Dynamics of Stellar Spin Driven by Planets Undergoing Lidov-Kozai Migration: Paths to Spin-Orbit Misalignment
许多包含热彗星（HJ）的系外行星系统表现出宿主恒星的自旋轴和行星的轨道角动量轴之间的显著不对准（“自旋轨道不对准”）。高偏心率迁移涉及Lidov-Kozai振荡的行星的轨道引起的一个遥远的摄动是一个可能的渠道，产生这样的失调HJ系统。以往的工作表明，在高$e$迁移过程中，恒星自旋轴的动力学演化在产生观测到的自旋轨道失调中起着主导作用。数值研究还揭示了导致最终失准的恒星自旋轴演化的各种模式。在这里，我们发展了一个分析理论，阐明恒星双星中的行星的Lidov-Kozai迁移过程中的自旋轨道不对准的演变。长期自旋轨道共振在失调演化中起着关键作用。我们包括短程力和潮汐耗散的影响，并归类为各种物理参数（如行星质量和恒星自转周期）的函数的不同的可能路径的自旋轨道失调。我们确定了五种不同的自旋轨道演化路径和结果，其中只有两种能够产生逆行轨道。我们发现，这些路径的错位和结果只取决于两个无量纲参数，比较恒星的自旋进动频率与行星的轨道轴的变化率，和Lidov-Kozai振荡频率。我们的分析揭示了一些新的现象，恒星的自旋演化，从分岔，绝热平流，完全混乱的自旋轨道角的演变。
2016-07-13 astro-ph.EP
Magnetic Origins of the Stellar Mass-Obliquity Correlation in Planetary Systems
对凌日系外行星系统的详细观测特征表明，大质量（M > ~1.2太阳质量）恒星的自旋轴往往与其所在行星的轨道存在很大的偏差。相反，低质量恒星往往只有有限的相似度。最近在年轻恒星磁场强度的观测数据集中也出现了类似的趋势：大质量的T-Tauri恒星往往具有比质量较小的恒星弱10倍的偶极场。在这里，我们表明，相关的恒星质量的磁星盘扭矩的依赖性，自然解释了观察到的自旋轨道错位的趋势，只要错位是在磁盘托管阶段。磁力矩的作用是使低质量恒星的自旋轴与盘平面重新对准，其时间尺度明显短于典型的盘寿命，而同样的作用对大质量恒星的时间尺度要长得多。累积起来，我们的研究结果指出，太阳系外的自旋轨道错位的原始激发，信号与磁盘驱动的迁移作为短周期行星的主要运输机制的一致性。此外，我们预测，在系统中，近距离行星显示动态的签名，后星云就位的自旋轨道失调将不会遵循所观察到的与恒星质量的相关性。
2015-08-10 astro-ph.EP
Evidence for Misalignment Between Debris Disks and Their Host Stars
本文通过比较31个系统的碎屑盘与恒星倾角，发现6个系统存在约30°–60°的显著错位，表明磁扭曲和混沌吸积均难以解释该现象，强调需扩大样本以揭示高倾斜角系统的形成机制。
2023-04-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Early Excitation of Spin-Orbit Misalignments in Close-in Planetary Systems
对居住在其主星附近的凌日行星的持续观测特征表明，相当一部分这类物体的轨道相对于其恒星的自转轴倾斜。越来越多的证据表明这种现象的广泛存在，这对传统的观念提出了挑战，即大规模的轨道运输发生在行星形成的早期阶段，并通过行星盘的相互作用完成。然而，最近的工作表明，原行星状星云和它们的宿主恒星之间的自旋轨道不对准的激发可以自然地产生于多恒星系统中的引力摄动以及磁盘-恒星耦合。在这项工作中，我们研究这些过程中串联。我们开始了一个彻底的探索引力促进收购的自旋轨道错位和分析表明，整个可能的范围内的错位可以平凡地再现。此外，我们证明了可观测的自旋轨道失调只取决于原始盘双星轨道倾角。随后，我们增加我们的治疗占磁转矩，并表明，更多的异国情调的动力学演化是可能的，提供了有利的条件，磁倾斜。累积起来，我们的研究结果表明，所观察到的自旋轨道错位是完全一致的磁盘驱动的迁移作为一个主要的机制，起源的近距离行星。
2014-06-16 astro-ph.EP
Magnetic and Gravitational Disk-Star Interactions: An Interdependence of PMS Stellar Rotation Rates and Spin-Orbit Misalignments
