Asymmetric Orbital Distribution near Mean Motion Resonance: Application to Planets Observed by Kepler and Radial Velocities
开普勒凌日巡天和各种视向速度(RV)巡天发现了许多多行星系统。开普勒行星显示出一个不对称的特征,即轨道周期间隔略窄/宽的行星对存在小但显著的赤字/过剩,特别是在一阶平均运动共振(MMR)附近,如2:1和3:2 MMR。类似地,如果不完全相同,RV行星也有不对称的特征(堆积宽度为2:1 MMR),但仅限于大质量行星。我们分析和数值研究行星的轨道演化附近和MMR。我们发现,它们的轨道周期比可以不对称地分布在MMR中心周围,而与耗散无关。在没有耗散的情况下,开普勒行星的轨道分布不对称性在3:2 MMR中可以部分再现,但在2:1 MMR中不能再现,这意味着耗散对后者可能更重要。大质量RV行星堆积在2:1 MMR附近,这与行星单独形成然后向MMR迁移的情况一致。堆积的位置推断出大质量行星的K值在1-100的数量级上,其中K是行星迁移期间轨道偏心率和半长轴之间的阻尼率比。
2016-09-27 astro-ph.EP
Tracing the Origins and Evolution of Small Planets using Their Orbital Obliquities
我们建议在未来的十年里,加大力度调查和了解太阳系外小行星的密度分布。系外行星的轨道半径,行星轨道和恒星自转之间的相对方向是行星如何形成和迁移的关键线索。虽然目前对较小行星的轨道特性的探索很少,但未来十年内上线的新一代设施将使此类观测成为可能。使用超大望远镜进行凌日分光观测将使我们能够测量像$\sim2R_{\oplus}$这样小的行星围绕各种恒星的轨道密度,从而为了解最常见类型行星的轨道特性打开了一扇窗户。这一努力将直接有助于理解行星系的形成和演变,这是美国国家科学院系外行星科学战略报告的一个关键目标。
2019-03-11 astro-ph.EP
Planet Formation in Highly Inclined Binary Systems. II. Orbital Alignment or Anti-alignment and Planet Growth Boost in Intermediate Separation Binaries
恒星通常在双星系统中形成,这为研究极端条件下的行星形成提供了天然实验室。在谢等人(2011)的第一篇论文(论文I)中,我们证明了即使在高度倾斜的双星系统中,行星形成的中间阶段--从微行星到行星胚胎/核心--也可以进行。本文继第一篇论文之后,对类地行星形成的晚期阶段,即从胚胎到完整的行星,在各种轨道配置的双星系统中。我们确定了一种轨道对准或反对准效应;也就是说,尽管倾斜双星通常会使行星轨道相对于主宿主恒星的自旋轴不对准(即,导致大的不对称性),它可以使行星轨道相对于双星轨道对齐或反对齐。这种轨道(反)对准效应是由轨道微分进动和自阻尼的组合引起的,并且在中间双星分离的情况下,即,a_B~40-200 AU,距离主星约1 AU的类地行星形成。在这种中间分离的双星中,与直觉有些相反,双星伴星可以通过增加碰撞率来帮助行星生长,形成更大质量但更少的行星。在另外两端,伴星太近,因此起着剧烈的破坏作用,或者太宽,对行星形成没有显著的影响。未来的观测,可以发现更多的行星轴承双星系统和约束他们的质量和三维轨道运动将测试我们的数值结果。
2018-05-28 astro-ph.EP
Detection of co-orbital planets by combining transit and radial-velocity measurements
共轨行星尚未被发现,尽管它们是行星形成和演化模型的常见副产品。这种缺乏可能是由于观测偏差,因为主要的探测方法无法发现共轨伴星,当它们很小或接近拉格朗日平衡点时。然而,对于一个已知有一颗凌日行星(质量为$m_1$)的系统,我们可以通过结合凌日时间和恒星的径向速度数据来检测一颗共轨伴星(质量为$m_2$)。在这里,我们提出了一个简单的方法,允许检测的同轨同伴,有效的偏心轨道,依赖于一个单一的参数$α$,这是成比例的质量比$m_2/m_1$。因此,当$α$在统计上不等于零时,我们就有了一个强有力的候选者来窝藏一个共轨伴星。我们还讨论了不同的行星配置所产生的误报的相关性。
2017-02-28 astro-ph.EP
Orbital migration of giant planets induced by gravitationally unstable gaps: the effect of planet mass
有人认为长周期巨行星,如HD 95086 b和HR 8799 bcde,可能是由原行星盘的引力不稳定性形成的。然而,自引力盘-卫星相互作用可能导致引力不稳定间隙的形成。这样的不稳定性显着影响的轨道迁移的间隙开放大规模磁盘中的扰动。我们使用二维流体动力学模拟来研究行星质量对间隙的引力稳定性及其对轨道迁移的影响的作用。我们考虑行星与恒星质量比q=0.0003到q=0.003的巨行星,它们位于一个自引力盘中,盘与恒星质量比M_d/M_*=0.08,长宽比h=0.05,开普勒托姆雷参数Q = 1.5,初始轨道半径为2.5倍。固定轨道模拟表明,我们认为所有的行星质量都打开了引力不稳定的缺口,但随着行星质量的增加,不稳定性更强,发展得更快。随着行星质量的增加,行星盘上的扭矩通常变得更正。在自由迁移的模拟中,我们观察到随着行星质量的增加,向外迁移的速度更快,但仅限于能够在早期打开不稳定间隙的行星质量。对于q=0.0003,行星在打开间隙之前经历了快速向内的III型迁移。对于q=0.0013,我们发现有可能通过不稳定间隙产生的正力矩来平衡向内迁移的趋势,但仅限于几十个轨道周期。我们发现不稳定的外间隙边缘可以触发向外的III型迁移,在动力学时间尺度上将行星发送到其初始轨道半径的两倍。这种引发的III型迁移可能是将巨行星带到大轨道距离的一种方式。另一方面,我们的研究结果也意味着间隙开放不是一个充分的条…
2013-06-11 astro-ph.EP
The Orbital Stability of Planets Trapped in the First-Order Mean-Motion Resonances
