EXOFIT: Bayesian Estimation of Orbital Parameters of Extrasolar Planets
我们介绍EXOFIT，贝叶斯工具估计太阳系外行星的径向速度测量的轨道参数。EXOFIT目前可以搜索一颗或两颗行星。EXOFIT采用马尔可夫链蒙特卡罗方法实现面向对象的方式。作为一个例子，我们重新分析了HD 155358的轨道解，并与已发表的轨道参数的结果进行了比较。为了检查协议的EXOFIT轨道参数与公布的，我们检查了径向速度数据的30颗恒星随机从www.exoplanet.eu。我们发现，虽然轨道周期同意在这两种方法，EXOFIT更喜欢较低的偏心率的解决方案，行星具有较高的（e >=0.5）轨道偏心率。
2009-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital stability of coplanar two-planet exosystems with high eccentricities
利用一般三体问题（GTBP）研究了双行星系统演化的长期稳定性。我们的研究集中在相邻轨道系统的稳定性时，至少有一个是高度偏心的。在这些情况下，为了避免近距离接触，这会破坏行星系的稳定性，应该考虑相位保护机制。此外，由于GTBP是一个不可积的可积系统，混沌也可能导致系统在长时间间隔后失稳。通过计算动力学映射，基于快速李雅普诺夫指标，我们揭示了相空间中的区域，即使是非常高的偏心率（e>0.5）的稳定轨道。这些区域存在于平均运动共振（MMR）中。我们可以通过计算旋转坐标系中的周期轨道族来确定精确MMR的位置。椭圆周期轨道与拱点共转共振（ACR）的存在有关。当这些解是稳定的时，它们与提供长期稳定性的初始条件的相邻域相关联。我们应用我们的方法，以便将高偏心轨道的行星系的演化归因于此类稳定域的存在。特别地，我们研究了太阳系外系统HD 82943、HD 3651、HD 7449、HD 89744和HD 102272的轨道演化，并讨论了观测提供的轨道根数与动力学稳定性之间的一致性。
2016-07-27 astro-ph.EP
The SOPHIE search for northern extrasolar planets: VI. Three new hot Jupiters in multi-planet extrasolar systems
我们提出了高精度的径向速度测量的三个太阳型恒星：HD 13908，HD 159243和HIP 91258。这些观测是在上普罗旺斯天文台（法国）的1.93米望远镜上用索菲摄谱仪进行的。它们表明，这三颗明亮的恒星拥有至少由两颗伴星组成的系外行星系统。HD 13908 b是一颗最小质量为0.865+-0.035兆焦耳（Mjup）的行星，轨道周期为19.382+-0.006天。该系统有一颗大质量伴星，周期为931+-17天，e = 0.12+-0.02，最小质量为5.13+-0.25兆焦耳。HD 159243还有两颗伴星，质量、周期和离心率分别为Mp = 1.13+-0.05和1.9+-0.13 Mjup，$P$ = 12.620+-0.004和248.4+-4.9天，e = 0.02+-0.02和0.075+-0.05。最后，恒星HIP 91258有一颗行星伴星，最小质量为1.068+-0.038兆焦耳，轨道周期为5.0505+-0.0015天，二次趋势表明有一颗尚未被表征的外行星或恒星伴星。行星宿主星HD 13908、HD 159243和HIP 91258是主序星，光谱类型分别为光谱型F8 V、G 0 V和G5 V，具有中等的活动水平。HIP 91258的金属丰度略高，而另外两颗恒星的金属丰度与太阳类似。在多颗巨行星系统的形成和动力学演化模型框架下讨论了这三个系统。
2013-11-21 astro-ph.EP
Exoplanet Orbital Eccentricities Derived From LAMOST-Kepler Analysis
太阳系行星的近圆（平均偏心率<e>~0.06）和共面（平均互倾<i>~3度）轨道促使康德和拉普拉斯提出行星形成于圆盘的假设，并发展成为广为接受的行星形成理论。令人惊讶的是，使用径向速度（RV）技术发现的前几百颗太阳系外行星（大部分是木星）通常位于偏心轨道（<e>约0.3）。这就提出了一个根本性的问题：太阳系及其形成过程是否特殊？开普勒任务已经发现了数千颗以亚海王星为主的凌日行星，但它们的大部分轨道偏心率仍然未知。利用LAMOST观测得到的精确的光谱主星参数，利用凌日统计方法测量了一颗大型（698颗）均匀开普勒行星的离心率分布。近一半的行星是在单凌行星系统（单），而另一半是多凌行星（多）。我们发现了一个离心率二分法：平均而言，开普勒单行星的偏心轨道<e>约为0.3，而多行星的偏心轨道接近圆形（<e>= 0.04^{+0.03}_{-0.04}）和共面（<i>= 1.4^{+0.8}_{-1.1}度），与太阳系行星相似。我们的研究结果与以前的小样本和个别系统的研究是一致的。我们还证明了开普勒多次波和太阳系天体的平均偏心率与相互倾角之间遵循一个共同的<e>~（1-2）x关系<i>。圆形轨道的普遍存在和普遍的关系可能意味着太阳系在银河系中并不是那么典型。
2016-09-27 astro-ph.EP
Planets larger than Neptune have elevated eccentricities
