Relationship Between Thermal Tides and Radius Excess
靠近太阳系外的气态巨行星--热彗星--显示出在零温度解以上的半径偏离，半径过剩，非常高。超热彗星的半径与热潮汐潮汐力矩有着相对密切的关系，其特征热潮汐能保持在约4 - 5个数量级，这与基本理论预期是一致的。这种关系表明，热潮汐力矩决定了热彗星的整体热力学和自旋状态。在经验的基础上，它表明，热木星膨胀的理论，调用一个恒定的分数的恒星通量沉积在很大的深度，基本上是伪造的。
2013-04-15 astro-ph.EP
Dynamical tides in Jupiter and the role of interior structure
上下文朱诺号航天器获得了高度精确的潮汐勒夫数，这对木星的潮汐响应和内部结构提供了重要的约束。目的。为了利用这些观测结果，有必要开发一种方法来精确计算木星的潮汐响应，并研究内部结构的作用。方法.本文用拟谱方法直接求解可压缩、自引力、旋转、粘性流体的线性化潮汐方程。充分考虑了科里奥利力，但忽略了离心力的影响。对于给定的行星内部模型，我们可以同时得到潮汐勒夫数的实部和虚部。结果我们计算了三个简单的木星内部模型的潮汐响应，其中可能包含一个紧凑的刚性核心或扩展的稀释核心。我们考虑的所有模型都能解释动力潮汐引起的部分修正$Δk_{22}\approx -4\%$，但都难以调和观测到的高度数潮汐Love数的$Δk_{42}\approx -11\%$。我们表明，科里奥利力显着修改重力模式在一个扩展的稀释核心在潮汐频率相关的伽利略卫星。我们证明，在外部区域的薄稳定层，如果存在的话，也会影响木星的潮汐响应。
2023-02-14 astro-ph.EP
Semidiurnal thermal tides in asynchronously rotating hot Jupiters
热潮汐可以将热行星的大气扭转成异步旋转，而这些行星通常被认为与它们的主恒星锁定在自旋轨道同步。在这项工作中，我们的目标是表征的潮汐响应的旋转热木星的潮汐半日热强迫其宿主恒星，通过确定的结构负责质量分布的变化，潮汐波的依赖于潮汐频率和它们的能力，以产生强大的纬向流。我们开发了一个从头算全局模型，将Arras & Socrates（2010）的早期方法推广到旋转和非绝热行星。我们推导出解析的扭矩施加在身体和相关的时间尺度的演变，以及平衡的大气潮汐响应在零频率的限制。最后，我们对包含耗散和旋转的三种情况的热潮汐方程进行了数值积分。与潮汐产生的重力惯性波的共振显着放大所产生的潮汐扭矩在1-30天的范围内。这个扭矩可以驱动全球大气进入异步旋转，因为它的符号取决于潮汐频率。潮汐响应的共振行为通过旋转而增强，旋转在一般情况下将强迫耦合到几个Hough模式，而辐射冷却倾向于使其规则化并减小其振幅。
2018-01-23 astro-ph.EP
Thermal Tides in Rotating Hot Jupiters
我们计算由于半日热潮汐在旋转的热行星的潮汐扭矩，考虑到辐射冷却的信封和行星旋转的潮汐响应的影响。我们使用一个简单的木星模型组成的近等熵对流核心和薄辐射信封。为了表示旋转行星的潮汐响应，我们采用级数展开的球谐函数$Y_l^m$与不同的$l$ s对于一个给定的$m$。对于低强迫频率，强迫与包线中的$g$ -和$r$ -模态以及核中的惯性模态之间发生频率共振。我们发现，共振增强的潮汐扭矩，并与$g$ -和$r$ -模式的共振产生宽峰和与惯性模式非常尖锐的峰值，这取决于与振荡模式相关的非绝热效应的大小。我们还发现，作为强迫频率（或周期）的函数的潮汐扭矩的行为是不同的，特别是对于长的强迫周期，因为$r$ -模式，具有长的周期，只存在于逆行一侧。
2019-06-25 astro-ph.EP
Diurnal Thermal Tides in a Non-synchronized Hot Jupiter
我们进行了线性分析，以探讨非同步热木星恒星照射的动力学响应。在这项工作中，我们考虑的恒星辐射的昼夜傅立叶谐波作用在顶部的热木星的辐射层，没有云和风。在没有科里奥利力的情况下，当昼夜热力强迫周期长于行星表面的声音穿越时间时，昼夜热力强迫可以激发内波传播到行星内部。当考虑到科里奥利效应时，恒星加热随纬度的变化可以激发出弱的内波（g模）和/或强的斜压Rossby波（浮力r模），这取决于行星的纬度。当行星的自转速度快于其轨道运动（即逆行热强迫）时，这些波携带负角动量，并在从辐射区的上层向下传播时被辐射损耗阻尼。结果，角动量从辐射区的下层转移到上层，并产生垂直切变。根据HD 209458 b的参数，我们估计了不同旋转周期的内部扭矩。
2009-01-22 astro-ph.EP
Thermal Tides in Short Period Exoplanets
在行星大气中，随时间变化的日射诱导出一个质量四极，恒星潮汐加速度可以对它施加一个力。这种“热潮汐”力可以引起行星和轨道上的长期扭矩以及导致偏心率演变的径向力。我们将这一想法应用于近距离的气态巨行星（“热行星”）。辐射大气的响应是在一个流体静力学模型中计算的，该模型将日射视为随时间变化的热源，并使用通量限制扩散求解热辐射。完全非线性数值模拟相比，线性化方程的解决方案，以及解析近似，所有这些都是在良好的协议。我们发现，一般的热潮汐密度扰动{ \it导致}的半日强迫。因此，热潮汐可以产生异步自旋和偏心率。我们的结果如下：（1）对于热彗星，偏离同步自旋是显著的，并且随着轨道周期的增加而增加。(2)自旋平衡中持续的引力潮汐耗散导致稳态内部加热率高达$\sim 10^{28} {\rm erg\ s^{-1}}$。如果沉积得足够深，这些加热速率可以解释为什么许多热彗星的半径如此之大，因为在“潮汐主序”中，冷却作用平衡了潮汐加热作用。在固定的恒星类型，行星质量和潮汐$Q$，行星半径增加强烈向恒星内的轨道周期$\la 2$周。(3)在轨道周期中存在一个狭窄的窗口，其中小偏心率$e$以大的速率呈指数增长。这个窗口可以解释热彗星的$\sim 1/4$，这些热彗星应该在很久以前就被引力潮环绕，但被观察到具有显著的非零$e$。（节录）
2009-01-07 astro-ph.EP
Formation of hot Jupiters through disk migration and evolving stellar tides
在这里，我们解决的热木星（hJ）堆积在0.05天文单位周围的年轻太阳型恒星观测恒星径向速度，hJ长期轨道稳定性的恒星潮汐的存在，和hJ的出现率为1.2（+-0.38）%，在一个框架。我们计算的行星上的恒星动力潮汐和原行星盘在II型迁移制度的组合扭矩。我们建立了一个二维非等温粘性盘模型，参数化再现最小质量的太阳星云，并模拟了在恒星附近的各个径向位置的内部盘腔。我们根据对年轻星团的观测选取恒星自转周期。这颗行星在圆盘中平面和恒星赤道平面的圆形轨道上运行。我们发现，扭矩可以加起来为零，超出了年轻恒星周围的共转半径，并停止向内迁移。蒙特卡罗模拟预测热木星的存活率在~3%（α盘粘度为1 e-1）和15%（α = 1 e-3）之间。一旦原行星盘完全吸积，幸存的hJ就会被从潮汐迁移屏障中向外推，并堆积在0.05 AU附近，正如我们使用恒星动力潮汐模型的数值实现所证明的那样。在十亿年的时间尺度上，轨道衰变是可以忽略的，这是由于年轻的类太阳恒星中高度耗散的对流包层的收缩。我们发现，在富金属恒星周围较高的堆积效率至少可以部分地解释恒星金属丰度和hJ发生率之间的正相关关系。结合观察到的hJ出现率，我们的存活率结果意味着<8%（α = 1 e-3）到<43%（α = 1 e-1）的类太阳恒星最初遇到向内迁移的hJ。这调和模型和观测的年轻旋转恒星与观察到的hJ堆积和hJ发生率。
