Hot Stars with Hot Jupiters Have High Obliquities
我们表明，恒星的行星凌日的恒星的恒星质量大，优先热（T_eff > 6250 K）。这可以解释为什么在最早的测量中观察到小的不稳定性，这些测量集中在从多普勒测量中得出的相对较冷的恒星上，而不是后来从凌日测量中出现的较热的恒星。观察到的趋势可能是由于不同质量的恒星周围的行星形成和迁移的差异。或者，我们推测热木星系统开始时有很大的曲率，但是冷恒星的光球由于对流区的潮汐耗散而与轨道重新对准，而热恒星由于对流区较薄而无法重新对准。这反过来又表明，热彗星起源于少体引力动力学，而磁盘迁移最多起辅助作用。
2010-06-28 astro-ph.EP
Excitation of Planetary Obliquities Through Planet-Disk Interactions
行星自转轴与轨道轴的倾斜度（英语：tilt of a planet's spin axis off its orbit axis）是一个基本的物理特性，在决定行星的全球循环和能量再分配方面扮演着核心角色。此外，最近的研究还强调了行星的重要性，不仅塑造了系外行星的物理特征，而且塑造了它们的轨道结构。因此，识别和表征非零轴向倾斜激励的主导过程是至关重要的。在这里，我们强调了一个简单的机制，早期运作，可能是许多太阳系外行星，甚至可能是太阳系行星的基础。当行星仍在原行星盘中形成时，盘的引力势引起轨道的节后退。这种衰退的频率随着盘的消散而降低，当它与行星自转轴进动的频率交叉时，大的行星进动可能会通过捕获而被激发成长期的自旋轨道共振。我们研究了遇到这种共振的条件，并计算了在很宽的参数空间范围内产生的激励。半长轴在$0.3 \ \mathrm{AU} \lesssim a \lesssim 2 \ \mathrm{AU}$范围内的行星最容易受到影响，但大的$a$行星也可能受到影响。我们提出了一个案例研究天王星和海王星，并表明，这种机制可能无法帮助解释他们的高结晶度。虽然它可以发挥作用，如果微调和设想在孤立的运作，大规模的行星激发很可能被行星间的引力扰动抑制。
2019-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the Planetary Obliquity Distribution of Warm Jupiters
Princeton University（普林斯顿大学）
本研究通过对6颗热木星的凌星光曲线进行分析，结合分层贝叶斯建模，约束了热木星的倾角分布，发现其中值倾角低于12°，并指出JWST观测可提供更严格的约束。
2026-09-21 astro-ph.EP
Could Uranus and Neptune form by collisions of planetary embryos?
天王星和海王星的起源仍然是行星形成模型的一个挑战。一个可能的解释是，这些行星是由一些行星胚胎形成的，这些行星胚胎的质量只有几个地球的质量，它们在土星轨道之外形成并向内迁移。这些胚胎可以碰撞和合并形成天王星和海王星。在这项工作中，我们重新审视这一形成的情况下，使用三维流体动力学模拟研究这种碰撞的结果。我们调查在什么条件下完美合并假设是适当的，并推断行星的最终质量，质量和旋转周期，以及原卫星盘的存在。我们发现，在我们的模拟中形成的行星的总的束缚质量和束缚度一般同意N体模拟，从而验证了完美合并的假设。然而，推断出的行星质量通常与天王星和海王星的不同，只有在少数情况下才能大致匹配。此外，我们发现，在大多数情况下，在这种情况下形成的行星旋转速度比天王星和海王星快，接近分裂速度，并具有巨大的磁盘。因此，我们得出结论，在这种情况下形成天王星和海王星是具有挑战性的，需要进一步的研究。我们认为，未来的行星形成模型应致力于解释行星的各种物理性质，如它们的质量，成分，结晶度，自转速率和卫星系统。
2020-09-21 astro-ph.EP
Stellar obliquities in exoplanetary systems
恒星的自转和行星的公转不一定是一致的。本文综述了与行星宿主恒星的自旋轨道角（quantiities）相关的测量技术、关键发现和理论解释。最好的测量方法是对那些拥有短周期巨行星的恒星进行测量，这些行星已经被发现位于逆轨道、极地轨道和逆行轨道上。看来像行星间散射和长期摄动这样的动力学过程很可能是造成近距离巨行星轨道倾斜的原因，就像这些过程与令人兴奋的轨道偏心率有关一样。观测到的行星质量与轨道间距、行星质量和恒星结构的相关性表明，在某些情况下，潮汐耗散会在主序星的寿命内抑制恒星的行星质量。对于那些拥有更小或更宽轨道行星的恒星来说，情况就不那么清楚了。虽然对这类系统的最早测量往往发现低的轨道，但现在已知的一些明显的例外是，恒星的旋转与多颗行星的共面轨道不一致。此外，根据预测的自转速度和光度变化的统计分析发现，F型恒星拥有紧凑的多行星系统，它们的光度变化范围很广。结果表明，假设恒星和它们的原行星盘是成一直线的是不安全的。原始错位可能是由邻近的恒星或行星形成时期发生的更复杂的事件造成的。
2022-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-Planet Secular Migration Predicts a Stellar Obliquity-Period Anti-Correlation
Indiana University（印第安纳大学）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Northern Arizona University（北亚利桑那大学）
通过模拟行星-行星长期高偏心率迁移，发现短周期热木星因von Zeipel-Lidov-Kozai机制产生宽范围恒星倾角，长周期热木星因共面迁移保持低倾角，从而解释观测到的倾角-周期反相关。
2026-06-24 astro-ph.EP
Teetering Stars: Resonant Excitation of Stellar Obliquities by Hot and Warm Jupiters with External Companions