研究测量了1646颗Kepler行星的离心率，发现大于约3.5个地球半径的行星平均离心率显著升高，揭示了不同尺寸行星具有不同的形成通道，并在“半径谷”中观测到离心率异常升高的迹象。
2025-07-10 astro-ph.EP
Application of chaos indicators in the study of dynamics of S-type extrasolar planets in stellar binaries
利用各种数值方法对两个已知的双星系统--仙王座γ和HD 196885中的两颗独立行星的轨道进行了数值积分，以评估所考虑的动力系统的混沌或准周期性质.希尔稳定性（HS）的功能，它测量的轨道摄动的行星周围的主星，由于次级恒星计算每个系统。利用最大李雅普诺夫指数（MLE）时间序列来度量稳定流形的发散/收敛速度，并以此来区分混沌轨道和非混沌轨道.然后，我们计算动力学平均指数增长因子的邻近轨道（MEGNO）地图从解决变分方程和运动方程。这些映射使我们能够准确区分稳定和不稳定的动力系统。从HS，MLE，MEGNO地图的分析结果进行了分析，它们的动力学变化和相似性。对行星的HS测试显示至少有一千万年的稳定性和准周期性。MLE和MEGNO图也表明了在相对较短的积分周期内的局部准周期性和全局稳定性。使用行星倾角（i_{pl} \le 25^ \circ）和双星偏心率的不同值的每种指标测试系统的轨道稳定性。通过与MLE和MEGNO图的稳定性比较，讨论了HS判据的可靠性。
2013-05-17 astro-ph.EP
Determining Eccentricities of Transiting Planets: A Divide in the Mass-Period Plane
近地系外行星轨道参数分布的两个主要特征是圆形轨道的普遍性，以及观测到的较近轨道上的行星往往较重。第一个特征被解释为潮汐演化的标志，而第二个特征的起源，即热彗星的“质量-周期关系”，还不清楚。在本文中，我们重新考虑的系外行星凌日测量参数的集合属性，重点是轨道偏心率和质量周期关系。我们重新计算的约束偏心率在一个均匀的方式，使用新的径向速度数据，特别注意统计偏差。我们发现圆形轨道上的行星聚集在质量周期平面的一个明确定义的区域，接近任何给定质量的最小周期。文献中报告的这种模式的错误可归因于统计偏倚。系综数据是兼容的经典潮汐理论与轨道循环引起的潮汐在行星上，并建议潮汐循环和停止机制接近行星是密切相关的。位置质量-周期关系与行星的希尔半径和其当前轨道之间的关系是相容的。
2011-03-10 astro-ph.EP
Capture of Planets Into Mean Motion Resonances and the Origins of Extrasolar Orbital Architectures
行星系动力学演化的早期阶段往往是由驱动轨道迁移的耗散过程所塑造的。在多行星系统中，轨道的汇聚不可避免地导致与合理周期比的相遇，这可能导致建立平均运动共振。共振捕获的成功或失败产生了非常不同的后续演化，因此在确定行星系的轨道结构方面起着核心作用。在这项工作中，我们采用了一个可积的哈密顿形式主义的一阶行星共振，允许两个二级机构有有限的质量和偏心率，并构建一个全面的理论共振捕获。特别是，我们推导出的条件下，轨道演化位于绝热制度，并提供了一个广义的标准，保证共振锁定以及计算捕获概率时，捕获是不确定的程序。随后，我们利用开发的分析模型来研究木星和土星的演化在原太阳星云，并调查的起源占主导地位的非共振轨道分布的亚木星系外行星。我们的计算表明，通常观察到的太阳系外的轨道结构可以理解，如果行星对遇到轻微偏心（e~0.02）的轨道上的平均运动的不确定性。因此，我们推测，低质量行星之间的共振捕获通常是不成功的，由于微妙的轴向不对称固有的全球结构的原行星盘。
2015-05-07 astro-ph.EP math.DS
A Novel Method to Photometrically Constrain Orbital Eccentricities: Multibody Asterodensity Profiling (MAP)
提出了一种新的方法，确定偏心率约束的太阳系外行星在系统中的多个凌日行星通过单独的测光。我们的方法是高度独立的模型，不作任何假设的恒星参数，不需要径向速度，过境时间或掩星事件。我们的技术利用了这样一个事实，即光变曲线导出的恒星密度对于所有经过一颗共同恒星的行星来说必须是相同的。假设一个圆形的轨道，推导出的恒星密度偏离真实值的一个可预测的因素，Psi，其中包含的信息偏心率的系统。通过比较多个恒星的密度，任何差异都必须是由于离心率，因此在没有任何其他信息的情况下可以放置有意义的约束。该技术被称为“多体天体密度剖面”（MAP），是一种新的可观测量，可以单独使用或与其他可观测量结合使用，如径向速度和过境时间变化。根据需要，也可以包括偏心率先验。MAP对最小成对组合偏心率最敏感，例如（e1 + e2）[min]。个别偏心率的限制是不太严格，但经验偏心后总是推导出来的，是免费提供的单独从过境测光。我们提出了一个描述我们的技术，使用分析和数值实现，然后通过两个例子分析合成光度学的原理证明。我们指出，MAP有可能限制偏心率，从而可居住性，类地行星的径向速度数据的情况下，这是可能的地球质量的对象。
2011-12-12 astro-ph.EP