2019-07-04 astro-ph.EP
Tides in the high-eccentricity migration of hot Jupiters: Triggering diffusive growth by nonlinear mode interactions
高偏心率运移是热储层形成的可能通道。然而，为了使它与观测到的行星数量一致，潮汐必须在不到$\approx$ a Myr的时间内使轨道圆化。这种快速圆化的一个潜在机制是潮汐驱动的行星f模式的扩散生长。如果f模式在近心处的相位从一个近心通道到下一个近心通道混乱地变化，则会发生这种生长。以前的研究主要集中在轨道上的潮汐反作用引起的轨道周期的变化作为混沌的来源。在这里，我们表明，非线性模式相互作用也可以是一个重要的来源。具体而言，我们表明，父f-模式和女儿f-/p-模式之间的非线性相互作用引起的能量依赖的移动的振荡频率的父。由于母星的能量变化，这种频率偏移在不同的轨道上随机变化。因此，母体在近心点的相位随机变化，我们发现这可以触发它扩散生长。我们表明，非线性模式相互作用引起的相移实际上占主导地位的潮汐反反应引起的移位，并显着降低了约5倍的线性理论的预测相比，一踢扩散增长的能量阈值。因此，非线性相互作用可以通过高偏心率迁移通道提高热巨星的形成率，并可能减轻与远离恒星的气体巨星相比，观测到的和预测的发生率之间的差异。
2021-04-11 astro-ph.EP
Hydrodynamic modelling of dynamical tides dissipation in Jupiter's interior as revealed by Juno
本研究基于Juno的木星引力场约束，构建流体动力学模型模拟木星内部动力学潮汐耗散，发现耗散具强频率依赖性，粘性为主要耗散机制，稳定分层区对木星高耗散有关键作用。
2023-11-06 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Powering the Galilean Satellites with Moon-Moon Tides
有令人信服的证据表明，在伽利略的三个外卫星之间存在着地下水海洋，并且有证据表明，在最里面的卫星木卫一存在着内部岩浆海洋。来自木星的潮汐力周期性地使这些天体变形，导致加热和变形，如果测量的话，可以探测它们的内部结构。除了月球引起的潮汐，每个月亮也会引起其他月亮的潮汐。我们调查月球月球潮汐的第一次在伽利略卫星，并表明，他们可以通过激发高频共振潮汐波在其地下海洋显着加热。地壳和海洋都有加热作用，如果海洋足够无粘性，加热作用可以超过其他潮汐源和辐射衰变。由此产生的潮汐变形可以用来限制地下海洋厚度。因此，我们对木星系统的热轨道演化和可居住性的理解可能会从根本上改变。
2020-08-06 astro-ph.EP
Hot Jupiters are Destroyed by Tides While Their Host Stars are on the Main Sequence
虽然较冷的巨行星经常被观察到具有非零的偏心率，但热彗星的短周期圆形轨道表明它们由于与其宿主恒星的潮汐相互作用而失去轨道能量和角动量。然而，轨道衰变从未被明确地观察到。我们使用来自盖亚数据发布2的数据表明，热木星宿主恒星的银河系速度色散比没有热木星的类似恒星群体要小。由于银河系的速度色散与年龄有关，这一观测结果意味着热木星宿主星的人口平均比场人口年轻。对这一推论的最好解释是，当热彗星的宿主恒星位于主序星上时，潮汐相互作用导致热彗星螺旋上升。这一观测要求太阳型恒星的典型修正恒星潮汐品质因数$Q_{\ast}^{'}$在$\log_{10}{Q_{\ast}^{'}} \lesssim 7$范围内。
2019-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in Jupiter and other rotationally flattened planets and stars with stable stratification
开发数值方法计算快速旋转扁球星体和气态行星的耗散动力学潮汐响应，发现混合波共振可解释木星对Io潮汐响应的观测与静力学计算差异。
2023-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in exoplanetary systems containing Hot Jupiters: confronting theory and observations
我们研究了与中央恒星内部辐射区的重力波激发有关的动力学潮汐对包含热彗星的观测系统的轨道演化的影响。我们考虑WASP-43，Ogle-tr-113，WASP-12和WASP-18，它们包含主序（MS）上的恒星。对于这些系统，有关于轨道周期变化率的观测估计。我们还调查了包含一颗演化巨星的开普勒-91。我们采用Ivanov等人的形式计算轨道演化。对于MS星，我们确定预期的轨道演化率在不同的假设下的耗散作用于潮汐的量，估计恒星旋转的影响，为两个最快速旋转的恒星，并与观测结果进行比较。除了可能的WASP-43外，所有情况都与重力波在恒星传播期间被阻尼的状态一致。然而，目前这还不是确定的，因为观测误差很大。我们发现，虽然它预计适用于开普勒-91，线性辐射阻尼不能解释这种耗散制度适用于MS星。因此，可能需要非线性机制。开普勒-91被发现是这样的，恒星演化的时间尺度与轨道的时间尺度相当。这意味着重要的轨道循环可能是通过潮汐作用于恒星而发生的。准静态潮汐、恒星风、流体动力学阻力和潮汐作用于行星可能起了次要作用。
2017-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Tides during High-Eccentricity Migration produces the Hot Jupiter Pile-up, Neptune Ridge, and Neptune Desert
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
通过流体动力学模拟，研究高偏心率迁移中基模潮汐激发对气态行星轨道圆化和质量损失的影响，解释了热木星堆积、海王星脊和海王星沙漠的形成机制。
2026-08-26 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors
分层半对流可以在巨行星中运作，可能解释最近从朱诺号观测中推断出的木星中重元素分布的限制，并有助于土星的光度过剩或一些热彗星的异常大半径。这是一种由密度阶梯组成的状态，其中对流层被薄的稳定分层界面分隔开。行星的潮汐耗散效率很大程度上取决于其内部结构。提高我们对驱动这种耗散的机制的理解至关重要，因为它对预测任何行星系的长期演化具有重要意义。在这项工作中，我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时，内波激发的其他机构（如巨行星的卫星）在分层半对流区域。我们发现，潮汐耗散率可以显着增强分层半对流介质相比，均匀对流介质，特别是在天体物理相关的亚惯性频率范围。因此，分层半对流是一个可能的候选人来解释最近在木星和土星上观察到的高潮汐耗散率。
