少散射。我们发现超过50%的固态盘物质仍然在分散的外部轨道中幸存下来：其中大部分在< 3 AU的位置完成了陆地行星形成。圆盘的牧羊部分吸积成热地球，在我们的模拟期间，它们在内部轨道上生存。结论：富含水的类地行星可以在热木星系统的宜居带形成，热地球和热海王星也可能存在。这些系统应该是未来行星搜索任务的目标。
2007-07-18 astro-ph
