The California Legacy Survey IV. Lonely, Poor, and Eccentric: A Comparison Between Solitary and Neighborly Gas Giants
该研究比较了单颗与多颗巨行星系统,发现单颗巨行星偏心率分布更极端且存在热木星堆积,多颗系统宿主恒星更富金属且行星质量更大,并显示质量相关性。
2023-10-12 astro-ph.EP
The Pan-Pacific Planet Search VII: The most eccentric planet orbiting a giant star
三台仪器的径向速度观测揭示了K巨星HD 76920周围存在一颗4M_jup的行星候选者。HD 76920 b的轨道偏心率为0.856 $\pm$ 0.009,是已知绕演化恒星运行的最偏心行星。没有迹象表明HD 76920有一个看不见的双星伴星,这表明散射事件而不是Kozai振荡可能是观测到的偏心率的罪魁祸首。这颗候选行星目前距离它的主星大约有四个恒星半径,由于恒星演化和潮汐相互作用的综合影响,预计它将在$\sim$ 1亿年的时间尺度上被吞没。
2017-11-15 astro-ph.EP
Do close-in giant planets orbiting evolved stars prefer eccentric orbits?
美国宇航局开普勒和K2任务最近揭示了一群过境的巨行星,它们围绕着中等进化的低光度红巨星分支恒星运行。在这里,我们提出了径向速度测量的三个这些系统,揭示了显着的非零轨道偏心率在每种情况下。将这些系统与已知的行星群进行比较,可以发现,在演化恒星周围的近距离巨行星,其轨道往往比在主序星周围的更偏心。我们将其解释为这些行星的轨道通过一个短暂的,适度偏心的阶段,在那里他们收缩的速度比他们圆由于潮汐上提出的演化宿主恒星的初步证据。目前已知系统的额外径向速度测量,以及最近发射的NASA TESS任务发现的新系统,可能会限制这一过程的时间尺度和质量依赖性。
2018-07-08 astro-ph.EP
Fate of a remnant solid disk around an eccentric giant planet
本文通过N体模拟和解析模型研究偏心巨行星周围残余固体盘的命运,发现固体吸积量约为0.01-0.1地球质量,且吸积率随偏心率增加而增加,随倾角增加而减少。
2024-07-16 astro-ph.EP
Toward a Deterministic Model of Planetary Formation VII: Eccentricity Distribution of Gas Giants
行星的普遍存在和行星系的多样性揭示了行星形成是一个复杂的、相互竞争的过程。在这一系列的论文中,我们开发和升级了人口综合模型作为一种工具,以确定主导的物理效应和校准的物理条件的范围。最近的行星搜索导致了许多多行星系统的发现。任何关于它们起源的理论模型都必须考虑到新兴原行星之间的动力学相互作用。在这里,我们介绍了一个处方,以近似多个行星之间的近距离接触。我们应用这种方法来模拟行星系的生长、迁移和动力学相互作用。我们的模型表明,在相对巨大的磁盘,几个气体巨星和岩石/冰行星出现,迁移,并经历动力学不稳定。行星之间的长期扰动导致轨道交叉,偏心激发和行星弹射。在中等质量的圆盘中,两个或更少的气体巨星与多个超级地球形成。这些系统的轨道稳定性通常保持不变,在其出生盘中的气体耗尽后,它们保留了运动学结构。这些结果再现了观测到的行星质量偏心率和半长轴偏心率的相关性。他们还认为,新兴的气体巨星可以将残留的核心分散到外盘区域。随后在这些核心上的原位气体吸积可以导致形成遥远(> 30天文单位)的气体巨星,其轨道接近圆形。
2013-07-24 astro-ph.EP
Born extra-eccentric: A broad spectrum of primordial configurations of the gas giants that match their present-day orbits
在最近的一篇论文中,我们提出巨行星的原始轨道可能是偏心的(~0.05),并使用一套动力学模拟来显示巨行星不稳定性的结果与它们现在的轨道一致。在这个后续的调查中,我们提出了更全面的模拟,包括更高的粒子分辨率,更长的积分时间,并消除了我们以前的手段,人为地迫使不稳定性发生在指定的时间,通过改变行星的位置在其轨道上。虽然我们发现行星迁移的剩余阶段只会最小限度地改变行星的最终偏心率,但我们的工作揭示了几个有趣的结果,即木星和土星出生时具有极大的偏心率(分别为~0.10和~0.25)。在成功的模拟中,行星的轨道在不稳定之前通过与微行星盘的相互作用而阻尼,从而松散地复制了我们以前工作中考虑的初始条件。因此,我们的研究结果表明,更广泛的合理进化途径能够复制木星和土星的现代轨道结构。