热木星系统中的恒星自旋-轨道不对准（不对准）已被广泛探测。这样的不稳定性可能揭示热木星动力学历史的线索。对产生偏心的常见解释包括高偏心率迁移和原始磁盘未对准。本文研究了另一种机制，产生恒星自旋轨道错位系统托管一个接近的行星与外部，适度倾斜的同伴。当恒星自转轴的进动率（由内行星驱动）变得与内行星的节点进动率（由伴星驱动）相当时，可能会由于长期共振而激发自旋轨道不对准。由于主恒星通过磁制动的自旋下降，这种共振可能在恒星的主序星寿命期间实现，对于广泛的行星质量和轨道结构。倾斜激励伴随着内行星和扰动之间的相互倾斜的减少，因此可以消除高倾斜。对于热彗星来说，恒星的自转轴与轨道轴有很强的耦合，而被巨行星伴星激发的彗星需要一个很强的扰动，通常位于1-2天文单位内。对于温暖的类星体，自旋和轨道轴的耦合较弱，而对于遥远的巨行星摄动（在几个到几十个天文单位），可能会达到共振。由于暖木星有很高的出现率，遥远的行星伴星具有适当的共振共振激发性质，因此在暖木星系统中，恒星的共振激发可能很常见，特别是对于那些绕着经历了显著自旋下降的冷恒星运行的暖木星。
2018-07-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Obliquities in Long-period Exoplanet Systems (SOLES) I: The Spin-Orbit Alignment of K2-140 b
倾斜度测量的恒星托管相对长周期的巨行星与弱恒星行星潮汐相互作用可能发挥关键作用，在区分形成理论的较短周期的热彗星。迄今为止，由于已知的宽轨道，过境木星质量行星的样本相对较小，以及这些目标的挑战性，这些目标往往具有较长的过境持续时间和轨道昏暗的恒星，因此很少有这样的测量。我们报告了K2-140 b凌日过程中Rossiter-McLaughlin效应的测量结果。K2-140 b是一颗质量为1000亿的行星，周期为$P=6.57$天，围绕一颗$V=12.6$恒星运行。我们发现，K2-140是一个对齐的系统与投影的自旋轨道角$λ=0.5\pm9.7$度，这表明一个动态冷形成的历史。这一观测建立在潮汐分离的巨行星自旋轨道角的基础上，这将使我们能够与近轨道热木星轨道配置的分布进行直接比较，阐明每组的普遍形成机制。
2021-08-23 astro-ph.EP
The Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets
太阳系外的行星宿主恒星富含关键的行星形成元素。这些浓缩有可能彻底改变类地行星形成的基石。在这里，我们报告的动力学模型相结合的后期类地行星形成已知的太阳系外行星系与化学平衡模型的组成的磁盘内的固体物质。这使我们能够限制太阳系外类地行星的大量元素组成。由此产生的行星成分多种多样，从那些基本上是“类地球”的，含有金属铁和镁硅酸盐，到那些主要由石墨和SiC。这意味着在太阳系外的行星系中可能存在各种各样的类地行星。
2010-01-22 astro-ph.EP
A Larger Sample Confirms Small Planets Around Hot Stars Are Misaligned
本研究通过分析170颗热恒星宿主及180颗对照恒星的自转投影速度，发现拥有较小行星的热恒星同样表现出较宽的自转轴倾角分布，证实高倾角并非热木星独有，而是与热恒星广泛相关。
2024-05-30 astro-ph.EP
Revealing the Origin of Desert Dwellers via Stellar Obliquities
MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院卡弗里天体物理与空间研究所，麻省理工学院）；Imperial Astrophysics, Department of Physics, Imperial College London（帝国理工学院物理学系天体物理组，帝国理工学院）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理学系）
本文通过研究洛希瓣溢流（RLO）对恒星倾角的影响，提出恒星倾角测量可区分热海王星沙漠中行星的不同形成机制，并解释LTT 9779的异常自转。
2026-06-11 astro-ph.EP
Stellar Obliquities of Young Systems, Atmospheres Undergoing Contraction and Escape (SOYSAUCE): a likely aligned orbit for the 3 Myr planet TIDYE-1 b
The University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Astrobiology Center（天体生物学中心）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（高级研究院）；The University of Arizona（亚利桑那大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；SETI Institute（搜寻地外文明研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Northwestern University（西北大学）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
本研究针对年轻凌星行星倾角样本不足的问题，利用RM效应结合同期观测数据建模，测得3Myr行星TIDYE-1 b的轨道大概率与宿主恒星对齐。
2025-11-18 astro-ph.EP
The Compositional Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets: I. In-Situ Simulations
太阳系外行星的宿主恒星被发现富含关键的行星形成元素。这些浓缩有可能彻底改变可用于形成类地行星的物质的组成。在这里，我们报告的动力学模型相结合的后期类地行星形成已知的太阳系外行星系与化学平衡模型的组成的磁盘内的固体物质。这使我们能够确定模拟的太阳系外类地行星的大量元素组成。结果发现了各种各样的行星组成，从那些基本上是“地球一样”，含有金属铁和镁硅酸盐，以石墨和SiC为主。这表明在太阳系外的行星系中可能存在着各种各样的类地行星。
2010-04-06 astro-ph.EP
Obliquities of Exoplanet Host Stars from Precise Distances and Stellar Angular Diameters
