Extrasolar Binary Planets II: Detectability by Transit Observations
基于落合、长泽和伊达的N体模拟结果（论文I），我们讨论了太阳系外行星系中引力束缚的气体巨行星对（我们称之为“双星”）的可探测性，这些行星系是通过轨道不稳定性和行星-行星动力学潮汐在它们的近距离相遇过程中形成的。论文Ⅰ表明，对于三个轨道不稳定的巨行星系统，双星的形成概率为$\sim 10\%$，并且经过捕获后的长期潮汐演化，典型的双星间距为行星物理半径之和的3- 5倍。当双星的星心半长轴大于0.3AU时，双星在太阳型恒星的主序星寿命中是稳定的。我们发现，检测调制的过境光变曲线是最有前途的观测方法来检测双行星。由于可能的双星间距与恒星直径相当，因此凌日光变曲线的形状因凌日而异，这取决于双星轨道的相位。双行星凌日的持续时间和深度通常比单行星凌日更长更深。我们指出，双行星可能存在于已知的膨胀气体巨行星或轨道半径> 0.3 AU的被归类为假阳性检测的物体中，提出了CoRoT候选者SRc 01 E2 1066的双行星解释，并表明双行星可能存在于开普勒质量数据中，并可以使用开普勒质量数据检测到。
2015-04-23 astro-ph.EP
Detectability of Orbital Motion in Stellar Binary and Planetary Microlenses
一个标准的二元微透镜事件光变曲线只允许测量透镜系统的两个参数：伴星与其宿主的质量比，以及以爱因斯坦半径为单位的组件的投影分离。然而，其他奇异效应可以提供更多关于透镜系统的信息。晶状体中的轨道运动就是这样的效应之一，如果检测到该效应，则可用于约束晶状体的物理性质。为了确定受轨道运动影响的二元透镜光变曲线的比例（检测效率），我们模拟了轨道运行的二元恒星和恒星行星（行星）透镜的光变曲线，并模拟了将由下一代微透镜调查开始运行的连续，高节奏的光度监测。轨道运动的影响是通过将模拟光曲线数据与标准静态二元微透镜模型拟合来测量的;与这些模型拟合不佳的光曲线被认为是轨道运动的检测。我们还通过拟合静态二元透镜的光变曲线来校正系统的假阳性检测。在不对高倍率事件进行密集跟踪的连续观测中，我们发现对具有焦散交叉的行星事件的轨道运动探测效率为0.061 ± 0.010，与观测结果一致，而对无焦散交叉的事件（平滑事件）的轨道运动探测效率为0.0130 ± 0.0055。类似地，对于恒星双星，轨道运动检测效率对于具有焦散交叉的事件为0.098 ± 0.011，对于平滑事件为0.048 ± 0.006。这些结果的组合（焦散交叉和平滑）的轨道运动检测效率为0.029+-0.005行星透镜和0.070+-0.006恒星双星透镜。我们还研究了各种微透镜参数如何影响轨道运动的可探测性。[删节]
2010-10-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Spectral features of Earth-like planets and their detectability at different orbital distances around F, G, and K-type stars
我们研究了类地系外行星在不同轨道距离的不同主序星的HZ中的光谱现象。我们还讨论了这些情况下的生物标志物的吸收带可能会被检测到在初级或次级过境与不久的将来的望远镜和instruments.We分析光谱考虑到不同的过滤器带通的两个测光仪器计划安装到JWST。我们分析在哪些过滤器和哪些情况下分子吸收带是可检测的，当使用星载JWST或地面望远镜E-ELT。CO2、H2O、CH 4和O3的吸收带在高分辨率光谱和光度仪器的滤光片中清晰可见。然而，只有在日食期间，使用测光仪器和E-ELT望远镜设置时，所有情况下都可以检测到CO2，H2O和O3的波段。CH 4仅在K星的外HZ处可检测到，因为这里的大气模型导致非常高的丰度。由于可探测到的CO2和H2O波段重叠，因此需要观察单独的波段以证明它们在大气中的存在。为了在一个单独的波段探测H2O，E-ELT观测需要达到S/N>7，例如，通过共加至少10个凌日观测。使用像JWST这样的星载望远镜可以探测到4.3 μ的CO2，这是由于地球的大气吸收而无法进行地面观测的。因此，结合星载和地面望远镜的观测，可能会探测到行星大气中生物标志分子O3和相关化合物H2O和CO2的存在。使用JWST的其他吸收带只能在更高的S/N下检测到，这是不能通过仅仅增加过境观测来实现的，因为这将远远超出JWST的计划任务时间。（节略）
2013-02-25 astro-ph.EP
3-D climate simulations for the detectability of Proxima Centauri b