许多包含多个超级地球的太阳系外行星系已经被发现。考虑到标准的I型行星迁移的N体模拟表明,原行星被捕获到靠近内盘边缘的平均运动共振轨道,在那里迁移停止。以前的N体模拟表明,共振系统的轨道稳定性取决于被捕获行星的数量。在不稳定的情况下,通过行星间的紧密散射和合并,最终形成非共振的多重系统。在本文中,我们调查的临界数量的共振捕获行星超过轨道不稳定发生后磁盘气体耗尽。我们发现当行星总数($N$)大于临界数($N_{\rm crit}$)时,轨道不稳定性开始的时间尺度--穿越时间与非共振情况相似,而对于$N\leq N_{\rm crit}$,轨道不稳定性在轨道计算时间($10^8$ Kepler时间)内从未发生。因此,跨越临界数的跨越时间的转变是剧烈的。当所有的行星被困在7:6共振的相邻对,$N_{\rm crit} = 4$。通过改变轨道间距和行星质量,研究了4:3,6:5和8:7共振的临界数随轨道间距的变化关系.当行星质量固定时,临界数随希尔半径轨道间距的增加而增加;当希尔半径轨道间距固定时,临界数随行星质量的增加而增加。我们还计算了一个系统的情况下,这不是由相同的共振。稳定性的急剧转变可能是多个超级地球(非共振或共振)的多样性的原因,这是由$Kepler$任务揭示的。
2012-08-29 astro-ph.EP
A possible correlation between planetary radius and orbital period for small planets
对于半径小于4 R_Earth的行星,我们认为存在着行星半径与轨道周期之间的相关性。使用开普勒的数据,我们发现的相关系数为0.5120,并建议的相关性是不是仅仅由调查不完整。虽然相关系数可能会根据统计分析而变化,但相关性的统计显著性是稳健的。进一步的分析表明,这种相关性源于两个因素。一个似乎是两个量之间的中间周期(3-100天)的幂律依赖关系,另一个是在短周期内缺乏半径大于2 R_地球的行星。这种相关性可能为小行星形成理论和理解行星系的动力学演化提供重要的约束。
2015-10-15 astro-ph.EP
Innocent Bystanders: Orbital Dynamics of Exomoons during Planet-Planet Scattering
行星-行星散射是解释观测到的巨大系外行星的广泛偏心率分布的主要机制。在这里,我们研究在这种情况下的原始巨行星卫星的轨道稳定性。我们使用N体模拟,包括现实的扁率和不断演变的自旋演化的巨行星。我们发现,绝大多数(80-90%在我们所有的模拟)的轨道参数空间的卫星是不稳定的。有很强的径向依赖性,因为超过0.1希尔半径的卫星被系统地移除。在类伽利略卫星轨道(< 0.04希尔半径)上较近的卫星有很好的生存机会(20-40%)。失稳的卫星可能会与恒星或行星发生碰撞,被抛出系统,被另一颗行星捕获,被抛出但仍然围绕其自由浮动的主行星运行,或者作为“行星”在日心轨道上生存。“卫星的存活率随着宿主行星的质量而增加,但与行星的最终(散射后)轨道无关。根据我们的模拟,我们预测存在着大量的自由浮动(前)卫星的星系人口。
2017-12-19 astro-ph.EP
Gravitational instability of planetary gaps and its effect on orbital migration
巨行星在自引力盘中形成的间隙可能导致引力边缘不稳定性(GEI)。我们证明了全球的3D和2D自引力盘行星模拟使用ZEUS,PLUTO和FARGO流体动力学代码的GEI。高分辨率的二维模拟表明,不稳定的外间隙边缘可以导致向外的轨道迁移。我们的研究结果对大质量盘中巨行星形成的理论有重要的意义。
2014-01-20 astro-ph.EP
On the Orbital Spacing Pattern of Kepler Multiple Planet Systems
开普勒太空任务在多个凌日行星系统中探测到了大量的系外行星。先前的研究发现,这些开普勒多行星系统表现出系统内的一致性,即同一系统中的行星具有相似的大小和相关的轨道间距。然而,重要的是要考虑由于观测偏差而产生的选择效应的可能作用。在本文中,我们重新审视的轨道间距方面的模式后,考虑到观测偏差使用的正演模拟方法。我们发现,开普勒多行星系统的轨道间距,在周期比,显着相关的只有那些紧密包装的系统,从相关到非相关的过渡是突然的边界在平均周期比$\overline{PR}$ $\sim 1.5 - 1.7$。在这方面,轨道间距的格局更像是一种二分法,而不是一种全球相关性。此外,我们还发现这种视轨道间距二分法本质上是与平均运动共振(MMR)有关的二分法的投影,我们称之为MMR二分法,它本身可能是行星迁移和动力学演化的自然结果。
2020-08-23 astro-ph.EP
Corralling a distant planet with extreme resonant Kuiper belt objects
四个最长周期的柯伊伯带天体的轨道周期彼此接近整数比。一颗轨道周期为$\sim$ 17,117年,半长轴为$\sim$ 665天文单位的假想行星,与这四个天体的周期比为N/1和N/2。共振轨道的轨道几何形状和动力学限制了这类行星的轨道平面、轨道偏心率和质量,以及它目前在轨道上的位置。
2016-06-02 astro-ph.EP
Formation of inner planets in the presence of a Cold Jupiter: orbital evolution and relative velocities of planetesimals
本文研究冷木星对内盘星子轨道演化和相对速度的影响,发现小星子受气体阻力影响相对速度升高,而大星子可保持低速度弥散并继续失控增长,表明冷木星不阻碍内岩石行星形成。
2023-08-28 astro-ph.EP
Orbital characteristics of planetesimals captured by circumplanetary gas disks
足够大质量的成长中的巨行星有着环绕行星的圆盘,而圆盘对固体的捕获可能会影响行星的成长和它们周围卫星系统的形成。除了尘埃粒子提供给磁盘与流入的气体,最近的研究表明的重要性,捕获的微行星的运动是去耦的气体,但轨道演化的捕获机构在环行星际气体盘还没有详细研究。在目前的工作中,使用三体轨道积分和解析计算,我们研究的轨道特性和随后的动力学演化的星子捕获的气体阻力从环行气体盘。我们发现,在大多数情况下,在永久捕获的时间的行星为中心的微行星轨道的半长轴小于约三分之一的行星的希尔半径。一般来说,被捕获的天体会迅速螺旋进入行星,而逆行轨道的轨道衰减速度更快,这是因为来自行星周围气体的强劲逆风。当一个被捕获到逆行轨道的微行星在螺旋进入行星之前受到足够强的气体阻力时,它的轨道在径向位置转向逆时针方向,这可以用斯托克斯数来解释。我们还发现,那些被捕获到某些类型的轨道可以生存很长一段时间,即使在气体阻力下,无论是在逆行和逆行的情况下,这可能是重要的不规则卫星的巨行星的起源。
2016-04-28 astro-ph.EP
Orbital dynamics of two circumbinary planets around misaligned eccentric binaries