Benefits of Ground-Based Photometric Follow-Up for Transiting Extrasolar Planets Discovered with Kepler and CoRoT
目前，超过40颗凌日行星已被地面光度测量发现，开普勒和CoRoT等太空任务预计将探测到数百颗。地面的后续测光观测将在约束新发现行星的轨道和物理参数方面发挥重要作用，特别是那些半径小（R_p小于约4个地球半径）和/或轨道周期中长（P大于约30天）的行星。在这里，我们模拟过境光变曲线从开普勒测光和地面观测在近红外（NIR），以确定如何联合建模空间和地面光变曲线可以提高过境持续时间和行星-恒星半径比的测量。我们发现，在天基观测基础上增加至少一次地面凌日观测，可以显著提高测量长周期（~1年）小行星（R_p小于约4个地球半径）凌日持续时间和行星-恒星半径比的精度，这在很大程度上归功于近红外光谱中临边昏暗效应的减小。我们还证明，需要多个地面观测，以获得一个大幅度提高测量精度的小行星与短轨道周期（~3天）。最后，我们考虑的作用，更高的地面精度将发挥约束参数测量典型的开普勒目标。我们的研究结果可以帮助通知过境后续计划的优先级（包括开普勒和CoRoT发现的行星的主要和次要过境），从而改善过境持续时间，行星大小和轨道偏心率的限制。
2009-07-29 astro-ph.EP
A general model of resonance capture in planetary systems: First and second order resonances
平均运动共振是我们太阳系和太阳系外行星系的共同特征。当天体的轨道半长轴改变时，例如当它们迁移通过原行星盘时，它们会被困在共振中。我们使用一个哈密顿模型，彻底调查的捕获行为的第一和第二阶共振。使用这种方法，所有相同阶数的共振都可以用一个方程来描述，并通过适当的缩放来应用于特定的共振。我们专注于一个物体是无质量的测试粒子而另一个是大质量行星的极限。我们量化捕获到共振的概率取决于行星和粒子的相对迁移率，以及粒子的偏心率。共振捕获失败的高迁移率，并有更高的偏心率的概率下降。更大质量的行星可以捕获更高偏心率和迁移率的粒子。我们还计算了被捕获粒子的天平动振幅和天平动中心的偏移量，以及如果没有捕获，偏心率的变化。初始偏心率越大，天平动振幅越大。该模型允许一个完整的描述粒子的行为，因为它连续遇到几个共振。我们讨论了几种情况下的影响：（一）行星迁移通过气体盘捕获其他行星或星子共振。(ii)行星迁移通过碎片盘。(iii)尘埃通过PR阻力迁移。利用哈密尔顿模型可以快速解释太阳系外行星和柯伊伯带天体的共振特性，并可以快速生成碎片盘结构的合成图像，这将有助于预测和解释ALMA、Darwin/TPF或类似飞行任务制作的盘图像。[摘要]
2010-12-14 astro-ph.EP
Architectures of Planetary Systems III: Excitation of Eccentricities and Inclinations
The Catholic University of America（天主教大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC（NASA/GSFC空间科学与技术研究探索中心）；Department of Astronomy, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校天文学系）；Department of Physics, University of Michigan（密歇根大学物理系）；Department of Astronomy, University of Michigan（密歇根大学天文学系）
基于分类框架，利用离散度和归一化角动量亏损指标，研究行星系统架构与轨道偏心率和倾角分布的相关性，发现大间隙系统动力学更活跃，并预测高倾角长周期行星群的存在。
2026-06-26 astro-ph.EP
Debiasing the Minimum-Mass Extrasolar Nebula: On the Diversity of Solid Disk Profiles
行星原位形成理论中的一个基本概念是“最小质量太阳系外星云”（MMEN），这是一个圆盘固体的表面密度分布（$Σ$），它是在当前位置形成行星所必需的。虽然大多数以前的研究都对观测到的系外行星符合单一的幂律，但目前还不清楚大多数系外行星系统是否是从通用的磁盘模板形成的。我们使用一个先进的统计模型的多行星系统的底层架构，以重建MMEN。模拟的物理和开普勒观测的目录使我们能够直接评估检测偏差的作用，特别是非过境或未被检测到的行星的影响，在改变推断的MMEN。我们发现，拟合一个幂律的形式$Σ= Σ_0^* (a/a_0)^β$到每个多行星系统的磁盘配置文件的广泛分布的结果; $Σ_0^* = 336_{-291}^{+727}$ g/cm $^2$和$β= -1.98_{-1.52}^{+1.55}$包括第16 - 84位的边缘分布在一个底层的人口，其中$Σ_0^*$是在$a_0 = 0.3$ AU的标准化。大约一半的内行星形成盘的最小固体质量为$\gtrsim 40 M_\oplus$，在1 AU以内。虽然凌日观测并不倾向于偏置中位数$β$，但它们可能导致显著高估和低估$Σ_0^*$，从而扩大了盘质量的推断分布。然而，探测偏差不能解释观测到的盘轮廓的全部变化;如果所有行星都在原地形成，就没有普遍的MMEN。固态盘轮廓的巨大差异表明，相当大一部分行星系统（$\gtrsim 23\%$）经历了迁…