发现一颗围绕距离太阳最近的恒星Proxima Centauri运行的行星，为远程观测系外行星Proxima b的大气和表面开辟了新的途径。到目前为止，三维（3D）大气环流模型（GCM）是研究外大气层性质的最佳工具，等待下一代空间和地面望远镜。在这项工作中，我们使用PlanetSimulator（PlaSim），一个中等复杂度的3D GCM，一个灵活和快速的模型，适合处理行星的所有轨道和物理参数，并研究其大气的动态。假设一个类似地球的大气层和1：1的自旋/轨道配置（潮汐锁定），我们对Proxima b的模拟与一个具有超旋转大气层的昼侧开放海洋行星一致。此外，由于PlaSim对辐射转移的描述有限，我们使用光谱分辨率为1 nm的离线辐射转移程序计算了该系外行星的光谱。该谱被用来推导不同轨道倾角下的热相位曲线。结合仪器检测灵敏度，不同的热相位曲线用于评估地面水平的观测条件（例如，ELT）或在空间中（例如，JWST）。我们估计的曝光时间，以检测Proxima b（假设地球一样的气氛）在FIR与JWST与信噪比$\simeq$ 1的热相位曲线。在总噪声由散粒噪声主导的假设下，忽略产生本底噪声的其他可能的额外贡献，每个轨道时期的曝光时间等于5小时。
2021-02-05 astro-ph.EP
Lifetime and Spectral Evolution of a Magma Ocean with a Steam Atmosphere: Its Detectability by Future Direct Imaging
我们提出了随着蒸汽大气的形成，凝固的类地行星的热演化和出射光谱。岩浆海洋的寿命和它在蒸汽大气中的光谱取决于行星与主星的轨道距离。对于I型行星，它是在距离主星一定临界距离以外形成的，其热辐射在短于约$10^6$年的时间尺度上下降。因此，年轻的恒星应该是在这个轨道区域寻找熔融行星的目标。相比之下，在临界距离内形成的II型行星，在岩浆海洋的整个生命周期内，将从近红外大气窗口发出大量的热辐射。Ks和L波段将有利于未来的直接成像，因为这些波段的行星-恒星对比度高于大约10 $^{-7}$ -10 $^{-8}$。我们的模型预测，在II型轨道区域，熔融的行星将存在于G型主星的主序星，如果水的初始体积含量超过约1重量%。在可见光大气窗口，热辐射的对比度下降到低于$10^{-10}$在不到$10^5$年，而那些反射光保持$10^{-10}$的两种类型的行星。由于对比度水平与来自宜居带中地球大小的行星的反射光相当，来自熔融行星的可见反射光也为未来的地面和空间望远镜直接成像提供了一个有希望的目标。
2015-05-13 astro-ph.EP
On the detectability of Planet X with LSST
在遥远的外太阳系中有两个行星质量的天体-在这里统称为行星X -最近被假设用来解释遥远的柯伊伯带天体的轨道分布。这两颗行星都不被认为是非常暗淡的，但是这些假定行星的天空位置受到很大的限制。因此，需要进行大范围的调查来探测这些可能的行星。大型综合巡天望远镜（LSST）将从2022年开始对南天进行无偏差、大面积（约18，000度$^2$）、深（单帧极限星等为24.5等）巡天（“宽-快-深”巡天），因此是搜寻这些假设行星的重要工具。在这里，我们将探讨LSST作为这些可能行星搜索平台的有效性。假设目前的基线节奏（包括宽-快-深调查加上额外的覆盖范围），我们估计LSST将有信心在整个天空的61%中检测或排除行星X的存在。在轨道距离达到$\sim$ 75天文单位时，X行星可以通过正常的夜间移动物体处理简单地被发现;在更大的距离，它将需要定制的数据处理。我们还讨论了LSST数据中未检测到行星X的影响。
2018-06-13 astro-ph.EP
Caustic Structures and Detectability of Circumbinary Planets in Microlensing
最近在开普勒数据中发现的环联星行星表明，在主序星周围有一个可行的行星形成通道。受这些发现的启发，我们研究了微透镜事件中环双星行星的焦散结构和可探测性。我们已经制作了一套焦散动画作为二进制主机的投影分离和角度的函数，以有效地探索整个circumbinary参数空间上的焦散结构。借助于这些动画，我们已经推导出了行星焦散线位置的半经验解析表达式，这些焦散线相对于具有单个主机的行星在环双星透镜中移位。我们用这个表达式来说明焦散运动的主要来源是行星的轨道运动，而不是双星。最后，我们估计的分数环联微透镜事件是可识别的，因为是显着的（5- 50%）的二进制投影分离的范围内的爱因斯坦半径为单位的0.1-0.5。
2016-06-15 astro-ph.EP
Direct detectability of tidally heated exomoons by photometric orbital modulation
提出利用潮汐加热系外卫星表面热点在红外光变曲线中的周期性轨道调制信号，结合双波段频域分析直接探测火星至地球大小的系外卫星。
2024-05-03 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Impact of Stellar Rotation on the Detectability of Habitable Planets Around M Dwarfs