本文研究了两颗行星围绕一颗圆轨道或偏心轨道双星运行的环双星行星系的轨道动力学。这两颗行星的轨道最初是圆形的,彼此共面,但相对于双星轨道平面不对齐。双星与行星和行星与行星的相互作用导致了复杂的行星倾斜振荡。我们使用分析模型和数值模拟来探索行星半长轴,二进制偏心率和初始倾角的各种值的影响。围绕一个圆轨道双星,长期倾斜振荡是由行星-行星相互作用驱动的,并且是周期性的。在这种情况下,如果行星靠得很近,它们会发生相互天平动,如果相距很远,它们会发生循环,并在临界距离处发生突然转变。在偏心轨道双星周围,长期的倾斜振荡是由行星-行星相互作用和双星-行星相互作用驱动的。这些振荡通常显示多于一个频率,并且通常不是周期性的。从相互行星天平动到循环的转变并不明显,并且存在一系列的分离,行星在轨道上有时相互天平动,有时循环。此外,在某些分离处,存在倾斜振荡复杂但周期性的共振。对于相对于偏心轨道双星高度偏离的行星,有固定(非振荡)倾斜配置,这是单行星情况下极地配置的概括。高度倾斜的行星在初始倾角偏离静止构型时会发生振荡。
2021-11-29 astro-ph.EP
Orbital Dynamics of Multi-Planet Systems with Eccentricity Diversity
由于系外行星是使用径向速度方法探测到的,它们揭示了轨道配置的多样性分布。其中包括在高偏心轨道(e > 0.5)的行星。这些系统中的大多数由一颗行星组成,但也有几颗被发现在近圆形轨道上包含一颗周期较长的行星。在这里,我们使用最新的开普勒轨道解决方案,以调查四个已知的系统,表现出这种极端的偏心率的多样性; HD 37605,HD 74156,HD 163607和HD 168443。我们将限制在这些系统中的径向速度残差的基础上存在额外的行星。我们表明,在每个系统中的两个已知的行星交换角动量,通过长期振荡的偏心率。我们计算了这些偏心振荡和相关的近星点岁差的振幅和时标。我们进一步证明了相互轨道倾角对高频偏心振荡幅度的影响。最后,我们讨论了这些振荡的背景下,可能的起源方案不等的偏心率的影响。
2014-02-08 astro-ph.EP
A Uranian Trojan and the frequency of temporary giant-planet co-orbitals
特洛伊天体共享一颗行星的轨道,从不远离三角拉格朗日点,在行星前方(L4)或后方(L5)60度。我们报告检测到天王星特洛伊木马;在我们的数值积分,2011 QF 99振荡周围的天王星L4拉格朗日点为>70 kyr,并保持共轨道约1万年前成为半人马座。我们构建了一个半人马座模型,由transneptunian区域提供,以估计临时的共轨道捕获频率和持续时间(精确到两个因子),发现在任何时候,0.4%和2.8%的人口将分别是天王星和海王星的共轨道。因此,在IAU小行星中心数据库中,半人马座的共轨比例(~2.4%)与预期的穿海王星供应一致。
2013-08-29 astro-ph.EP
A new and simple prescription for planet orbital migration and eccentricity damping by planet-disc interactions based on dynamical friction
在行星形成过程中,行星胚胎与原行星气盘之间的引力相互作用导致了行星胚胎的轨道迁移,对最终形成行星系起着重要作用。虽然迁移有时发生在超音速状态下,其中行星胚胎和气体之间的相对速度高于声速,但迄今为止提出的描述行星盘相互作用力和超音速状态下轨道变化时间尺度的迁移处方相互不一致。在这里,我们讨论了现有的处方在文献中的细节,并推导出一个新的简单直观的配方,行星盘的相互作用的基础上动态摩擦,可以应用在超音速和亚音速的情况下。虽然现有的处方假设特定的光盘模型,我们包括明确的光盘参数的依赖性,因此,它可以适用于光盘与任何径向表面密度和温度的依赖性(除了径向尺度小于光盘尺度高度的局部变化)。我们的处方将减少来自行星迁移的不同文献配方的不确定性,并将成为研究行星吸积过程的重要工具,特别是在研究在系外行星系统中常见的近距离低质量行星的形成时。
2020-05-06 astro-ph.EP
Pervasive Orbital Eccentricities Dictate the Habitability of Extrasolar Earths
类地行星的长期可居住性需要低轨道偏心率。由于许多太阳系外的行星系都与恒星伴星有关,因此来自遥远恒星伴星的长期扰动是激发行星偏心率的一个非常重要的机制。虽然类地行星在恒星双星系统中的轨道演化已经被很好地理解,但双星系统扰动对包含额外气体巨行星的更现实系统的影响却很少被研究。在这里,我们提供了一个大的数值积分,确定初始轨道参数导致偏心轨道合奏确认的分析标准。我们表明,太阳系外的地球很可能会经历一个广泛的轨道演变所决定的气体巨行星的位置,需要更集中的研究偏心率对生命的潜力的影响。
2010-03-02 astro-ph.EP
Thermal-orbital coupled tidal heating and habitability of Martian-sized extrasolar planets around M stars
M型恒星是寻找太阳系外可居住行星的好目标。由于它们的有效温度很低,M星的宜居带非常接近恒星本身。对于靠近恒星的行星,潮汐加热在热演化和轨道演化中起着重要的作用,特别是当行星轨道具有相对较大的偏心率时。虽然潮汐加热与行星的热状态和轨道相互作用,但对M星周围的太阳系外行星的这种耦合计算还没有进行过。我们使用简单的结构和轨道模型进行耦合计算,并分析了一个类地行星的热状态和可居住性。考虑到这颗行星是火星大小,潮汐加热并部分融化地幔,如果恒星质量小于太阳质量的0.2倍,并且轨道的初始偏心率大于0.2,则保持平衡态。由于地幔熔化而减少的热量耗散使这颗行星即使轨道距离很小,也能在宜居带停留10 Gyr以上。平衡态下的地表热通量介于火星和木卫一之间。行星的热状态主要取决于偏心率的初始值和恒星的质量。
2014-06-10 astro-ph.EP
Secular Orbital Dynamics of the Possibly Habitable Planet K2-18 b with and without the Proposed Inner Companion
本文研究可能宜居行星K2-18 b在单行星和含4:1共振内部伴星两种构型下的长期轨道动力学,揭示伴星导致数千年尺度的偏心率和倾角周期性交换,并讨论其对气候宜居性和米兰科维奇周期的影响。
2023-10-28 astro-ph.EP