美国航天局和欧空局提出的下一代系外行星空间测光任务有望发现最近和最亮的主序星周围的小型凌日行星。这些恒星的物理和旋转特性，结合盖亚精度的距离，可以用来确定恒星旋转轴的倾角。由于凌日行星的轨道路径是侧边的，恒星倾角可以被解释为投射到视线上的倾斜度，这可以用来更清楚地揭示小行星的系统结构以及驱动其轨道演化的因素。为了演示该方法，我们使用模拟目标恒星的NASA凌日系外行星勘测卫星（TESS）任务的样本。基于这些恒星的预测特征和可能的测量不确定性，我们表明，预期的TESS发现将使我们能够精细区分真正的潜在的丰度分布。在我们的说明性示例中的保守假设下--其中真实分布被假设为包含从良好对齐和各向同性分布中得出的系统（例如，由于多个迁移通道）--可以在$0.15$内确定正确的分数，从而能够对形成系统体系结构的进化过程进行约束。此外，由于盖亚的天文测量精度很高，这种技术也将适用于${\textit Kepler}$已经发现的绕着更遥远恒星运行的大量行星。
2016-12-28 astro-ph.EP
Stellar obliquities and magnetic activities of Planet-Hosting Stars and Eclipsing Binaries based on Transit Chord Correlation
食系统的光变曲线显示出异常，每当食体经过食星的活跃区域之前。在某些情况下，异常的模式可以用来确定食星的光度$Ψ$。在这里，我们提出了一种方法来检测和分析这些模式，基于一个统计测试的异常之间的相关性观察到的一系列日食。与以前的方法相比，我们的假设更少，更容易自动化。我们将其应用到一个样本的64颗恒星与凌日行星和24个食双星精确的天基数据是可用的，并有一些迹象表明，通量异常或以前报道的双折射测量。我们能够用热中子仪测定十颗恒星的密度。特别是，我们发现开普勒-45的$Ψ\lesssim$ 10 $^\circ$，这是第二个测量到的M矮星。其余8例为低轨道度的G星和K星。在食双星中，我们能够在8种情况下确定它们的质量，所有这些都与零一致。我们的研究结果还揭示了一些共同的模式，恒星活动的磁性活跃的G和K星，包括持续活跃的恒星。
2018-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroseismic determination of obliquities of the exoplanet systems Kepler-50 and Kepler-65
关于系外行星宿主恒星的平行度（恒星自转轴与行星轨道轴之间的角度）的结果为描述行星形成的理论提供了重要的诊断信息。在这里，我们提出了第一个应用的asteroseismology的问题，在系统中与过境行星和太阳类主恒星的恒星密度测定。我们考虑由NASA开普勒任务观察到的两个系统，其中有多个过境的小（超地球大小）行星：以前报道的开普勒-50和一个新的系统，开普勒-65，其行星，我们在本文中验证。这两颗恒星都显示出丰富的类太阳振荡光谱。从星震分析，我们发现，每个主机有其旋转轴几乎垂直于视线与正弦的角度限制在1西格玛水平，分别位于0.97和0.91以上。我们使用统计参数表明，共面轨道在这两个系统中的青睐，以及行星轨道和恒星旋转轴的方向是相关的。
2013-02-15 astro-ph.EP
Spin Dynamics of Extrasolar Giant Planets in Planet-Planet Scattering
行星-行星散射最能解释太阳系外巨行星的离心率分布。过去的文献表明，行星的轨道演变是由于行星-行星散射。本文研究了双行星系统中行星-行星散射中行星的自旋演化。自旋可以显着演变，由于自旋-轨道耦合可能通过演变的自旋和轨道进动在行星-行星散射阶段。行星自转的主要扭矩来源是恒星扭矩，行星平面扭矩的贡献可以忽略不计。作为自旋演化的结果，行星最终可能会像我们太阳系中的行星一样具有显著的平行度（行星自身轨道法线与自旋轴之间的角度）。
2021-03-29 astro-ph.EP
Planet Formation in Disks with Inclined Binary Companions: Can Primordial Spin-Orbit Misalignment be Produced?
许多热木星（HJ）系统被观测到其恒星自转轴与行星的轨道角动量轴不一致。这种自旋轨道不对准的起源和HJ的形成机制仍然知之甚少。最近的一些研究表明，主恒星、原行星盘和倾斜的双星伴星之间的引力相互作用可能会使恒星的自转轴相对于盘的角动量轴倾斜，从而产生轨道偏离的行星系。这些以前的工作考虑了理想化的磁盘演化模型，忽略了新形成的行星的引力影响。本文探讨了盘光蒸发和行星形成与迁移对行星-恒星-盘-双星系统倾角演化的影响。我们考虑到行星盘之间的相互作用和引力自旋轨道耦合的主恒星和行星。我们发现，通过光蒸发的内部磁盘的快速耗尽减少了恒星的光激发。根据恒星的形成和迁移历史，恒星和行星之间的自旋-轨道耦合可能会降低甚至完全抑制恒星引力的激发。我们的工作限制了HJs的形成/迁移历史。另一方面，具有“冷”类星体或近距离超级地球的行星系，在有遥远的倾斜伴星存在的情况下，可能会经历恒星引力的激发。
2018-04-26 astro-ph.EP
HAT-P-11: Discovery of a Second Planet and a Clue to Understanding Exoplanet Obliquities
HAT-P-11是一颗中K矮星，是在太阳系外发现的第一颗海王星大小的行星。HAT-P-11b的轨道与恒星的自旋不一致-这是少数已知的行星围绕质量小于太阳的恒星旋转的情况之一。我们发现一个额外的行星系统的基础上，十年的精确径向速度（RV）测量从凯克/HIRES。HAT-P-11 c的质量（$M_P \sin{i} = 1.6\pm0.1$ $M_J$）和轨道周期（$P = 9.3^{+1.0}_{-0.5}$年）与木星相似，但轨道（$e=0.60\pm0.03$）更加偏心。在我们对RV和恒星活动的联合建模中，我们发现了$\sim$ 7 m s $^{-1}$的活动诱导RV信号，与其他活动K矮星一致，但明显小于HAT-P-11 c引起的31 m s $^{-1}$反射运动。我们研究了HAT-P-11b和c之间的动力学耦合，作为HAT-P-11b未对准轨道的可能解释，发现行星-行星Kozai相互作用不能由于广义相对论进动而使行星b的轨道倾斜;然而，在百万年时间尺度上运行的节点进动是解释HAT-P-11b高轨道性的可行机制。这留下了一个问题，为什么HAT-P-11 c可能有这样一个倾斜的轨道。在38 pc的距离上，HAT-P-11系统通过天体测量和直接成像提供了进一步描述系外行星特征的丰富机会。