恒星的活动和旋转阻碍了通过径向速度技术探测系外行星。这种效应对于M矮星来说尤其令人担忧，因为M矮星可以在数十亿年内保持磁性活跃。我们编译的旋转周期晚型恒星和M矮行星主机样本，以调查整个主序列的老场星的旋转周期。我们表明，恒星质量在0.25和0.5太阳质量（M4 V至M1 V），恒星旋转周期典型的场星与行星的轨道周期在宜居带。这将对发现和描述早期M矮星周围潜在的宜居行星构成根本挑战。由于中M矮星的自转周期较长，而行星宜居带的轨道周期较短，质量在0.1到0.25太阳质量之间的恒星（M6 V到M4 V）提供了更好的机会通过径向速度来探测宜居行星。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Detectability of Transit Depth Variations due to Exoplanetary Oblateness and Spin Precession
了解系外行星的扁率和扁率，将为了解其形成和内部结构提供线索。原则上，凌日行星的光变曲线承载着行星形状的信息，但先前的工作表明扁率引起的信号将非常难以检测。在这里，我们研究了由于行星自旋进动而产生的潜在的更大信号。最容易检测到的效应是光变曲线序列中的渡越深度变化（T $δ$ V）。对于像木星或土星这样的扁圆行星，凌日深度将经历1%量级的分数变化。最有希望的系统是那些轨道周期约为15- 30天的系统，这对于岁差周期来说足够短，可以小于约40年，但又足够长，可以避免由于潮汐摩擦而导致的自旋下降。T $δ$ V信号的可探测性将通过卫星（这将减少岁差周期）或行星环（这将增加振幅）来增强。开普勒任务应该会发现几颗行星，这些行星的岁差引起的T $δ$ V信号是可以探测到的。由于模拟简并，开普勒测光只能得到扁率的下限。简并度可以通过观察扁率引起的至少一个凌日光变曲线的不对称性来提升，或者通过对行星内部进行假设。
2010-05-10 astro-ph.EP
Precise Dynamical Masses and Orbital Fits for $β$ Pic b and $β$ Pic c
我们提出了一个全面的轨道分析的系外行星$β$ Picnic b和c，解决了以前报道的张力之间的动力学和演化质量的限制$β$ Picnic b。我们使用MCMC轨道代码orvara来拟合15年的径向速度和相对天体测量（包括最近的重力测量），来自依巴谷和盖亚的绝对天体测量，以及$β$ Pic A和b之间的单个相对径向速度测量。我们测量了$β$ Pic b的$9.3^{+2.6}_{-2.5}\, M_{\rm Jup}$和$β$ Pic c的$8.3\pm 1.0\,M_{\rm Jup}$的模型无关质量。这些质量对于输入数据选择的适度变化是鲁棒的。我们发现$β$ Pic b的$0.119 \pm 0.008$的偏心率受到很好的约束，而$β$ Pic c的偏心率为$0.21^{+0.16}_{-0.09}$，两个轨道平面在$\sim$ 0.5 $^\circ$内对齐。这两颗行星的质量都在热启动演化模型预测的$\sim$ 1 $σ$范围内，不包括冷启动。我们验证了我们的方法$N$体合成数据集成使用REBOUND。我们表明，orvara可以占三体效应的$β$ PIC系统下降到一个水平$\sim$ 5倍小于重力的不确定性。系统的质量和轨道参数从orvara的近似治疗的多行星轨道是一个因素的$\sim$ 5小于我们在这里得到的不确定性。未来的重力观测将改善对$β$ Pic c质量和（特别是）偏…
2021-03-12 astro-ph.EP
The Direct Detectability of Giant Exoplanets in the Optical
受WFIRST/AFTA计划中日冕探测器的可能性的启发，我们探讨了太阳系外巨行星（EGPs）在光学上的直接探测能力。我们量化的行星的可探测性的轨道，它是在一个可观测的配置（$f_\mathrm{obs}$）的分数。使用一套Monte Carlo实验，我们研究的依赖$f_\mathrm{obs}$的内部工作角（IWA）和最小可实现的对比度（$C_\mathrm{min}$）的直接成像天文台;行星的相位函数，几何散射，单散射，半径，距离地球;和EGP的半长轴分布。我们计算相函数为一个给定的几何或单散射的散射，假设各种散射机制。我们发现，朗伯相位函数可以预测显着更大的$f_\mathrm{obs}$的相对于更现实的瑞利相位函数。对于WFIRST/AFTA的基线能力（$C_\mathrm{min}\sim10^{-9}$、$\mathrm{IWA}\sim0.2''$）进行的观测，在距离地球10、30和50秒差距内绕恒星运行的类木星行星的体积平均可观测性分数分别为${\sim}$ 12%、3%和0.5%。在10秒差距时，这样的观测产生了半长轴在${\sim}2 - 10$ AU范围内的低到中等偏心率行星的$f_\mathrm{obs}>1\%$。如果为$C_\mathrm{min}=10^{-10}$，则此范围扩展到${\sim}35$ AU。我们发现，在所有，但最乐观的配置，在盲搜索中检…
2015-07-09 astro-ph.EP
Characterizing the Orbital and Dynamical State of the HD 82943 Planetary System With Keck Radial Velocity Data
