Saturn's formation and early evolution at the origin of Jupiter's massive moons
这四颗巨大的伽利略卫星被认为是在木星形成的最后阶段形成的。虽然环木星盘的存在得到了流体动力学模拟的支持，但关于形成卫星的组成部分的起源和传递机制还没有达成共识。在环绕太阳的圆盘上打开一个缺口，将有效地将木星与固体物质的主要来源隔离开来。然而，在木星间隙的外缘应该存在着一个微行星的储存库，在那里固体被捕获并随着时间的推移而积累。在这里，我们表明，土星的核心在这个水库的形成，或其迅速向内迁移，允许微行星从这个水库重新分配到木星和内太阳系，从而提供足够的材料形成伽利略卫星和填充主带与原始小行星。我们发现，捕获的行星内的circumjovian磁盘的轨道是圆形的，通过摩擦与气体在一个紧凑的系统相比，目前的伽利略卫星的径向范围。土星在传递机制中的决定性作用对太阳系外巨行星周围的大质量卫星的出现有很强的影响，因为它们会优先在多行星系统中的行星周围形成。
2018-04-09 astro-ph.EP
High atmospheric metal enrichment for a Saturn-mass planet
大气金属富集（即，比氦重的元素，也称为“金属丰度”）是巨行星形成的关键诊断。太阳系的巨行星的质量与它们的体金属丰度和大气金属丰度呈反比关系。太阳系外的巨行星也显示出质量和金属丰度之间的反比关系。然而，这种关系有很大的分散性，目前还不知道大气金属丰度与行星质量或整体金属丰度之间的关系。在这里，我们表明，土星质量的系外行星HD 149026 b的大气金属丰度是太阳的59 - 276倍（在1 $σ$），这比土星大气金属丰度的7.5倍太阳在>4 $σ$置信度。这一结果是基于对JWST测量的行星热发射光谱中的CO $_2$和H $_2$ O吸收特征进行建模。HD 149026 b是目前已知金属含量最高的巨行星，估计重元素丰度为66 $\pm$ 2%。我们发现HD 149026 b和太阳系巨行星的大气金属丰度与块体金属丰度的相关性大于与行星质量的相关性。
2023-03-24 astro-ph.EP
Saturn's G and D rings provide nearly complete measured scattering/phase functions of nearby debris disks
遥远恒星周围的碎片盘的外观取决于盘中物质的散射/相位函数（SPF）。然而，描述这些太阳系外碎片盘的SPF是具有挑战性的，因为地球观测者只能看到有限范围的散射角。相比之下，土星的稀薄环可以在更广泛的几何形状范围内观察到，因此它们的SPF可以更好地受到限制。由于这些环是由从较大物体表面释放的小颗粒组成的，它们与碎片盘有合理的相似之处，因此它们的SPF可以提供对碎片盘似乎合理的散射特性的了解。这项工作检查了土星的两个尘埃环：G环（距离土星中心167，500公里）和D 68小环（距离67，600公里）。利用卡西尼号航天器上的摄像机提供的数据，我们能够估计出光环在170到0.5度散射角范围内的亮度。我们发现，这两个环表现出非常强的前向散射峰，但散射角超过60度，其亮度几乎是恒定的。这些SPFs可以很好地近似由三个Henyey-Greenstein函数的线性组合，并大致一致的不规则颗粒的SPFs从实验室测量。将这些数据与Fraunhofer和Mie模型进行比较，突出了单独从SPF中提取颗粒组成和粒度分布信息所涉及的几个挑战。这些环的SPFs还表明，碎片盘中向前散射的程度可能被大大低估。
2015-09-23 astro-ph.EP
Exploring terrestrial lightning parameterisations for exoplanets and brown dwarfs
观测和模型表明，形成闪电的条件可能存在于形成云的太阳系外行星和褐矮星大气中。这些天体上的闪电与太阳系已知的闪电是相似还是非常不同，有待回答，因为太阳系外天体的闪电还没有被探测到。我们探索地球闪电parameterisations比较辐射的能量和总的无线电功率发射的闪电放电地球，木星，土星，太阳系外的巨大气体行星和褐矮星。我们发现，炽热的巨型气体行星和褐矮星上的闪电可能具有$10^{11}$ - $10^{17}$ J量级的能量，比地球闪电的平均总能量（$10^9$ J）大2到8个数量级，比木星或土星上的闪电（$10^{12}$ J）高出5个数量级，肯定了这些大气层之间的明显差异。系外行星和褐矮星上的闪电可能比从太阳系观测到的更有活力，释放出更多的无线电功率。这样的能量将增加探测到太阳系外天体与闪电有关的无线电发射的可能性。
2021-06-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Calibration of Equilibrium Tide Theory for Extrasolar Planet Systems
我们提供了一个“有效的理论”的潮汐耗散在太阳系外行星系统的经验校准模型的平衡潮汐。该模型是有效的高阶偏心率和参数化的两个常数的散装耗散-一个耗散在行星和一个耗散在宿主恒星。我们能够一致地描述太阳系外行星系统的周期，偏心率和质量（与土星质量的下限）的分布与这个简单的模型。我们的模型与短周期系外行星系统的生存是一致的，但不与等质量恒星双星的循环周期，这表明后者的系统比系外行星的宿主恒星经历了更高水平的耗散。我们的模型也不符合膨胀的行星半径作为潮汐耗散的结果的解释。演化A星周围短周期行星的缺乏被解释为恒星半径随演化而增加导致的潮汐螺旋增强的结果。
2010-09-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the degeneracy of the tidal Love number k2 in multi-layer planetary models: application to Saturn and GJ436b
为了精确地模拟巨行星，需要一整套观测约束。由于太阳系外行星的质量、半径和温度等传统约束允许大量可接受的模型，因此需要一个新的行星参数来进一步约束行星模型。这样的参数可以是潮汐勒夫数k2。在本文中，我们的目标是研究k2揭示行星内部结构的进一步信息的能力。利用理论行星模型研究了潮汐Love数k2对行星内部密度分布的响应。特别是，我们证明了由于密度不连续性的三层行星模型的包络线的k2的简并的效果。一个可能的外部密度不连续的影响掩盖了核心质量对勒夫数k2的影响。因此，勒夫数k2和行星的核心质量之间没有唯一的关系。我们表明，退化的k2相对于层边界的信封也发生在现有的行星，如土星和热海王星GJ436b。由于简并性，行星参数k2不能用来进一步约束土星模型，对于GJ436 b，只能从给定的k2导出最大可能的核心质量。为了显著缩小GJ436b核心质量的不确定性，有必要结合k2和大气金属丰度和温度分布的知识。
2011-01-05 astro-ph.EP