2018-05-23 astro-ph.EP
Evidence for an Anhydrous Carbonaceous Extrasolar Minor Planet
使用凯克/HIRES，我们报告了11种不同元素的丰度比氦在Ton 345的光谱，一个白矮星，吸积了自己的小行星之一。这个特殊的太阳系外小行星至少有灶神星60%的质量，似乎是富碳和贫水的;我们认为它在成分上类似于柯伊伯带天体，冰相对较少。
2014-11-18 astro-ph.EP
Observational studies of transiting extrasolar planets (invited review)
凌日系外行星的研究只有15年的历史，但已经成熟为一个丰富的研究领域。我回顾了这项工作的观测方面，集中在发现凌日，行星的测光和光谱学，同质研究项目，恒星黑子，轨道的特征，和大气特性的已知行星的特征。我从历史背景开始，最后一瞥苔丝，切普斯，盖亚和柏拉图的未来。
2014-11-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemical Kinetics on Extrasolar Planets
化学动力学在控制所有行星大气（包括太阳系外行星）的大气成分方面起着重要作用。对于最热的系外行星，其组成可以密切遵循热化学平衡预测，至少在日面（日食）条件下的可见光和红外光球中。然而，对于大气温度< ~2000 K，以及在任何温度下的最高层大气，化学动力学都很重要。动力学过程驱动系外行星大气层脱离平衡的两个关键机制是光化学和运输引起的猝灭。我们详细回顾这些不平衡过程，讨论观测结果，并检查一些目前的证据动力学过程的太阳系外行星。
2013-07-20 astro-ph.EP
Magnetospheric Emission from Extrasolar Planets
来自太阳系外行星的磁层辐射代表了未来十年的科学前沿。太阳系所有的巨行星和地球都产生无线电辐射，这是它们的磁场和太阳风相互作用的结果。就地球而言，它的磁场可保护其大气层不受太阳风侵蚀，并防止高能粒子到达其表面，从而有助于地球的可居住性。至少有一些太阳系外的巨行星也有磁场的间接证据包括它们的宿主恒星的发射谱线与行星轨道相位的调制，可能是由于恒星和行星磁场之间的相互作用。如果磁场是巨行星的一般属性，那么太阳系外的巨行星应该发射无线电波，以便直接探测。现有的观测结果所设定的极限与最强排放所预期的通量密度相当。在低射频下的额外灵敏度加上算法的改进可能会在未来十年内实现一种新的太阳系外行星探测和特征描述方法。
2009-03-04 astro-ph.EP
Hot Stars With Kepler Planets Have High Obliquities
十年前人们就已经知道，具有热中子的热恒星往往具有高的质子密度。对于热恒星与其他类型行星的自旋轨道对齐程度，我们所知甚少。在这里，我们重新评估热开普勒恒星的行星比海王星小，基于光谱测量的投影旋转速度（vsini）。该方法的基础是，在其他条件相同的情况下，较低的一致性会使sini更接近于1，从而增加vsini的值。我们使用有效温度在5950和6550 K之间的150颗开普勒恒星样本和具有匹配光谱特性和随机取向的101颗恒星的对照样本来寻找这种效应的证据。行星宿主的vsini值系统性地高于控制星，但还不足以与完美的自旋轨道对齐兼容。sini的平均值为0.856 +/-0.036，这与1相差4 σ（完美对齐），与pi/4相差2 σ（随机取向）。也有证据表明，最热的恒星具有更宽的平行度分布：当单独建模时，温度低于6250 K的恒星具有<sini>= 0.928 +/- 0.042，而较热的恒星则与随机取向一致。这类似于先前发现的具有热彗星的恒星的模式。基于这些结果，早期G星和晚期F星的磁共振激发似乎是恒星和行星形成的一般结果，而不是仅仅与热木星的形成有关。
2020-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The extrasolar planet Gliese 581 d: a potentially habitable planet? (Corrigendum to arXiv:1009.5814)
我们在此报告，原始论文[arXiv：1009.5814]中对H2O瑞利散射的方程表述不正确。我们无意中引用了一个r^4依赖关系，而不是对放射性r的二次依赖关系。由于方程的正确形式被应用到模型中，因此科学结果不受影响。
2013-03-09 astro-ph.EP
Modons on Tidally Synchronised Extrasolar Planets
我们研究潮汐同步太阳系外行星上的modons。模态是一种高度动态的相干流结构，由一对具有相反涡度符号的风暴组成。它们是重要的，因为它们大规模地转移流动;并且，由来自主恒星的强烈辐射提供动力，它们是行星尺度的大小，并表现出准周期性的生命周期-混乱地围绕行星移动，在很长的时间内（例如数千个行星日）多次破裂和重组。此外，modons运输和混合行星尺度的冷热空气在行星周围的补丁，导致高振幅和准周期性的签名在磁盘平均温度通量。因此，它们导致了行星亚恒星点两侧“热点“经度的变化--与不同时期的观测结果一致。在我们的模拟中的变化行为广泛强调了准确捕捉涡旋动力学在太阳系外行星大气建模中的重要性，特别是在理解当前的观测中。
2021-09-14 astro-ph.EP
Stellar Obliquities & Planetary Alignments (SOPA) I. Spin-Orbit measurements of Three Transiting Hot Jupiters: WASP-72b, WASP-100b, & WASP-109b
我们报告的天空投影的自旋-轨道角的三个过境的热彗星：其中两个是在近极轨道，WASP-100 b和WASP-109 b，和第三个在低轨道，WASP-72 b。我们通过观察Rossiter-McLaughlin效应获得了这些测量结果，这些测量是通过使用CYCLOPS 2光纤束系统在英澳望远镜上为UCLES摄谱仪提供高分辨率光谱观测而进行的。天空投射的WASP-72 b、WASP-100 b和WASP-109 b的自旋-轨道角分别为$λ= {-7^{\circ}}^{+11^{\circ}}_{-12^{\circ}}$、$λ= {79^{\circ}}^{+19^{\circ}}_{-10^{\circ}}$和$λ= {99^{\circ}}^{+10^{\circ}}_{-9^{\circ}}$。这些结果表明，WASP-100 b和WASP-109 b的轨道高度倾斜，几乎与主星的赤道倾斜$90^{\circ}$，而WASP-72 b的轨道似乎是对齐的。WASP-72 b是一颗典型的热木星，围绕着一颗中晚期的F星（F7，带$T_\mathrm{eff}=6250\pm120$ K）运行。WASP-100 b和WASP-109 b是高辐射膨胀的热彗星，它们围绕着热的早中期F型恒星（F2有$T_\mathrm{eff}=6900\pm120$ K，F4有$T_\mathrm{eff}=65…