我们提出了一个更新的分析径向速度数据的HD 82943行星系的基础上，10年的测量与凯克望远镜。先前的研究表明HD 82943系统有两颗行星可能处于2：1的平均运动共振（MMR），轨道周期约为220和440天（Lee et al. 2006）。然而，也有人提出了两颗行星1：1共振（Gozdziewski & Konacki 2006）或三颗行星拉普拉斯4：2：1共振（Beauge et al. 2008）的替代拟合。在这里，我们使用\c{hi} 2最小化结合参数网格搜索调查的轨道参数和动力学状态的定性不同类型的适合，我们比较的结果与差分进化马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们的研究结果支持共面2：1 MMR配置的HD 82943系统，并显示没有证据的1：1或3行星拉普拉斯共振适合。该系统相对于天平面的倾角约为20（+4.9 -5.5）度，并且该系统包含两颗质量约为4.78 MJ和4.80 MJ（MJ是木星的质量）的行星，内行星和外行星的轨道周期分别约为219天和442天。最佳拟合是动态稳定的，偏心型谐振角θ1和θ2都在0度左右振动。
2013-09-17 astro-ph.EP
Detectability of substellar companions around white dwarfs with Gaia
到目前为止，还没有一颗真正的行星被发现围绕着一颗白矮星运行。事实上，我们对95%以上的行星系统的最终结构一无所知。理论模型预测轨道周期的最终分布存在差距，这是由于RGB和AGB恒星膨胀期间恒星质量损失（行星向外推）和潮汐相互作用（行星向内推）的相反影响。在其五年的主要任务中，盖亚预计将通过天体测量检测第一批（几十个）WD大质量行星/BD，首次证明WD行星存在，至少是那些在宽轨道上的行星。在本文中，我们展示了盖亚在该领域应该能够找到的模拟的初步结果。
2014-12-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Consistent Orbital Stability Analysis for the GJ 581 System
我们应用的N体建模技术和自动数据拟合与蒙特卡洛马尔可夫链的开普勒轨道模型的不确定性分析的径向速度数据，以确定长期稳定的行星系GJ 581。我们发现，尽管Forveille等人（2011）发表的4行星模型存在稳定性问题，但当考虑到系统中的不确定性，特别是恒星抖动时，4行星模型引力不稳定的假设在统计上并不显著。此外，Vogt等人（2012年）提出的包含行星g的系统也显示出一些稳定性问题，当偏心率允许在轨道拟合中浮动时，但是当分析中包含不确定性时，包含行星g的系统也不能被证明是不稳定的。在最佳拟合必须稳定的条件下，我们给出了GJ~581的4行星和5行星模型下开普勒天体中心轨道拟合的修正约化卡方值，并发现在模型中加入行星g后没有明显的差异。此外，我们还对每个轨道参数估计进行了修改，假设在系统重力稳定的约束下，由于恒星抖动而产生的不确定性。
2014-04-16 astro-ph.EP
The Detectability of Moons of Extra-Solar Planets
研究了太阳系外行星卫星的可探测性，重点讨论了探测脉冲星行星卫星的到达时间微扰技术和探测凌日行星卫星的光度凌日计时技术。现实的阈值推导和分析的背景下，有可能形成的卫星类型和轨道稳定的系统的寿命。对于到达时间扰动技术的情况下，分两个阶段进行分析。首先，假设行星和月球的轨道是圆的，共面的初步调查进行。这个分析然后被应用到脉冲星行星PSR B1620-26 b的情况，并用来得出结论，如果它的质量大于行星质量的5%（2.5木星质量），并且如果行星-月球距离是行星-脉冲星间距的2%（23天文单位），则可以检测到一个围绕脉冲星行星运行的稳定卫星。到达时间的表达式，然后推导出相互倾斜以及非圆形轨道。对于测光凌日计时技术的情况，采用了不同的方法。首先，对月球轨道为圆形且与行星轨道共面，以及行星轨道为圆形且与视线成一直线、圆形且相对于视线倾斜或偏心且与视线成一直线的情况，导出了月球引起的时间摄动的解析表达式。其次，时间噪声分析研究，白光度噪声的情况下，和数值，使用SOHO光变曲线，现实和过滤现实的光度噪声的情况下。[...]由于天文学的限制，摘要被截断。见论文的完整摘要。
2011-09-25 astro-ph.EP
Planet Detectability in the Alpha Centauri System
我们使用超过十年的径向速度测量$α$ Cen A，B和Proxima Centauri从HARPS，CHIRON和UVES来识别行星的$M \sin i$和轨道周期，如果它们存在的话，可能已经被检测到。在质量周期网格中的每个点，我们以现有数据的精度和节奏对模拟开普勒信号进行采样，并评估信号可能仅由噪声产生的概率。现有数据将经典定义的宜居带中的探测阈值放置在$α$ Cen A的大约53 M $_{\oplus}$的$M \sin i$，$α$ Cen B的8.4 M $_{\oplus}$，以及Proxima Centauri的0.47 M $_{\oplus}$。此外，我们还研究了数据中系统误差或“红噪声”的影响。白噪声和红噪声模拟的比较突出了径向速度的准周期性变化，这可能是由系统误差，光球速度信号，或行星信号。例如，红噪声模拟在比邻星b的周期处显示出高于白噪声模拟的峰值。我们还对半人马座$α$恒星的化学成分进行了光谱分析。这些恒星具有超太阳的金属丰度，其C/O和Mg/Si的比值与太阳相似，这表明$α$ Cen系统中的任何小行星都可能与我们的类地行星在成分上相似。虽然$α$ Cen A和B的小的投影分离目前阻碍了极精确的径向速度测量，但角分离现在正在增加。到2019年，$α$ Cen A和B将成为更新多普勒行星调查的理想目标。