Ionisation in atmospheres of Brown Dwarfs and extrasolar planets III. Breakdown conditions for mineral clouds
在地球、木星和土星的多云大气中直接检测到放电，金星的放电是有争议的，而我们太阳系中的海王星和天王星则是间接推断的。精灵（和其他类型的瞬态发光事件）只在地球上被发现，理论上预测木星，土星和金星。云的形成是在超冷大气中的一种常见现象，例如在棕矮星和太阳系外的行星大气中。云粒子可能携带大量电荷，这些电荷可能通过单个云粒子之间的小尺度过程（云内放电）或云之间的大尺度过程（云间放电）触发放电事件。我们研究了静电击穿特征，例如临界场强和每个表面的临界电荷密度，以证明在哪些条件下矿物云会经历放电事件，从而可能触发或导致零星的X射线发射。我们应用我们的动力学尘埃云形成模型，这是漂移凤凰模型大气模拟的一部分。我们提出了第一次调查的依赖性的崩溃条件在褐矮星和巨型气体系外行星上的本地气相化学，有效温度和原始气相金属丰度。我们的研究结果表明，不同的云内放电过程占主导地位，在不同的高度内的矿物云：当地的冠状（尖端放电）和小规模的火花在云的底部区域的气体密度是高的，和流动放电和大规模的火花，附近，可能以上，云顶。电离的热程度和云粒子数密度的比较使我们能够提出放电将在行星大气中发生的效率。
2013-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
HAT-P-47b AND HAT-P-48b: Two Low Density Sub-Saturn-Mass Transiting Planets on the Edge of the Period--Mass Desert
我们报告发现了两个新的凌日系外行星轨道适度明亮（V = 10.7和12.2等）F恒星（质量分别为1.39 Msun和1.10 Msun）。这两颗行星的周期分别为P = 4.7322 d和4.4087 d，质量分别为0.21 MJ和0.17 MJ，几乎介于海王星和土星之间。半径分别为1.31 RJ和1.13 RJ，这两颗密度非常低的行星是半径超过木星的两颗质量最低的行星。与最近发现的其他行星相比，我们发现亚土星（0.18MJ < Mp < 0.3MJ）和超海王星（0.05MJ < Mp < 0.18MJ）的半径变化范围很宽，并且它们的半径与辐射的相关性比大质量行星弱。这两颗行星都适合测量罗斯特-麦克劳克林效应和大气特征。测量前一种效应将允许一个有趣的理论测试，即恒星与行星的潮汐相互作用是导致对流包络星周围的近距离巨行星倾向于低轨道的原因。这两颗行星都落在短周期海王星沙漠的边缘。
2016-06-14 astro-ph.EP
The Heavy Element Masses of Extrasolar Giant Planets, Revealed
我们调查了一个人口的凌日行星，收到相对温和的恒星日照，表明平衡温度$< 1000$ K，并没有出现显着活跃的加热机制，膨胀的热彗星。我们使用结构演化模型来推断这些行星中每一颗行星的重元素含量。恒星的金属丰度与其过境行星的重元素质量之间存在相关性。似乎所有的巨行星都含有至少10-15个地球质量的重元素，其中富含金属的恒星周围的行星具有更大的重元素质量。行星的质量和金属丰度（$Z_{\textrm pl} / Z_{\textrm star}$）之间也存在反比关系，似乎与恒星的金属丰度几乎没有关系。在样本中，所有气态巨行星的特征都是在太阳成分之上的土星和类木星富集，甚至是几个木星质量的行星。这些关系为行星形成提供了一个重要的限制，并表明在行星H/He包层中存在大量的重元素。我们认为，观察到的相关性也可以很快被应用到膨胀的行星，这样的内部重元素丰度的这些行星可以估计，产生更好的约束没有他们的内部能源。我们指出行星人口合成模型的未来方向，并提出未来的相关性。这似乎是太阳系外巨行星作为一个类别，在重元素增强的第一个证据。
2011-06-13 astro-ph.EP
Treating dynamical stability as an observable: a 5:2 MMR configuration for the extrasolar system HD 181433
HD 181433的太阳系外三行星系统已经被HARPS探测到。探索团队宣布的最佳解决方案描述了一种高度不稳定、自我破坏的配置。事实上，一个狭窄的观测窗口，仅部分覆盖最长的轨道周期，可能导致代表不切实际的情景的解决方案。考虑到动态稳定性作为一个额外的观察，同时解释RV数据，我们可以分析相空间的统计最佳拟合的邻域，并得出动态稳定的配置，重现所观察到的RV信号。我们的牛顿稳定最佳拟合模型能够存活至少2.5亿年。这两个巨大的同伴被发现被锁定在5：2的MMR中，作为太阳系的木星和土星。这种机制不允许近距离相遇，即使在高度偏心的轨道上也是如此。此外，行星c和d位于许多其他强低阶MMR所覆盖的区域。我们研究了一些合理的情况下的动力学，我们说明了长期拱点共振和平均运动共振所造成的行为。此外，我们发现HD 181433的宜居带中有一颗类地行星能够保持稳定。除了填补该系统的空白之外，本机构确实可以为生命提供一个港湾。为了研究这一假设，需要进行额外的测量，并可以证实论文中概述的预测。
2011-08-01 astro-ph.EP
Erosion of icy cores in giant gas planets
使用从头算模拟，我们研究水冰是否在巨行星的核心是稳定的，或者它是否溶解到上面的金属氢层中。通过吉布斯自由能的计算，我们发现，当压力在10 ~ 40毫巴之间时，冰-氢界面在温度高于3000 K时是不稳定的，这远远低于木星和土星核-幔边界的温度，即10000 K的量级。这意味着太阳系和太阳系外巨行星的核心至少部分受到侵蚀。
2011-11-27 astro-ph.EP
TOI-1296b and TOI-1298b observed with TESS and SOPHIE: Two hot Saturn-mass exoplanets with different densities around metal-rich stars
我们提出了两个新的凌日系外行星候选人的发现，确定为TOI-1296.01和TOI-1298.01的凌日系外行星调查卫星（TESS）。这些候选者的行星性质已经通过索菲高精度摄谱仪通过径向速度法测量伴星的质量得到了保证。这两颗行星的质量与土星相似，轨道周期也都是几天。然而，它们的半径不同，因此密度也不同。半径的差异可能是由宿主恒星的辐射水平不同来解释的。次巨星TOI-1296拥有一颗低密度行星，半径为1.2 RJup，而亮度较低，体积较小的TOI-1298拥有一颗密度更大的行星，半径为0.84 RJup，体积密度分别为0.198和0.743 g/cm 3。此外，这两颗恒星都富含重元素，金属丰度分别为0.44和0.49 dex。TOI-1296 b的质量和轨道周期分别为0.298（0.039）MJup和3.9443715天，TOI-1298 b的质量和轨道周期分别为0.356（0.032）MJup和4.537164天。