2022-10-07 astro-ph.EP
New Planetary Systems from the Calan-Hertfordshire Extrasolar Planet Search
我们报告发现了八颗新的巨行星，并更新了四颗已知行星的轨道，这些行星使用CORALIE，HARPS和MIKE仪器围绕矮恒星和亚巨星运行，作为卡兰赫特福德郡太阳系外行星搜索的一部分。这些行星的质量在1.1- 5.4兆焦耳之间，轨道周期在40-2900天之间，离心率在0.0-0.6之间。它们包括一个围绕我们样本中最大质量恒星（HD 147873）运行的双行星系统，两个偏心巨行星（HD 128356 b和HD 154672 b），以及一个罕见的14 Herculis类似物（HD 224538 b）。我们强调了从径向速度检测到的围绕附近恒星运行的行星样本中的一些人口相关性，包括质量函数指数分布，越来越多的证据表明，低质量行星往往比巨行星围绕更多的贫金属恒星运行，以及质量>0.1MJ的行星可能的周期金属丰度相关性，根据轨道周期小于100天的行星和轨道周期大于100天的行星的金属量差异为0.16 dex。
2016-11-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planet-planet scattering in planetesimal disks II: Predictions for outer extrasolar planetary systems
我们开发了一个理想化的动力学模型来预测外太阳系行星系的典型属性，在半径超过5 AU。我们的假设是，在外部行星系的动力学演化是由行星-行星散射和行星与小天体（“星子”）的外部磁盘的相互作用的组合控制。使用5,000个长时间的N体模拟，我们跟踪了被50个地球质量的原始星子盘包围的三颗行星的演化。对于大的行星质量（以上的土星）的磁盘的影响是温和的，我们恢复观测到的偏心率分布的太阳系外行星（主要是在较小的半径观察）。我们解释了所观察到的质量依赖的偏心率调用强相关性在同一系统中的行星质量。对于较低质量的行星，我们观察到不同的动力学行为：强烈的散射事件，突然跳跃的偏心率由于共振交叉，并重新圆分散的低质量行星在磁盘。我们提出了最终的偏心率和倾角的分布，并讨论了它们如何随行星质量和初始系统结构而变化。我们预测的过渡到较低的偏心率为低质量的行星在半径的磁盘影响的动态。能够探测K~5 m/s和周期超过10年的行星的径向速度测量将限制这一制度。我们还研究了共振和非共振多行星系统的人口。我们表明，在系统中，避免近距离接触的行星，星子盘作为一个阻尼机制，经常人口的平均运动共振。共振链应该是外行星系中大质量行星的常见现象。
2010-01-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Eccentricity Distribution of Short-Period Single-Planet Systems
我们应用标准的马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）分析技术的50个短周期，单行星系统发现的径向速度技术。提出了一种新的评价非零轨道偏心率重要性的方法--Γ分析法，该方法将频率自助法与贝叶斯分析相结合.我们发现，从Γ分析的偏心率估计一般是一致的，从标准MCMC分析和以前的参考结果。Γ方法对于评估小偏心率的重要性特别有用。我们的研究结果表明，目前的样本量不足以得出强有力的结论，潮汐相互作用和扰动的作用，在塑造短周期单行星系统的偏心率分布。我们使用贝叶斯人口分析表明，分析分布的混合物是一个很好的近似的基础偏心率分布。对于短周期的行星，我们发现的参数的最可能的值的分析函数给出了观测到的偏心率。这些解析函数可用于理论研究或分析短周期行星时作为偏心率分布的先验。随着测量精度的提高和样本容量的增加，该方法可以应用于更复杂的参数化的太阳系外行星系的偏心率的基本分布。
2011-08-08 astro-ph.EP
The CORALIE survey for southern extrasolar planets XVII. New and updated long period and massive planets
自1998年以来，La Silla天文台的CORALIE阶梯光栅摄谱仪在南半球50 pc以内的主序星周围进行了行星搜索计划。通过超过14年的观测时间跨度，CORALIE调查现在能够揭示木星周期域上的类木行星。这种不断增长的周期间隔覆盖范围是重要的形成和迁移模型，因为观测的限制仍然很弱，超过冰线的时期。使用CORALIE阶梯光栅摄谱仪进行的长期精确多普勒测量，以及使用ESO 3.6米望远镜上的HARPS摄谱仪进行的一些额外观测，揭示了长周期轨道上大质量行星伴星的径向速度特征。在这篇论文中，我们提出了7颗新的行星，它们围绕着HD27631、HD98649、HD106515A、HD166724、HD196067、HD219077和HD220689运行，同时还提供了围绕着HD10647、HD30562和HD86226运行的三颗已知行星的CORALIE轨道参数。新的行星伴星的周期范围从2200到5500天，覆盖的质量域在1到10.5兆焦耳之间。令人惊讶的是，其中五个具有相当高的偏心率，e>0.57。对于HD106515Ab和HD196067b这两颗在多个系统中绕轨道运行的恒星，可以调用Kozai机制的抽运方案。由于无法从HD 98649 b、HD 166724 b和HD 219077 b的数据中推断出第三个大质量天体的存在，因此这些系统的偏心率的来源仍然未知。除了HD10647 b，依巴谷天…