2017-10-27 astro-ph.EP
Equilibrium Tidal Response of Jupiter: Detectability by Juno
预计正在进行的朱诺号航天器任务将观测木星的潮汐反应。我们结合自洽的，数值模型的木星的平衡潮汐响应与观测到的多普勒频移从朱诺号重力科学实验测试的灵敏度的航天器的伽利略卫星和太阳提出的潮汐。同心麦克劳林球体（CMS）方法发现平衡的形状和重力场的旋转，液体行星与潮汐提出的卫星，扩大在爱数（$k_{nm}$）。我们提出了改进CMS理论，消除了非物理的质心偏移和详细研究的CMS方法的收敛行为。我们表明，$k_{nm}$与轨道距离的依赖关系是很重要的，当考虑木星的潮汐响应。相反，内部结构的细节对$k_{nm}$的影响可以忽略不计，对于与Juno已经高精度测量的带状谐波$J_2$、$J_4$和$J_6$相匹配的模型。随着任务的继续，在木卫一轨道的不同阶段改善木星重力场的覆盖范围，预计将产生2度Love数（$k_{22}$）的观测值，并可能选择更高度的$k_{nm}$。我们提出了朱诺多普勒信号的灵敏度测试计算的$k_{nm}$，这表明$k_{33}$，$k_{42}$和$k_{31}$的可检测性，除了$k_{22}$。朱诺号的观测结果与计算出的木卫一平衡$k_{22}=0.58976\pm0.0001$中非常小的范围不匹配，这将表明迄今为止对潮汐的动力学贡献是未知的。
2020-01-11 astro-ph.EP
Tracing the Influence of Distant companions on Exoplanetary Systems (TIDES) I. Highly Eccentric and Misaligned Binary Companions to Hot Jupiters
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Institute for Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学天文研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过TIDES巡天项目，对6个热木星宿主系统的恒星伴星轨道进行拟合，发现部分伴星轨道高偏心率且与行星错位，表明伴星可能影响热木星演化。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Thermal Tides in Fluid Extrasolar Planets
非同步旋转和轨道偏心率导致了近距离气态巨型系外行星（热彗星）的时间依赖性辐射。这种随时间变化的表面加热引起了在整个行星上传播的流体运动。我们调查的能力，这种“热潮汐”产生的四极矩，可以耦合到恒星引力潮汐力。虽然以前的研究讨论了具有固体表面的行星，但在这里，我们专注于完全流体的行星，以了解具有小核心的气体巨星。为了简单起见，忽略了科里奥利力、热扩散和扰动的自重。首先，我们研究热强迫的响应，通过流体方程的解析解，其中强迫频率作为一个小参数。在零频率的“平衡潮”极限中，存在流体运动，但不引起四极矩。在下一个近似中，对平衡潮汐的有限频率修正确实导致了非零的四极矩，其符号将行星从同步自旋中扭转{ \it}。然后，我们数值求解边界值问题的热强迫，线性响应的中性分层内部和稳定分层信封的行星。数值结果发现，在足够长的强迫周期的四极矩与解析的非共振结果一致。令人惊讶的是，在1-30天的强迫周期的范围内，诱导的四极矩可以远远大于解析结果，由于内部重力波的响应，在辐射包线中传播。我们讨论的相关性，我们的结果的自旋，偏心率和热演化的热彗星。
2009-12-11 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors - II. Tidal dissipation
最近的朱诺号观测表明，木星中的重元素可能在其大部分气体包层中被稀释，从而在行星的扩展区域提供稳定的成分梯度。这可能会引发分层的半对流，在更普遍的巨行星背景下，这可能解释了土星的光度过剩，并在导致一些热彗星异常大的半径方面发挥了作用。在巨大的行星内部，它可以采取密度阶梯的形式，这是由薄的稳定分层界面分离的对流层。此外，已知潮汐耗散的效率强烈依赖于行星的内部结构。我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时，内波被激发在一个区域的分层半对流的潮汐引力强迫由于其他机构（如卫星在巨大的行星系统，或在热木星系统的恒星）。我们采用了一个本地笛卡尔模型与背景分层的密度剖面进行了强加的潮汐强迫，我们计算的粘性和热耗散率数值。我们发现，潮汐耗散率可以提高分层半对流区域相比，均匀对流介质，后者对应于通常的假设，通过在巨行星内部模型。特别是，分层半对流区域拥有更丰富的共振，允许增强耗散更广泛的潮汐频率。这些结果的细节显着依赖于层状半对流区的结构特性。分层的半对流可以解释在木星和土星上观测到的高潮汐耗散率，这还没有被理论完全解释。需要进一步开展工作，以探索这一机制在全球模型中的效率。
2019-02-13 astro-ph.EP
Measuring the orbit shrinkage rate of hot Jupiters due to tides
恒星和靠近的系外行星之间的潮汐相互作用导致行星轨道收缩，最终导致行星的潮汐破坏。测量轨道的收缩将允许测量恒星的潮汐质量参数（$Q'_\star$），这是获得恒星内部信息的重要参数。我们分析了来自TESS的两个已知拥有近距离热彗星的目标WASP-18和WASP-19的数据，以测量当前对轨道周期变化的限制，并对$Q'_\star$提供新的约束。我们使用所有可用的TESS观测数据对凌日形状进行了建模，并拟合了每次凌日的个别凌日时间。我们使用以前公布的过境时间与我们的结果，以适应两个模型，一个恒定的周期模型，和二次轨道衰减模型，MCMC算法。我们发现WASP-18 b的$(-0.11\pm0.21)\times10^{-10}$和WASP-19 b的$(-0.35\pm0.22)\times10^{-10}$的周期变化率，我们没有发现这些目标的轨道衰变的显着证据。我们获得了WASP-18中$(1.42\pm0.34)\times10^7$和WASP-19中$(1.26\pm0.10)\times10^6$的$Q'_\star$的新下限，分别对应于$-0.45\times10^{-10}$和$-0.71\times10^{-10}$的轨道衰变率的上限，置信水平为95%。我们将我们的结果与潮汐衰变研究的其他相关目标进行比较。我们发现WASP-18 b和WASP-19 b的轨道衰变率似乎小于WA…
2022-10-28 astro-ph.EP
Survival of satellites during the migration of a Hot Jupiter
Université de Genève（日内瓦大学）；Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics（哈佛-史密松天体物理中心）；UniDistance Suisse（瑞士远程大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Universität Bern（伯尔尼大学）