2021-05-23 astro-ph.EP
Eccentricity Distribution Beyond the Snow Line and Implications for Planetary Habitability
本研究通过观测和动力学模拟发现,冷巨行星中位离心率(0.23)显著高于内行星,且其偏心轨道能更高效地向雪线内散射挥发性物质,从而增加行星宜居性潜力。
2024-02-05 astro-ph.EP
Investigating the eccentricity distribution of transiting, long-period giant planets
本研究基于92颗凌星长周期巨行星样本,结合Gaia数据和系外行星档案,发现偏心率与恒星金属丰度相关、与伴星存在无关,并得到行星多重性反相关和弱潮汐耗散的支持,表明行星-行星散射是其主要偏心率起源机制。
2025-04-07 astro-ph.EP
Hot Jupiters Have Giant Companions: Evidence for Coplanar High-Eccentricity Migration
本研究通过分析加州遗产巡天星表,发现热木星普遍存在大质量外巨伴星且伴星偏心率较高,由此提出双气态巨行星的质量与偏心率条件是热木星形成关键,支持共面高偏心率迁移为其主导形成机制。
2023-10-02 astro-ph.EP
Retrograde Ring Formed Around Eccentric Extrasolar Giant Planet
本研究通过二维流体动力学模拟发现,偏心轨道巨行星周围形成的吸积盘呈逆行状态,为系外巨行星逆行环的起源提供了可能解释。
2024-10-27 astro-ph.EP astro-ph.HE
Constructing the secular architecture of the solar system I: The giant planets
使用数值模拟,我们表明,通过一个小行星盘的巨行星的顺利迁移导致的轨道结构,这是不一致的,与当前的:由此产生的偏心率和倾角的轨道是太小了。行星间相互平均运动共振的交叉会激发它们的轨道偏心率,但不会激发它们的轨道倾角。此外,表征木星和土星偏心率当前长期演化的本征模的振幅将不能正确再现;只有一个本征模被共振交叉激发。我们表明,至少,土星和一个冰巨人(天王星或海王星)之间的遭遇需要发生,以重现目前的长期性质的巨行星,特别是振幅的两个最强的本征模的偏心率木星和土星。
2009-09-10 astro-ph.EP
Asymmetric transition disks: Vorticity or eccentricity?
上下文过渡盘通常出现在解析毫米观测中,作为围绕年轻宿主恒星的巨大尘埃环。ALMA更精确的观测显示,其中几个环实际上是不对称的:它们有不平衡的形状。据推测,这些环充当尘埃陷阱,这将使它们成为研究行星形成的重要实验室。它已被证明,一个细长的巨涡产生在一个磁盘与一个强大的粘度跳跃惊人的类似所观察到的不对称环。目标。我们的目标是研究一个巨大行星嵌入其中的圆盘的类似行为。然而,一颗巨大的行星可以引起两种不对称:(1)巨大的漩涡,(2)偏心盘。我们研究了在什么条件下,每一种都可能出现,以及如何通过观察来区分它们。这一点很重要,因为只有涡流才能在径向和方位角上捕获颗粒,而偏心环只能在径向上捕获颗粒。方法.我们使用FARGO代码进行水力模拟。我们建立了一个嵌入巨行星的圆盘,并采取了一个径向网格,跨度从行星半长轴的0.1到7倍。我们用不同的粘度值和行星质量对1000个行星轨道进行了模拟,以允许充分发展的漩涡或圆盘偏心率。之后,我们比较了尘埃分布在涡流保持盘与偏心盘使用灰尘模拟。结果我们发现,涡度和偏心率是可区分的,通过看尘埃密度的方位角对比度。虽然作为颗粒捕集器的涡流产生非常明显的方位角不对称性,但偏心特征不能在方位角方向上积累毫米级尘埃颗粒,因此预计不对称性是适度的。
2013-04-05 astro-ph.EP
Planet-planet scattering as the source of the highest eccentricity exoplanets
大多数通过径向速度测量发现的巨型系外行星的偏心率都比太阳系中的大得多。行星-行星散射机制已被证明与广泛的偏心率分布相匹配,但最高偏心率的行星通常归因于恒星伴星引起的Kozai-Lidov振荡。在这里,我们调查是否可以完全通过散射产生的高度偏心的系外行星人口。我们运行了500个N体模拟,模拟了在相互扰动下变得不稳定的密集巨行星系统。我们发现幸存的束缚行星的偏心率可以达到$e > 0.99$,在我们的模拟中最大值为0.999017。这表明,行星间的散射并没有产生最大的离心率。重要的是,我们发现极端的偏心率并不是非常罕见的;所有具有$e > 0.3$的巨型系外行星的偏心率分布与所有相关的行星都是由散射产生的。我们的研究结果表明,具有极高偏心率的行星的发现并不一定表明Kozai-Lidov机制的作用。