2021-09-20 astro-ph.EP
Pairwise Tidal Equilibrium States and the Architecture of Extrasolar Planetary Systems
目前的观测表明，行星形成过程通常会产生多个行星系统，它们的轨道接近圆形，间距规则，倾角范围很窄，并且行星质量相似，数量级为$m_{\rm p}\sim10M_\oplus$。受观测样本的启发，本文确定了这类太阳系外行星系的潮汐平衡态。我们首先考虑两个行星系统与固定的轨道间距和可变的质量比。本文探讨的基本猜想是，行星形成过程将分配行星质量，以达到最低能量状态。由此产生的最小能量配置-受到恒定角动量的约束-对应于被限制在一个平面内的圆形轨道，具有几乎相等的行星质量（如观察到的）。然后，我们推广的治疗，包括多个行星系统，其中每个相邻的行星对达到其（本地）潮汐平衡态。观测到的行星系的性质接近于这种成对平衡构型的预期性质。相反，观察到的系统不存在于全局最小能量状态。本文的平衡态和观测到的多行星系统（行星在规则间隔的轨道上质量几乎相等）都具有$σ\propto r^{-2}$形式的有效表面密度，比大多数盘模型陡得多。
2019-07-01 astro-ph.EP
Qatar Exoplanet Survey: Qatar-8b, 9b and 10b --- A Hot Saturn and Two Hot Jupiters
在本文中，我们提出了三个新的太阳系外行星从卡塔尔系外行星调查（QES）。Qatar-8b是一颗热土星，Mpl = 0.37 Mjup，Rpl = 1.3 Rjup，每3.7天环绕一颗类太阳恒星。卡塔尔-9 b是一颗热木星，质量为Mpl = 1.2 Mjup，半径为Rpl = 1 Rjup，围绕一颗低质量、Mstar = 0.7 Msun的K级主序星主序星运行的轨道为Porb = 1.5天。最后，Qatar-10 b是一颗热的，Teq ~ 2000 K，亚木星质量的行星，Mpl = 0.7 Mjup，半径Rpl = 1.54 Rjup，轨道周期Porb = 1.6天，位于亚木星沙漠的边缘。
2019-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital evolution of Saturn's mid-sized moons and the tidal heating of Enceladus
土星内部中型卫星的形成和轨道演化仍然存在争议。最令人困惑的方面是：1）特提斯-土卫四对和土卫一-土卫二对如何在潮汐轨道演化过程中通过它们的强3：2平均运动共振; 2）土卫二目前的强热流，比土卫二目前轨道偏心率引起的潮汐能量耗散高几个数量级。在这里，我们从不同的初始条件下对卫星的轨道演化进行N体模拟-假设卫星是由土星的假想大质量环形成的-并研究解决上述困难的可能途径。如果忽略土星环的影响，我们发现土卫三-土卫四对在远离土星时无法避免被困在平均运动共振中，而土卫三-土卫二对在共振捕获后无法避免碰撞，如果土星的品质因数小于15，000。这些发现与目前的轨道结构不一致。然而，考虑到偏心激励和环扭矩引起的轨道膨胀，我们发现这些共振捕获是避免的。由于扭矩产生的高偏心率，土卫二通过了与特提斯的共振，狄俄涅-特提斯对也通过了2：1和3：2的共振。当土卫二与外环边缘的共振超过2：1时，偏心率可以被潮汐阻尼。虽然这是一条很有希望的进化道路，但在大多数情况下，土卫二与土卫三的碰撞都是由兴奋的偏心率引起的。有迹象表明，减少环质量可以避免碰撞。由于环力矩的偏心激发而产生的潮汐热储存在卫星中并缓慢地辐射出去。它可能解释了当前的高热流。
2018-09-03 astro-ph.EP
Non-radial Oscillations in Rotating Giant Planets with Solid Cores: Application to Saturn and its Rings
最近的观测揭示了木星和土星全球振荡的证据，这可能为巨行星的内部结构提供新的窗口。受这些观测的启发，我们研究了含有固体内核的巨行星的非径向振荡模式。我们的计算包括芯体的弹性响应，并考虑了芯体剪切模量的各种可能值。虽然核的弹性仅略微改变主要存在于流体包层中的声学模式的频率，但它增加了两类新的剪切模式，它们主要局限于核。我们还计算了科里奥利力对行星振荡模式的影响。除了改变模式频率之外，科里奥利力还可以使剪切模式与f模式混合。当剪切模式和f模式的频率彼此接近时，会发生这种混合，并导致具有类似特性的“混合模式”，这些模式在频率上略有分裂。我们根据Hedman & Nicholson（2013）最近的工作讨论了我们的结果，该工作揭示了土星C环中密度波的存在，这些密度波似乎是由与土星内f模式振荡相关的引力扰动激发的。我们发现，在环中观察到的波频率的精细分裂，原则上可以解释的核心剪切模式和f-模式之间的旋转引起的混合，可能表明土星内存在一个固体核心。然而，在我们目前的计算中，假设刚体旋转，只包括一阶旋转效应，显着的微调行星模型参数是必要的，以实现这些模式的混合，并解释所观察到的精细频率分裂。我们简要地讨论了其他影响，可能会修改的f-模式，并促进模式混合。
2013-08-30 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
Lightning climatology of exoplanets and brown dwarfs guided by Solar System data
云形成于太阳系外行星和褐矮星上，那里可能发生闪电。闪电是太阳系大气对流、云形成和电离过程的示踪物，可能对生命前分子的形成具有重要意义。我们研究地球、金星、木星和土星不同大气环境的闪电气候学。我们目前的闪电分布图地球，木星和土星，和闪光密度为这些行星和金星，基于光学和/或无线电测量从WWLLN和STARNET无线电网络，LIS/OTD卫星仪器，伽利略，卡西尼，新地平线和金星快车航天器。我们还提出了两个火山爆发，埃亚菲亚德拉火山（2010年）和Mt Redoubt的（2009年）的几个阶段计算的闪光密度。我们估计样品，过境和直接成像的太阳系外行星和褐矮星的闪电率。根据系外行星种类繁多的特点，我们提出了六类利用太阳系闪电发生信息的系外行星。我们研究地球，木星和土星的闪电能量分布。我们讨论如何强大的恒星活动可能支持闪电活动。我们提供了一个较低的闪光总数，可能会发生在过境行星在其完全过境输入为未来的研究。我们发现火山非常活跃的行星可能会显示出最大的闪电密度。应用2010/11年土星大风暴的闪电密度，我们发现系外行星HD 189733 b即使在短暂的凌日期间也会产生高闪电发生率。
2016-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Is the HR 8799 extrasolar system destined for planetary scattering?