存在的巨大气态行星居住在其宿主恒星附近，可能是通过原行星状星云进行大规模径向迁移的结果。在这张图片的背景下，相当一部分这样的行星的显著轨道特性可以归因于外部扭矩，这些扭矩扰动了盘与其宿主恒星的自旋轴的对齐。因此，获得的轨道曲率表现出敏感的依赖于物理的盘-星相互作用。本文从盘星角动量转移的角度分析了类太阳恒星自旋轨道不对准的原始激发。我们首先计算恒星的前主序星旋转演化，占自旋由于引力收缩和吸积以及自旋由于磁星盘耦合。我们特别注意角动量转移的吸积，并表明，虽然一般次主导的引力收缩，这一过程在很大程度上是由恒星的磁场的形态控制（即特定的角动量吸积的恒星与八极为主的表面场是小于由偶极为主的恒星吸积的数量级）。随后，我们研究了长期的旋转轴动力学的磁盘轴承的恒星，占恒星和磁盘属性的时间演化，并表明，错位优先激发恒星旋转的系统是不是压倒性的快速。此外，我们表明，激发自旋轨道错位发生冲动，通过遇到恒星进动频率和磁盘扭矩频率之间的共振。累积起来，本文开发的模型开辟了一个以前未探索的途径，以统一的方式了解星盘演化及其后果。
2013-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Assessing the spin-orbit obliquity of low-mass planets in the breaking the chain formation model: A story of misalignment
行星系的自旋轨道相似性制约着其形成历史。一个大的行星度可能表明恒星和它的气体盘之间的原始错位，或者反映了形成后不同机制倾斜行星系的影响。观测和统计分析表明，大小在1到4 R $_{\oplus}$之间的行星系统具有很宽的轨道密度（$\sim0-30^{\circ}$）范围，并且单行星和多行星凌日具有统计上难以区分的轨道密度分布。在这里，我们重新审视“打破链”的形成模型，重点是理解自旋轨道不对称性的起源。这个模型表明，超级地球和迷你海王星通过行星盘的引力相互作用迁移到它们的宿主恒星附近，形成行星链锁定在平均运动共振中。在气盘扩散之后，大约90- 99%的这些行星系经历动力学不稳定性，这使得系统扩散。使用合成的过境观测，我们表明，如果行星出生在磁盘的磁盘角动量几乎与恒星的旋转自旋对齐，其最终的密度分布峰值在约$\sim$ 5度或更少，和单行星和多行星过境系统的密度分布是统计上不同的。通过将星盘排列作为一个自由参数，我们表明，如果假设行星形成于原始错位的出生盘中，并在$\gtrsim$ 10-20度处形成“倾斜”分布，则单行星和多行星过境系统的密度分布仅在统计上无法区分。我们讨论的背景下，恒星形成和潜在的影响，这种情况下形成模型的这些错位的起源。
2023-03-10 astro-ph.EP
Giant Planet Influence on the Collective Gravity of a Primordial Scattered Disk
高偏心率、低质量物体在近开普勒轨道上的轴对称圆盘对于面外屈曲是不稳定的。这种“倾角不稳定性”指数增长的轨道倾角，提高近日点的距离和集群的近日点的论点。在这里，我们研究的不稳定性，在一个巨大的原始分散盘，包括轨道平均的引力影响的巨行星。结果表明，除非原始质量是$\gtrsim 20$地球质量，否则巨行星引起的差拱进动将抑制倾角不稳定性。我们还表明，不稳定性应产生“近日点间隙”在半长轴数百AU，作为轨道的残余人口更有可能有非常大的近日点距离（$\mathcal{O}(100~\rm{AU})$）比中间值。
2020-05-26 astro-ph.EP
On the Spin-Orbit Misalignment of the XO-3 Exoplanetary System
我们目前的光度和光谱观测2009年2月2日过境的系外行星XO-3b。新的数据表明，行星轨道轴和恒星旋转轴是不对齐的，正如Hebrard和同事早些时候报道的那样。我们发现两个轴的天空投影之间的角度为37.3 +/-3.7度，而之前报道的值为70 +/-15度。这种差异的意义尚不清楚，因为有系统性影响的迹象。XO-3b是第一颗已知轨道相对于母恒星赤道平面高度倾斜的系外行星，因此它可能满足一些大质量行星迁移到近距离轨道的预测。我们重新审视热木星系统中自旋轨道对齐的统计分析。假设恒星的折射率服从单一的瑞利分布，我们发现该分布的众数为13 ^{+5}_2} deg。然而，仍然存在这样的情况，即代表两个不同迁移通道的模型-其中一些行星是从完美对齐的分布中绘制的，其余的是从各向同性分布中绘制的-比单个瑞利分布更受欢迎。