2019-09-09 astro-ph.EP
Kepler-432 b: a massive planet in a highly eccentric orbit transiting a red giant
我们报告了开普勒-432 b(又名开普勒感兴趣的物体KOI-1299.01)的行星性质的首次披露。我们精确地约束其质量和偏心率的高精度径向速度测量获得的CAFE摄谱仪在CAHA 2.2米望远镜。通过同时拟合这些新数据和开普勒测光,我们发现开普勒-432 b是一颗致密的凌日系外行星,质量为Mp = 4.87 +/- 0.48 MJup,半径为Rp = 1.120 +/- 0.036 RJup。这颗行星每52.5 d围绕一颗K巨星旋转一周,这颗K巨星位于红巨星分支的上方,它在一个高度偏心的轨道上运行,e = 0.535 +/- 0.030。通过分析两张近红外高分辨率图像,我们发现一颗恒星位于距离开普勒-432 1. 1的位置,但它太暗了,不会对凌日深度产生重大影响。与Kepler-56和Kepler-91一起,Kepler-432占据了参数空间的几乎沙漠区域,这对于约束行星系的演化过程非常重要。
2014-12-04 astro-ph.EP
Different Planetary Eccentricity-Period (PEP) Distributions of Small- and Giant-Planets
本文基于1040颗短周期系外行星的视向速度轨道数据,发现巨行星偏心率随周期增大呈上包络上升至0.8,而小质量行星偏心率在0.1-0.5间平坦分布,揭示两类行星不同的潮汐圆化与动力学演化机制。
2024-06-13 astro-ph.EP
Planetesimal Dynamics in the Presence of a Giant Planet II: Dependence on Planet Mass and Eccentricity
在原行星盘中存在一颗早期形成的巨行星对其他行星胚胎的生长有着复杂的影响。来自行星的引力扰动可以将平均运动共振处的微行星的相对速度增加到非常高的值,并阻止这些位置的吸积。然而,气体阻力也可以使相同大小的微行星在某些盘位置的轨道近心点对齐,并使它们在动态上安静和“吸积友好”的位置,为类似大小的微行星。继上一篇论文,我们研究了一个类星体行星的影响,外部的小行星盘,我们推广我们的研究结果,太阳系外的行星系通过改变行星参数。特别是,我们专注于对现有的行星的质量和偏心率的星子的相对速度的依赖。我们发现,相同质量的粒子的速度分散度随着行星质量的增加而单调增加。同时,随着行星质量的增加,不同质量的星子之间的相对速度对质量比的依赖性变弱。虽然相对速度一般会随着行星偏心率的增加而增加,但由于小质量粒子($m \lesssim 10^{18}~\rm{g}$)与气体的强耦合,其速度分散几乎与行星偏心率无关。我们发现,侵蚀极限满足更广泛的参数(行星质量/偏心率,星子质量比)时,星子的大小减小。我们的研究结果可以为土星核心的形成以及一些具有多个冷巨行星的系外行星系统的结构提供一些线索。
2022-07-27 astro-ph.EP
Signatures of a planet-planet impacts phase in exoplanetary systems hosting giant planets
系外行星系统中的巨行星位于非圆形的近距离轨道上。我们认为,这些偏心率出现在一个阶段的巨大影响,类似于最后阶段的太阳系组装,形成地球的月球。在这种情况下,行星彼此分散并碰撞,随着它们合并,质量相应增长。我们数值积分了一个具有不同总行星质量的系统系综,允许碰撞增长,以表明(1)今天观察到的高偏心率巨星可能优先形成于初始总行星质量较高的系统中,(2)所观察到的巨行星偏心率分布的上限与行星-行星散射一致。我们预测,合并将产生一个人口的大质量巨行星之间的1和8 au从他们的恒星。
2019-10-08 astro-ph.EP
Kepler-1656b's Extreme Eccentricity: Signature of a Gentle Giant
高偏心率轨道是系外行星相对于太阳系的主要惊喜之一,并表明丰富和动荡的动力学历史。其中一个特别令人感兴趣的系统是开普勒1656,它拥有一颗离心率为0.8的亚类木行星。足够偏心的轨道在近星点通过时由于轨道能量的潮汐耗散而在半长轴上收缩。在这里,我们的目标是评估开普勒-1656b目前是否正在经历如此高的偏心率迁移,并进一步了解该系统的起源和结构。我们确认系统中有第二颗行星,有$M_{\rm c}= 0.40 \pm 0.09M_{\rm jup}$和P $_{\rm c}= 1919\pm 27\,$日。我们模拟了行星b在行星c存在的情况下的动力学演化,并发现了系统的各种可能结果,如潮汐迁移和吞没。该系统与行星b的原位动力学起源相一致,随后是随后的偏心Kozai Lidov(EKL)扰动,这些扰动轻轻地激发了开普勒-1656 b的偏心率,即没有引发潮汐迁移。因此,尽管行星b的离心率很高,我们没有发现任何证据表明它正在或已经通过高离心率通道迁移。最后,我们预测外轨道是相互倾斜的,在一个几乎垂直的配置相对于我们的模拟结果的基础上的内行星轨道,并作出可观察到的预测内行星的自旋轨道角。我们的方法可以应用于其他偏心或潮汐锁定行星,以限制其起源,轨道配置和潜在的伴侣的属性。