最近Marois等人发现的太阳系外三行星系统HR 8799是直接成像领域的一个突破。这一伟大的成就对HR 8799系统的形成和动力学稳定性提出了质疑，因为开普勒对天体测量数据的拟合在~0.2Myr期间非常不稳定。我们寻找稳定的，自洽的N体轨道与所谓的GAMP方法，将稳定性约束的优化算法。我们的搜索显示，只有小区域的稳定运动在相空间的三行星，共面配置。最有可能的是，如果行星的质量在10亿微行星质量的范围内，它们可能只有在两体或三体平均运动共振（MMR）中才是稳定的。我们发现，GAMP发现的80%的系统在3000万年的反向整合中幸存下来，最终在1亿年后变得不稳定。这可能意味着HR 8799系统经历了行星-行星散射的阶段。我们测试一个假设，不太确定的检测最里面的对象是由于混合效果。在这种情况下，双行星最佳匹配系统大多是稳定的，在准圆形轨道上，接近5：2 MMR，类似于土星-土星对。
2009-04-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
HAT-P-12b: A Low-Density Sub-Saturn Mass Planet Transiting a Metal-Poor K Dwarf
我们报告发现了HAT-P-12 b，这是一颗绕中等亮度V=12.8 K4矮星GSC 03033-00706运行的太阳系外行星，周期P = 3.2130598 +- 0.0000021 d，凌日时间Tc = 2454419.19556 ± 0.00020（BJD），凌日持续时间0.0974 ± 0.0006 d。主恒星的质量为0.73 +- 0.02 Msun，半径为0.70 +- ^0.02_0.01 Rsun，有效温度为4650 +- 60 K，金属丰度[Fe/H] = -0.29 +- 0.05。我们发现所观察到的谱线平分线跨度和径向速度之间有轻微的相关性，所以我们考虑，并排除，各种混合配置，包括混合与背景食二进制，和层次的三重系统的食体是一颗恒星或行星。我们的结论是，一个由一颗恒星和一颗过境行星组成的模型最适合观测结果，并表明对这种明显相关性的一个可能的解释是散射月光的污染。根据这个模型，行星伴星的质量为0.211 +- 0.012 MJup，半径为0.959 +- ^0.029_0.021 RJup，平均密度为0.295 +- 0.025 g cm^-3。将这些观测结果与最近的理论模型进行比较，我们发现HAT-P-12 b与一颗核心质量Mc <~ 10 Mearth的~ 1-4.5 Gyr、轻度辐照、H/He占主导地位的行星相一致。因此，HAT-P-12 b是迄今为止发现的…
2009-10-13 astro-ph.EP
Modeling synthetic spectra for transiting extrasolar giant planets: detectability of H$_2$S and PH$_3$ with JWST
JWST $'$的大口径和宽波长覆盖范围将使其能够收集到迄今为止观察到的最高质量的过境光谱。对于系外行星大气，我们希望能够获得最丰富的分子的丰度，如H $_2$ O、CO和CH $_4$。其他分子，如H $_2$ S和PH $_3$，在木星和土星中被观测到，但它们在强辐射行星中的化学性质和可探测性是高度未知的。本文首次研究了它们在太阳成分大气中的光谱特征，并用JWST评估了它们的探测能力。我们模拟了太阳大气中磷和硫的化学组成。我们的模型包括垂直运输的影响。光化学效应不包括在我们的计算中。使用的丰度配置文件，我们模型的JWST传输和发射光谱K=6.8 G型恒星和行星的无云太阳能成分的大气。我们发现，在总观测时间为28.8小时的NIRCam LW棱镜F444 W模式下，用$T_{\rm eq}$ $<$ 500 K模拟大气的透射光谱在3 σ处可检测到PH $_3$。使用NIRCam LW棱镜F322 W2模式，总观测时间为24.0小时，在$T_{\rm eq}$ $>$ 1500 K模拟行星的透射和发射光谱中，H $_2$ S在3 σ处可被检测到。我们的研究结果特别强调了包括H $_2$ S与JWST未来丰度检索的重要性。云和霾的存在对PH $_3$和H $_2$ S的检测提出了挑战，但H $_2$ S特征仍有望出现在发射光谱中。
2017-11-01 astro-ph.EP
Dissipative Divergence of Resonant Orbits
太阳系外行星观测发现的多行星系统中，有相当一部分位于一阶平均运动共振附近。然而，这种系统与标称谐振周期比（例如2：1，3：2，4：3）的相对遥远性已被解释为缺乏谐振相互作用的证据。在这里，我们表明，一个缓慢的发散远离精确的可调谐性是耗散演化的自然结果，并表明，临界角的天平动可以保持百分之几十远离标称共振。我们建立了耗散共振行星对长期动力学演化的分析理论，并通过数值计算证实了我们的计算结果。总的来说，我们的研究结果表明，相当一部分接近相称的太阳系外行星实际上是共振的，并经历了显着的耗散演化。
2012-08-22 astro-ph.EP
Layered convection as the origin of Saturn's luminosity anomaly
当它们不断冷却和收缩时，太阳系巨行星辐射的能量比它们从太阳接收的能量要多。应用热力学第一和第二原理，可以确定它们在给定年龄时的冷却速率、光度和温度。然而，对土星红外固有光度的测量显示，这颗行星比其年龄预测的要亮得多。这种过度的亮度通常归因于氦在富氢包层中的不可吸收性，导致富氦液滴的“雨”。然而，现有的演化计算表明，这种沉积过程释放的能量可能不足以解决这个难题。在这里，我们证明使用行星演化模型，在土星的内部，产生的分层对流的存在下，像在地球海洋的某些部分，由存在的成分梯度，显着降低其冷却。它可以解释行星目前的光度为广泛的配置，而无需调用任何额外的能源。这意味着对传统的巨行星内部均匀绝热模型的修正，并质疑我们评估其重元素含量的能力。这加强了分层对流的可能性，有助于解释太阳系外巨行星观测到的异常大的半径。
2013-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
HAT-P-18b and HAT-P-19b: Two Low-Density Saturn-Mass Planets Transiting Metal-Rich K Stars
我们报告发现了两颗新的凌日系外行星。HAT-P-18 b围绕着V=12.759 K2的矮星GSC 2594-00646运行，周期P=5.508023+-0.000006 d，凌日Tc=2454715.02174+-0.00020（BJD），凌日持续时间0.1131+-0.0009 d。主恒星的质量为0.77+-0.03 Msun，半径为0.75+-0.04 Rsun，有效温度为4803+-80 K，金属丰度[Fe/H]=+0.10+-0.08。这颗行星的质量为0.197+-0.013 Mjup，半径为0.995+-0.052 Rjup，平均密度为0.25+-0.04 g cm-3。HAT-P-19 b围绕V=12.901 K1的矮星GSC 2283-00589运行，周期P=4.008778+-0.000006 d，凌日Tc=2455091.53417+-0.00034（BJD），凌日持续时间0.1182+-0.0014 d。主恒星的质量为0.84+-0.04 Msun，半径为0.82+-0.05 Rsun，有效温度为4990+-130 K，金属丰度[Fe/H]=+0.23+-0.08。这颗行星的质量为0.292+-0.018 Mjup，半径为1.132+-0.072 Rjup，平均密度为0.25+-0.04 g cm-3。HAT-P-19的径向速度残差随时间呈线性趋势，这表明系统中…
2010-11-03 astro-ph.EP
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
Radio Observations as an Extrasolar Planet Discovery and Characterization: Interior Structure and Habitability