2009-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Primordial Alignment II: Insights from Stellar Obliquity Measurements for Hot Jupiters in Compact Multiplanet Systems
本文通过 RM 效应测量紧凑多行星系统中热木星 TOI-5143 c 的恒星倾角，发现其自转-轨道排列一致，为原初排列假说提供了有力支持，表明巨大倾角源于盘后动力学相互作用。
2025-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
One-third of Sun-like stars are born with misaligned planet-forming disks
本研究评估了年轻孤立类太阳恒星自旋轴与原行星盘外区的原初倾角，发现约三分之一系统存在原初未对齐，表明部分恒星倾角可能源于形成初期的条件。
2025-08-14 astro-ph.EP
Star-disc (mis-)alignment in Rho Oph and Upper Sco: insights from spatially resolved disc systems with K2 rotation periods
近距离巨行星的发现，其轨道角动量矢量与其宿主恒星的旋转轴不一致，这给行星形成理论带来了问题，行星形成于圆盘中，其角动量矢量与恒星的角动量矢量一致。剧烈的、高离心率的迁移机制，据称是将行星轨道提升到出生盘平面之上，预测了开普勒没有观测到的原始热彗星的种群。其他理论援引原始星盘错位最近受到更多的关注。在这里，恒星和它们的原行星盘之间的相对对准是第一次评估20个主序前恒星的样本。最近公布的旋转周期来自高品质，长时间，高节奏的K2光变曲线的成员的$ρ$蛇夫座和上天蝎座恒星形成区域相匹配的高角分辨率观测的空间分辨光盘和投影旋转速度，以确定恒星旋转轴的倾角，然后比较光盘倾角。15个系统中有10个系统的恒星倾角可以估计与星盘对齐一致，而5个系统表明恒星和它的盘之间可能存在错位。由于投影效应和特性测量不确定性的潜在机会对准系统的失调也进行了研究。虽然观察到的频率明显的星盘错位可以复制的模拟测试人口中，100%的系统是真正对齐的，推断的错位角度的规模的分布不能。
2019-01-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
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 winds as a mechanism to tilt the spin axes of Sun-like stars
太阳的自转轴偏离太阳系的平均角动量平面约6度。这种倾斜度大大超过了行星轨道之间的1-2度倾角分布，因此需要一个物理解释。与此同时，已知类太阳恒星在其一生中会以一个数量级的速度自转。这种自旋下降是由恒星风驱动的，恒星风携带着恒星的角动量。如果恒星风的平均角动量轴偏离恒星自转轴，就会产生使恒星倾斜的下旋力矩分量。在这里，我们表明，太阳的倾斜度为6度自然出现在行星形成后的第一个10-100百万年期间，作为恒星风偏离恒星自转轴约10度的结果。这些结果适用于偶极场的理想情况，轻微倾斜的自旋轴。磁极和自旋极之间的不对准的时间变化被建模为随机波动，在时间尺度上的自相关可比的原始自旋下降时间的几百万年。除了风向外，质量损失率和恒星寿命期间的磁拓扑结构的时间变化也可能产生磁场。我们假设年轻的疏散星团的气体环境可能在足够的时间尺度上提供强迫，使年轻恒星的天体层倾斜，从而激发适度的引力。太阳系外行星系统更极端的逆行恒星引力可能是通过不同的机制产生的。
2019-05-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation and Stellar Spin-Orbit Misalignment of Hot Jupiters from Lidov-Kozai Oscillations in Stellar Binaries