Refined stellar, orbital and planetary parameters of the eccentric HAT-P-2 planetary system
我们提出了完善的参数太阳系外行星系HAT-P-2(也称为HD 147506),根据新的径向速度和光度数据。HAT-P-2b是一颗凌日的太阳系外行星,轨道偏心。我们提出了一个详细的分析的行星和恒星的参数,产生一致的结果的质量和半径的恒星,更好的约束的轨道偏心率,和完善的行星参数。主恒星的改进参数为M_star = 1.36 +/- 0.04 M_sun和R_star = 1.64 +/- 0.08 R_sun,而行星的质量为M_p = 9.09 +/- 0.24 M_Jup,半径为R_p = 1.16 +/- 0.08 R_Jup。行星的精确凌日时期和周期为E = 2,454,387.49375 +/- 0.00074(BJD)和P = 5.6334729 +/- 0.0000061(天),近星点的轨道偏心率和幅角分别为e = 0.5171 ± 0.0033和omega = 185.22 ± 0.95度。这些轨道要素使我们能够预测日食的时间,准确度约为15分钟。我们还讨论了这种显着的偏心率的影响,包括在过境光变曲线的不对称性的表征。上面给出了一些简单的公式,这些公式又可以用来利用纯粹的测光数据来限制轨道偏心率。这将特别有助于对凌日行星进行非常高精度的星载观测。
2009-10-08 astro-ph.EP
Puffed-up Edges of Planet-opened Gaps in Protoplanetary Disks. II. The Role of the Planet's Orbital Eccentricity
Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics(中央研究院天文及天文物理研究所);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学汤川研究所)
研究行星轨道偏心率对原行星盘气体和尘埃结构的影响,采用三维多流体流体动力学模拟,发现偏心行星能增强间隙边缘尘埃膨胀、使间隙对尘埃更泄漏、让尘埃环变大变宽,对行星形成理论和相关观测有重要意义。
2026-07-08 astro-ph.EP
A record of the final phase of giant planet migration fossilized in the asteroid belt's orbital structure
小行星带的特点是在动力激发轨道上的物质总质量极低。尼斯模型解释了太阳系的许多特殊性质,包括太阳带的激发态,通过调用外行星之间的轨道不稳定性。然而,以前关于尼斯模型对小行星带结构影响的研究很难重现最里面的小行星的轨道倾角分布。在这里,我们展示了巨行星迁移的最后阶段是如何塑造小行星带的,特别是它的倾角分布。由于与剩余星子的相互作用导致土星远离木星,它的轨道进动速度随着两颗行星相互作用的减弱而减慢。当行星接近它们的现代分离时,木星完成的轨道比土星的轨道少五圈,木星对土星的偏心作用力加强。我们使用数值模拟表明,没有小行星的轨道进动之间的24-28角秒/年是有关的倾斜问题。当土星的岁差加速时,高倾角的小行星被激发到行星交叉轨道上,并从内部主带中移除。通过这一过程,小行星带的轨道结构被重新塑造,从而显著改善了模拟结果。
2019-12-05 astro-ph.EP
The HD 181433 Planetary System: Dynamics and a New Orbital Solution
我们对HD 181433行星系的轨道稳定性进行了详细的分析,发现它在很宽的轨道偏心率、半长轴和相互倾角范围内表现出很强的动力学不稳定性。我们还分析了Campanella(2011)提出的另一种系统架构的行为,发现它比原来的解决方案提供了更大的稳定性,这是由于行星被困在强烈的相互共振中。我们利用最近的观测结果对系统进行了全面改装,产生了一个新的行星解决方案。HD 181433 d的最佳轨道是半长轴6.60 $\pm$ 0.22天文单位,偏心率0.469 $\pm$ 0.013。对这种新系统架构的广泛模拟表明,它在广泛的潜在轨道参数空间范围内是动态稳定的,这增加了我们对新解决方案代表系统真实情况的信心。我们的工作突出了与轨道拟合过程相一致地对候选行星系进行动力学模拟的优势,以及支持对径向速度行星搜索目标的持续监测。
2019-06-13 astro-ph.EP
Orbital decay of short-period gas giants under evolving tides
在行星形成和演化理论的背景下,人们广泛研究了许多在近轨道上的巨行星的发现以及行星和恒星潮汐对其随后轨道衰变的影响。行星轨道靠近他们的主恒星经历近距离接触,大气光蒸发,轨道演化和潮汐相互作用。在许多理论研究中,假设气体巨星的内部性质在轨道演化过程中保持不变。在这里,我们提出了一个模型,允许行星半径的变化以及行星和恒星的耗散参数的变化,所造成的行星的收缩和变化的旋转速率从强大的潮汐场。在这个半解析模型中,与不考虑这些瞬时变化的模型相比,巨行星经历了慢得多的潮汐诱导圆化。我们预测,偏心阻尼时间尺度增加约一个数量级,在最极端的情况下,过于膨胀的行星,大偏心率,当行星的潮汐特性计算根据其内部结构组成。这一发现可能对解释已知巨行星的周期偏心率分布具有重要意义,因为它可以自然地解释目前已知的大量非圆化的近周期。此外,这项工作可能有助于限制一些行星内部的模型,并有助于更好地了解潮汐如何影响太阳系外系统的轨道演化。
2019-11-27 astro-ph.EP
The signature of orbital motion from the dayside of the planet tau Bootis b
围绕牧夫座τ运行的巨大行星是第一批通过其主星的反射运动发现的太阳系外行星之一。它是已知的最明亮和最接近的行星之一,轨道周期只有几天。在十多年的时间里,它的轨道倾角的测量结果被宣布和反驳,随后直到现在仍然难以捉摸。在这里,我们报告检测一氧化碳吸收的热天侧光谱的牛b。在R~ 100,000的光谱分辨率下,我们追踪了行星在大范围相位上的径向速度变化,确定了轨道倾角i=44.5+-1.5度,真正的行星质量为5.95+-0.28 MJup。这一结果将大气特征扩展到非凌日行星。强烈的吸收信号表明大气层的温度朝着更高的高度降低。这与其他高辐射行星的逆温形成鲜明对比,并支持了这样的模型,即被认为导致这种大气逆温的吸收化合物被活跃的宿主恒星的紫外线辐射破坏。
2012-06-26 astro-ph.EP
Orbital migration of low-mass planets in evolutionary radiative models: Avoiding catastrophic infall