研究发现，热木星迁移过程中卫星的生存取决于低潮汐耗散和高卫星质量，且需初始轨道距离足够远。
2025-10-12 astro-ph.EP
Hot Jupiters and Cool Stars
当它们的宿主恒星从主序星演化到次巨星和红巨星阶段时，附近的行星处于危险之中。在本文中，我们探讨了恒星质量（在1.5- 2 \Mso范围内），质量损失处方，行星质量（从海王星到10木星质量），和偏心率的影响，对行星的轨道演化，因为它们的母星演变为亚巨星和红巨星。我们发现，在红巨星分支期间，行星被吞噬对计算中采用的恒星质量或质量损失率不是很敏感，但对行星质量相当敏感。行星吞没的初始分离范围随着质量损失率或恒星质量的减小和行星质量的增加而增加。关于这颗行星的轨道偏心率，我们发现，随着恒星演化到红巨星阶段，恒星潮汐开始主导行星潮汐。结果，一群中等偏心的近距离类木行星被创造出来，否则这些行星将不会出现在主序星中。我们发现，非常偏心和遥远的行星不经历太多的偏心率衰减，和行星吞没主要是由近心距离和最大恒星半径。
2014-07-29 astro-ph.EP
Chasing the Tides: Searching for Orbital Decay Signatures in Transit Timing Data and Tidal Models for 20 Hot Jupiters
Keele University（基尔大学）；Ankara University（安卡拉大学）；University of Leeds（利兹大学）
研究通过分析20颗热木星的凌日时间数据，发现部分系统存在轨道衰减或增长，揭示了潮汐作用对行星轨道演化的影响。
2026-02-01 astro-ph.EP
Orbital decay of hot Jupiters due to nonlinear tidal dissipation within solar-type hosts
我们研究了太阳型宿主星中潮汐驱动的$g$模的激发和阻尼引起的热彗星的轨道演化。线性共振$g$模（动力潮）在恒星核心被驱动到如此大的振幅，以至于它们通过弱非线性相互作用激发了大量其他$g$模。通过求解非线性耦合模式的大型网络的动力学，我们表明，动力潮汐的非线性耗散率比线性耗散率大几个数量级。我们发现恒星潮汐品质因数$Q \approx 10^5-10^6$的系统与行星质量$M_p \geq 0.5 M_\mathrm{J}$和轨道周期$P \leq 2$天，这意味着这样的系统衰减的时间尺度是小的相比，其太阳型主机的主序星寿命。根据我们的研究结果，目前已知的系外行星系统中有$\approx 10$，包括WASP-19 b和HAT-P-36-b，其轨道衰变时间尺度比Gyr短。潮汐引起的快速轨道衰减可能解释了观测到的太阳型宿主周围$M_p \ge M_\mathrm{J}$和$P < 2$天的行星缺乏，并可能在不久的将来产生可检测的凌日变化。
2016-01-04 astro-ph.EP
Hierarchical Bayesian calibration of tidal orbit decay rates among hot Jupiters
凌日热彗星在质量比-轨道分离图中占据一个楔形区域。它的上边界被大质量、近距离行星的潮汐旋入侵蚀，对恒星潮汐耗散参数$Q_s'$敏感。我们开发了一个简单的生成模型的轨道分离分布的已知人口的过境热彗星，潮汐轨道衰减，XUV驱动的蒸发和观测选择偏差。从地面宽场过境调查中发现的热彗星观测到的轨道分离的联合可能性，相对于底层人口模型的超参数测量，我们恢复窄后验概率分布$Q_s'$在两个不同的潮汐强迫频率制度。我们使用已知潮汐参数的凌日行星模拟样本来验证该方法。我们发现，$Q_s'$和它的温度依赖性是可靠的检索超过五个数量级的$Q_s'$。一个大样本的小口径地面调查热的温度计产生$\log_{10} Q_s'=(8.26\pm 0.14)$的223个系统在平衡潮汐制度。我们没有发现$Q_s'$对恒星有效温度的显著依赖性。另外19个系统在动力潮汐制度产量$\log_{10} Q_s'=7.3\pm 0.4$，表明更强的耦合。在给定的轨道间隔尺度下，发现凌日行星的概率与它们自诞生以来潮汐迁移率的增加成反比。由此产生的偏向年轻系统解释了为什么热彗星的表面重力与其宿主恒星的色球发射通量相关。我们预测偏离一个线性的过境时间星历小于4秒的WASP-18超过20年的基线。
2018-01-31 astro-ph.EP
Angular Momentum and Heat Transport on Tidally Locked Hot Jupiter Planets
热木星行星上层大气中的大气环流受到入射恒星辐射的强烈影响。在这项工作中，我们探索了3D大气模型的结果，并重新审视了驱动热木星行星环流的主要过程。我们使用角动量传输作为诊断，并进行傅立叶分析，以确定所涉及的大气波。我们发现，半日潮水平输送的角动量与平均环流之间的耦合是低纬强急流产生的机制。我们的模拟表明，在低纬度地区的大气间接细胞的可能形成。这些细胞的形成是由恒星辐射驱动的半日潮引起的。热带环流在从高层大气向低层大气输送热量和动量方面具有重要影响。这种热量和动量传输的后果之一是全球温度的升高。我们表明，初始条件不影响参考模拟的输出。然而，当行星的自转周期增加（$P_{rot} > 5$地球日）时，驻波的垂直传输变得更强，瞬态波变得不可忽略，科里奥利影响不那么占主导地位，这使得具有强大逆行喷流的稳定状态变得稳定。我们发现，至少有两个静态稳定状态的解决方案存在相同的行星参数。
2019-10-23 astro-ph.EP
"Popcorn Planets" are Not Actively Inflated by Eccentricity Tides
针对质量近海王星、半径似木星的“爆米花行星”异常膨胀问题，通过高精度径向速度观测测量三颗样本的偏心率，排除偏心率潮汐主动加热的主因，提供新约束并支持存在替代加热机制。
2025-11-11 astro-ph.EP
Tidally induced stellar oscillations: converting modelled oscillations excited by hot Jupiters into observables
我们计算转换从非绝热，非径向振荡潮汐引起的热木星上的恒星可观察到的光谱和光度信号。模型与冻结对流和近似的扰动对流通量进行了讨论。对一些真实的行星系计算了观测量，给出了具体的预言。随时间变化的谱线展宽和凌日过程中的径向速度信号的方法，以提供进一步了解恒星振荡的性质进行了研究。光度信号被预测为与轨道周期的平方反比，$P^{-2}$，如在平衡潮汐近似。然而，径向速度信号被预测为与$ P^{-1}$成比例，因此在长轨道周期时比对应于平衡潮汐近似的信号大得多，平衡潮汐近似与$P^{-3}$成比例。探测这些振荡的前景和行星的探测和表征的影响进行了讨论。
2020-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-star interactions with precise transit timing. IV. Probing the regime of dynamical tides for GK host stars
针对6个绕GK型恒星运行的热木星，研究利用TESS与地基凌星计时检验二次历表，未发现轨道衰减，从而约束动力学潮汐耗散并排除三系统IGWs完全耗散情形。