2022-04-28 astro-ph.EP
TESS Giants Transiting Giants III: An eccentric warm Jupiter supports a period-eccentricity relation for giant planets transiting evolved stars
快速演化的恒星周围行星的命运还没有很好的理解。以前的研究表明,相对于主序星,行星过境演化恒星($P$ $<$ 100 d)往往有更多的偏心轨道。TOI-4582 b是一颗0.94 $\pm$ 0.12 R $_\mathrm{J}$,0.53 $\pm$ 0.05 M $_\mathrm{J}$的行星,每31.034天围绕一颗中等质量的亚巨星运行。我们发现这颗行星也在一个明显偏心的轨道上($e$ = 0.51 $\pm$ 0.05)。然后,我们比较了行星的人口发现过境演变(日志$g$ $<$ 3.8)恒星的人口行星过境主序星。我们发现,中位轨道偏心率增长的速度与周期是显着更高的演化恒星系统比其他类似的主序星系统,特别是只有一颗行星检测到的系统。一般来说,我们观察到,平均行星偏心率$<e>$ = $a$ + $b$ log $_{10}$($P$)的演化人口与一个单一的过境行星,其中$a$ =(-0.18 $\pm$ 0.08)和$b$ =(0.38 $\pm$ 0.06),显着不同于主序星系人口。即使在控制了恒星质量和金属丰度之后,也可以看到这种趋势。这些系统似乎并不代表一个稳定的演变途径,从偏心,长周期的行星轨道,圆形,短周期的轨道,轨道模型的比较表明,螺旋时间尺度与轨道分离或偏心率无关。对其他演化行星系统的表征将区分恒星演化的影响和恒星质量和组成的影响。
2022-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Correlations between compositions and orbits established by the giant impact era of planet formation
类地行星形成的巨大撞击阶段建立了超级地球的轨道特性(半长轴间距,偏心率,相互倾斜)和内部成分(存在或不存在气体包层)之间的联系。使用N体模拟和分析论证,我们表明间距不仅来自偏心率,而且来自倾斜度。较平坦的系统获得更紧密的间距,这是引力散射和合并之间偏心率平衡的结果,引力散射增加偏心率,合并抑制偏心率。残留盘气体的动力摩擦在调节合并和阻尼倾角和偏心率方面起着关键作用。具有中等气体阻尼和高固体表面密度的系统会产生具有紧密间距、小偏心率和小倾角的气体包裹的超级地球。在没有太多周围气体的情况下,超级地球在具有低固体表面密度的圆盘中凝结的系统,产生了具有更宽间距,更大偏心率和更大相互倾斜度的岩石行星。这两个群体的组合可以重现观测到的空间分布,周期比,过境行星的多重性,和过境持续时间比所表现出的开普勒超级地球。这两个种群都是在原地形成的,也有助于解释观测到的偏心率与行星大小的趋势,以及体积密度与质量测量方法(径向速度与过境时间变化)的趋势。在这项研究中所做的简化-包括有限的模拟时间跨度,以及气体动力摩擦和气体耗尽历史的近似处理-应该在未来的工作中得到改进,以便与观测结果进行详细的定量比较。
2016-03-22 astro-ph.EP
Relative Habitability of Exoplanet Systems with Two Giant Planets
行星系的结构可以通过轨道效应影响行星的可居住性,特别是在稳定性和离心率方面。其中一些影响是显而易见的,特别是当它们发生在很容易数值计算的短时间尺度上时。然而,生命的出现和进化可能发生在十亿年的时间尺度上,足够长的时间使长期影响变得重要。这些影响很难调查,因为直接积分需要大量的计算时间。在本文中,我们应用半解析框架结合N体积分和预测技术,以确定一个系统中的一个类地行星的相对可居住性与两个巨大的同伴在一个多维参数空间。相对可居住性量化了与只包含一颗类地行星的系统相比的综合可居住性概率。我们发现了巨行星的质量、偏心率、位置、间距、倾角和排列的趋势,包括由于巨行星而使系统更适合居住的配置。只要系统保持稳定,适度的离心率激励的类地行星可以通过增加宜居带的外边界,通过更高的平均辐照度是有益的。在我们的模拟中,中位数($\pm 1 σ$)的可居住行星的离心率为0.11(+0.16,-0.08),尽管它开始是圆形的。低质量、广泛分离、适度偏心的扰动巨星可以做到这一点,这是一种“超适宜居住”的伴星配置。