本文综述利用行星射电辐射发现并表征系外行星的方法，强调磁场可揭示内部结构与宜居性，并指出新望远镜带来的探测前景。
2024-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Resolved imaging of an extrasolar radiation belt around an ultracool dwarf
本文通过高分辨率成像解析了超冷矮星LSR J1835+3259的射电辐射，发现其呈双瓣轴对称结构，类似木星辐射带，并估计电子能量约15 MeV，为系外辐射带的存在提供了直接证据。
2023-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Hera Saturn Entry Probe Mission
赫拉-土星进入探测器飞行任务被提议作为一项M级飞行任务，由欧空局领导，美国航天局提供捐助。它由一个将被送入土星大气层的大气探测器和一个载波中继航天器组成。在这一概念中，赫拉探测器由欧空局和美国航天局组成，运载中继航天器由欧空局交付。探测器由电池供电，而运载中继航天器由太阳能电池板和电池供电。我们预计美国将提供两个主要的分系统，或者由欧空局直接采购，或者由美国航天局出资：太阳电功率系统（包括太阳能电池阵列和电力管理和分配系统），以及探测器进入系统（包括防热层和空气动力外壳）。赫拉的设计目的是使用一个探测器对土星大气的化学和同位素组成以及动力学进行现场测量，目的是提高我们对土星、巨行星及其卫星系统的起源、形成和演变的理解，并外推到太阳系外行星。赫拉的目标是深入探测对流层的云形成区域，在遥感可到达的区域之下，到达某些宇宙起源丰富的物种预计会很好混合的位置。通过提高对巨行星形成过程的理解，包括巨行星形成的时间和位置时当地太阳星云的成分和性质，赫拉将通过进一步解决巨行星的创造，形成以及化学，动力学和热演化来扩展伽利略和卡西尼任务的遗产，包括地球和其他类地行星在内的整个太阳系，以及其他行星系的形成。
2015-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Transit Timing Observations of the Extrasolar Hot-Neptune Planet GL 436b
格利泽436是一颗质量为0.45 Msun的M矮星，拥有太阳系外行星GL 436 b [3，6，7，2]，这是目前质量最小的凌日行星，质量约为23.17 M地球[10]，也是唯一已知的凌日M矮星的行星。GL 436 b是第一次凌日探测到被称为“热海王星”的太阳系外行星，这些行星的质量在海王星质量的几倍之内（约17 Mearth），围绕主星的轨道半长轴<0.1 AU。与大多数已知的凌日系外行星不同，GL 436 b的离心率很高（e~0.16）。这揭示了一个新的参数空间的太阳系外行星的适居区与主机的恒星质量比典型的恒星小得多，大约一个太阳的质量。这个独特的系统是轨道摄动和过境时间变化（TTV）研究的理想候选者，以检测系统中较小的，可能是地球质量的行星。2008年4月，我们开始了一项长期的密集活动，使用Apache Point天文台的3.5米望远镜，NMSU的1米望远镜（位于APO）和Sommers Bausch天文台的24”望远镜获得完整的高精度光变曲线。这些光变曲线连同业余和其他专业天文学家的观测一起被分析。我们的分析结果进行了讨论。在接下来的几年里，需要继续进行测量，以确定是否有更多的行星存在于该系统中，并研究其他表现对光变曲线的影响，如恒星黑子和活动区域。
2009-01-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
WASP-39b: exo-Saturn with patchy cloud composition, moderate metallicity, and underdepleted S/O
Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所）；Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；KU Leuven（鲁汶大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
WASP-39b大气存在斑驳云层，其S/O比值因冷凝不足，需通过硫气体物种联系原始元素丰度，云层复杂性挑战传统模型。
2025-12-02 astro-ph.EP
A Search for Additional Planets in Five of the Exoplanetary Systems Studied by the NASA EPOXI Mission
我们目前的时间序列测光和限制在五个系外行星系统研究的EPOCh（太阳系外行星观测和表征）组件的NASA EPOXI任务：HAT-P-4，TrES-3，TrES-2，WASP-3，和HAT-P-7。我们进行搜索的高精度时间序列的光度过境的其他行星。我们没有发现显著性高于我们检测限的候选凌日。从Monte Carlo测试的时间序列使用假定的周期从0.5天到7天，我们证明了检测海王星大小的同伴周围的TrES-2，次土星大小的同伴在HAT-P-4，TrES-3，WASP-3系统，和土星大小的同伴周围的HAT-P-7的灵敏度。我们特别研究了我们对与已知系外行星的动力学有利的3：2和2：1外部共振中的额外凌日的敏感性：如果我们假设与已知行星共面轨道，那么与HAT-P-4 b，WASP-3b和HAT-P-7 b共振的同伴将有望凌日，我们可以对这些系统中同伴的半径设置下限。在接近掠食的系外行星系统TrES-3和TrES-2中，这些共振中的额外共面行星预计不会过境。然而，如果TrES-3和TrES-2的轨道分别偏离2.0度和1.4度，我们对将过境的同伴的半径设置了下限。
2011-02-28 astro-ph.EP
HATS-6b: A Warm Saturn Transiting an Early M Dwarf Star, and a Set of Empirical Relations for Characterizing K and M Dwarf Planet Hosts
我们报告发现的HATS-6 b，太阳系外行星过境的V=15.2等，i=13.7等M1 V恒星的质量为0.57 Msun和半径为0.57 Rsun。HATS-6 b的周期P = 3.3253 d，质量Mp=0.32 Mjup，半径Rp=1.00 Rjup，零热平衡温度Teq=712.8 ± 5.1 K。HATS-6是已知拥有近距离气体巨行星的质量最低的恒星之一，它的凌日是任何已知的凌日行星系统中最深的。我们讨论了这个系统提供的后续机会，注意到尽管宿主恒星很微弱，但预计它在Teq < 750 K的已知气体巨行星中具有最高的K波段S/N透射光谱。为了描述该恒星的特征，我们提出了一套新的经验关系的密度，半径，质量，辐射热星等，和V，J，H和K波段辐射热校正的主序星与M < 0.80 Msun，或光谱型晚于K5。这些关系是校准使用食双星组件以及解决的双星系统的成员。我们占内在的分散在一个自洽的方式的关系。我们表明，从过境为基础的恒星密度单独测量的质量和半径的~0.6 Msun的恒星的~7%和~2%的精度，分别是可能的。附加的信息，如V-K颜色，或绝对星等，允许精度提高到2倍。
2014-08-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary Construction Zones in Occultation: Discovery of an Extrasolar Ring System Transiting a Young Sun-like Star and Future Prospects for Detecting Eclipses by Circumsecondary and Circumplanetary Disks