2018-09-02 astro-ph.EP
Clouds in the atmospheres of extrasolar planets. II. Thermal emission spectra of Earth-like planets influenced by low and high-level clouds
我们研究了多层云（低层水云和高层冰云）对绕不同类型恒星运行的类地行星的热发射光谱的影响。由于云的波长依赖性吸收和散射特性，云对行星的发射光谱有重要影响。我们还调查了云的影响，从低分辨率光谱获得行星地面温度的信息的能力。
2011-05-18 astro-ph.EP
Detection and Characterization of Extrasolar Planets through Doppler Spectroscopy
自1992年以来，已经发现了300多颗太阳系外行星，这表明行星系是常见的，并表现出各种各样的特征。随着探测次数的增加，随着行星形成模型的进展，以解释这些新世界的存在，统计研究和观测与理论的对抗允许逐步解开行星形成的关键过程。在这一章中，我们回顾了多普勒光谱学对目前的发现和我们对行星系的一般理解的主要贡献。我们还强调了多普勒光谱学和凌日光度学在描述凌日系外行星物理性质方面的协同作用。正如我们将看到的，多普勒光谱学还没有达到它的极限，它将在第一颗地球质量行星的探测和表征中发挥主导作用。
2009-04-02 astro-ph.EP
Size and strength of self-excited dynamos in Jupiter-like extrasolar planets
太阳和太阳系外气体巨行星的磁化严重依赖于其对流流体内部的电子和质量输运系数。我们分析了最近的实验室实验结果的金属氢，推导出一个新的导电性的类木行星。我们结合这个修订的导电性与多方为基础的热力学状态方程，研究发电机行动在100个太阳系外的巨行星不同，从同步热木星快速旋转，质量范围从0.3兆焦耳至15兆焦耳。我们发现的传导核心比以前的估计要大，但与朱诺号的结果一致，这表明更大质量行星中的发电机可能位于较浅的位置。我们的研究结果显示，大多数太阳系外的巨人预计拥有偶极表面磁场在0.1-10高斯的范围内。假设无线电发射过程类似于我们的太阳巨星，大多数特征行星应该发射辐射的最大回旋频率在几到30 MHz之间，低于以前的估计。我们的工作为太阳系外磁场的观测可探测性设定了新的界限。
2018-03-08 astro-ph.EP
Superhabitability of High-Obliquity and High-Eccentricity Planets
行星的偏心率和偏心率通过塑造入射到行星表面的恒星能量的空间和时间模式来影响气候，从而影响年平均气候和季节变化的幅度。以前的工作已经证明了行星的相似性和偏心率对气候和可居住性的重要性，但大多数研究都没有明确地模拟生命对这些参数的反应。虽然夸张的季节可能会对某些类型的生命造成压力，但最近的一项研究发现，如果假设地球的偏心率为$^{\circ}$ <45，海洋生物活动就会增加。然而，目前还不清楚生命如何应对大于$^{\circ}$ 45的偏心率，比地球大得多的偏心率，或者两者兼而有之。为了解决这一差距，我们使用cGENIE-PlaSim，一个3-D海洋生物地球化学模型耦合到大气环流模型，调查地球一样的海洋生物的响应范围大的结晶度（0-90 $^{\circ}$）和偏心率（0-0.4）。我们发现，海洋生物活动的增加与增加的结晶度和偏心率在整个参数空间，我们认为，包括高结晶度和高偏心率的组合。我们讨论了这些结果的背景下，远程生物签名，我们认为，具有高的dielicity和/或偏心率的行星可能是超级适合居住的世界，特别有利于系外行星生命探测。
2023-03-03 astro-ph.EP
Observed Properties of Extrasolar Planets
对太阳系外行星的观测调查探索了行星形成和演化的各种结果。这些巡天测量具有不同质量、大小、轨道特征和宿主恒星性质的行星的频率。大小在地球和海王星之间的小行星数量远远超过木星大小的行星。巡天测量结果支持核心吸积模型，即行星是通过固体和气体在原行星盘中的积累而形成的。系外行星特征的多样性表明，太阳系的大多数总体特征是一系列可能性中的一个结果。现今可探测到的最常见的行星系包括一个或多个行星，它们的大小约为地球的一到三倍，轨道距离为地球到太阳的一小部分。
2013-05-02 astro-ph.EP
Climate of high obliquity exo-terrestrial planets with a three-dimensional cloud system resolving climate model
行星的气候强烈地受到行星轨道参数的影响，如行星度、偏心率和岁差。在系外行星系统中，系外类地行星应该具有不同的几何形状。由于日照分布的季节变化，高密度行星会有极端的季节循环。在这里，我们介绍了非静力二十面体大气模式（NICAM），一个全球云解析模式，研究气候的高曲率行星。该模式可以清晰地模拟三维云的分布和水蒸气的垂直输送。我们使用超级计算机FUGAKU模拟了高分辨率的地外气候。我们假设水行星的配置与1巴的空气作为背景大气，有四个不同的结晶度（$0^{\circ}$，$23.5^{\circ}$，$45^{\circ}$，和$60^{\circ}$）。我们运行了两组模拟：1）低分辨率（~ 220 km网格作为系外行星科学大气环流模型的标准分辨率），并对云形成进行参数化，2）高分辨率（~ 14 km网格），并采用显式云微物理方案。结果表明，高分辨率的模拟与云微物理的显式处理揭示了温暖的气候，由于较少的低云分数和大量的水蒸气在大气中。这意味着，云相关过程的治疗导致不同的分辨率之间的差异，在气候制度的情况下，高分辨率。
2022-10-11 astro-ph.EP