2022-06-15 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation in low eccentricity warm-Jupiter systems
我们研究了巨行星迁移对内类地行星系统形成的影响。我们考虑的情况下,巨行星停止迁移在半长轴范围内0.13 - 1.7 AU由于气盘分散。一个N-体的代码,是链接到一个粘性气体盘算法能够模拟:气体损失通过吸积到中央恒星和光蒸发;间隙形成的巨行星; II型迁移的巨人;可选的I型迁移的原行星;气体阻力的星子。我们发现,大部分内部系统的行星构件在巨行星的通过中幸存下来,要么被向内引导,要么被分散到外部轨道。一个或多个热地球的系统预计会形成并保持在巨行星的内部,特别是如果II型迁移受到限制,或者I型迁移影响了原行星动力学。在低离心率的暖木星系统中,如果巨行星有限度地侵入宜居带(HZ)的外部区域,或者横穿其整个宽度,并在不到HZ内缘一半的径向距离处停止迁移,那么可能存在宜居行星。我们的结论是,II型迁移并不能阻止类地行星的形成。
2009-01-31 astro-ph.EP
Giant Outer Transiting Exoplanet Mass (GOT 'EM) Survey. II. Discovery of a Failed Hot Jupiter on a 2.7 Year, Highly Eccentric Orbit
径向速度(RV)调查发现了巨大的太阳系外行星在au尺度轨道上具有广泛的偏心率分布。那些具有最大偏心率的轨道是检验高偏心率偏移理论的有价值的实验室。然而,很少有这样的系外行星会经过它们的宿主恒星,从而消除了从它们的大体积内部成分中限制形成的能力。本文报道了开普勒-1704 b的发现,它是一颗4.15 $M_{\rm J}$的巨星,轨道周期为988.88天,离心率为$0.921^{+0.010}_{-0.015}$。我们从凯克一号望远镜获得的长达十年的RV基线使我们能够测量开普勒1704 b的轨道和大块重元素组成,并限制未发现的同伴的存在。开普勒-1704 b是一颗失败的热木星,可能是在其气体吸积阶段开始的散射事件激发到高离心率。它最后的近星点距离太大,不允许潮汐循环,所以现在它的轨道距离为0.16 - 3.9 au。这种拉长的轨道导致的行星平衡温度的最大差异超过700 K。对开普勒-1704 b在近星点通过期间的热相位曲线的模拟表明,它是詹姆斯·韦伯太空望远镜大气特征的一个显着目标,该望远镜还可能测量行星的旋转周期,因为近星点的热点旋转进出视野。对开普勒-1704系统的持续描述有望完善解释热彗星和像太阳系那样的冷巨行星形成的理论。
2022-10-30 astro-ph.EP
Kepler-108: A Mutually Inclined Giant Planet System
包括太阳系在内的绝大多数被充分研究的巨行星系统几乎是共面的,这意味着原始气体盘内的耗散。然而,固有的不稳定性可能导致行星与行星之间的散射,这通常会产生非共面的偏心轨道。行星散射理论已经被发展来解释观测到的高偏心率系统和热彗星;到目前为止,它们对相互倾斜(I)的预测几乎没有得到检验。在这里,我们描述了一个高度相互倾斜(I ~ 15-60度),中等偏心(e >~ 0.1)的巨行星系统:开普勒-108。这个系统由两颗大约土星质量的行星组成,它们的周期分别为~49天和~190天,围绕着一颗恒星和一颗宽的(~ 300天文单位)双星伴星,其轨道配置与纯粹的盘迁移起源不一致。
2016-06-14 astro-ph.EP
On the origin of the eccentricity dichotomy displayed by compact super-Earths: dynamical heating by cold giants
美国宇航局开普勒任务发现的行星中,大约有一半是在只有一颗行星经过其主星的系统中,其余的行星被观察到是在多行星系统中。最近的分析报告说,与多行星系统相比,单行星凌日系统所显示的偏心率分布具有二分法。使用$N$体模拟,我们研究的假设,这种二分法已经出现,因为内部系统的超级地球经常伴随着外部系统的巨行星,可以成为动态不稳定和扰动的内部系统。我们的初始条件是使用已知的开普勒五行星系统的一个子集作为内系统的模板,以及质量介于海王星和土星之间的外部巨行星系统,其轨道半径为$2 \le a_{\rm p} \le 10$ au。选择外部系统的参数,使得它们总是低于假定的3 ms $^{-1}$的径向速度检测阈值。结果表明,系统的平均偏心率与系统的重数成反比关系。对最终系统进行综合凌日观测揭示了偏心率和多重性分布的二分法,这些分布接近于与开普勒数据一致。因此,理解开普勒发现的超级地球紧凑系统的观测轨道和物理特性可能需要整体建模,在形成时期和之后耦合行星内部和外部系统的动力学。