2013-01-23 astro-ph.EP
The Orbital Eccentricities of Directly Imaged Companions Using Observable-Based Priors: Implications for Population-level Distributions
本研究采用基于可观测的先验框架拟合21颗直接成像系外行星与褐矮星的轨道，得到近似平坦的偏心率星族分布，明确了有效后验所需的最小轨道覆盖度，为理解亚恒星伴星形成提供约束。
2023-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
The phase-space architecture in extrasolar systems with two planets in orbits of high mutual inclination
本文通过统一哈密顿量分解和正规形方法，研究双行星系统在高相互倾角下从类平面到Lidov-Kozai状态的相空间结构转变，并半解析计算近可积周期轨道。
2022-12-20 astro-ph.EP
A One-Dimensional Energy Balance Model Parameterization for the Formation of CO2 Ice on the Surfaces of Eccentric Extrasolar Planets
本研究将CO2冰反照率参数化引入一维能量平衡模型，发现偏心行星需更高轨道平均通量才能解冻，且近星点热量助其退出雪球状态，强调该参数化对评估宜居性的重要性。
2025-01-20 astro-ph.EP
Capture and evolution of dust in planetary mean-motion resonances: a fast, semi-analytic method for generating resonantly trapped disk images
在坡印廷-罗伯逊阻力下迁移的尘埃颗粒可能被困在与行星的平均运动共振中。在太阳系中观察到了这种共振捕获的颗粒。在太阳系外的系统中，由尘埃颗粒产生的黄道光预计将成为未来试图直接拍摄类地行星的主要障碍。然而，共振捕获的尘埃所形成的图案可以用来推断行星的存在，以及这些行星的性质，如果颗粒的捕获和演化可以建模的话。这已经用N体方法完成了，但这种方法计算量很大，在考虑大的、缓慢演变的颗粒时，以及对于具有未知行星和母体的太阳系外系统，这些方法的有用性受到限制，因为研究的可能参数空间很大。在这项工作中，我们提出了一个半解析的方法来计算尘埃粒子的共振捕获和演化，它可以比N体方法快几个数量级。我们校准模型对N-体模拟，找到很好的协议，地球海王星质量行星，各种粒度，初始偏心率，和初始半长轴。然后，我们将该模型应用于观测地球共振捕获的尘埃。我们发现，共振捕获，小行星产生的颗粒自然产生的“尾随斑点”的结构在黄道带云，而匹配的斑点的强度，大部分的云必须由彗星颗粒，由于其高离心率没有被捕获，但产生一个光滑的磁盘。
2015-01-07 astro-ph.EP
On the Completeness of Reflex Astrometry on Extrasolar Planets near the Sensitivity Limit
我们提供了一个初步的估计性能反射天体测量类地行星附近恒星的宜居带。在蒙特卡罗实验中，我们分析了具有低到中等信噪比的天体测量数据集的大样本。我们处理理想化的情况下，一颗行星绕一颗恒星，并假设没有非开普勒的并发症或不确定性。真正的情况只会更加困难。我们使用周期图的发现和最小二乘拟合估计开普勒参数。我们发现一个完整的检测兼容的估计在文献中。我们发现最小二乘法的质量估计是有偏见的，已经发现嘈杂的径向速度数据集，这种偏见降低了准确的质量估计的完整性。当我们将真实的行星位置与根据拟合的轨道参数预测的位置进行比较时，在未来的时间，我们发现即使在天体测量观测结束后没有延迟，0.3倍行星半长轴的准确度目标的完整性也很低。我们的研究结果表明，系外行星任务组（Lunine等人，2008年）的建议“有能力令人信服地测量摆动半振幅下降到0.2 $μ$作为整个任务寿命的综合，”可能不会满足由空间干涉测量任务，$σ_\mathrm{floor}\approx0.035μ$的噪声本底为特征的仪器。对于系外行星科学计划来说，一个重要的、未解决的战略挑战是弄清楚如何预测一颗类地行星的未来位置，其准确度足以确保后续光谱学科学操作的效率和成功，这将在大气中寻找具有生物意义的分子。
2009-04-07 astro-ph.EP
Determination of the Interior Structure of Transiting Planets in Multiple-Planet Systems