The KPF-SLOPE Survey - Small, Compact Multi-Planet Systems Appear Spin-Orbit Aligned
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Hawai‘i（夏威夷大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Sydney（悉尼大学）
该研究通过KPF光谱仪开展SLOPE观测，发现四颗小质量行星的自转轴与轨道面对齐，揭示紧凑多行星系统中行星轨道的自转轴对齐现象。
2026-03-30 astro-ph.EP
A Search for Ringed Exoplanets using Kepler Photometry
模型的开发，以模拟恒星的光变曲线变暗的凌日系外行星有和没有环。然后将这些模型应用于\textit{Kepler}测光，以在21颗系外行星的样本中搜索行星环，其中大多数是热彗星，选择这些行星以提供发现潜在环的最佳观测机会。我们还研究了什么样的环可能是预期的这些行星，在大小和方向方面，参数的基础上，涉及主行星的平衡温度，其可能的温度，以及可能的环系统的形成和稳定性。没有发现环的证据，对于21个研究的行星中的每一个，都是在观测的基础上确定哪些潜在的环可以从一组具有代表性的基准环中排除，这些基准环的大小和方向都不同。对于21颗行星中的12颗，我们确定至少在某些方向上可以排除类似土星的环。此外，环的可探测性进行了研究，并发现，环状行星与小的结晶度（大致$5^{\circ}-10^{\circ}$）可以产生大的信号，这是令人鼓舞的未来的工作，因为这样的小结晶度预计热的彗星。
2015-11-16 astro-ph.EP
Gravity Waves on Hot Extrasolar Planets: I. Propagation and Interaction with the Background
我们研究重力波或g模式对热的太阳系外行星的影响。这些行星预计拥有稳定的分层大气，支持重力波。在本文中，我们回顾了控制重力波线性动力学的方程的推导，并以HD 209458 b为例描述了其在热太阳系外行星中的应用。我们发现，重力波可以表现出广泛的行为，即使是一个单一的大气剖面。波浪可以显著地加速或减速背景平均流，这取决于波浪相位和平均流速度之间的差异。此外，波可以提供显着的加热（每行星旋转~100至~1000 K），特别是对从激发区域到大约10个标度高度以上的大气区域。此外，通过水平传播，重力波提供了一种机制，将动量和热量从潮汐锁定行星的昼侧传输到其夜侧。我们讨论的工作，需要进行纳入这些影响，在目前的大气模型的太阳系外行星。
2010-03-25 astro-ph.EP
Ionisation in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets I The role of electron avalanche
褐矮星和太阳系外行星的大气层形成的云强烈影响当地的化学和物理。这些云是全球性的中性服从尘埃气体电荷平衡，这是在短时间尺度上，不符合观察随机电离事件的太阳系行星。我们认为，在褐矮星和太阳系外行星的云的显着体积是容易受到本地放电事件。这些是由带电尘埃颗粒引发的电子雪崩。这种云内放电发生的时间尺度比碰撞过程中和尘埃颗粒所需的时间要短。放电的集合体可能产生足够的自由电荷，表明大气与大尺度磁场的局部随机耦合。
2010-10-21 astro-ph.EP
A New Hypothesis On The Origin and Formation of The Solar And Extrasolar Planetary Systems
本文结合近年来太阳系外行星的发现、激波与分子云相互作用的研究以及H.阿尔文关于太阳的磁场及其对太阳系形成的影响的研究（1962年）。我们认为，行星系中的所有天体都起源于巨型分子云（GMC）中的一小群致密碎片。在恒星形成期间，一个或多个冲击波通过原行星盘传播的机制是必要的，以触发致密团块的快速级联碎裂，这些团块又迅速、同时和单独地坍塌，形成多行星和多卫星系统。磁自旋共振可能是新形成的行星在年轻恒星的强磁场中耦合和排列的旋转方向的原因。
2014-03-02 astro-ph.EP
Evaporation of extrasolar planets
本文综述了太阳系外行星蒸发的观测和理论模拟。“热对流层”的观测及其对高层大气（热层和散逸层）的制约。描述了对第一颗凌日系外行星HD 209458 b的早期观测发现，这颗行星有一个逃逸氢的扩展大气层。随后的观测表明，在非常高的海拔存在氧和碳。这些观测结果对大气中的逃逸速率和机制给出了独特的限制。最新的莱曼α HST观测HD 189733 b和MgII观测Wasp-12 b允许首次比较不同环境中不同行星的蒸发。模型来量化逃逸率从测量的掩星深度，和能量图来描述的蒸发状态的热掩星。利用这张图，可以看出很少有像GJ 876 d或CoRot-7 b这样的已知行星可能是前巨行星的残余。
2012-01-23 astro-ph.EP
Using Satellites to Probe Extrasolar Planet Formation
行星卫星是行星系的一个组成部分。在这里，我们对它们的形成做了两个预测。首先，具有一系列显著特征的原始卫星只在巨行星周围形成。如果这是真的，那么一个行星系统的原恒星星云的大小和持续时间，以及它的雪线的位置，可以通过知道它的哪些行星拥有原始卫星而哪些没有来限制。第二，所有围绕类地行星的卫星都是由撞击形成的。如果这是真的，这将极大地加强对类地行星历史的限制，因为它们的卫星的组成，大小和动力学。
2012-04-04 astro-ph.EP
Rotation Periods, Inclinations, and Obliquities of Cool Stars Hosting Directly Imaged Substellar Companions: Spin-Orbit Misalignments are Common