2024-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Concentric Maclaurin Spheroid method with tides and a rotational enhancement of Saturn's tidal response
我们扩展到三维的同心麦克劳林球方法获得自洽的形状和引力场的旋转液体行星，包括潮汐潜力的卫星。我们展示，第一次，行星自转速率的重要影响的气体巨星的潮汐响应。对像木星和土星这样自转速度快的行星的模拟，与非自转天体相比，在计算出的潮汐勒夫数$k_{nm}$中表现出显着的变化。土星的测试模型拟合到观测到的纬向引力多极谐波产生$k_2=0.413$，与卡西尼天体测量数据的最近观测确定一致（Lainey等人，2016）。在对土星内部自转速率、卫星参数和土星内部结构细节的合理假设下，计算出的勒夫数是稳健的。该方法是基准对几个已发表的测试案例。
2016-02-23 astro-ph.EP
Causes of Hot Jupiter Inflation from Causal Discovery
Center for Astrophysics and Space Science (CASS), New York University Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校天体物理学与空间科学中心）；Center for Astronomy and Astrophysics and Department of Physics, Fudan University（复旦大学天文与天体物理系及物理系）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；INAF IASF-Milano（意大利国家天体物理研究所米兰天文物理研究所）；Ciela, Computation and Astrophysical Data Analysis Institute（Ciela计算与天体物理数据分析研究所）；Department of Physics, Astronomy, & Materials Science, Missouri State University（密苏里州立大学物理、天文与材料科学系）
本研究通过因果发现分析328颗短周期巨行星数据，发现热木星半径与轨道周期、恒星温度直接相关，提示Gold-Soter热潮汐等过程是其膨胀的重要成因，为热木星膨胀机制研究提供了新方法。
2026-08-19 astro-ph.EP
Tidal Dissipation and Obliquity Evolution in Hot Jupiter Systems
人们提出了两种形成方案来解释热彗星的紧密轨道。它们可以通过盘迁移形成在小倾角（相对于恒星自旋）的轨道上，或者通过高偏心率迁移形成在更高倾角的轨道上，在那里与伴星的引力相互作用和潮汐耗散起作用。在这里，我们的目标热木星系统的错位$λ$已推断观测和我们调查是否符合高偏心率迁移的属性。具体来说，我们研究恒星潮汐是否可以负责观测到的分布$λ$和轨道分离。改进以前的研究，我们使用详细的模型为每颗恒星，从而占对流（和潮汐耗散）取决于恒星的属性。在与观测表明，较热的恒星有较高的$λ$，我们发现，$λ$增加恒星表面对流量减少。这一趋势支持潮汐是形成观测到的$λ$分布的机制的假设。此外，我们研究了过去的轨道演变的五个代表性的系统，选择覆盖各种温度和失调。我们考虑各种初始轨道配置和集成的方程描述的轨道分离，恒星自旋和失调的耦合演化。我们考虑恒星潮汐和风的质量损失，恒星演化，和磁制动。我们表明，这五个代表性的系统的当前属性可以自然地解释，鉴于我们目前的理解潮汐耗散和物理动机的假设驱动的轨道演变的影响。
2014-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Close encounters of a rotating star with planets in parabolic orbits of varying inclination and the formation of Hot Jupiters
（略）我们扩展了行星与恒星在抛物线轨道上的近距离相遇理论，使之包括了潮汐对中心旋转恒星的影响。被认为是任意倾斜的恒星旋转轴的轨道。我们得到的结果都从分析处理和数值计算，是在令人满意的协议。这些结果适用于潮汐循环问题的初始阶段。我们发现，在恒星和行星引起的潮汐可以导致轨道半长轴的轨道具有近星点的距离小于5-6恒星半径（对应于周期$\sim 4-5$天后，循环已经完成）与恒星的潮汐更强的逆行轨道相比，逆行轨道的显着减少。我们用简单的Skumanich定律来描述恒星在5Gyr时的自转，其自转周期为一个月。潮汐相互作用的强度以循环时间尺度为特征，$t_{ev}$定义为潮汐导致行星半长轴演化的时间尺度，在潮汐循环过程完成后，它被认为是轨道周期$P_{obs}$的函数。我们发现，对应于逆行和逆行轨道的初始circularisation时间尺度的比例是一个木星质量和$P_{obs}\sim $四天的行星的顺序为1.5-2。它随着行星的质量而增长，对于一个质量为5木星的行星来说，它的数量级是5，而行星的$P_{orb}$是相同的。因此，恒星自转的影响可能会在形成行星系的过程中产生偏差，这些行星系的行星在围绕其主恒星的近轨道上，这是行星与行星散射的结果，有利于逆行轨道的系统。这些结果也可应用于年轻星团中恒星的潮汐俘获问题。
2011-06-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tidal migration of hot Jupiters: introducing the impact of gravity wave dissipation
本文研究了在潮汐耗散的作用下，围绕太阳型前主序星和主序星的热彗星的迁移。探索的恒星质量范围从0.6到1.3 $M_{\odot}$。我们应用最近开发的处方，使我们能够探索的轨道演变在广泛的参数空间。三种类型的潮汐被认为是：平衡潮，惯性波，和重力波。我们将模拟结果与观测到的恒星和行星参数分布相结合，来评估银河系中热木星的坠落率。特别是，我们发现，对于11 - 21%的初始热木星人口，合并发生在主恒星的主序终止之前。如果这颗行星足够大，这样的事件可能伴随着一个强大的瞬变，可以用新的设施探测到。轨道衰变本身可以通过凌日时间变化来观察。然而，银河系中的合并率太低（每百万年340 - 650次事件），无法对观测的可能性做出积极的预测。由一颗恒星形成的对应于给定质量间隔的潜在可识别的衰变系统可能太罕见了，以至于无法用TESS等现代太空望远镜在10年基线内检测到。与此同时，即将进行的特派团，如柏拉图特派团，在这方面看来更有希望。
2021-12-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Steady-state planet migration by the Kozai-Lidov mechanism in stellar binaries