在一颗短周期凌日的太阳系外行星受到伴星的扰动时，其内部的潮汐耗散可以驱动系统的轨道演化到一个所谓的潮汐固定点，在这个点上，凌日行星的拱线和它的扰动物的拱线是一致的，并且行星和扰动物的轨道偏心率的变化都被减弱了。对拱点岁差率有重要贡献的是长期的行星-行星相互作用、广义相对论以及由凌日行星的潮汐和旋转扭曲产生的引力四极场。因此，内行星的固定轨道偏心率是行星内部结构的强大功能。我们在最近发现的HAT-P-13外行星系的特定背景下说明了这些想法，并表明人们已经可以收集到重要的见解，内部过境行星的物理性质。我们提出的结构模型的行星，这表明它的观测半径可以保持一个参数序列的模型，适当地改变核心质量和潮汐能量耗散在内部。我们使用的轨道动力学的八极阶长期理论，推导出依赖的内行星的偏心率，其潮汐勒夫数。我们发现，目前测得的偏心率，意味着0.116 < k2_{b} < 0.425，0 M_{Earth} < M_{core} <120 M_{Earth} $，和Q_{b} <300，000。对偏心率的改进测量将很快允许对所有这三个量进行更严格的限制，并将为太阳系外行星的内部结构提供前所未有的探测。
2009-07-28 astro-ph.EP
Inferring the eccentricity distribution
标准的最大似然估计双星和系外行星偏心率偏高，在这个意义上，估计的偏心率往往大于真正的偏心率。与大多数非平凡的观测值一样，估计偏心率的简单直方图并不能很好地估计真实的偏心率分布。在这里，我们开发和测试的分层概率方法进行相关的荟萃分析，也就是说，推断真实的偏心率分布，作为输入的似然函数的个别明星偏心率，或采样的偏心率的后验概率分布（在一个给定的，无信息的先验）。该方法是一个简单的实现分层贝叶斯模型，它也可以被看作是一种异方差反卷积。它可以应用于任何数量测量有限的精度-其他轨道参数，或实际上任何天文测量的任何种类，包括星等，视差，或光度红移-只要测量已经沟通，作为一个似然函数或后验抽样。
2010-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The SOPHIE search for northern extrasolar planets -- XVII. A wealth of new objects: Six cool Jupiters, three brown dwarfs, and 16 low-mass binary stars
区分亚恒星物体的类别并了解它们的形成和演化需要更大的亚恒星同伴样本，如系外行星，棕矮星和低质量恒星。在本文中，我们寻找亚恒星的同伴使用径向速度调查的FGK星与苏菲摄谱仪在天文台上普罗旺斯。我们在这里分配的径向速度变化的27颗恒星的轨道运动引起的低质量的同伴。我们还使用HIPPARCOS和Gaia Data Release 1测量限制了它们的天空平面运动，这限制了其中一些同伴的真实质量。我们报告了六颗冷木星、三颗褐矮星候选者和16颗低质量恒星伴星的探测和特征。我们还更新了低质量恒星HD 8291 B的轨道参数，我们得出结论，HD 204277的径向速度变化可能是由于恒星活动，尽管类似于一个巨大的行星的信号。其中一颗新的巨行星，BD +631405 b，增加了高偏心冷彗星的数量，它是目前质量最大的成员。其中两个冷木星系统也显示出额外的外伴星的特征。新伴星的轨道周期为30天至11.5年，质量为0.72木星质量至0.61太阳质量，偏心率为0.04至0.88。这些发现探索了亚恒星物体和低质量恒星的多样性，这将有助于限制它们的形成和演化模型。
2021-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Biases in orbit fitting of directly-imaged exoplanets with small orbital coverage
行星轨道的偏心率和轨道平面的倾角是关于其形成和历史的重要信息。然而，通过直接成像检测到的系外行星通常只在其周期的很小一部分内被观察到，这使得在广泛，不受约束的后验条件下进行可靠的物理推断具有挑战性。该项目的目的是调查在估计直接成像的系外行星的轨道参数，特别是其偏心率方面的偏差（后验中值和众数与轨道参数真实值的偏差，及其可信区间的宽度和覆盖范围），并确定一般准则，以便更好地估计不确定性。为此，我们构建了各种轨道，并为轨道周期的每个跨度$\sim 0.5 \%$生成模拟数据。我们使用轨道的不耐烦（OFTI）算法来计算轨道后验，并将其与轨道参数的真实值进行比较。我们发现轨道平面的倾角是最影响我们对偏心率估计的参数，出现在边缘附近的轨道产生偏离真实值的偏心率分布，并且通常是双峰的。我们还确定了偏心率和倾斜度之间的简并性，这使得难以区分面对偏心轨道和边缘圆形轨道的后验。对于系外行星成像社区，我们提出了实用的建议，指导方针和警告相关的轨道拟合。
2021-03-23 astro-ph.EP
Saving Doomed Planets: Mass Loss and Angular Momentum Return Boost Hot Jupiter Survival Rates
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
研究通过改进潮汐扰动行星的质量损失和角动量返回机制，发现热木星存活率提升约2-3倍，结果与观测一致，并指出高偏心迁移结合潮汐质量损失可能是热木星形成的主要途径。
2026-03-13 astro-ph.EP
Architectures of Exoplanetary Systems. III: Eccentricity and Mutual Inclination Distributions of AMD-stable Planetary Systems