2017-11-16 astro-ph.EP
Ploonets: formation, evolution and detectability of tidally detached exomoons
近距离巨行星是行星迁移的最重要证据。如果大的系外卫星形成在更稳定的迁移巨行星周围（例如太阳系中的那些），这些卫星在迁移后会发生什么仍在紧张的研究中。本文探讨的情况下，大的规则外卫星逃脱后，潮汐交换角动量与其母行星，成为小行星本身。我们将这种假设类型的对象命名为\textit{ploonet}。通过对一颗大卫星与一颗近距离巨星之间的潮汐相互作用进行半解析模拟，并对它们的轨道进行了数百万年的数值积分，我们发现，在$\sim$ 50%的情况下，年轻的ploonet可能会从行星系中被弹射出来，或者与其母行星和主星发生碰撞，原则上是可以探测到的。富挥发分的ploonet在行星中心和铁心轨道演化过程中都受到恒星辐射的显著影响，它们的半径和质量在数百万年的时间尺度内由于大部分物质的升华而发生显着变化。我们估计的光度签名，ploonets可能会产生，如果他们过境的恒星在蒸发阶段，并将它们与嘈杂的光变曲线的已知对象（“克罗尼”恒星和非周期性的尘埃光变曲线下降）。此外，典型的凌日定时变化（TTV）所引起的一个plonet与它的行星的相互作用进行了计算。我们发现，目前和未来的光度测量能力可以检测到这些影响，并将其与附近其他行星相遇产生的影响区分开来。
2019-12-24 astro-ph.EP
The Direct Mid-Infrared Detectability of Habitable-zone Exoplanets Around Nearby Stars
位于最近的几颗恒星的宜居带内的巨行星目前可以用地面望远镜拍摄到。在未来十年内，极大望远镜（ELT）将开始以高得多的灵敏度（$-$）对附近更多恒星的宜居带进行成像，从而可能对最近恒星周围的系外地球进行成像。为了确定未来十年最有希望的观测候选者，我们建立了一个理论框架，根据现有的大气和演化模型，在中红外波段直接探测地球$-$到超木星质量的系外行星。在83颗最近的BAFGK型恒星中，我们选择了37颗年龄在10 pc以内的FGK型恒星和34颗年龄在30 pc以内的BA型恒星。我们根据行星有效温度的参数模型，根据恒星的光度、距离和年龄，以及行星的轨道半长轴、半径和半径来确定目标的优先级。然后，我们预测最有可能的行星是可探测到目前的8米望远镜和39米ELT与高达100小时的观察每颗恒星。综上所述，我们建议探测宜居带系外行星所需的观测时间，范围从非常接近的温带地球大小的行星到更遥远的年轻巨行星。然后，我们为当前的望远镜和即将到来的ELT推荐理想的初始目标。
2022-12-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Helium in Exoplanet Exospheres: Orbital and Stellar Influences
本研究通过再分析已发表的系外行星氦探测数据，发现了氦探测的轨道最佳区间、恒星温度相关规律等趋势，指出宇宙海岸线理论需修正，助力理解系外行星外逸层演化。
2024-03-22 astro-ph.EP
Dynamical analysis of the circumprimary planet in the eccentric binary system HD59686
详细分析了HD~59686双星系统的轨道和稳定性。HD~59686是一颗单线中密（$a_{B} = 13.6\,$ AU）偏心（$e_{B} = 0.73$）双星，主星是一颗演化的K巨星，质量为$M = 1.9 M_{\odot}$，而主星是一颗最小质量为$m_{B} = 0.53 M_{\odot}$的恒星。此外，根据精确的径向速度（RV）数据，最近宣布了一颗最小质量为$m_p = 7 M_{\mathrm{Jup}}$的类木行星，它与$e_p = 0.05$和$a_p = 1.09\,$ AU一起在近圆形的S型轨道上绕主星运行。我们调查大套轨道符合HD 59686的径向速度数据，应用自举和系统的网格搜索技术，加上自洽动力学拟合。我们进行长期的动力学积分，这些适合限制允许的轨道配置。我们发现，如果在这个系统中的双星和行星的共面轨道，有狭窄的区域稳定的轨道解锁定在一个长期的拱线对齐与近点之间的角度，$Δω$，振动约$0^\circ$。我们还测试了大量的相互倾斜的动力学模型，试图约束的三维轨道结构。我们发现，几乎共面和逆行轨道相互倾斜$145^\circ \lesssim Δi \leq 180^\circ$，系统是完全稳定的轨道解的大范围。
2018-03-04 astro-ph.EP
Detecting Atmospheric Molecules of Temperate Terrestrial Exoplanets using High-Resolution Spectroscopy in the Mid Infrared Domain