<abridged>星周盘和行星周盘相对较大的尺寸意味着它们可能在恒星光变曲线的日食中被看到。我们估计，对大约10年的10^4颗年轻（大约1000万年前）吸积后的前MS恒星进行监测，至少会从环绕行星的盘和围绕低质量伴星的盘中产生一些深食。我们提供了一颗前MS K5星（1 SWASP J140747.93-394542.6）的光度和光谱数据，这是一颗新发现的~0.9 Msun成员，位于Sco-Cen的1600万年前的Upper Cen-Lup子群中，运动学距离为128 pc。这颗恒星的SuperWASP和ASAS光变曲线显示了一个非常长、深和复杂的日食事件，发生在2007年4月29日。至少有5个>0.5等的多日变暗事件被确定，其中一个>3.3等的深食被两对~1等的食包围，它们对称地发生在前后+-12天和+-26天。因此，在2007年，这颗恒星的显着变暗发生在至少54天的时间内，并且在大约12天的时间内发生了一次强烈的>1等变暗事件。我们对850天的周期设定了一个严格的下限（即日食的轨道半径必须大于1.7天文单位，轨道速度必须小于22公里/秒）。光变曲线的形状类似于Be星EE Cep的不平衡食。我们怀疑这颗新星被一个低质量的天体所遮蔽，该天体被一个致密的内盘所环绕，内盘周围至少有3个光学深度较低的尘埃环。在这些环之间至少有两个光学深度接近于零的环带（即间隙），可能被行…
2012-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
TOI-216b and TOI-216c: Two warm, large exoplanets in or slightly wide of the 2:1 orbital resonance
轨道周期为10-100天的温暖大型系外行星对我们理解行星系如何形成和演化构成了重大挑战。虽然高离心率潮汐迁移被用来解释它们与宿主恒星的接近，但少数几个存在于或接近与附近行星的轨道共振，这表明原位形成或盘迁移的历史较为温和。在这里，我们确认并描述了TESS任务发现的一对温暖的大型系外行星，它们围绕着K矮星TOI-216运行。我们的分析包括通过地面随访观察到的额外过境和过境排除窗口。我们发现两个家庭的解决方案，一个对应于一个亚土星质量的行星伴随着海王星质量的行星，另一个木星与一个亚土星质量的行星共振。基于轨道周期比、行星半径、较低的自由偏心率和2：1共振参数的天平动，我们倾向于第二种解，但不能排除第一种解。自由偏心率和相互倾斜与系统中其他未被发现的行星的搅动是相容的，特别是对于第二种解决方案。我们讨论了通过后续行动，包括从地面观察到的凌日，对行星性质和轨道进行更好约束的前景。
2019-04-26 astro-ph.EP
Lightning on exoplanets and brown dwarfs: Modelling and detection of lightning signatures throughout the electromagnetic spectrum
闪电是一种重要的电现象，已知存在于几个太阳系行星中。它携带对流和云形成的信息，可能对生物前化学很重要。系外行星和褐矮星已经被证明拥有适合闪电放电的环境。在这个博士项目中，我的目标是确定系外行星和褐矮星上的闪电是否比太阳系行星上的闪电更有活力，寻找最有希望的特征是什么，以及这些“系外闪电”特征是否可以从地球上检测到。本论文主要围绕三个主题展开。首先，我讨论了地球、木星、土星和金星的闪电气候学研究。我应用所获得的闪电统计太阳系外行星，以给闪电发生在系外行星和褐矮星的初步估计。接下来，我介绍了一个简短的研究潜在的闪电活动的系外行星HAT-P-11b，根据以前的无线电观测。与此相关，我讨论了第一次估计的观测闪电从密切的棕矮星，与光学丹麦望远镜。我的项目的最后一部分集中在一个闪电射电模型，这是应用于研究的能量和无线电功率释放的闪电放电在热巨气体行星和褐矮星大气。释放的能量决定了信号的可观测性，以及闪电对物体局部大气的影响。这项工作结合了从行星和地球科学中获得的知识，并利用这些知识来了解更多关于太阳系外系统的信息。我的主要结果表明，系外行星上的闪电可能比太阳系中的闪电更有活力，这支持了未来观测和探测太阳系外天体闪电活动的可能性。我的工作为未来的无线电、光学和红外搜索“外闪电”提供了基础。
2021-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
LAMOST telescope reveals that Neptunian cousins of hot Jupiters are mostly single offspring of stars that are rich in heavy elements
我们发现了一群短周期的海王星大小的行星，它们与热彗星有着关键的相似之处：这两个种群都优先由富含金属的恒星承载，并且都优先在开普勒系统中发现，只有一颗凌日行星。利用精确的主序星LAMOST DR 4恒星参数，研究了短周期1d < P <10 d开普勒行星的分布与主星金属丰度的关系。富金属恒星周围的行星半径分布比贫金属恒星周围的行星半径分布更“膨胀”。在两个周期半径区域中，行星优先居住在富含金属的恒星周围，而几乎没有任何行星围绕金属贫乏的恒星。一个是众所周知的热彗星，另一个是海王星大小的行星（2 R_Earth <~ R_p <~ 6 R_Earth），被称为“Hoptunes”。和热彗星一样，Hoptunes更频繁地出现在有单个凌日行星的系统中，尽管Hoptunes的倍数比热彗星大。大约1%的太阳型恒星拥有“Hoptunes”，Hoptunes和热彗星的频率随着[Fe/H]的函数而呈一致的趋势增加。在行星的半径分布中，热木星和霍普顿之间有一个大约土星大小的“谷”（在6 R_Earth <~ R_p <~ 10 R_Earth的范围内），这个“热土星谷”代表了与热木星和霍普顿相比，行星频率大约降低了一个数量级。Hoptunes和热彗星之间的经验“亲属关系”表明可能共同的过程（迁移和/或形成）负责他们的存在。
2018-01-22 astro-ph.EP
Multilayer Perceptron and Geometric Albedo Spectra for Quick Parameter Estimations of Exoplanets
未来的太空望远镜目前正处于概念和设计阶段，目标是观察太阳系外行星的反射光谱。评估给定的概念性任务和仪器设计参数是否将提供适合于约束感兴趣的量的数据通常需要耗时的检索研究，其中将数万至数十万个模型与具有给定的假定信噪比的数据进行比较，从而限制了设计迭代的速度。在这里，我们提出了一种新的机器学习方法，采用五个多层感知器（MLP）在太阳系外巨行星的模型光谱上训练，以估计行星的大气金属丰度，重力，有效温度和云的性质，给出模拟观测光谱。我们开发的独立C++代码可以在几分钟到几小时内在新的训练集上训练训练新的MLP，这取决于输入光谱和所需输出的尺寸。在MLP经过训练后，它可以在一秒钟内对新的输入光谱进行分类，这可能有助于加快观测和任务设计规划。四个MLP的调谐工作与各种水平的频谱噪声。第五MLP是针对用户不确定噪声水平的情况开发的。MLP是使用金属丰度、重力、温度和云属性不同的模型光谱网格进行训练的。我们测试了MLP噪声模型和观测木星和土星的光谱。当应用于有噪模型时，均方根误差约为模型网格间隔的数量级。结果表明，经过训练的MLP是可靠的原位估计的稳健手段，提供了一种易于定制和快速使用的优雅人工智能。
2019-11-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
HATS-60b - HATS-69b: Ten Transiting Planets From HATSouth