行星系的角动量亏损（AMD）是其轨道激发的量度，也是长期稳定性的预测指标。我们采用AMD稳定性准则来约束系外行星系统的轨道结构。此前，He，Ford和Ragozzine（2019）（arXiv：1907.07773v2）通过正向建模（SysSim）表明，观察到的多重性分布可以很好地由两个种群组成，由低和高相互倾斜分量组成。在这里，我们表明，一个广泛的分布所产生的相互倾斜的系统在AMD的稳定性极限也可以匹配所观察到的开普勒人口。我们发现，分配一个行星系的最大AMD之间的行星的结果在一个依赖于多重性的分布的偏心率和相互倾斜。具有更多行星的系统具有较低的中位偏心率和相互倾斜度，这种趋势可以用内禀行星多重性的幂律函数（$n$）来描述：$\tildeμ_{e,n} \propto n^{-1.74_{-0.07}^{+0.11}}$和$\tildeμ_{i,n} \propto n^{-1.73_{-0.08}^{+0.09}}$，其中$\tildeμ_{e,n}$和$\tildeμ_{i,n}$是偏心率和倾斜度分布的中位数。我们还发现，固有的单行星有更高的偏心率（$σ_{e,1} \sim 0.25$）比多行星系统，并与多重性的趋势出现在观测到的周期归一化过境持续时间比的分布。我们发现，所观察到的行星大小排序和均匀的间距的偏好是更极端的比什么可以产生的开普勒任务的检测偏差。最后，我们发现，…
2020-12-09 astro-ph.EP
Which Radial Velocity Exoplanets Have Undetected Outer Companions?
在单行星系统中观测到的太阳系外行星的径向速度（RV）偏心率分布表明，相当一部分行星是偏心的（$e > 0.1$）。在这里，我们调查的RV行星的偏心率产生的未被发现的外部同伴的影响。我们对模拟RV数据进行了蒙特卡罗模拟，以了解这种效应并预测其对观察到的分布的影响。我们首先量化未检测到的外部同伴的统计效应，并表明，这本身不能解释所观察到的分布。然后，我们修改的模拟，包括两个人口，一个零偏心率的行星在双行星系统和其他单行星从偏心分布。我们的模拟结果表明，一个很好的拟合所观察到的分布与45%的零偏心双行星和55%的单偏心行星。与观测到的分布相匹配，使我们能够确定一个已知的RV行星的轨道偏心率被一个未被发现的宽分离伴星所偏置的概率。我们的模拟表明，中等偏心的行星，与$0.1 < e < 0.3$和$0.1 < e < 0.2$，有一个$\sim 13%$和$\sim 19%$的概率，分别有一个未被发现的外伴星。我们鼓励高对比度直接成像和RV后续调查已知RV行星与中等偏心率，以测试我们的预测，并寻找以前未被发现的外部同伴。
2009-06-30 astro-ph.EP
Hamiltonian model of capture into mean motion resonance
平均运动共振是我们太阳系和太阳系外行星系的共同特征。当天体的轨道半长轴改变时，例如当它们迁移通过原行星盘时，它们会被困在共振中。我们使用一个哈密顿模型，彻底调查的捕获行为的第一和第二阶共振。使用这种方法，所有相同阶数的共振都可以用一个方程来描述，并通过适当的缩放来应用于特定的共振。我们专注于一个物体是无质量的测试粒子而另一个是大质量行星的极限。我们量化捕获到共振的概率取决于行星和粒子的相对迁移率，以及粒子的偏心率。共振捕获失败的高迁移率，并具有更高的偏心率，虽然对于某些迁移率，捕获概率峰值在一个有限的偏心率降低的概率。我们还计算了被捕获粒子的天平动振幅和天平动中心的偏移量，以及如果没有捕获，偏心率的变化。初始偏心率越大，天平动振幅越大。该模型允许一个完整的描述粒子的行为，因为它连续遇到几个共振。该模型适用于许多情况，包括（一）行星迁移通过气体盘捕获其他行星或微行星共振;（二）行星迁移通过碎片盘;（三）尘埃迁移通过PR阻力。详细信息请参见\cite{2010submitted}。（节录）
2010-11-22 astro-ph.EP
Hiding Planets Near and Far: The Parameter Space of Hidden Companions for Known Planetary Systems
最近的地面和太空观测表明，拥有多颗行星的恒星在银河系中很常见。大多数这些观测方法都偏向于探测靠近其宿主恒星的大型行星。由于这些观测偏差，这些系统可以隐藏小的，近距离的行星或远轨道（大或小）的同伴。这些行星仍然可以对已知的行星施加动力学影响，并反过来对它们施加这种影响。在某些配置中，这种影响会使系统不稳定;在其他配置中，恒星的引力影响反而会进一步稳定系统。例如，在行星离主星很近的系统中，广义相对论产生的效应可以帮助稳定结构。我们推导出隐藏的行星轨道超出和已知的行星，量化如何强烈的广义相对论效应可以稳定系统，否则将是不稳定的标准。作为概念验证，我们研究了基于开普勒56的系统中的几颗行星，并表明即使在高偏心率下，最外层的行星也不会破坏系统，并表明如果轨道低于0.08 au，则地球半径的行星可以在这个系统中稳定。此外，我们提供了具体的预测已知的观测系统，通过约束可能隐藏的行星的参数空间。
2022-06-08 astro-ph.EP
Tidal Heating Models for the Radii of the Inflated Transiting Giant Planets WASP-4b, WASP-6b, WASP-12b, and TrES-4