观测到的热木星（HJ）系统表现出广泛的恒星自旋轨道失调角。这些HJs的起源仍然不清楚。本文研究了由一个遥远的（100-1000 AU）恒星伴星引起的Lidov-Kozai（LK）振荡引起的巨行星向内迁移。我们进行了一个大的人口综合研究，包括八极引力位从恒星的伴星，主恒星的自旋轴和行星轨道轴的相互岁差，在行星的潮汐耗散，和恒星自旋在主恒星由于磁制动。我们考虑了一系列的行星质量（$0.3-5\,M_J$）和初始半长轴（$1-5$ AU），不同的属性为主机恒星，和不同的潮汐耗散强度。导致HJ的系统比例取决于行星质量和恒星类型，对于$M_p=1\,M_J$，有$f_{\rm HJ} = 1-4\%$（取决于潮汐耗散强度），对于更大质量的行星，有更大的（高达$8\%$）。“热土星”（$M_p=0.3M_J$）的生产效率要低得多，因为大多数迁移行星都受到潮汐干扰。我们发现，无论是HJ的形成或潮汐破坏，系统的分数，$f_{\rm mig} \simeq 11-14\%$是大致恒定的，有小的变化与行星质量，恒星类型和潮汐耗散强度。这个“通用”的迁移分数可以从分析迁移标准的基础上的八极LK振荡的性质定性地理解。最终的HJ恒星质量的分布表现出复杂的行星质量和恒星类型的依赖。对于$M_p = (1-3)M_J$，分布总是双峰的，峰值在$30^{\circ}$和$130^{\circ}$周围。$5M_J$…
2016-01-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Primordial Alignment: Insights from Stellar Obliquity Measurements for Compact Sub-Saturn Systems
本研究通过Rossiter-McLaughlin效应测量两个致密多行星系统中亚土星的恒星倾角，发现均为自旋-轨道对齐，结合已有数据支持亚土星系统原初对齐、错位主要发生在盘后阶段的结论。
2024-08-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Tidal Dissipation in Planet-Hosting Stars: Damping of Spin-Orbit Misalignment and Survival of Hot Jupiters
对轨道周期非常短（~天）的太阳型恒星周围的热行星的观测表明，这种恒星中的潮汐耗散不是太有效，因此这些行星可以在快速的轨道衰变中生存下来。这与最近的理论工作是一致的，这些理论工作表明，行星宿主恒星的潮汐Q确实可以比从恒星双星推断的值大得多。另一方面，最近对凌日热木星系统的罗西特-麦克劳克林效应的测量不仅揭示了许多这样的系统相对于轨道轴有不对准的恒星自旋，而且还表明具有较冷的宿主恒星的系统倾向于有对准的自旋和轨道轴。温恩等人认为，这种温度-温度的相关性可以用恒星内部的潮汐耗散对恒星温度的有效衰减来解释。然而，这种解释显然与这些短周期热中子的存在相矛盾。我们发现，在太阳型的近距离系外行星系统的母星，有效的潮汐Q控制的阻尼恒星的引力可以远远小于管理轨道衰减。这是因为对于未对准的系统，潮汐势包含频率等于恒星自旋频率的傅立叶分量（在恒星的旋转框架中）。这个分量可以在恒星的对流包层中激发惯性波，惯性波的耗散会导致自旋-轨道对准力矩，但不会导致轨道衰减。相比之下，对于对齐的系统，这样的惯性波激发是禁止的，因为潮汐强迫频率比恒星的自旋频率大得多。我们推导出一个一般的有效潮汐演化理论错位双星，考虑到不同的潮汐响应和耗散率为不同的潮汐强迫分量。
2012-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Engulfment of a hot Jupiter as a possible origin of the rapid spin and internal spin misalignment of the planet-hosting red giant Kepler-56
The University of Tokyo（东京大学）
开普勒-56的快速自转和内部自转倾斜可能源于热木星吞噬，通过角动量供应机制解释其红巨星阶段的自转特征。
2025-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
A backward-spinning star with two coplanar planets
人们普遍认为恒星和它的原行星盘最初是排成一行的，恒星赤道平行于盘平面。当观测结果显示恒星自转和行星轨道运动之间存在偏差时，通常的解释是，最初的对齐被行星形成后发生的引力扰动所扰乱。大多数先前已知的错位都涉及孤立的热彗星，行星与行星之间的散射或来自更宽轨道行星的长期影响是主要的解释。在理论上，恒星/盘的错位可能是恒星形成过程中的湍流或宽轨道伴星的引力扭矩造成的，但这种情况的确切例子是未知的。一个理想的例子是将一个多行星的共面系统（排除行星间的散射或其他破坏性的形成后事件）与一个反向旋转的恒星结合起来，这种情况更容易从原始的未对准中获得，而不是从形成后的扰动中获得。在共面多行星系统中有两个已知的偏离恒星的例子，但在这两种情况下都没有发现合适的伴星，也没有已知的恒星旋转是逆行的。在这里，我们发现恒星K2-290 A与它的两颗已知行星的轨道相比倾斜了$124\pm 6$度，并且有一个宽轨道的恒星伴星，能够倾斜原行星盘。该系统提供了最清晰的证据，表明恒星和原行星盘可以由于邻近恒星的引力扭矩而变得严重错位。