我们研究了巨行星的稳态轨道分布迁移通过相结合的Kozai-Lidov（KL）机制，由于恒星的同伴和摩擦，由于潮汐引起的行星上的主恒星。我们运行了大量的蒙特卡罗模拟，描述了恒星-行星-恒星三重系统的长期演化，包括广义相对论进动，恒星和行星自旋演化和潮汐的影响。我们的模拟结果表明，KL迁移产生的热彗星（HJ）的半长轴一般小于观测结果，它们只能解释观测结果，如果以下两个都是真的：（i）在高偏心率潮汐耗散至少是$\sim 150$倍以上的效率比上限推断从彗星-木卫一相互作用;（ii）高度偏心的行星得到潮汐中断距离$\gtrsim 0.015$ AU。根据黑洞的出现率和半长轴分布，我们发现恒星双星中的KL迁移最多能产生观测到的黑洞中的$\sim 20\%$。几乎没有中间周期（半长轴$\sim0.1-2$ AU）行星是由这种机制形成的-迁移行星在大轨道间隔（$>2$ AU）或作为热彗星经历KL振荡。
2014-12-05 astro-ph.EP
Difficulty in Formation of Counter-orbiting Hot Jupiters from Near-coplanar Hierarchical Triple Systems: A Sub-stellar Perturber
在100颗具有测量的投影自旋轨道角λ的凌日行星中，有几个系统被认为是反轨道的。虽然它们可能是由于投影效应，但产生逆轨道行星的机制尚未建立。一个有希望的情况下，反轨道行星是极端的偏心率演化的近共面分层三重系统偏心的内部和外部或位。我们通过一系列系统的数值模拟详细研究了这种情况，并考虑了在这种机制下与遥远的亚恒星微扰形成热微扰的可能性，特别是反轨道微扰。我们将四极和八极长期引力相互作用的两个轨道，也短程力（修正广义相对论，恒星和内行星潮汐和旋转畸变）同时。我们发现，大多数系统的潮汐破坏和一小部分幸存的行星原来是潮汐。在这种情况下，反轨道热彗星的形成只可能在非常有限的参数范围内，因此在实践中是非常不可能的。
2016-02-14 astro-ph.EP
The Hot Jupiter Radius Anomaly and Stellar Connections
研究热木星半径膨胀机制及与恒星磁场的关联，提出多种可能的物理机制并展望未来研究方向。
2025-12-22 astro-ph.EP
On the Formation of Hot Jupiters in Stellar Binaries
我们研究了恒星双星中的热闪烁星（HJ）的产生。我们表明，“偏心Kozai-Lidov”（EKL）机制可以发挥关键作用的恒星-行星-恒星三重系统的动力学演化。我们运行了一个大的蒙特卡罗模拟，包括长期的轨道演变，广义相对论进动，潮汐，我们确定的半长轴，偏心率，倾角和自旋轨道角分布的HJs的生产。我们探讨了不同的潮汐摩擦参数对结果的影响。我们发现，考虑到EKL机制时，形成HJs的效率比以前估计的要高。考虑到恒星联星的频率，我们发现这种产生机制可以占观测到的HJ种群的30%左右。目前对自旋轨道角的观测结果与产生\sim的所有HJ的30%和高达100%的未对准系统的机制一致。基于我们的模拟中没有HJ的双星的性质，我们预测存在许多具有适度偏心和倾斜轨道以及几个AU的半长轴的类地行星。
2012-06-15 astro-ph.EP
The tidal quality of the hot Jupiter WASP-12b
WASP-12 b在热彗星类行星中脱颖而出，因为观测到的快速轨道衰减归因于潮汐耗散。轨道周期的测量速率为$\stackrel{\bf\centerdot}{\textstyle{P}}_{\rm orb}\,=\,-\,29\pm3\;\mbox{ms/yr}\;$ = $\;(9.2\pm1.0)\times10^{-10}\;\mbox{s/s}$。在迄今为止的文献中，所有试图解释这种高速率的尝试都是基于这样的假设，即轨道演化是由恒星中的潮汐主导的。由于黄矮星的修正潮汐品质因数不足以保证这样的衰变率，因此提出了一个假设，即该恒星可能实际上是一颗亚巨星。利用盖亚任务的最新数据，我们推断，WASP-12 a在$1.36\,{M_{Sun}}$是一个正在发展的矮星，处于关闭后演化的早期阶段，其核心尚未耗尽氢。它在色星等图中的不起眼的位置，以及围绕着类似质量的红巨星运行的近距离行星的存在，与由于结构内部变化导致潮汐质量突然提升的假设相矛盾。另一方面，以前的研究忽略了行星中的潮汐耗散，假设它是可以忽略不计的，因为它的旋转可能是同步的，而且假定的品质因数很高。我们根据最近木星和土星的天体测量结果，对这一假设进行了批判性的重新评估。假设WASP-12 b的结构与我们的木星和土星相似，我们发现观测到的轨道衰减很好地解释了行星的潮汐。这颗行星修正后的品质因数的估计值几乎与我们的木星完全一致。
2022-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm Jupiter Tidal Migration Can Spare Inner Planets; Hot Jupiter Tidal Migration May Not
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究发现暖木星潮汐迁移可保护内行星，而热木星潮汐迁移可能无法，为区分盘迁移与潮汐迁移提供了框架。
2025-12-18 astro-ph.EP
Multiple-Planet Scattering and the Origin of Hot Jupiters
系外行星显示了一堆彗星大小的行星，它们的轨道周期为3天。这些热彗星中的一小部分相对于母星的旋转有逆行的轨道。为了解释这些观测结果，我们进行了一系列的行星散射的数值积分，然后是潮汐循环。我们最初考虑的是有3颗和4颗行星的行星系。我们发现，标准的Kozai迁移是一个低效的机制，形成的热超导体。我们的研究结果表明，形成两个不同的人口的热点。半长轴a <0.03AU的热彗星的内居群形成于没有行星抛射的系统中。这组包含了一个显着的分数高度倾斜和逆行的轨道，分布在很大程度上独立于初始设置。然而，我们的后续积分表明，这种人口是短暂的，大多数行星在1 Gyr内落入恒星的罗氏半径内<1 Gyr. The outer population of hot Jupiters formed in systems where at least one planet was ejected. This population survived the effects of tides over >。群体II的半长轴分布与观察到的3天堆积非常吻合。外热行星的倾角分布取决于初始系统中行星的数量，而4行星的情况显示出更大的比例（高达10%），倾角值的分布范围更广。由于后来的结果与观测结果大致一致，这可能表明，观测到的热彗星的行星系最初拥有丰富的行星数量，其中一些被抛出。因此，从更广泛的角度来看，我们的工作暗示了热彗星和…
2011-10-19 astro-ph.EP
Hot Jupiters from Coplanar High-eccentricity Migration