为了解释一些凌日系外巨行星的膨胀半径，我们研究了膨胀行星WASP-4 b，WASP-6 b，WASP-12 b，WASP-15 b和TrES-4的潮汐加热方案。为此，我们假设它们保持非零的离心率，可能是由于与第三个物体的持续相互作用。我们计算的额外热量的信封，然后需要适合每个行星的半径，我们探讨如何这种额外的权力取决于行星大气的不透明度和重元素的中央核心的质量。在核心质量$M_{\rm core}$和加热$\dot{E}_{\rm heating}$之间存在简并。因此，在潮汐加热的情况下，每个行星都有一个可以导致相同半径的耦合$\{M_{\rm core},e^2/Q'_p\}$范围，其中$Q'_p$是潮汐耗散因子，$e$是偏心率。考虑到这一点，我们还调查了非膨胀行星HAT-P-12 b的情况，它可以承认结合重元素核心和潮汐加热的解决方案。通过将这两个未知参数$\{M_{\rm core},Q'_p\}$联系起来，对此类行星系的实测偏心率进行实质性改进，可以简化这种简并性。通过我们的计算，对这两个参数中任何一个的进一步独立约束都会约束另一个。
2010-03-17 astro-ph.EP
The New Generation Planetary Population Synthesis (NGPPS) VIII. Impact of host star metallicity on planet occurrence rates, orbital periods, eccentricities, and radius valley morphology
本研究利用第三代伯尔尼模型生成的行星族群，分析宿主恒星金属丰度对行星性质的影响，发现巨行星发生率、偏心率及半径谷深度随[Fe/H]增加而增强，但模型预测的轨道周期和偏心率依赖弱于观测，暗示长期动力学作用的重要性。
2025-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanet Science Priorities from the Perspective of Internal and Surface Processes for Silicate and Ice Dominated Worlds
太阳系外行星的天体物理学是一个经常被认为是短期观测无法触及的科学课题。这一现实绝不会削弱地球物理现象在塑造行星结果方面的核心作用，从形成到热和化学演化，再到表面和近表面可居住性的许多问题。我们强调，为了平衡地了解太阳系外行星，重要的是要超越当前观测工具的自然偏差，并积极寻求独特的途径，在内部组件更直接访问之前的长期过渡期间尽可能好地了解系外行星内部。这些途径包括但不限于：（a）加强理论和数值建模，（b）对关键材料特性进行实验室研究，（c）通过对大气和轨道特性留下的印记进行间接推断来测量地球物理特性，以及（d）有目的地使用太阳系天体探索，因为它在比较行星学和系外行星类似物方面具有价值。打破当地太阳系探索的障碍，包括研究地球自己的内部深处，与太阳系外行星研究分开并在财政上竞争，可能会大大提高太阳系外行星物理学所需的科学进步速度。随着未来几年已知的岩石和冰系外行星数量的增加，我们预计对“外地球科学”专业知识的需求将以惊人的速度增长。我们强调的关键主题，包括：冰壳下的水海洋如何可能占主导地位的总可居住性，我们的银河系体积，如何自由浮动的游牧行星可能经常获得可居住的地下海洋放射性核素衰变的支持，以及如何深入内部可能会严重通过发电机驱动的磁场与大气质量损失相互作用。
2018-04-13 astro-ph.EP physics.geo-ph
The SNR of idealised radial velocity signals
本文推导了理想化径向速度信号的信噪比，揭示了其对偏心率、近星点幅角及自旋-轨道角的依赖，并给出了判别偏心与2:1共振轨道的信噪比公式及Rossiter-McLaughlin效应的半经验表达式。
2024-05-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
A catalog of collected debris disks: properties, classifications and correlations between disks and stars/planets
本文构建了包含1095个碎片盘的目录，并通过偏差较小的样本系统分析了盘与恒星、行星之间的相关性，揭示了碎片盘、气体、行星在不同恒星类型、年龄和金属丰度下的分布规律，发现带盘和冷木星的恒星性质分布更广。
2023-05-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
A generative model for Gaia astrometric orbit catalogs: selection functions for binary stars, giant planets, and compact object companions
本研究通过盖亚扫描定律正向建模DR3天体测量双星星表的选择函数，生成模拟星表验证其合理性，分析敏感度影响因素，预测DR4轨道数量并提供相关模拟代码。
2024-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