恒星的自转轴和行星的轨道平面之间的方向提供了有关系统形成和动力学历史的宝贵信息。对于距离较远的非凌日行星来说，真正的恒星旋转度是很难测量的，但是自旋轨道方向的下限可以通过恒星旋转轴和伴星轨道平面的倾角（$Δi$）之差来确定。我们提出了一个统一的分析结果的旋转周期，恒星倾角，和冷星（SPT $\gtrsim$ F5）托管直接成像的行星和褐矮星同伴。作为这项工作的一部分，我们已经获得了新的$v \sin i_*$值的22个主机恒星的高分辨率塔尔摄谱仪在哈兰J史密斯望远镜。总共我们的样本包含62个主恒星的旋转周期，其中大部分是新测量的光变曲线从凌日系外行星调查卫星。其中，53颗恒星的倾角是由投影的自转速度和赤道速度决定的，21颗主要是棕矮星的恒星对$Δi$有限制。其中11颗（占样本的52 $^{+10}_{-11}$ %）可能是未对准的，而剩下的10颗宿主星则与自旋轨道对准一致。作为一个集合，10-250 AU之间的最小密度分布与各向同性和对齐系统的混合物比单独的极端情况更一致-指向直接云崩溃，在磁盘内形成轴承原始对齐和未对齐，或动态演化处理的架构。这与拥有直接成像行星的恒星形成对比，后者显示出对低行星的偏好。这些结果加强了长周期褐矮星和巨行星的轨道之间的恒星半径和轨道偏心率的区别。
2023-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detection and Characterization of Extrasolar Planets through Mean-Motion Resonances: Simulations of Hypothetical Debris Disks
行星对邻近盘的引力影响为探测和研究太阳系外行星系提供了强有力的工具。在这里，我们表明，差距可以打开动态冷碎片磁盘的平均运动共振的轨道行星。这些间隙是从行星本身的轨道上打开的，这表明并非所有的盘间隙都需要包含行星体。这些间隙大而深，足以在大范围合理的盘行星参数的解析盘图像中检测到，尽管我们迄今为止还没有发现任何这样的间隙。间隙的形状和大小可以诊断行星的位置、偏心率和质量，并允许人们推断出看不见的行星的存在，以及这些系统中可见和不可见行星的许多重要参数。我们提出的表达式，使行星质量计算所观察到的差距的宽度和位置。
2016-03-29 astro-ph.EP
Ponderings on the Possible Preponderance of Perpendicular Planets
本研究针对恒星倾角分布是否存在90°垂直峰值的问题，对174颗行星样本开展分层贝叶斯推断，发现混合分布模型更优但无强力证据支持垂直峰值，同时指出选择偏差的影响及构建更均匀完整样本的必要性。
2023-05-22 astro-ph.EP
Populations of Extrasolar Giant Planets from Transit and Radial Velocity Surveys
凌日和视向速度调查已经深入探索了太阳系外巨行星的种群，迄今为止已经探测到数百个物体。所有这些检测允许了解它们的物理特性，并限制它们的形成，迁移和演化机制。在这一章中，这些行星的观测属性与数据中确定的各种人口一起呈现。本文还回顾和比较了各种巡天在不同恒星环境下观测到的巨大系外行星的出现率。最后，从主星的性质出发，讨论了巨系外行星的存在和性质。在这一章中，观测的约束条件进行了讨论的背景下，占主导地位的行星形成，迁移和演化的情景。
2018-05-22 astro-ph.EP
Orbital parameters of extrasolar planets derived from polarimetry
太阳系外行星的偏振测量成为研究太阳系外行星的新工具，这就要求发展诊断技术和参数案例研究。我们的目标是发展一个理论模型，可用于解释太阳系外行星的偏振观测。在这里，我们提出了一个理论参数的研究，显示了各种相关参数的极化曲线的影响。此外，我们调查的拟合过程的鲁棒性。我们采用物理学的瑞利散射获得偏振曲线的一个未解决的太阳系外行星。对两种情况进行计算：（i）假设来自朗伯球的散射光的强度的角分布和来自瑞利型散射体的偏振的角分布，以及（ii）假设散射光的强度和偏振都根据瑞利定律分布。我们表明，这两种情况之间的差异是可以忽略不计的极化曲线的形状。此外，我们还考虑了主恒星的大小，这与围绕巨星运行的热彗星有关。
2010-01-18 astro-ph.EP
Obliquities of Hot Jupiter host stars: Evidence for tidal interactions and primordial misalignments
我们提供的证据表明，接近巨行星的恒星的引力最初几乎是随机的，并且经常观察到的低引力是恒星-行星潮汐相互作用的结果。证据是基于14个新的Rossiter-McLaughlin效应的测量（对于HAT-P-6，HAT-P-7，HAT-P-16，HAT-P-24，HAT-P-32，HAT-P-34，WASP-12，WASP-16，WASP-18，WASP-19，WASP-26，WASP-31，GI 436和Kepler-8系统），以及对以前观测的批判性审查。低潮汐性（良好对齐）系统是那些预期的潮汐时间尺度短，同样，高潮汐性（错位和逆行）系统是那些预期的时间尺度长。从表面上看，这一发现表明，热彗星的起源涉及动力学相互作用，如行星与行星的相互作用或Kozai效应，使它们的轨道倾斜，而不是由于与原行星盘的相互作用而螺旋上升。我们讨论了这一假设的地位和需要一个更明确的结论的意见。
2012-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Low stellar obliquities in compact multiplanet systems
利用Rossiter-McLaughlin效应测量了多次凌日行星系统KOI-94和Kepler-25的天空投影恒星质量（λ）。在这两种情况下，主星都与行星的轨道平面对齐。对于KOI-94，我们发现λ=-11+-11 deg，证实了Hirano及其同事最近的结果。开普勒-25是一个更具挑战性的案例，因为过境深度异常小（0.13%）。为了获得这种一致性，有必要使用恒星投影旋转速率的先验知识，并对光谱的独立波长区域应用两种不同的分析方法。这两种方法给出了一致的结果，λ=7 ± 8度和-0.5 ± 5.7度。现在，对于多个凌日行星系统的主恒星，总共有五个测量结果，所有这些都与自旋轨道对齐一致。这种排列不太可能是潮汐相互作用的结果，因为这些系统的轨道距离相对较大，行星质量较低。在这方面，多行星的主星与热木星的主星不同，后者通常在潮汐相互作用较弱时具有较大的自旋轨道偏差。特别是热木星宿主的弱潮汐子集具有符合各向同性分布（p=0.6）的密度，但多行星宿主与这样的分布不相容（p~10^-6）。这意味着高木星质量仅限于热木星系统，并提供了进一步的证据表明热木星的形成涉及使行星轨道倾斜的过程。