最近的研究表明,低质量行星在非正压盘中的外移是可能的。我们在原行星盘的演化模型中研究了这一结果的后果。行星迁移发生在零扭矩的平衡半径。由于粘性吸积和光蒸发作用,这些半径本身向内移动。我们表明,随着表面密度和温度的下降,行星轨道迁移和磁盘耗尽的时间尺度最终变得相当,精确的时间取决于行星的质量。当这种情况发生时,行星从平衡半径扩张。然而,此时,气体表面密度已经太低而不能驱动实质性的进一步迁移。一个质量更大的行星,相当于10个地球质量,可以在圆盘演化的后期打开一个缺口,并停止迁移。低质量行星,1或0.1地球质量,在我们的模型中释放超过1 AU,避免迁移到恒星。我们的研究结果为最近的行星人口综合模型中采用的迁移率降低提供了支持。
2010-04-13 astro-ph.EP
Exoplanet Orbital Distribution around FGK Sun-like Host Stars I: planet occurrence rate derived from the Kepler Mission and theoretical interpretations from planet formation
University of Oslo(奥斯陆大学);Harvard University(哈佛大学);Natural History Museum, University of Oslo(奥斯陆大学自然历史博物馆);Konkoly Observatory, HUN-REN CSFK(孔科利天文台,匈牙利研究网络科学院)
本文利用统计方法分析开普勒任务观测到的系外行星数据,揭示了不同半径区间行星的轨道分布特征,并探讨了不同大小行星的形成机制。
2026-08-26 astro-ph.EP
Tidal evolution of close-in exoplanets in co-orbital configurations
在本文中,我们研究了一对共轨行星的行为,这对行星都在同一平面上绕着一颗中心恒星运行,并经历潮汐相互作用。我们的目标是调查最终的轨道配置的行星,最初参与1/1平均运动共振(MMR),经过长期的潮汐演化。这项研究是在纯粹的数值模拟的形式占重力和潮汐力的精确运动方程。得到的结果表明,至少对于质量相等的行星,共振和潮汐相互作用的综合效应引起系统的轨道不稳定性,往往导致行星之间的碰撞。我们首先讨论的情况下,两个热的超级地球行星,其轨道动力学可以很容易地理解在我们的半解析模型的1/1 MMR的框架。由两个热土星行星组成的系统也进行了简要的讨论。
2013-06-18 astro-ph.EP
New Light-Travel Time Models and Orbital Stability Study of the Proposed Planetary System HU Aquarii
在这项工作中,我们提出了一个新的轨道架构,为两个拟议的环双星行星周围的极蚀二进制胡宝瓶座。我们基于新的双行星,光旅行时间模型的结果上的蒙特卡罗模拟驾驶最小二乘Levenberg-Marquardt最小化算法观察到的日食出口时间。我们的最佳拟合模型与$χ_{r}^2=1.43$导致高最终偏心率的两个同伴导致不稳定的轨道配置。从一个大的合奏的初始猜测,我们研究了不同的$χ_{r}^2$参数间隔的最终偏心率和半长轴的分布,并遇到了定性的第二人口的最佳拟合参数。这一群体的主要特征是有利于系统长期轨道稳定的低偏心轨道。我们提出了我们的最佳拟合模型候选人提出的两个行星系统,并证明轨道稳定性超过一百万年,使用数值积分。
2011-12-01 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
Formation, Orbital and Internal Evolutions of Young Planetary Systems
近年来,太阳系外行星和原行星盘的观测数据不断增加,激发了人们对行星形成和演化的研究。系外行星极其多样,有时出乎意料的物理和轨道特征导致对行星形成和演化的主流情景的频繁更新,但也导致对替代途径的探索。这篇评论的目的是汇集关于行星形成、轨道和内部演化的经典图片和新观点,突出原行星盘在理论的各个部分中的关键作用。首先,我们简要回顾了传统的核心吸积的星子的增长机制,并讨论了一个相对较新的核心增长模型,通过吸积的卵石。本文综述了行星-盘相互作用的基本物理和最新进展,并讨论了它们在观测到的行星系中的作用。我们解决了行星内部演化的最重要的影响,如冷却和收缩,质量-光度关系,以及在质量-半径和质量-平均密度关系中表示的体积组成。
2016-04-26 astro-ph.EP
Orbital Stability of Apsidally Aligned Planetary Systems
The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI(高级研究院 (SOKENDAI));National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ(日本国立天文台 (NAOJ));Center for Computational Astrophysics, CfCA, National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ(日本国立天文台计算天体物理学中心 (CfCA))
该研究通过N体模拟发现,近心点对齐的致密行星系统稳定性优于未对齐系统,随机偏心率会破坏稳定性,系统偏心率在临界值内对稳定性影响小,为行星系统稳定性分析提供了新方向。
2026-10-16 astro-ph.EP
Planetesimal Accretion at Short Orbital Periods
本研究通过直接N体模拟探究短轨道周期下的星子吸积过程,发现短周期下吸积效率近100%、胚胎质量远超经典孤立质量,且不会形成双种群结构,紧密内行星系统几乎无残留小天体,结果对初始盘模型假设具备稳健性。
2023-07-19 astro-ph.EP
Orbital stability of compact three-planet systems, II: Post-instability impact behaviour