我们研究的可能性，热彗星是通过两个行星之间的长期引力相互作用，在偏心轨道相对较低的相互倾斜（$\lesssim20^\circ$）和摩擦，由于潮汐提出的行星上的主机恒星。我们称这种迁移机制为共面高偏心率迁移，因为像磁盘迁移一样，它允许迁移发生在行星形成的同一平面上。共面高偏心率迁移可以从以下典型的初始配置操作：（i）在圆形轨道的内行星和外行星与偏心率$\gtrsim0.67$为$m_{\rm in}/m_{\rm out}(a_{\rm in}/a_{\rm out})^{1/2}\lesssim0.3$ ;（ii）两个偏心（$\gtrsim0.5$）轨道为$m_{\rm in}/m_{\rm out}(a_{\rm in}/a_{\rm out})^{1/2}\lesssim0.16$。利用观测到的巨行星偏心率分布对两颗巨行星的等级系统进行的星族合成研究表明，共面高偏心率迁移产生了低恒星偏心率的热彗星（$\lesssim30^\circ$），其半长轴分布与观测结果相匹配，并且其速率可以解释它们的观测发生率。需要一种不同的机制来创造大的热行星，或者是一种不同的迁移通道，或者是一种使恒星或原行星盘倾斜的机制。共面高偏心率迁移预测，热木星应该有远距离（$a\gtrsim5$ AU）和大质量（最有可能$\sim1-3$比热木星更大）的伴星，它们的相互倾角（$\lesssim 20^\ci…
2015-07-16 astro-ph.EP
Unified Formation Channel of Hot and Warm Jupiters via Planet-Planet Scattering
Georgia Institute of Technology, School of Physics（佐治亚理工学院物理学院）；Indiana University, Department of Astronomy（印第安纳大学天文学系）
本文通过行星-行星散射机制，揭示了热木星和温木星的形成统一框架，指出冷散射产生逆行热木星，而温散射则形成内侧温木星并使其偏心化，最终导致观测到的偏心但对齐的温木星群体。
2026-03-23 astro-ph.EP
Large Dynamical Tide Amplitudes from Small Kicks at Pericenter
本文用轨道映射方法证明动力学潮汐小踢动可使模态振幅持续增长，并据此解释热木星在退出扩散区间后仍能继续圆化至 e≈0.2。
2023-06-04 astro-ph.EP
Embryo impacts and gas giant mergers II: Diversity of Hot Jupiters' internal structure
我们考虑紧凑的，短周期的，质量为100亿的行星的起源。我们认为，它们的多样性结构是由胚胎和超级地球的巨大碰撞或合并与其他气体巨星在这些热彗星的形成和演化过程中造成的。通过一系列的数值模拟，我们表明，典型的迎面碰撞一般会导致总的碰撞气体巨星合并。虽然能量极高的碰撞可以瓦解气体巨星的外壳，但这些事件很少发生。在斜碰撞和中等能量碰撞过程中，合并产物保留的对撞机的核心比他们的信封更高的分数。它们还可以将相当数量的自旋角动量沉积到气体巨星上，并将它们的自旋从轨道平均运动中分离出来。我们发现气体巨星的扁率可以用来推断撞击历史。随后恒星潮在行星包层内的消散可能导致失控的膨胀，并可能通过罗奇瓣溢出造成大量气体损失。抛物轨道上的超级地球的撞击也可以扩大气体巨行星的包层，并提高其潮汐耗散率超过$\sim $ 1亿年的时间尺度。由于巨大的撞击是随机发生的，撞击物的大小和能量各不相同，它们的不同结果可能是热彗星质量-半径关系分散的原因。
2014-10-24 astro-ph.EP
Tidal erasure of stellar obliquities constrains the timing of hot Jupiter formation
拥有热木星的恒星有时会有很高的折射率，这可能是热木星形成的遗迹。根据具有和不具有高折射率的系统的特征，当恒星具有厚的对流包层时，折射率被认为是潮汐阻尼的，就像温度低于~ 6100 K的主序星的情况一样，并且轨道在~8恒星半径内。一个很有前途的理论，潮汐阻尼的惯性波的恒星的对流信封内的耗散。在这里，我们考虑这一理论对热木星形成时间的影响。特别是，目前缺乏对流包层的热恒星在其主序前拥有一个。我们发现，热彗星的轨道在~ 0.02 au的临界距离内，从一个错位的主序星缺乏厚对流信封必须获得他们的紧凑的轨道后，几千万年，以保持其在整个前主序星。有4个已知的系统适用这一论点-XO-3b，Corot-3b，WASP-14 b和WASP-121 b-受惯性波耗散的不确定性影响。此外，我们的结论是，最近发现的过剩的近极地热彗星不太可能由潮汐塑造，而是反映了他们的原始配置。最后，经过几十亿年到达冷恒星周围的热彗星可能会发现主恒星旋转太慢，无法有效地阻尼。我们预测，当[Fe/H]从-0.3变化到+0.3时，分离对准星和未对准星的临界有效温度应该随金属丰度而变化，从6300 K变化到6000 K。
2022-01-10 astro-ph.EP
From Tides to Currents: Unraveling the Mechanism That Powers WASP-107b's Internal Heat Flux
针对WASP-107b内部热流机制，提出欧姆耗散（大气纬向流与磁场相互作用）替代潮汐加热，解释其膨胀半径与异常内部熵。
2025-05-02 astro-ph.EP
Tidal dissipation in evolving low-mass and solar-type stars with predictions for planetary orbital decay
我们研究了质量在$0.1-1.6 M_\odot$范围内的恒星在整个演化过程中的潮汐耗散，包括湍流有效粘性作用于对流区的平衡潮汐和惯性波，以及辐射区的内部重力波。我们考虑了一系列恒星演化模型，并根据最新的模拟结果，将依赖于频率的有效粘性作用于平衡潮汐。我们比较潮汐流量和耗散与传统的平衡潮汐，这是严格无效的对流区，发现后者通常过度预测的耗散的2-3倍。惯性波的耗散计算使用的频率平均的形式主义占现实的恒星结构的第一次，是占主导地位的机制，二进制循环和同步的主要序列。辐射区中重力波的耗散假定这些波是完全阻尼的（例如~波破碎），是行星轨道衰变的主要机制。我们计算的临界行星质量所需的波破碎作为恒星质量和年龄的函数，并表明，这种机制预测破坏许多热彗星，但可能不是地球质量的行星的主序星。我们应用我们的结果来计算潮汐品质因数以下恒星演化，和潮汐演化时标，为热彗星的轨道衰变，和自旋同步和双星的圆化。我们还提供了过境到达时间的变化，由于潮汐驱动的轨道衰变的热彗星，可能会发现NGTS，TESS或PLATO的预测。
2020-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Re-inflated Warm Jupiters Around Red Giants
自从发现了第一颗凌日热巨星以来，模型一直试图解释高度辐射的气体巨星的巨大半径。我们现在知道，热木星半径异常的大小与行星的辐射水平密切相关，并且已经开发了许多模型，如潮汐加热，欧姆耗散和热潮汐，以帮助解释这些膨胀的半径。一般来说，这些模型可以分为两大类：1）通过将一部分入射辐射沉积到内部来直接膨胀行星半径的模型; 2）简单地减缓行星辐射冷却的模型，使其保留更多的热量，从而延迟收缩。在这里，我们提出了一个新的测试来区分这两类模型。以中等轨道周期围绕后主序星运行的气体巨星，随着它们的宿主星向亚巨星和红巨星分支移动，它们的辐射将大大增加。如果热木星膨胀是通过将辐射沉积到行星的内部深处来起作用的话，那么行星的半径应该会随着辐射的增加而增加。这意味着在中等轨道周期>10天的非膨胀气体巨星可以随着其宿主恒星的演化而重新膨胀。在这里，我们将探索可能导致这些“再膨胀”气体巨星产生的环境，并研究如何使用这些行星的存在或不存在来对热木星膨胀机制的物理学进行独特的约束。最后，我们探讨了探测这一潜在的重要的未发现的行星人口的前景。