2021-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
From Misaligned Sub-Saturns to Aligned Brown Dwarfs: The Highest $M_{\rm p}/M{_*}$ Systems Exhibit Low Obliquities, Even around Hot Stars
本研究通过恒星倾斜角测量发现，高行星-恒星质量比系统（如超级木星和褐矮星）即使在热恒星周围也趋于对齐，与低质量比系统的错位形成3.7σ偏差，表明这种对齐是原生的，并提出了经验质量比边界2×10⁻³。
2024-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Destruction of an Oort Cloud in a rich stellar cluster
奥尔特云的形成可能可以追溯到太阳系历史的最早时期。在那个时候，太阳几乎可以肯定是它诞生的星团的一员。由于太阳诞生星团可能是巨大的（1000- 10000 Msol），因此寿命很长，一个问题是这样一个原始的奥尔特云的生存。我们通过模拟奥尔特云彗星几百万年的轨道演化来研究这个问题，假设太阳是作为这样一个大质量星团的典型成员开始它的生命的。我们已经设计了一个合成的代表性的相关动态，其中集群的潜力是由国王模型表示，并选择了约20个近距离接触与个别集群恒星和集成的太阳轨道和集群结构的基础上。数千个单独的模拟，每个包括3 000彗星的轨道与三个不同的初始半长轴。实际上，我们发现，对于我们选择的半长轴（5 000- 20 000 au），整个初始的奥尔特云都消失了，与星团质量无关，尽管较小的星团生存的机会更好，因为在一定比例的模拟中，太阳的轨道距离密集的星团中心相对安全。对于我们研究的出生星团大小范围，原始奥尔特云可能仅作为半长轴< 3 000 au的小内核存活。这样的彗星群对轨道扩散到外晕和随后注入可观测轨道是惰性的。因此，如果奥尔特云是原始的，而诞生星团的质量不低，就需要某种机制来完成这种转移。从这个角度来看，我们的结果为奥尔特云的延迟形成提供了一些支持，这发生在太阳离开其诞生星团之后。
2017-04-11 astro-ph.EP
The Impact of Stellar Clustering on the Observed Multiplicity of Super-Earth systems: Outside-in Cascade of Orbital Misalignments Initiated by Stellar Flybys
最近的一项研究表明，观察到的超级地球（SE）系统的多样性与恒星过密度相关：与低密度场中的恒星相比，高相空间密度环境中的场星具有过多的单行星系统。这种相关性令人困惑，因为恒星聚集预计主要影响行星系的外部。在这里，我们研究的可能性，恒星飞越间接激发最初共面SE的相互倾斜，打破他们的共同过境几何。我们建议，flybys激发外部的亚恒星同伴，然后传播到内部SE的扰动的倾斜。使用分析计算SE和同伴之间的长期耦合，再加上恒星遭遇的数值模拟，我们估计预期的“有效”飞掠每行星系，导致破坏SE共凌几何的数量。我们的分析结果可以很容易地重新调整各种SE和同伴的属性（质量和半长轴）和星团参数（密度，速度色散和寿命）。我们发现，对于一个给定的SE系统，存在一个最佳的同伴架构，导致最大数量的有效飞越，这是从飞越截面和同伴的内部系统的影响之间的权衡结果。在集群参数的不确定性，我们得出结论，这种机制是低效的，如果SE系统有一个单一的外部同伴，但可能会发挥重要作用，在“SE +两个同伴”系统，出生在密集的星团。这种效应是否会导致行星多样性和恒星过密度之间的相关性还有待证实。
2021-11-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chaotic Dynamics of Stellar Spin in Binaries and the Production of Misaligned Hot Jupiters