最近的观测任务发现了大量紧凑的多系外行星系统。这些系统紧密的轨道间隔导致了许多努力被应用到理解其稳定性;然而,大多数这些研究的一个关键限制是一旦两个行星的轨道交叉,模拟就终止了。在这项工作中,我们探索了紧凑的三行星系统的稳定性,并继续我们的模拟一直到行星的第一次碰撞,以更好地了解这些系统的寿命。我们进行了超过$25,000$积分的类太阳恒星的三个类地秒轨道高达10亿轨道,探索一个广泛的参数空间的初始条件,在共面和倾斜的情况下,重点是初始轨道间距。我们计算了随时间推移的碰撞概率,并确定了特定行星对之间的碰撞概率。我们发现系统,持续超过$10^8$轨道后,轨道交叉,并显示如何后不稳定的生存时间的系统依赖于初始轨道分离,相互倾斜,行星半径,和最近的遭遇经历。此外,我们研究的影响非常小的变化后的碰撞时间的行星的初始位置,并显示效果,积分器的选择可以对模拟结果。我们概括了我们的结果,整个系统的行为与最初位于$1$ AU和$0.25$ AU的内行星。
2021-04-28 astro-ph.EP
Co-orbital exoplanets from close period candidates: The TOI-178 case
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)。在这里,我们研究的共同轨道的系外行星在过境调查时,系统中的两个行星候选人轨道的恒星具有相似的周期签名。这样的候选对可以作为假阳性被丢弃,因为它们不是Hill稳定的。然而,马蹄形或长天平动周期蝌蚪共轨配置可以解释这种周期相似性。这种退化可以通过考虑每个行星的凌日时间变化(TTV)来解决。然后,我们专注于三个行星候选人系统TOI-178:该系统的两个外部候选人具有相似的轨道周期,并在TESS观测扇区2期间在$π/3$附近有角距。根据公布的轨道,系统的长期稳定性要求两个近周期行星是共轨的。我们独立的去趋势和过境搜索恢复并稍微支持TESS管道发现的3:2:2共振链附近的三个轨道,尽管我们不能排除将系统置于4:3:2配置附近的别名。然后,我们更详细地分析了共轨的情况。我们表明,尽管影响的内行星外的2:3平均运动共振,这种潜在的共轨系统可以稳定的千兆年的时间尺度上的各种行星质量,无论是特洛伊或马蹄形轨道。我们预测,大型TTV应该出现在这样的配置与数百天的时间。然后,我们将展示如何从这些TTV中检索每个行星的质量。
2019-01-22 astro-ph.EP
Orbital structure of planetary systems formed by giant impacts: stellar mass dependence
最近的系外行星调查显示,对于太阳型恒星,近距离的超级地球无处不在,其中许多是在多行星系统中。这些系统比太阳系的类地行星更紧凑。然而,关于低质量恒星周围行星形成的理论研究很少。在标准模型中,类地行星形成的最后阶段是巨撞击阶段,原行星在引力作用下相互分散碰撞,然后演化成稳定的行星系。我们研究了恒星质量对大碰撞形成的行星系结构的影响。我们围绕质量为太阳质量的0.1- 2倍的恒星进行{ \it N}体模拟。利用原行星的孤立质量,我们将初始原行星分布在距中心恒星0.05- 0.15au的范围内,跟踪了最内层原行星2亿个轨道周期的演化。我们发现,对于一个给定的原行星系统,行星的质量随着恒星质量的减少而增加,而行星的数量则减少。随着恒星质量的减小,轨道的偏心率和倾角以及相邻行星的轨道间距增大。这是因为随着恒星质量的减小,行星散射的相对强度变得更加有效。我们还利用最小质量太阳系外星云模型讨论了形成于宜居带的行星的性质。
2022-12-17 astro-ph.EP
Orbital Stability and Secular Dynamics of the Proxima Centauri Planetary System
本文研究比邻星系统内侧两行星的轨道稳定性,发现偏心率小于约0.2时轨道很可能稳定,而特定相互倾角范围常导致不稳定,并揭示潮汐圆化可长期维持较高表面能量通量,可能影响行星b宜居性。
2024-01-16 astro-ph.EP
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
Orbital Architectures of Kepler Multis From Dynamical Instabilities
本文通过 N 体模拟表明,致密多行星系统经历的动力学不稳定性可自然再现 Kepler 多行星系统的主要轨道统计特征,并暗示其是解释 Kepler 二分性的关键。
2023-12-12 astro-ph.EP
Orbital Stability and Precession Effects in the Kepler-89 System
在{ \it开普勒}任务的众多发现中,有大量紧凑的行星系,它们为行星形成理论提供了深刻的见解。这种紧凑型系统的结构还为研究紧凑环境中的轨道动力学和轨道参数的随后演变提供了独特的机会。其中一个紧凑的{ \it开普勒}系统是开普勒-89;一个径向速度跟踪观测对行星质量和开普勒轨道根数有很强的上限的系统。在这个系统中的非圆轨道的潜力,使它成为一个引人注目的系统,以研究测量的轨道参数的动力学约束。我们提出了一个动力学分析的系统,证明了稳定的圆形模型,并显示偏心模型的系统是不稳定的。分析表明,行星c和d虽然接近2:1长期共振,但不会永久占据2:1共振构型。我们探索区域的轨道参数空间,以确定行星的轨道偏心率的上限。我们进一步展示了如何在紧凑的系统中的动态导致显着的近星点进动的最里面的行星。最后,我们量化的近星点岁差的行星过境时间的影响相比,预期从过境时间的变化周期的变化。
2019-06-17 astro-ph.EP
Radial Velocities of Stars with Multiple Co-orbital Planets
迄今为止,已经发现了超过一千颗行星围绕其他恒星运行,其中数百颗位于多行星系统中。大多数这些系外行星都是通过凌日法或径向速度法探测到的,而不是通过天体测量或直接成像等其他方法。视向速度和天体测量方法都依赖于母星的反射运动,这种反射运动是由母星的行星引力引起的。然而,当一颗恒星有两个或更多的行星具有相同的轨道周期时,这种反射运动就会被误解。这样的共轨行星可以有效地“隐藏”当前算法的检测。原则上,任何数量的行星都可以共享相同的轨道;它们都具有相同质量的情况被研究得最多。Salo和Yoder(A & A 205,309- 327,1988)已经证明,为了动力学稳定性,8颗以上的等质量行星共享一个圆形轨道必须是等间距的,而少于7颗的等质量行星只有在所有行星都保持在其母星同一侧的配置中才是稳定的。对于7或8个等质量的行星,两种配置都是稳定的。通过对称性,很明显,等间距系统在其母星中根本不产生反射运动或径向速度信号。这可能导致它们被完全忽略,除非它们碰巧被过境方法检测到。同样清楚的是,不平衡系统产生的径向速度信号比单个这样的行星产生的信号更大,但比所有行星合并成一个的信号更小。这可能会严重误导对系外行星质量和密度的估计。在这样的系统中,凌日数据和椭球(潮汐)亮度变化也容易被误解。这种行为也代表了更多的自然系统,具有不同质量的共轨行星。
2014-04-22 astro-ph.EP