2013-05-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Status of the Calan-Hertfordshire Extrasolar Planet Search
在这些程序中，我们给出了Calan-Hertfordshire系外行星搜索的状态更新，这是一项由智利领导的国际合作，旨在发现更多围绕超级金属丰富和类太阳恒星的行星，然后通过精确的测光来追踪这些行星，以寻找新的明亮的过境行星。我们强调了这个计划的一些结果，包括系外行星和褐矮星的发现，以及金属丰度和行星最小质量之间可能的相关性，在最低的行星质量可检测。最后，我们讨论了短期和长期的未来途径，这个计划可以采取。
2013-02-25 astro-ph.EP
The Compositional Diversity of Extrasolar Terrestrial Planets: II. Migration Simulations
先前的工作已经发现，在已知的太阳系外行星系中，预计会出现各种各样的类地行星。但这类研究忽略了巨行星迁移的影响，这种现象被认为在外太阳系中非常普遍。在这里，我们介绍了在动力学模拟中形成的类地行星成分的计算，其中包含不同程度的巨行星迁移。我们使用的化学平衡模型的固体物质存在于磁盘的五个已知的行星宿主恒星：太阳，GJ 777，HD 4203，HD 19994和HD 213240。巨行星迁移对模拟的类地行星的组成有很大影响，因为迁移导致在一定温度范围内凝结的类地行星组成部分之间发生大规模混合。这种混合作用1）增加了类地行星馈送区中富镁硅酸盐的典型丰度，从而与静态巨行星轨道的模拟相比，增加了具有类地成分的行星的频率;以及2）显著增加了向类地行星输送含水相（水和蛇纹石）的效率，从而产生了水世界和/或湿地球。我们的研究结果表明，虽然各种各样的类地行星的成分仍然可以产生，行星与地球一样的成分应该是常见的太阳系外行星系。
2012-09-23 astro-ph.EP
New photometric observations of the transiting extrasolar planet TrES-3b
我们提出了在2009 - 2011年期间在几个天文台获得的过境系外行星TrES-3b的新过境观测。重新确定了系统的轨道参数，并计算了新的线性星历。为了研究轨道的长期稳定性，我们进行了数值模拟。
2011-08-26 astro-ph.EP
Clouds in the atmospheres of extrasolar planets. I. Climatic effects of multi-layered clouds for Earth-like planets and implications for habitable zones
研究了围绕不同类型恒星运行的类地行星大气层中多层云的影响。云粒子的辐射效应与其波长相关的光学性质直接相关。因此，入射恒星光谱对云的气候效应可能起着重要的作用。本文讨论了在地球大气层中测量的具有平均性质的云对绕不同类型主序星运行的类地行星的地面温度和邦德温度的影响。
2010-02-15 astro-ph.EP
Orbital obliquities of transiting planets from starspot occultations
当一颗行星在它的主星凌日过程中经过一个星点的前面时，它会在光变曲线上引起一个向上的小光点。用星点模拟凌日可以测量星点的大小、亮度和位置。如果在两次不同的凌日中都能观测到同一个光点，那么就有可能追踪到由于恒星旋转而引起的光点运动。恒星的自转周期和速度（Prot和Vsini）以及天空投影的系统轨道曲率（lambda）就可以确定了。如果一个人有三个或三个以上的观察同一点，真正的轨道平行度（psi）可以测量。我们正在对一些被凌日行星环绕的冷恒星进行这种分析。我们提出我们的结果，到目前为止，并编制一个目录的λ和psi测量点交叉事件。该方法对冷恒星特别有用，因此是对罗斯特-麦克劳克林效应研究的补充，后者在更热和旋转更快的恒星上表现得更好。
2016-08-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm Saturns: On the Nature of Rings around Extrasolar Planets that Reside Inside the Ice Line
我们讨论了可能存在于太阳系外行星周围的光环的性质。根据太阳系中气体巨星周围环的一般性质，我们推断出位于冰线内的系外行星周围环的可能性质。由于它们靠近它们的主恒星，围绕这些系外行星的环必须主要由岩石材料组成。然而，我们发现，尽管与冰相比，岩石的密度更高，但大多数观测到的太阳系外行星具有可靠的半径测量，具有足够大的罗氏半径来支持环。对于目前已知的凌日系外行星，坡印廷-罗伯逊阻力在$10^8$年的时间跨度内不会显著改变单个环粒子的动力学，只要它们的尺寸超过1 m。此外，我们表明，显着较小的环粒子可以存在于光学厚环，我们发现典型的环寿命范围从几倍$10^6$到几倍$10^9$年。最有趣的是，我们发现许多环可能具有非平凡的拉普拉斯平面，这是由于系外行星靠近其宿主恒星而导致的轨道四极效应增加，从而限制了环观测中太阳系外行星的$J_2$。这是特别令人兴奋的，因为行星的$J_2$揭示了其内部结构的信息。此外，从扭曲的环测量系外行星的扁率和它的$J_2$，将共同限制它的自转周期。根据我们已经推导出的太阳系外行星环的约束条件，我们预计，环探测的最佳候选者将来自开普勒航天器对半长轴为$\sim 0.1$ AU或更大的太阳系外行星的过境观测。
2011-04-19 astro-ph.EP
Detecting the Wind-Driven Shapes of Extrasolar Giant Planets from Transit Photometry
有几个过程可以导致太阳系外巨行星的阴影形状，如在过境时所看到的，偏离圆形。除了旋转效应之外，云的形成、非均匀的霾的产生和移动以及动力效应（风）也可能很重要。从地球上看，当这样一颗行星凌日它的主星时，非球面性会导致凌日光变曲线相对于完美球面（或完美扁圆）行星的凌日有偏差。我们开发了一个理论框架来解释行星的形状。然后，我们根据已发表的HD 189733 b理论动力学模型生成过境行星形状的预测。使用这些形状模型，我们表明，行星的形状是不太可能引入可检测的光变曲线偏差（那些>~ 1 e-5的主恒星），但形状可能会导致天体物理学的系统误差的来源时，测量行星扁率，渡越时间，和碰撞参量。
2009-10-19 astro-ph.EP