我们报告了10个过境太阳系外行星的发现HATSouth调查。这些行星的质量范围从超级海王星HATS-62 b（含$M_{p} < 0.179 M_{J}$）到超级木星HATS-66 b（含$M_{p} = 5.33 M_{J}$），大小范围从土星HATS-69 b（含$R_{p} = 0.94 R_{J}$）到膨胀的木星HATS-67 b（含$R_{p} = 1.69 R_{J}$）。这些行星的轨道周期在1.6092天（HATS-67 b）和7.8180天（HATS-61 b）之间。主星是矮星，质量从$0.89 M_{\odot}$（HATS-69）到$1.56 M_{\odot}$（HATS-64）不等，视星等介于$V = 12.276 \pm 0.020$等（HATS-68）和$V = 14.095 \pm 0.030$等（HATS-66）之间。超级海王星HATS-62 b是迄今为止发现的质量最小的行星，半径大于木星。主要基于盖亚DR 2的距离和宽带测光，我们确定了三个系统（HATS-62，-64和-65）可能有未解决的双星同伴。我们详细讨论了我们的方法，将盖亚DR 2观测到我们的系统参数建模，并到我们的混合分析程序。
2018-12-13 astro-ph.EP
Geostrophic wind induced by latitudinal variation in gravitational acceleration on oblate planets
已知的太阳系外行星包括巨大的和类地行星，它们紧密地围绕着它们的主恒星运行。这样的行星经历了显著的潮汐扭曲，可以迫使行星同步旋转。潮汐变形和向心加速度的综合影响导致这些行星的形状显着的非球面性，与地球的温和扁率相比，在两极有最大的重力加速度。在这里，我们表明，这种重力加速度的纬向变化是相关的扁圆形行星，包括太阳系内的类木行星，近轨道的热木星，和白矮星的宜居带内的行星的气候建模。我们比较了一阶和三阶近似的引力加速度的扁球体和计算的地转风，这将导致从这个非球面的范围内的太阳系行星和系外行星。重力加速度的三阶变化对地球来说可以忽略不计，但对木星、土星和类木系外行星来说却很重要。重力加速度的纬度变化可以远程测量，这里提出的形式可以用于系外行星大气的大气环流气候建模研究。
2016-08-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ao-ph
The Origin of Planetary Ring Systems
这一章的书行星环系统地址的起源行星环，其中一个最不了解的过程有关的行星形成和演变。虽然环似乎在巨行星周围无处不在，但它们的质量，结构和成分的巨大多样性对任何形成场景都是一个挑战。我们对星环和卫星的形成和破坏的最新了解表明，这些过程是相互关联的，因此星环和卫星可能是同一地质系统的两个方面。然而，似乎没有单一的理论能够解释我们太阳系中已知的不同行星环的起源，现在似乎很明显，环可能是由各种过程造成的，如巨大的碰撞，彗星或卫星的潮汐剥离，以及行星形成本身。为了建立任何环形成理论，重要的是要指定影响环长期演化的物理过程，以及描述任何环形成模型应该解释的不同观测结果。这是第二节的主题。在第三节中，我们将重点关注土星环及其主要性质，然后讨论一系列环形成模型的利弊。我们还讨论了环和卫星之间的联系。在第4节中，我们将讨论扩展到其他巨行星（木星，天王星和海王星）。第5节专门介绍新型的环--最近发现的围绕小的外太阳系天体（半人马座）运行的环，以及围绕太阳系外行星的可能的环。在第6节中，我们总结并试图确定关键的观测和理论进展，以更好地理解环的起源及其在行星全球演化中的意义。
2017-03-28 astro-ph.EP
Three-dimensional Atmospheric Circulation of Warm and Hot Jupiters: Effects of Orbital Distance, Rotation Period, and Non-Synchronous Rotation
到目前为止，描述太阳系外巨行星（EGP）大气层的努力一直强调行星距离恒星0.05 AU以内。尽管如此，已知的EGP填充了一个连续的轨道分离，从典型的热木星值（0.03-0.05 AU）到1 AU甚至更高。不像典型的热涡旋，这些更远的EGP通常不会同步旋转。在预期的观察，这个人口，我们在这里提出了三维大气环流模型，探索出现在一个广泛的旋转速率和事件恒星通量适合温暖和炎热的彗星的动态。我们发现，流通存在于两个基本制度之一。在典型的热彗星上，强烈的昼夜加热对比导致了一个广泛的，快速的超旋转（东向）赤道急流和大的昼夜温差。然而，在更快的旋转速率和更低的入射通量下，昼夜加热梯度变得不那么重要，斜压不稳定性成为主导因素，导致中纬度地区的东向急流，经度上的温度变化最小，在许多情况下，赤道上的风很弱。我们最快速旋转和辐射最少的模型在每个半球展示了多个向东的喷流-类似于木星和土星上的喷流-并照亮了我们自己的太阳系的高辐射EGP和弱辐射巨行星之间的动态连续体。我们提出了这些模型的红外（IR）光变曲线和光谱，这表明，红外相位变化的幅度和偏移，以及光谱的形状，显着依赖于入射通量和旋转速率。这提供了一种在未来的观测中识别状态转变的方法，并表明在某些情况下，红外光变曲线可以对非同步旋转行星的旋转速率提供限制。
2015-02-11 astro-ph.EP
Kuiper Belt Analogues in Nearby M-type Planet-host Systems
我们提出了一个赫歇尔调查的结果，21晚型恒星，发现行星的径向速度技术。目的是在这些系统中发现新的盘，并寻找行星存在和盘属性之间的任何相关性。除了已知的GJ 581周围的磁盘，我们报告发现两个新的磁盘，在GJ 433和GJ 649系统。因此，我们的样本产生了14%的磁盘检测率，高于我们的碎片M型恒星控制样本中的1.2%的检测率，置信度为98%。然而，进一步的分析表明，对照样本中的盘灵敏度在分数光度上比我们的调查低了大约两倍，使行星存在和盘亮度之间的任何相关性的重要性降低到98%以下。就其特殊的结构而言，GJ 433周围的盘的半径介于1到30 au之间。GJ 649周围的星盘位于6到30天文单位之间，但分辨率很低，看起来更符合边缘倾斜。在这两种情况下，行星盘都可能位于已知行星所在的位置（0.06- 1.1天文单位）之外，但在较大的距离处缺乏径向速度敏感性，使得看不见的土星质量行星可以绕轨道运行到$\sim$ 5天文单位，以及超过5天文单位的更大质量行星。这些M-型系统的布局看起来类似于类太阳恒星+盘系统和低质量行星。
2018-03-07 astro-ph.EP
The ominous fate of exomoons around hot Jupiters in the high-eccentricity migration scenario
太阳系中所有的巨行星都有大量的天然卫星。太阳系外的卫星很难被探测到，但最近在开普勒-1625b系统的一颗彗星大小的行星周围发现了一颗海王星大小的系外卫星候选者。由于它们相对容易被探测到，热彗星（HJs），它们在围绕其宿主恒星的近轨道上停留了几天，可能是寻找外卫星的非常好的候选者。目前尚不清楚HJ种群是否可以宿主（或可能已经宿主）外卫星。一个建议的形成通道HJs的高偏心率迁移引起的恒星双星伴结合潮汐耗散。在这里，我们调查在何种情况下的exomoon可以防止或允许高偏心率迁移的HJ，在后一种情况下，如果exomoon可以生存的迁移过程。我们使用半解析参数，以及直接N体模拟，包括潮汐相互作用。我们的研究结果表明，大规模的外卫星是有效的，在防止高偏心率迁移。如果一颗系外卫星确实允许行星迁移，那么形成的HJ不太可能容纳系外卫星，因为月球在迁移过程中要么会螺旋到行星上，要么会逃离行星。一些逃脱的系外卫星可以在木星迁移后成为稳定的行星，或者通过潮汐迁移自己。大多数系外卫星最终被抛出系统或与主星和宿主行星相撞。尽管如此，这种碰撞仍可能留下可观察到的特征，例如围绕主星的碎片盘或围绕近距离巨星的驱逐物。
2020-10-25 astro-ph.EP
An extremely low-density and temperate giant exoplanet
凌日系外行星是研究行星系形成、迁移和演化的重要对象。特别是，通过透射光谱或直接成像对巨行星大气的探索揭示了其化学成分和物理性质的巨大差异。研究这些巨行星可以让人们测试用于地球和其他太阳系行星的全球气候模型。然而，这些研究大多局限于高辐射过境巨行星或直接成像的巨行星在大的分离。在这里，我们报告的物理特性的行星在一个明亮的多行星系（HIP 41378），其中的外行星，HIP 41378 f是一个土星大小的行星（9.2 $\pm$ 0.1 R $_\oplus$）与0.09 $\pm$ 0.02 g cm $^{-3}$，这是一个非常低的密度尚未了解。其平衡温度约为300K。因此，它代表了一颗温度温和的行星，介于太阳系的热行星和冷巨行星之间。它为中等辐射的巨型系外行星的大气特征开辟了一个新的窗口，使用下一代空间望远镜，如JWST和ARIEL以及超大型地面望远镜。因此，HIP41378 f是了解辐射对行星大气物理性质和化学成分影响的重要实验室。