2020-09-04 astro-ph.EP
Large eccentricity, low mutual inclination: the three-dimensional architecture of a hierarchical system of giant planets
我们建立了开普勒-419(以前的KOI-1474)系统的三维结构是偏心的,但具有较低的相互倾斜。开普勒-419 b是一颗温暖的木星,其半长轴a = 0.370 + 0.007/-0.006 AU,大偏心率e=0.85 + 0.08/-0.07。“它表现出由非过境开普勒-419c引起的过境时间变化,我们唯一限制它是一个中等偏心(e=0.184 +/- 0.002),分层分离(a=1.68 +/- 0.03 AU)的巨行星(7.3 +/- 0.4 MJup)。我们结合了开普勒测光的16个季度,径向速度(RV)测量从高分辨率阶梯光谱仪(HIRES)的凯克,和改进的恒星参数,我们从光谱学和asteroseismology。从RV,我们测量内行星的质量为2.5+/-0.3MJup,并确认其光度测量的偏心率,将值精确到e=0.83+/-0.01。RV加速度与来自TTV的外行星的特性一致。我们发现,尽管它们的偏心率相当大,但行星共面在9 + 8/-6度范围内,因此内行星的大偏心率和近轨道不太可能是Kozai迁移的结果。此外,即使在许多长期周期中,内行星的近点也很可能永远不会小到足以进行潮汐循环。最后,我们提出和测量的过境时间和碰撞参量从四个同时地面光变曲线从1米级望远镜,展示了开普勒巨行星的地面后续表现出大TTV的可行性。
2014-07-12 astro-ph.EP
Moderately Eccentric Warm Jupiters from Secular Interactions with Exterior Companions
最近的研究提出,大多数温暖的行星(WJ,半长轴在0.1-1 AU范围内的巨行星)可能是在原地形成的,或者通过盘迁移到达它们的观测轨道。然而,无论是在原地形成和磁盘迁移,在其最简单的口味,预测WJ是在低偏心率轨道,在矛盾与许多观察到的WJ是适度偏心(e=0.2-0.7)。本文探讨的可能性,WJ偏心率提出长期的相互作用与外部巨行星的同伴,在原地形成或迁移的圆形轨道。偏心率增长可能来自倾斜的伴星(通过Lidov-Kozai循环),或者来自偏心的、几乎共面的伴星(通过拱点进动共振)。我们量化的必要条件(偏心率,半长轴和倾角)的外部扰动的各种质量,以提高WJ偏心。我们还考虑了检测到的外部同伴的偏心WJs的样本,并为每个系统,确定所需的相互倾斜的范围,以产生所观察到的偏心率。对于大多数系统,我们发现,相对较高的倾角(至少$\sim 40^\circ$)是必要的,使Lidov-Kozai周期诱导;观察到的外部同伴通常没有足够的偏心率,以产生观察到的WJ偏心率在低倾角配置。本文的结果可能看不见的外部同伴偏心WJ的限制。探测巨行星系统相互倾斜的观测将有助于澄清偏心WJ的起源和外部同伴的作用。
2017-08-30 astro-ph.EP
Dynamically hot Super-Earths from outer giant planet scattering
\textit{Kepler}任务发现的数百个多行星系通常被观察到位于近距离($\lesssim0.5$ AU),低偏心率和低倾角轨道。我们运行N体实验来研究不稳定的外($\gtrsim1$ AU)巨行星,其末端轨道配置类似于径向速度人口,对这些接近的多个超级地球系统的影响。我们的实验表明,巨行星大大降低了内部超级地球的多重性,幸存的人口可以有大的偏心率($e\gtrsim0.3$)和倾角($i\gtrsim20^\circ$)的水平,反相关的多重性。因此,该模型预测存在一个人口的动态热单凌行星的典型偏心率和倾角的范围内的$\sim 0.1-0.5$和$\sim 10^\circ-40^\circ$。我们发现这些结果可以解释以下观测:(i)最近从凌日持续时间对\textit{Kepler}超级地球的偏心率测量;(ii)单凌日系统比多凌日系统具有更宽的恒星偏心角分布的初步观测;(iii)径向速度巡天发现的一些偏心超级地球的结构,如HD 1,125612 c. \textit{TESS}未来的观测将揭示更多动态热单凌行星,后续径向速度研究将能够测试我们的模型,看看它们是否有外部巨行星。
2017-03-28 astro-ph.EP
Kepler-432 b: a massive warm Jupiter in a 52-day eccentric orbit transiting a giant star