许多含有热彗星的系外行星系统被观测到轨道轴相对于恒星自转轴有很大的偏差。由双星伴星引起的轨道偏心率/倾角的Kozai-Lidov振荡，连同潮汐耗散，是产生热彗星的主要通道。我们证明了行星和它的扁圆形宿主恒星之间的引力相互作用可以导致恒星自旋轴在Kozai周期的混沌演化。随着行星质量和恒星自转周期等参数的变化，周期性岛屿可能会出现在混沌的海洋中，这让人想起其他动力系统。在存在潮汐耗散的情况下，复杂的自旋演化会在最终的自旋-轨道失准角上留下印记。
2014-09-10 astro-ph.EP
The EBLM project XVI. Moderate spin-orbit misalignment of the low mass eclipsing binary EBLM J0021-16
Tufts University（塔夫茨大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Michigan State University（密歇根州立大学）；University of Leeds（利兹大学）；Keele University（基尔大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Observatoire Astronomique de l’Université de Genève（日内瓦大学天文台）；Universität Bonn, Argelander-Institut für Astronomie（波恩大学阿尔兰德尔天文学研究所）
EBLM J0021-16的自转-轨道偏移测量揭示了紧密双星的潮汐演化的复杂性。
2025-12-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal interactions in spin-orbit misaligned systems
在系外行星系统和双星系统中已经检测到自旋轨道不对准。潮汐相互作用可能在自旋轨道角的演化中起了重要作用。在本研究中，我们研究了自旋轨道失调系统中的潮汐相互作用。特别是，我们专注于旋转流体体的潮汐响应的双头潮，这可能是重要的自旋轨道角的演变，但几乎不影响轨道的演变。潮汐还提供了一个扭矩的自旋和轨道轴的相互进动的总角动量矢量，这还没有被考虑在以前的研究中的潮汐相互作用。在本文中，我们首先建立了一组线性化的方程，描述自旋轨道失调系统中的潮汐响应，考虑到岁差运动。在均匀流体和指数为1的多变体中的数值解表明，耗散惯性波可以被激发在进动的顶部上的刚性核的存在下的潮汐。如果潮汐分量的频率落在惯性波的频率范围之外，则与潮汐分量$Q'_{210}$相关的潮汐品质因数可以比与其他潮汐分量相关的潮汐品质因子小几个数量级。因此，在热木星系统中，自旋-轨道偏差的衰减可能比轨道衰减快得多，这是由于木星潮汐的耗散增强。
2017-02-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Outer-planet scattering can gently tilt an inner planetary system
混沌动力学预计在行星形成期间和之后，解释巨大气体系外行星大偏心率的主要机制是行星-行星引力散射。同样的散射也被用来解释行星轨道平面相对于其主恒星自旋的不对准。然而，开普勒-56提出了一个观测难题，它有两颗内行星（b和c），它们几乎彼此共面，但与恒星赤道的倾斜度超过45度。因此，自旋-轨道错位可能是最原始的。相反，我们进一步发展了发现论文中的假设，即在更宽轨道上的行星通过散射产生不对准，并因此轻轻扭转内行星远离恒星的赤道平面。我们整合了开普勒-56 b和c的运动方程，以及一个不稳定的外部系统，该系统初始化有两个或三个质量为1000亿的行星。我们在这里讨论的是，产生巨大相互倾斜的剧烈散射是否能使内部系统保持完整，使其轻轻倾斜。在几乎所有最初有两颗外行星的情况下，内行星要么在恒星的赤道平面上保持几乎共面，要么它们剧烈地分散到高的相互倾斜和高的自旋轨道错位。相反，在有三颗不稳定外行星的系统中，共面内行星有28%的时间会产生足以解释观测结果的自旋-轨道错位，这与迄今为止报道的这种现象的观测频率一致。我们的结论是，在系统的外部多行星散射可能占这个新的人口共面行星斜星托管。
2016-07-28 astro-ph.EP
Single-Star Warm-Jupiter Systems Tend to Be Aligned, Even Around Hot Stellar Hosts: No $T_{\rm eff}-λ$ Dependency
本研究通过测量6个温木星系统的恒星倾角，结合已有数据发现单星温木星系统普遍共面，即使围绕热恒星也不存在热木星的$T_{\rm eff}-λ$依赖，为类木行星动力学演化提供了新约束。
2024-08-19 astro-ph.EP