Orbital dynamics of circumbinary planets
我们调查的动力学的非零质量,圆形轨道行星围绕偏心轨道二进制的各种值的二进制偏心率,二进制质量分数,行星质量,和行星半长轴的数值模拟。以往的研究主要采用近似解析的方法来研究长期动态。在静止的倾角状态下,行星和双星一起进动,相对倾角没有变化。对于逆行和逆行的行星轨道,我们探讨了行星轨道天平动与环流的条件和静止倾角的条件。正如解析模型所预测的那样,对于足够高的初始倾角,一颗倾斜的行星的轨道在静止倾斜状态下做平动。对于固定的双星偏心率,静止角是行星与双星角动量之比$j$的单调递减函数。$j$越大,双星偏心率和倾角的演化变化越强烈。我们还计算了临界倾角,分离的循环从振动轨道的逆行和逆行行星轨道。对于逆行轨道和逆行轨道,振动轨道和驻角的性质是完全不同的。数值模拟的结果是在非常好的定量协议与分析模型。我们的研究结果对环双星行星形成和演化具有一定的意义。
2019-08-17 astro-ph.EP
Orbital Evolution of Planets around Intermediate-Mass Giants
在低质量和中等质量(1.5-3 M太阳)的红巨星周围,没有发现0.6 AU以内的行星。这样的缺乏在1 M太阳主序星的情况下是看不到的。在这项研究中,我们研究了短周期行星被其主恒星吞噬的可能性。为了做到这一点,我们模拟了行星的轨道演化,包括恒星潮汐和质量损失的影响,以确定临界半长轴,a_crit,超过这个临界半长轴,行星在其宿主恒星的RGB膨胀中幸存下来。我们发现,a_crit在2 M_sun附近变化剧烈:在较低质量范围内,a_crit超过1 AU,而在较高质量范围内,a_crit小到约0.2 AU。与已知行星的测量半长轴比较表明,在更高质量的范围内,缺乏行星,只有行星吞噬从未解释过。这种缺乏是否真实影响了我们对行星形成的理解。因此,增加演化中质量恒星周围行星样本的数量对于确认缺乏行星的鲁棒性是非常有意义的。
2011-01-18 astro-ph.EP
An Integrative Analysis of the HD 219134 Planetary System and the Inner Solar System: Extending DYNAMITE with Enhanced Orbital Dynamical Stability Criteria
绝大多数系外行星系统的行星结构仍未被探索,即使是在最近的系外行星系统中,也可能有数百颗行星仍然“隐藏”在我们的知识之外。EQUIPITE是一个强大的软件包,可以预测这些尚未发现的行星的存在和性质。我们已经大大扩展了ESTITE的综合能力,现在允许(i)未知倾角的行星与已知倾角的行星一起,(ii)行星轨道偏心率的人口统计和模型分布,以及(iii)三种不同的动力学稳定性标准。我们通过对HD 219134系外行星系统的研究展示了新的能力,该系统由四颗已确认的行星和两颗可能的候选行星组成,其中五颗可能的行星大小为海王星或以下,轨道周期小于100天。通过将HD 219134行星系的已知数据与背景和统计的系外行星种群信息相结合,我们测试了不同的系统架构假设,以确定它们可能的动力学稳定性。我们的研究结果为行星候选者提供了支持,我们预测该系统中至少还有两颗行星。我们还部署在类似物的内部太阳系的金星或地球从输入参数,以测试的预测能力的COSTITE。我们的分析发现,该系统保持稳定,同时也恢复了被排除在外的行星,这表明ESTITE准确和精确地模拟多行星系统中其他行星参数的能力不断增强。
2021-12-10 astro-ph.EP
Orbital Migration Models under Test
行星-盘相互作用预测了嵌入行星的轨道要素的变化。通过线性和完全流体动力学研究,发现迁移通常是向内的。因此,这一迁移过程为“热”行星的存在提供了自然的解释,并在解释共振行星系的形成方面发挥了主要作用。然而,局部等温盘的标准迁移模型表明,小质量行星的向内迁移速度太快,大量的大质量行星被发现离恒星非常远。最近的研究,包括更完整的磁盘物理学,为减缓甚至逆转迁移开辟了新的途径。讨论了关于迁移的新发现,并将其与行星系的观测特性联系起来。
2011-02-10 astro-ph.EP
Normalized angular momentum deficit: A tool for comparing the violence of the dynamical histories of planetary systems
对多行星系统中系外行星轨道特征的星群研究突出表明,行星的平均轨道偏心率与其宿主系统的行星数量(即其多重性)之间存在一种负相关关系。提出这种效应是为了反映行星系动态演化中不同程度的暴力。以往的工作表明,具有相似轨道结构的行星系动力学演化的相对剧烈程度可以通过计算它们的角动量亏损(AMD)来进行比较。我们研究了使用更一般的度量来对具有不同轨道结构的行星系进行类似比较的可能性。我们考虑了AMD的修改版本,归一化角动量亏损(NAMD),并使用它来研究99个多行星系统的样本,其中包括目前最好的太阳系外系统和太阳系,即具有紧凑和宽轨道结构的行星系。我们验证了NAMD允许我们比较具有不同轨道结构的多行星系统的动力学历史的暴力。我们确定了NAMD和行星系的多重性之间的关系,其中以前观察到的偏心率多重性的关系是一个反射。我们的研究结果似乎表明,动力学不稳定性和混沌演化的阶段并不罕见的行星系。他们还认为,行星形成过程在产生高多重性系统方面的效率可能高于目前已知的人口。
2020-03-23 astro-ph.EP
The orbital motion, absolute mass, and high-altitude winds of exoplanet HD209458b
对于使用径向速度方法发现的太阳系外行星,主恒星的光谱特征导致对恒星和轨道行星的质量估计。相比之下,如果行星的轨道速度也是已知的,恒星和行星的质量都可以直接用牛顿引力定律来确定,就像恒星双线食双星的情况一样。在这里,我们报告的太阳系外行星HD209458 b的轨道速度的检测。在这颗行星过境期间的高色散地基光谱显示了行星大气中产生的一氧化碳的吸收线,由于行星轨道速度径向分量的变化,这些吸收线的波长发生了显着变化。这些观测结果确定恒星和行星的质量分别为1.00+-0.22 Msun和0.64+-0.09 Mjup。一氧化碳信号相对于主星系统速度的蓝移约为2公里/秒,这表明在这些观测所探测的0.01-0.1毫巴大气压范围内,存在着从行星的照射昼面流向非照射夜面的强风。一氧化碳信号的强度表明,在这颗行星的高层大气中,CO的混合比例为1- 3x 10 -3。
2010-06-22 astro-ph.EP
Resonance locking in giant planets indicated by the rapid orbital expansion of Titan