受中红外波段高色散摄谱仪发展的启发，我们研究了它们在M型恒星附近非凌日温带类地行星大气特性研究中的应用。我们研究了在12-18 $μ$ m处的高分辨率行星热发射光谱中CO $_2$、H $_2$ O、N $_2$ O和O $_3$的可探测性，假设具有类似地球的剖面和简化的热结构。这类行星的分子谱线宽度可以与行星轨道运动引起的多普勒频移相当或更宽。考虑到可能难以知道的高分辨率MIR光谱的主机恒星具有足够的精度，我们建议观察目标系统在两个正交相位和提取的差分光谱作为行星信号。在这种情况下，与完全知道宿主星光谱的情况相比，信号可以被基本上抑制，因为光谱特征的某些部分不会保留在差分光谱中。尽管存在这种自减，但对于6.5米级低温望远镜来说，具有中/晚M主星的邻近（$\lesssim $ 5~pc）系统的CO $_2$和H $_2$ O特征是实用的，其中一些系统的轨道倾角也可能受到限制。对于1~bar类地大气中的CO $_2$和N $_2$ O，当混合比为1-10 $^3$ ppm时，该方法是灵敏的。当光谱分辨率高于$\mathcal{R}\gtrsim 10,000$时，除了O $_3$之外的分子的可探测性没有显著提高，尽管对轨道倾角的约束得到改善。这项研究提供了一些基准的情况下，用于评估的价值和平号高分辨率光谱学的潜在宜居行星的特性。
2021-02-05 astro-ph.EP
Stability and detectability of exomoons orbiting HIP 41378 f, a temperate Jovian planet with an anomalously low apparent density
本文通过 N 体和潮汐模拟研究 HIP 41378 f 周围质量比为 0.0123 的假设系外卫星的稳定性，并分析其凌星信号和透射光谱影响，证明大型系外卫星可行且可能干扰未来高精度观测。
2023-10-10 astro-ph.EP
Stability of the co-orbital resonance under dissipation: Application to its evolution in protoplanetary discs
尽管太阳系中存在共轨天体，并且行星系形成模型预测了共轨行星的形成，但迄今为止还没有发现共轨系外行星（也称为特洛伊）。在这篇论文中，我们将研究一对共轨的系外行星在原行星盘中的迁移过程中是如何发生的。为此，我们计算了拉格朗日平衡L4和L5下的一般耗散和缓慢的质量演化的稳定性标准。根据这些扰动的强度和形状，系统可以朝着拉格朗日平衡发展，或者倾向于增加其振动幅度，可能一直到马蹄形轨道，甚至退出共振。我们估计我们的标准使用一组流体动力学模拟的各种条款，并表明，光盘扰动和两个行星之间的动力学耦合的稳定性有显着的影响：结构诱导的每个行星在光盘扰动的耗散力施加在其他行星在每个天平动周期。在我们关于共轨道稳定性的结果中，有几个对限制这种配置的可观测性很感兴趣：长距离向内迁移和较小的领先行星倾向于增加拉格朗日平衡附近的天平动振幅，而领先的大质量行星和属于共振链倾向于稳定它。我们还表明，取决于耗散力的强度，在共轨道对向内迁移的过程中，两个共轨道中较小的一个的倾角和偏心率都可以显著增加，这可以对通过这种构型的过境的可探测性产生显著影响。
2019-11-19 astro-ph.EP
Application of Orbital Stability and Tidal Migration Constraints for Exomoon Candidates
太阳系外行星的卫星或系外卫星处于利用现有技术可探测性的前沿，在搜寻时应考虑到理论上的限制。在这封信中，我们将轨道稳定性和潮汐迁移的理论约束应用于Fox & Wigert（2020）提出的六个候选KOI系统，以确定这些系统是否有可能容纳外卫星。外卫星的轨道稳定度仅限于主行星希尔半径（$\sim$ 20 R $_{\rm p}$）的40%。利用来自太阳系的合理潮汐参数，我们发现六个系统中有四个要么会潮汐地破坏它们的系外卫星，要么会在系统寿命内因向外迁移而失去它们。剩下的两个系统（KOI 268.01和KOI 1888.01）可能拥有25 R $_{\rm p}$以内的外卫星，并且小于宿主行星质量的$\sim$ 3%。然而，Kipping（2020）最近的一项独立的过境时间分析发现，这些系统未能通过严格的统计测试来验证它们作为候选者。总体而言，我们发现这些系统中存在足够大的TTV签名的exoons是不太可能的观测建模，潮汐迁移和轨道稳定性的综合约束。可以在GitHub存储库Multiversario/satcand中找到重现我们结果的软件。
2020-09-30 astro-ph.EP
Wind accretion onto planets orbiting an evolving Solar-like star and their detectability