2019-11-17 astro-ph.EP
A Warm Massive Pair of Planets around TOI-1232 Revealed with Transit-timing Variations and Doppler Spectroscopy
Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；Sofia University “St Kliment Ohridski”（索非亚大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）；Millennium Institute for Astrophysics（天体物理学千年研究所）
研究通过凌星时间变化和多普勒光谱发现TOI-1232周围的双行星系统，揭示了两个大质量行星的动态特性及形成演化。
2026-03-19 astro-ph.EP
Exoplanets Beyond the Solar Neighbourhood: Galactic Tidal Perturbations
大多数银河系外的太阳系行星可能居住在银河系中心的几千秒差距内。作用在行星上的银河潮汐力与银河系中行星的半径成反比，因此在内银河系中的潮汐力要比太阳系附近的潮汐力大得多。在3.5至10千秒差距的范围内，来自银河系圆盘的垂直潮汐占主导地位。在3.5kpc以内，银河系隆起的影响不可忽视，面内潮汐分量与垂直分量同样重要。在这里，我们量化这些潮汐引起的轨道变化。我们发现，最大的扰动发生时，行星轨道是严重失调的母星的轨道。当两个平面垂直时，行星的偏心率趋于一致，尽管半长轴不受影响。当两个平面重合时，来自银河潮汐的影响被最小化，但保持非零。在这些情况下，我们提供了生存时间的估计，以及作为银河系参数的函数的所有银河系外行星的最小基线偏心率变化。类似于太阳系的倾角（约60度）可以很容易地导致银河系隆起深处（50 pc以内）的宿主恒星周围的偏心海王星（约30 AU）经历十分之几的偏心率变化，并导致已知最广泛分离的系外行星（约1000 AU）在银河系圆盘中经历类似的变化。这些变化发生在几个陀螺仪的时间尺度上，一个典型的主序列寿命的一小部分。
2012-12-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The TEMPO Survey I: Predicting Yields of the Transiting Exosatellites, Moons, and Planets from a 30-day Survey of Orion with the Nancy Grace Roman Space Telescope
我们目前的设计考虑的凌日系外卫星，卫星和行星在猎户座（TEMPO）调查与南希格雷斯罗马太空望远镜。这项为期30天的巡天计划旨在探测猎户座星云团（ONC）中的太阳系外卫星、卫星和行星。年轻（1 - 3百万年），人口稠密的ONC拥有大约1000颗明亮的棕矮星（BD）和自由浮动的行星质量物体（FFP）。TEMPO提供了足够的光度精度，可以用${\rm M}\geq1{\rm M}_{\rm J}$监测过境卫星的FFP。该调查还能够通过直接成像检测到土星下质量的FFP，尽管后续确认将具有挑战性。TEMPO产量估计包括14（3 - 22）颗外卫星/卫星过境FFP和54（8 - 100）颗卫星过境BD。在这个群体中，大约$50\%$的同伴将是"超级泰坦"（泰坦与地球的质量）。产量估计还包括大约$150$系外行星过境年轻的猎户座恒星，其中$>50\%$将轨道中期至后期M矮星和大约10个将是原始可居住区，陆地（$0.1{\rm M}_{\oplus} - 5{\rm M}_{\oplus}$）系外行星。TEMPO将提供围绕FFP和BD运行的小型系外卫星的第一次人口普查，同时提供对系外行星早期演化的见解。这一探测到的系外卫星群可能与目前对具有类似质量的系外行星的普查明显不同（例如，仍然具有H/He包层的地球质量外太空卫星）。虽然我们的产量估计是高度不确定的，因为没有已知的系外行星或系外卫星类似于这些…
2022-09-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
The HOSTS survey: evidence for an extended dust disk and constraints on the presence of giant planets in the Habitable Zone of $β$ Leo
年轻（5 - 4亿年）的A3 V恒星$β$狮子座是研究太阳系外行星系形成历史和演化的主要目标，它是少数几颗已知具有热（$\sim$ 1600 $^\circ$ K）、暖（$\sim$ 600 $^\circ$ K）和冷（$\sim$ 120 $^\circ$ K）尘埃带成分的恒星之一。在本文中，我们提出了深中红外测量的温暖的尘埃亮度获得的大型双目望远镜干涉仪（LBTI）作为其exozodiacal尘埃调查（HOSTS）的一部分。在$β$ ~Leo的宜居带外，在中心1.5au范围内测得$\pm$的过剩量为0.47%，在4.5au范围内上升到0.81%，$\pm$的过剩量为0.026%.这个尘埃水平是50 $\pm$，是太阳系黄道带云的10倍。Spitzer和Herschel探测到的冷尘埃上的Poynting-Robertson阻力低估了$β$ ~Leo的宜居带中存在的尘埃，这表明了一种额外的传递机制（例如，~彗星）或在$\sim$ 5.5 au.这些尘埃成分的模型，这意味着没有行星超过几个土星质量之间的$\sim$ 5 AU和外带在$\sim$ 40 AU。利用LBTI成像通道在3.8~ $μ$ m波段对巨行星进行了观测约束。假设年龄为5000万年，系统中的任何行星在大约5au到50 au之间，必须小于几个木星质量，与我们的尘埃模型一致。总之，这些观测结果显示了LBTI对附近恒星宜居…
2021-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Dynamical characterization of the multiple planet system GJ 1148 and prospects of habitable exomoons around GJ 1148 b
上下文GJ 1148是一颗M矮星，拥有一个行星系，由两颗土星质量的行星组成，在偏心轨道上运行，周期分别为41.38天和532.02天。目标。我们重新分析的轨道配置和动力学的GJ 1148多行星系的基础上新的精确径向速度（RV）的测量与CARMENES。方法.我们结合了新的和档案精确的多普勒测量CARMENES与那些可从HIRES为GJ 1148和建模这些数据与自洽的动力学模型。我们用久期理论和直接N体积分方法研究了系统的轨道动力学。GJ 1148 b周围可能存在可居住卫星的前景也得到了研究。结果精细的动力学分析表明，GJ 1148系统是长期稳定的轨道参数在一个大的相空间的轨道配置建议拱线对齐，但不是在任何特定的高阶平均运动共振可调性。GJ 1148 b的轨道位于乐观宜居带（HZ）内。我们发现，在行星周围只有一个狭窄的稳定区域，可以存在系外卫星。然而，在这个稳定的区域，由于与行星的潮汐相互作用，外卫星表现出快速的轨道衰减。结论. GJ 1148行星系是一个非常罕见的M矮星行星系，由一对气体巨星组成，其内部位于HZ。我们的结论是，GJ 1148 b周围的可居住外卫星不太可能存在。
2020-02-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