行星系中的潮汐效应是自然卫星轨道迁移的主要驱动力。它们是天体内部深处发生的物理过程的结果,其影响很少从表面成像中观察到。对于巨大的行星系统,潮汐迁移率是由行星中知之甚少的耗散过程决定的,标准理论认为轨道膨胀率与距离的1 1/2次方成反比,这意味着土星最大的卫星土卫六等外卫星几乎没有迁移。在这里,我们使用卡西尼号航天器获得的两个独立测量来测量土卫六的轨道膨胀率。我们发现土卫六迁移远离土星在11.3 $\pm$ 2.0厘米/年,对应于Q $\simeq$ 100的土星潮汐品质因数,和大约10 Gyr的迁移时间尺度。这种快速的轨道扩张表明土卫六的形成距离土星很近,并且已经向外迁移到了现在的位置。我们对土卫六和其他五颗卫星的研究结果与共振锁定潮汐理论的预测一致,该理论由行星内部的惯性波激发维持。相关的潮汐膨胀对轨道距离只有微弱的敏感性,这促使人们对土星卫星系统的演化历史进行了修正。共振锁定机制可以在其他系统中运作,例如恒星双星和系外行星系统,它可能允许潮汐耗散发生在比以前认为的更大的轨道间隔。
2020-06-11 astro-ph.EP
Orbital and physical properties of planets and their hosts: new insights on planet formation and evolution
我们探索行星的物理和轨道性质与其宿主恒星性质之间的关系,以识别行星系形成和演化过程的主要可观测特征。我们使用了一个大样本的FGK矮行星主机与恒星参数来自一个均匀的方式从SWEET-Cat数据库研究恒星金属丰度和行星的位置之间的关系在周期-质量图。在第二部分中,我们使用所有的RV检测到的行星绕FGK恒星探索行星盘和行星行星的相互作用的质量超过1 MJup的行星的轨道性质的演变的作用。我们发现,行星轨道的贫金属恒星有更长的周期比那些富含金属的系统。该趋势对质量至少从10 MEarth到4 MJup有效。围绕富含金属的恒星运行的类地行星的周期总是比围绕贫金属恒星运行的行星的周期短(少于20天)。我们还发现了统计学上的显著证据表明,非常高质量的巨人平均有更多的偏心轨道比巨行星具有较低的质量。最后,我们表明,偏心率的行星质量高于4兆焦耳的行星往往是较低的行星周期较短。我们的研究结果表明,P-MP图中的行星由于在广泛的行星质量范围内运行的机制而演变不同。这种机制是强或弱取决于各自系统的金属丰度。一种可能性是,在贫金属盘中的行星形成于离中心恒星更远的地方,或者它们形成得更晚,没有时间像富金属系统中的行星那样迁移得更远。非常高质量的行星系的趋势和依赖关系表明,行星盘相互作用是一个非常重要的和轨道成形机制的行星在高质量域。缩短
2013-11-12 astro-ph.EP
Promoted Mass Growth of Multiple, Distant Giant Planets through Pebble Accretion and Planet-Planet Collision
我们提出了一个卵石驱动的行星形成方案,形成巨行星与高的多重性和大的轨道距离在早期的气体盘阶段。我们进行N体模拟,以调查的增长和迁移的低质量的原行星在磁盘与内部粘性加热和外部恒星辐射区。这个模型的主要特征是巨行星核心通过卵石吸积和行星-行星碰撞的组合快速生长。因此,这加速了它们的气体吸积。由于有效的增长,地球早期从快速的I型迁移过渡到缓慢的II型迁移,大大减少了向内迁移。多个巨行星可以以这种方式随着半长轴的增加而依次形成。与单个行星增长的情况相比,当考虑大量原行星时,质量增长和轨道保持都更加明显。最终,在原行星诞生后,在$1.5{-}3$ Myr内形成了一些轨道距离为几个到几十个天文单位的巨行星。由此产生的模拟行星种群可能与磁盘观测中显示的子结构以及径向速度和微透镜调查中观察到的大轨道距离系外行星有关。
2020-06-11 astro-ph.EP
Origin and Detectability of coorbital planets from radial velocity data
我们分析了从合成径向速度(RV)信号中检测假想系外行星的可能性,同时考虑到不同类型的稳定平面配置,轨道偏心率和质量比。对于每个标称的解决方案对应于小振幅振荡的周期性解决方案,我们生成一系列的合成RV曲线模仿恒星运动的重心周围的系统。然后,我们拟合得到的数据集,假设三种可能的不同轨道结构:(a)两颗行星在共轨运动,(b)两颗行星在2/1平均运动共振,(c)一个单一的行星。我们比较由此产生的残差和估计的轨道参数。对于只覆盖几个轨道周期的合成数据集,我们发现由共轨配置产生的离散径向速度信号很容易与其他配置/系统混淆,在许多情况下,最佳轨道拟合对应于单个行星或2/1共振的两个天体。然而,大多数不正确的识别与动态不稳定的解决方案。我们还比较了两种不同的拟合策略获得的轨道参数:同时适合两个行星和嵌套的多开普勒模型。我们发现,嵌套模型可以产生不正确的轨道配置(有时接近虚构的平均运动共振),但动态稳定,轨道偏心率低于正确的标称解决方案。最后,我们讨论了可能的机制形成的共轨配置,由两个巨大的行星之间的相互作用,在气体盘的内腔。对于质量相等的行星,拉格朗日和反拉格朗日配置可以得到相同的初始条件取决于最终的积分时间。
2012-03-16 astro-ph.EP
Orbital Stability of Closely-Spaced Four-planet Systems
South Dakota School of Mines and Technology(南达科他矿业与技术学院);Stevens High School(史蒂文斯高中);Space Science & Astrobiology Division, NASA Ames Research Center(NASA艾姆斯研究中心空间科学与天体生物学部门)
研究四行星系统轨道稳定性,发现其寿命随行星间距增加而指数增长,一阶和二阶共振影响系统稳定性,三阶共振也有破坏作用。
2026-01-16 astro-ph.EP
The Possible Orbital Decay and Transit Timing Variations of the Planet WASP-43b
基于WASP-43 b的高轨道衰变率,获得了8条新的凌日光变曲线。结合文献中的其他数据,我们进行了自洽的时序分析,数据涵盖了1849个历元的时间尺度。结果给出轨道衰变率dP/dt = -0.02890795 \pm 0.00772547秒/年,比以前的值小一个数量级。这种缓慢的衰减速率与通常假定的恒星潮汐耗散因子的理论值相对应。此外,通过频率分析,这里呈现的凌日时间变化不太可能是周期性的,而可能是轨道缓慢衰减的信号。
2015-11-03 astro-ph.EP