Universidad Autónoma de Sinaloa（锡那罗亚自治大学）；Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学射电天文学与天体物理研究所）；SECIHTI - Instituto de Física y Matemáticas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo（米却肯圣尼古拉斯德伊达尔戈大学物理与数学研究所）；Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）
研究行星围绕红巨星分支和热脉动渐近巨星分支阶段的太阳型恒星吸积恒星风，并探讨其可检测性。
2026-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Phase Modeling of the TRAPPIST-1 Planetary Atmospheres
过境紧凑的多行星系统提供了许多独特的机会来表征行星，包括研究大小分布，平均密度，轨道动力学和大气成分。在这些系统中相对较短的轨道周期确保了需要行星特定轨道位置的事件（例如主凌日和次食点）发生频率很高。行星的轨道运动和相关的相位变化提供了一种通过测量它们的赤道来限制大气成分的方法。在这里，我们描述了预期的相位变化的TRAPPIST-1系统和优越的结合时，相位效应的总和产生最大幅度的时间。我们还描述了TRAPPIST-1行星发射的红外通量和对整体相位振幅的影响。我们进一步提出了使用全球环流模型ROCKE-3D的TRAPPIST-1 e和TRAPPIST-1f假设现代地球和太古代大气成分的大气模型的结果。这些模拟用于计算反射光和热发射分量的预测相位曲线。我们讨论了这些签名的可探测性和未来的前景，类似的研究相对暗淡的M星的相位变化。
2020-12-24 astro-ph.EP
Modeling Radial Velocity Data of Resonant Planets to Infer Migration Histories
一些用径向速度方法发现的周期比为$\lesssim 2$的巨行星对可能存在于平均运动共振中。在形成时的轨道迁移和共振捕获自然会解释这些系统的现今共振轨道配置。经历平滑迁移和偏心阻尼力的行星，由于原行星盘，不仅应该捕获到平均运动共振，而且最终在共振内的特定动力学配置中，有时被称为拱心共转共振（ACR）。在这里，我们开发了一种方法来测试的假设，一个行星对居住在ACR直接拟合径向速度数据。ACR假设强烈限制了描述径向速度信号的自由参数的数量，我们比较适合使用这种高度限制的模型，适合使用更传统的两行星RV模型，通过使用嵌套采样模拟。我们将我们的方法应用于HD 45364和HD 33844，这两个系统分别以3：2和5：3的共振方式承载巨行星对。我们表明，这两个系统的观测支持ACR配置，我们使用我们的ACR模型拟合的结果来约束这些系统可能的迁移历史。
2020-07-28 astro-ph.EP
Orbital Dynamics and the Evolution of Planetary Habitability in the AU Mic System
已经发现的行星系的多样性揭示了过多的可能结构，为行星形成和演化提供了见解。它们还增加了我们对可能影响行星可居住性的系统参数的理解，以及这些条件如何受到初始条件的影响。在已知的行星系中，AU~Mic系统是一个独特的年轻的多行星凌日系统。这样一个年轻和特征良好的系统提供了一个机会，研究轨道动力学和可居住性研究的行星在其演变的非常早期的阶段。在这里，我们计算了系统的宜居带随时间的演化，包括系统目前所处的主序前阶段。我们讨论的行星大气过程中发生的地球质量的行星在这个过渡期，并提供计算的气候状态收敛年龄的挥发性丰富和贫穷的初始条件。我们提出的AU~Mic系统的轨道动力学分析的结果表明，快速的离心率演化的已知行星，并表明，类地行星的宜居带的系统可以保持长期稳定。最后，我们讨论了后续的观测前景，可能的宜居带行星的可探测性，以及如何使用AU Mic系统作为行星宜居性演化研究的模板。
2021-11-02 astro-ph.EP
Exoplanetary radio emission predictions and detectability in the SKA era
Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）；Iranian National Observatory (INO)（伊朗国家天文台）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Aalto University（阿尔托大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本研究结合射电波特定律与机器学习，基于1330颗系外行星数据集预测射电辐射，筛选出64颗SKA可探测的行星，并指出射电猝灭效应对目标选择的重要性。
2026-11-09 astro-ph.EP
On the detectability of star-planet interaction