我们研究开普勒天体Kepler-432,一颗在红巨星分支上升的演化恒星。本文利用卡拉阿尔托天文台2.2米望远镜的CAFE摄谱仪和罗克德洛斯穆查丘斯天文台北欧光学望远镜的FIES摄谱仪对Kepler-432的多历元高分辨率光谱进行了精确的视向速度计算,证实了Kepler-432 b的行星性质,它的凌日周期为52天。我们发现一个行星的质量为Mp=5.84 + 0.05 Mjup和一个高离心率为e=0.478 + 0.004。开普勒-432 b的半长轴为a=0.303 +\- 0.007 AU,是第一个真正的温暖木星被发现过境的巨星。我们还发现一个径向速度的线性趋势为0.44 +\- 0.04 m s $^{-1}$ d $^{-1}$,这表明在系统中存在第三个对象。目前的行星演化模型预测,开普勒-432 b在到达红巨星分支的顶端之前,很可能会被它的宿主恒星吞没。
2014-12-04 astro-ph.EP
HD 83443c: A highly eccentric giant planet on a 22-year orbit
我们发现了一颗高偏心长周期的类木行星,它围绕着热木星HD\,83443运行。通过综合AAT/UCLES、Keck/HIRES、HARPS、Minerva-Australis等四台仪器20多年的径向速度观测资料,我们发现了一颗行星的径向速度为m~sin~ $i=1.35^{+0.07}_{-0.06}$ \,\mj,其轨道为$a=8.0\pm$ 0.8\,au,偏心率为$e=0.76\pm$ 0.05的证据。我们结合我们的径向速度分析与\textit{Gaia} eDR 3/ \textit{Hipparcos}自行异常,并推导出一个动力学质量的$1.5^{+0.5}_{-0.2} M_{\rm Jup}$。我们进行了详细的动力学模拟,揭示了系统内的稳定位置,可能会有更多的行星,包括稳定的区域内的宜居带的主恒星。HD\,83443是一个罕见的例子,它拥有一个热木星和一个外部行星伴星。HD 1,83443 c的高离心率表明,一次散射事件可能将热木星送到了它的近轨道,而将外行星留在了一条宽而偏心的轨道上。
2022-04-12 astro-ph.EP
Inflated Eccentric Migration of Evolving Gas-Giants I: Accelerated Formation and Destruction of Hot and Warm Jupiters
高温和暖爆星(对应HJ和WJ)是以非常短的轨道周期($P_{HJ}<10$天; $10<P_{WJ}<200$天)围绕其宿主恒星运行的气体巨星。HJ和WJ中的很大一部分被认为是从最初更远的出生地迁移而来的。虽然这种迁移过程已经得到了广泛的研究,气体巨星的热演化及其耦合的迁移过程通常被忽视。特别是,气体巨星以大半径结束其核心吸积阶段,然后缓慢收缩到最终半径。此外,强烈的加热可以减缓各个进化阶段的收缩。初始膨胀的大半径导致更快的潮汐迁移由于强烈的依赖于半径的潮汐。在这里,我们探索这个加速迁移通道,我们的术语膨胀偏心迁移,使用半分析自洽模型的迁移气体巨星的热力学演化,后来验证了我们的数值模型(见配套文件,文件II)。我们证明了我们的模型的具体例子,并进行人口合成研究。我们的研究结果提供了一个一般的图片所形成的HJs\&WJs通过膨胀迁移的属性,和依赖于初始参数/分布。我们发现,气体巨星的潮汐迁移可能发生得比以前认为的要快得多,并导致加速破坏和形成的HJs和增强的WJs的形成速率。因此,考虑到耦合的热力学演化是至关重要的理解HJs/WJs的形成,演化和最终的人口属性,并在其迁移过程中发挥关键作用。
2022-04-20 astro-ph.EP
Puzzling out the coexistence of terrestrial planets and giant exoplanets. The 2/1 resonant periodic orbits
到目前为止,已经发现了数百颗巨行星,在巨行星系统中寻找系外地球变得非常有趣。在这项工作中,我们的目标是解决一个巨大的行星内部的轨道上的地球伴侣可能长期共存的问题,并探讨非共振和共振配置的稳定区域的程度。我们的研究主要集中在限制性三体问题上,其中内部的类地行星(无质量天体)在恒星和外部大质量行星的引力作用下沿圆形或椭圆形轨道运动。利用去趋势快速李雅普诺夫指标作为混沌指标,通过改变外巨行星的偏心率和内类地行星的半长轴,构造了系统的动力学稳定性映射,并确定了系统稳定域的边界.在周期轨道族计算的指导下,相空间被精心选择的稳定周期轨道解开,从而支撑稳定域。我们提供了所有可能的稳定域共面对称的配置和显示,一个类地行星,无论是在平均运动共振或不,可以与一个巨大的行星共存,当后者移动的圆形或(甚至高度)偏心轨道。新的家庭的对称和非对称周期轨道的2/1共振。结果表明,即使两颗行星的轨道都是高度偏心的,一颗内类地行星也可以在共振对称轨道上与一颗巨大的偏心外行星长时间共存。对于22个已探测到的由高偏心率巨行星组成的单行星系统,我们讨论了类地行星存在的可能性。这项研究特别适合于研究已探测到的巨行星系统中的伴星,并有助于改进观测数据。