2015-09-30 astro-ph.EP
The lost meaning of Jupiter's high-degree Love numbers
美国宇航局的朱诺号任务最近报告了木星的高度数（$\ell$，方位角阶$m$ $=4,2$）勒夫数$k_{42}=1.289\pm0.063$（$1σ$），比在非旋转木星模型中获得的流体静力学$k_{42}$高一个数量级。在对自转进行数值模拟之后，流体静力学的$k_{42}=1.743\pm0.002$仍然远离观测，这对我们对木星潮汐响应的理解提出了质疑。在这里，我们使用一阶微扰理论来解释流体静力学的$k_{42}$结果解析。我们使用一个简单的木星状态方程（$n=1$ polytrope），以获得分数的变化时，$k_{42}$旋转模型与非旋转模型。分析结果表明，流体静力$k_{42}$主要由$\ell=m=2$的潮汐响应控制，通过行星的扁圆形状耦合到球谐函数$\ell,m=4,2$中。$k_{42}$中的$\ell=4$标准化将轨道因子$(a/s)^2$引入到$k_{42}$中，其中$a$是卫星的半长轴，$s$是木星的平均半径。因此，不同的伽利略卫星产生不同的$k_{42}$。我们的结论是，高程度的Tesseral爱数（$\ell> m$，$m\geq2$）是由较低程度的爱数，从而提供很少的额外信息的内部结构，至少当他们主要是流体静力学。我们的研究结果对未来解释目前观测到的朱诺$k_{42}$具有重要意义。在包括了来自已被充分理解的$\ell=2$动力潮汐（$Δk_2 \approx…
2021-12-11 astro-ph.EP
Elliptical instability in hot Jupiter systems
一些研究已经考虑了潮汐对恒星和近伴星组成的系统演化的影响，尝试性地解释了不同的观测结果，如一些具有热彗星的恒星的自旋，短轨道周期行星的半径异常以及在某些极端情况下恒星自旋的同步或准同步。然而，在这样的系统中负责潮汐耗散的机制的性质仍然不确定。在本文中，我们声称，所谓的椭圆不稳定性可能在这些系统中发挥了重要作用，解释了一些系统的特点，目前在观察。这种流体动力学的不稳定性，产生于旋转流与椭圆流线，被怀疑是目前在行星和恒星的这种系统，这是椭圆变形的潮汐。在气态物体中，如恒星或热彗星，椭圆不稳定性的存在和影响，大多数时候被忽视。在本文中，使用数值模拟和理论论证，我们认为在热木星系统的椭圆不稳定性相关的几个功能。特别是，使用特设的边界条件，使人们有可能估计的气体体中的椭圆不稳定性的幅度。我们还考虑了可压缩性对椭圆形不稳定性的影响，并将结果与不可压缩情况进行了比较。我们证明了椭圆形不稳定增长的能力，在差分旋转的存在下，与一个可能的同步纬度，只要潮汐变形和/或流体的旋转速率足够大。此外，对于一个中心凝聚的流体质量的不稳定性的幅度是相同的数量级为不可压缩的流体对于一个给定的距离的阈值的不稳定性。最后，我们表明，椭圆形不稳定性是主要的潮汐耗散过程中偏心膨胀的热彗星和错位的恒星的假设是符合目前的数据。
2013-09-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tides and Tidal Engulfment in Post-Main Sequence Binaries: Period Gaps for Planets and Brown Dwarfs Around White Dwarfs
一个接近的低质量伴星的存在被认为在形成后渐近巨分支和行星状星云外流中扮演了重要的，也许是必要的角色。在主序星后的演化过程中，主星的径向膨胀，伴随着强烈的恒星风，可以通过潮汐耗散和质量损失显著改变双星轨道。为了研究这一点，我们耦合恒星演化模型（从零年龄的主序列通过结束后的主序列）的潮汐演化代码。双星的命运取决于主星和伴星的初始质量、初始轨道（假设为圆形）和赖默斯质量损失参数。对于这些参数的范围内，我们确定轨道是否扩大由于质量损失或衰减由于潮汐力矩。当一个共同的包络（CE）相位包络时，我们根据解开包络所需的能量来估计最终的轨道间隔。这些计算预测了行星和棕矮星伴星到白矮星的周期间隔。间隙的上端是避免CE阶段的最短时间段。低端是同伴在CE阶段存活的最长时间。对于二元系统与1 $M_\odot$祖，我们预测没有周期$\lesssim$ 270天的质量的同伴。一旦被吞没，质量为100亿的伴星就无法在CE阶段存活下来。对于由1个$M_\odot$祖先和质量为木星10倍的伴星组成的双星系统，我们预测周期间隔在$\sim$ 0.1和$\sim$ 380天之间。这些结果与在围绕白矮星WD 0137-349的$\sim$ 0.003天文单位（$\sim$ 0.08天）轨道上探测到的$\sim$ 50 $M_{\rm J}$褐矮星和在围绕白矮星GD 66的$\gtrsim$ 2.7天文单位（$\gtrsi…
2010-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the tidal origin of hot Jupiter stellar obliquity trends
人们争论的是，这两个热木星种群--那些位于与宿主恒星自转轴不对准的轨道上的种群和那些对准的种群--是由两个迁移通道还是两个潮汐重新对准机制造成的。在这里，我证明了平衡潮汐提出的行星在其恒星可以解释三个观察到的自旋轨道对齐的趋势：对齐的轨道热彗星绕冷恒星，行星质量截止逆行行星，分层由行星质量的冷宿主恒星的旋转频率。第一种趋势可能是由强磁制动与弱磁制动（克拉夫特破裂）引起的，而不是恒星的对流包络与整个恒星的重新排列。第二种趋势可能是由于一个小的有效恒星转动惯量参与了热恒星的潮汐重新排列，使大质量逆行行星部分重新排列成为逆行行星。第三个趋势是由于质量更大的行星更有效地抵消了制动，使其恒星旋转起来。热恒星和冷恒星都需要一个小的有效恒星转动惯量参与潮汐重定，例如，外层弱耦合到内部。我证明，通过蒙特卡罗，这个模型可以匹配观测到的趋势和分布的天空投影失调和恒星旋转频率。我讨论了推断热木星迁移机制的影响，强调即使是热恒星不构成一个原始的样本。
2014-07-12 astro-ph.EP
Magnetohydrodynamic Simulations of Hot Jupiter Upper Atmospheres
热木星上层大气的二维模拟，包括行星的磁场。目标是探索磁场对被恒星EUV辐射电离和加热的大气层的影响，以及这些影响对Ly $α$透射光谱的影响。模拟是轴对称的，等温的，包括旋转和方位角平均恒星潮汐。质量密度通过电离平衡的假设转换为原子氢密度。在以往的分析计算中发现的三带结构-极地死区，中纬度风区，赤道死区-得到了证实。对于一个与木星相当的磁场，赤道死区，它被磁场限制并与行星共转，至少贡献了一半的凌日信号。对于更强的领域，在中纬度风区逃逸的气体被发现有一个较小的贡献比赤道死区的过境深度。通过与HD 209458 b和HD 189733 b的HST STIS和ACS数据的比较，发现当氢电离层为磁主导时，对于偶极磁场$B_0 > 10\ {\rm G}$，渡越深度随磁场强度的增大而增大。因此，除了热结合能与重力结合能之比等标准量外，凌日深度对磁场强度也很敏感。
2014-04-23 astro-ph.EP