“热彗星”与其宿主恒星之间的磁（或潮汐）相互作用可能会增强色球和日冕活动。极端的WASP-18系统提供了研究这种效应的理想试验平台，该系统具有一个巨大的（约10倍木星）近距离（约1天周期）过境行星，围绕一颗年轻的F6恒星运行。2011年11月对WASP-18进行了光学和X射线观测。6.5米麦哲伦克莱望远镜使用了高分辨率阶梯光栅光谱仪MIKE，获得了13个光谱，跨越行星轨道相位0.7-1.4，而雨燕上的X射线望远镜提供了同期监测，叠加曝光量约为50 k s。核心的钙II H和K线没有显示出显着的变化，在多个轨道跨度~8天，在相对于相位依赖色球活动增强有效的恒星-行星相互作用的预期。这颗恒星也是X射线暗弱的，log Lx < 27.6 erg/s（0.3-2 keV），表明日冕活动同样很低。在这个极端的系统中，缺乏可检测的恒星-行星相互作用，这就要求任何这样的效应在这里必须是短暂的，如果确实存在的话。我们表明，搜索钙II H和K的变化可能会错误的恒星热点，如果观察到在一个短的旋转周期，行星引起的活动。总之，这些结果表明，恒星-行星相互作用作为估计系外行星磁场强度的可靠方法的效用可能是有限的。
2012-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
When the horseshoe fits: Characterizing 2023 FY3 with the 10.4 m Gran Telescopio Canarias and the Two-meter Twin Telescope
本研究通过大望远镜观测和N体模拟，发现新近发现的小行星2023 FY3为S型快速自转天体，处于地球共轨空间边缘，呈马蹄形共振行为，曾经历迷你月球捕获且未来可能重演，丰富了迷你月球的组成多样性认知。
2023-11-01 astro-ph.EP
M2K: II. A Triple-Planet System Orbiting HIP 57274
凯克天文台的多普勒观测揭示了一个三行星系统围绕着附近的中型K矮星HIP 57274运行。内行星HIP 57274 b是一颗超级地球，\msini\= 11.6 \mearth（0.036 \mjup），轨道周期为8.135 $\pm$ 0.004 d，轨道略偏$e=0.19 \pm 0.1$。我们计算出内行星的过境概率为6.5%。第二颗行星的\msini\= 0.4 \mjup\，轨道周期为32.0 $\pm 0.02$ d，轨道接近圆形，还有$e = 0.05 \pm 0.03$。第三颗行星的\msini\= 0.53 \mjup\，轨道周期为432 $\pm 8$ d（1.18年），离心率为$e = 0.23 \pm 0.03$。这一发现增加了多普勒探测到的具有$\msini < 12 \mearth\ $的超级地球质量行星的数量。我们发现，56 $\pm 18$ %的超级地球是多行星系统的成员。这当然是一个下限，因为观测的可探测性限制，但显着高于木星质量的系外行星的比例，$20 \pm 8$ %，这是多普勒探测到的多行星系统的成员。
2011-09-13 astro-ph.EP
Simulating RISTRETTO: Proxima b detectability in reflected light
本文通过端到端模拟，证明RISTRETTO仪器可在约55小时观测内探测到Proxima b的反射光，并表征其轨道倾角、真实质量与反照率，约85小时可探测O₂和H₂O分子吸收。
2025-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Empirical stability criteria for 3D hierarchical triple systems I: Circumbinary planets
本文通过超3亿次数值模拟首次系统研究三维偏心环双星行星轨道稳定性，给出经验拟合判据并训练机器学习模型，且在Kepler和TESS系统中验证有效。
2024-09-05 astro-ph.EP
Exploring the Orbital Stability of Large, Lightweight Mirrors around Exoplanets
University of Wisconsin - La Crosse（威斯康星大学拉克罗斯分校）；Space Sciences Laboratory at the University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校空间科学实验室）
研究大型轻质镜面在系外行星轨道上受恒星辐射压影响的稳定性，通过N体模拟分析不同恒星类型和轨道参数下的镜面生存时间与轨迹。
2026-06-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
NSVS 14256825: period variation and orbital stability analysis of two possible substellar companions
本研究通过网格搜索优化和N体稳定性分析，为后共同包层双星NSVS 14256825的掩食时刻变化找到了两颗亚恒星伴星的最佳拟合轨道，其中内行星约11倍木星质量、周期7年，外伴星周期20-50年，并验证了长期稳定性。
2024-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