Secular dynamics of stellar spin driven by planets inside Kozai-Lidov resonance
本研究探讨了在层次性三体系统中，KL共振内部行星引力矩驱动宿主恒星自转轴倾斜的动力学机制，通过分析KL不动点和平动循环两种构型，揭示恒星自转的复杂结构由主共振与2:1自转-轨道共振共同主导。
2023-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal evolution of the spin-orbit angle in exoplanetary systems
恒星自转和行星轨道轴之间的夹角（自转-轨道角）被认为携带了关于行星形成的初始条件和随后的迁移历史的有价值的信息。事实上，目前对罗西特-麦克劳克林效应的观测已经揭示了凌日系外行星的大范围自旋-轨道错位。我们详细研究了一个简单系统的潮汐演化，该系统包括一个类太阳恒星和一个热木星，同时采用平衡潮汐和惯性波耗散效应。我们发现，组合潮汐模型作为一个非常有效的重新排列机制，它预测了三个不同的状态的自旋轨道角（即，平行、极性和反平行轨道），但后两种状态最终接近平行自旋轨道配置。最近观测到的中间自旋轨道角是很难获得的。因此，目前的模型不能再现所观察到的自旋轨道角的广泛分布，至少在其简单的形式。这表明，观测到的自旋轨道角的多样性可能来自与外行星更复杂的相互作用，和/或可能是原行星盘和恒星自旋之间原始错位的结果，这需要进一步的详细研究。
2014-01-23 astro-ph.EP
Bifurcated Evolutionary Pathways in Multi-planet Systems Driven by Misaligned Protoplanetary Disks
本研究揭示错位原行星盘与恒星扁率导致多行星系统分叉演化：低错位角产生共面低斜度系统，高错位角引发非绝热转变、激发链失稳，预测幸存系统与开普勒观测一致。
2025-04-11 astro-ph.EP
Alignment of Protostars and Circumstellar Disks During the Embedded Phase
恒星的形成是通过分子云核心在多个动力学时间尺度上的坍缩进行的。核心内的湍流导致云的空间不均匀的角动量，导致由坍缩材料形成的盘的取向的随机变化。在没有星盘角动量耦合的情况下，这种盘的倾斜将为所产生的行星系提供一种产生原始自旋轨道不对准的自然机制。然而，由于在恒星形成的嵌入阶段的高吸积率，星周盘的内缘向下延伸到恒星表面，导致恒星和盘之间有效的引力和吸积角动量转移。在这里，我们证明了由此产生的引力耦合足以抑制任何重大的星盘错位，吸积发挥次要作用。星盘系统的联合倾斜导致了星向双极外流的随机漂移。这种漂移扩大了恒星外流的有效张开角，允许更有效地清除原恒星的气体包层的剩余部分。因此，在这项工作中描述的过程提供了一个额外的机制，负责塑造恒星初始质量函数（IMF）。
2014-11-23 astro-ph.EP
A high obliquity orbit for the hot-Jupiter HATS-14b transiting a 5400K star
我们报告了热木星HATS-14 b的自旋-轨道未对准，测量了|lambda|的投影轨道倾角= 76 -5/+4度。HATS-14 b以2.8天的相对较短的周期轨道围绕一颗高金属丰度的5400 K G矮星运行。该结晶度是通过Rossiter-McLaughlin效应测量的，该效应是通过从Spark-HIRES观测获得的。使用一种新的技术提取速度，该技术针对低信噪比光谱进行了优化，实现了4 m/s点对点散射的高精度。然而，我们警告说，我们的不确定性可能被低估了。由于恒星的旋转速度较低，检测的意义取决于我们建模中施加的vsini先验。根据在热行星样本中观察到的趋势，有证据表明这些行星改变了其宿主恒星的自转轴，其效率取决于恒星类型和系统的轨道周期。在这个框架下，围绕具有表面对流包层的恒星的短周期行星，如HATS-14 b，预计其轨道与其宿主恒星的自旋轴对齐。然而，HATS-14 b是这一趋势的一个显著异常值，对潮汐重新排列机制的有效性提出了挑战。
2015-10-29 astro-ph.EP
Evaluating an Embryo Origin for Detached TNOs within Full Kuiper Belt Formation Models
本文通过数值模拟柯伊伯带形成过程，检验行星胚胎假说能否解释分离型海王星外天体的起源，发现胚胎难以达到所需轨道且作用时间过晚，分离出的天体半长轴分布也与观测不符，故该机制不太可能是主要成因。
2025-07-04 astro-ph.EP
A tidally detached super Neptune on a strongly misaligned retrograde orbit
Centro di Ateneo di Studi e Attività Spaziali “G. Colombo” – Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学太空研究与活动中心“G. Colombo”）；INAF - Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”, Università di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利雷物理与天文学系）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania（意大利国家天体物理研究所卡塔尼亚天文台）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Fundación Galileo Galilei-INAF（伽利略·伽利雷基金会-INAF）；INAF - Osservatorio Astronomico di Palermo（意大利国家天体物理研究所巴勒莫天文台）
研究通过高精度径向速度测量和光谱分析，确定TOI-1710 b的倾角为149度，表明其逆行轨道，挑战了之前关于高偏转迁移在该区域作用较小的结论。
2026-04-21 astro-ph.EP
Signs of Similar Stellar Obliquity Distributions for Hot and Warm Jupiters Orbiting Cool Stars
本文通过统一推导47颗冷恒星的视线方向倾角，发现热木星与暖木星的错位分布高度一致，并首次确认三个错位系统，表明两类巨行星的错位可能具有共同的起源机制。
2023-10-27 astro-ph.EP
Early Stellar Flybys are Unlikely: Improved Constraints from Sednoids and Large-$q$ TNOs
本文通过N体模拟研究早期恒星飞掠能否解释塞德娜族天体及脱离极端海外天体的低倾角和原始轨道对齐特征，发现满足所有约束的近距离飞掠发生概率不足5%，从而否定该假说。
2025-09-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Discerning Exoplanet Migration Models Using Spin-Orbit Measurements
我们调查了目前的系外行星自旋轨道测量样本，以确定是否可以确定一个占主导地位的行星迁移通道，以及在什么样的信心。我们使用Kozai迁移加上潮汐摩擦（Fabrycky和Tremaine 2007）和行星-行星散射（Nagasawa et al. 2008）的预测作为我们的错位模型，我们允许一小部分内在对齐的系统，可以用磁盘迁移来解释。贝叶斯模型的比较表明，目前的样本32自旋轨道测量强烈倾向于一个双模式的迁移方案相结合的行星-行星散射和磁盘迁移的单模Kozai迁移方案。我们的分析表明，34%到76%的近距离行星（95%的置信度）通过行星-行星散射迁移。分别分析T_eff > 6250 K的12颗恒星的子样本-Winn等人（2010）预测这是唯一保持原始错位的恒星类型-我们发现数据支持单模散射模型，置信度为81%。我们还评估了额外的热星自旋轨道测量的数量，这可能是必要的，以提供一个更有信心的模型选择，发现额外的20-30测量有>50%的机会，导致95%的信心模型选择，如果目前的模型选择是正确的。虽然我们在这项工作中只测试特定的Kozai和散射迁移模型的预测，但我们的方法可用于测试任何其他自旋轨道错位机制的预测。
2010-10-19 astro-ph.EP
Sculpting of Exoplanetary Systems Driven by a Misaligned Disk and Stellar Oblateness: Origin of Perpendicular Orbits in HD 3167
本文提出盘光致蒸发中的鞍-中心分岔及恒星扁率衰减可导致行星轨道被正交平衡捕获并最终形成顺行或逆行构型，从而解释HD 3167系统近垂直且可能逆行的轨道结构。
2025-04-13 astro-ph.EP