2018-04-27 astro-ph.EP
Precise radial velocities of giant stars IX. HD 59686 Ab: a massive circumstellar planet orbiting a giant star in a ~13.6 au eccentric binary system
内容:12年多来,我们利用利克天文台的汉密尔顿埃歇尔摄谱仪对373颗G和K巨星的样本进行了精确的径向速度测量。在我们的样本中有许多多行星系,以及恒星双星中的几个行星候选者。目的:我们的目标是探测和表征巨星HD 59686 A(HR 2877,HIP 36616)的亚恒星+恒星伴星。方法:对HD 59686 A恒星进行了高精度径向速度测量.通过将开普勒模型拟合到RV的周期性变化,我们可以评估系统中同伴的性质。为了区分由于非径向脉动或恒星斑点引起的RV变化,我们使用了在甚大望远镜上用CRIRES摄谱仪拍摄的红外RV。此外,为了进一步表征该系统,我们在大型双目望远镜上使用LMIRCam获得了高分辨率图像。结果:我们报告了一颗质量为$m_{p}~\sin i=6.92_{-0.24}^{+0.18}~M_{Jup}$的巨行星的可能发现,该行星的轨道距离巨星HD 59686 A为$a_{p}=1.0860_{-0.0007}^{+0.0006}$ au。除了行星信号,我们发现了一个偏心($e_{B}=0.729_{-0.003}^{+0.004}$)的双星伴星,质量为$m_{B}~\sin i=0.5296_{-0.0008}^{+0.0011}~M_{Sun}$,轨道半长轴仅为$a_{B}=13.56_{-0.14}^{+0.18}$ au。结论:行星HD 59686 Ab存在于一个紧偏心…
2016-11-04 astro-ph.EP
Chaotic Tides in Migrating Gas Giants: Forming Hot and Transient Warm Jupiters via High-Eccentricity Migration
高偏心率运移是形成热储层的重要通道。特别是,Lidov-Kozai(LK)振荡的轨道偏心率/倾斜度引起的一个遥远的行星或恒星的同伴,结合潮汐摩擦,已被证明产生HJs的陀螺时间尺度上,提供有效的潮汐耗散在行星上运行。我们重新审视这种情况下,包括动态潮汐。当行星的轨道处于高离心率阶段时,来自恒星的潮汐力会激发行星中的振荡f模和r模。对于足够大的偏心率和小的近心点距离,模式可以在多个近心点通道上混乱地增长,并最终非线性地消散,从轨道中汲取能量并迅速收缩半长轴。我们研究这种混乱的潮汐对行星轨道演化的影响。我们发现,这条途径产生非常偏心($e\gtrsim 0.9$)温暖的温度(WJ)在短时间尺度(几个到100万年)。这些WJ有效地循环成为HJ由于其持续小的近心点距离。混沌潮汐也可以通过截断LK偏心率振荡,使一些行星免于潮汐破坏,从而显着增加行星质量和半径范围内的HJ形成分数。利用星族综合计算,我们确定了这种情况下产生的WJ和HJ的特征,包括最终的周期分布,轨道倾角和恒星质量。混沌潮汐赋予LK迁移几个有利的功能来解释观测到的HJ。我们预计,混沌潮汐在其他高$e$迁移类型中也很重要。
2018-12-13 astro-ph.EP
Dynamical regimes of small bodies perturbed by an eccentric giant planet
本文针对非等级结构下 e_p=0.4 巨行星对内、外侧小天体的摄动,结合半解析模型、频率分析与大规模数值积分,揭示约30度临界倾角及ZLK机制导致的稳定性屏障与轨道集中特征。
2025-07-24 astro-ph.EP
On the secular behavior of dust particles in an eccentric protoplanetary disk with an embedded massive gas giant planet
本文研究了一颗质量约为5倍木星质量的嵌入行星长期引力扰动下偏心原行星盘中尘埃的速度和空间分布。我们首先采用FARGO代码获得的二维密度和速度分布的偏心气体盘外部的嵌入式行星在准稳态的间隙打开。然后,我们应用长期扰动理论,并将气体阻力估计尘埃的速度和密度的长期时间尺度上。未扰动盘的尘埃与气体之比被简单地假定为0.01。在我们的基准盘模型与行星在5 AU,我们发现,0.01厘米至1米大小的尘埃颗粒很好地耦合到气体。因此,粒子的行为类似于气体,并表现出不对称的动力学作为偏心轨道的结果。尘埃表面密度在远心附近增强。然而,对于低密度气体盘(在本工作中称为“过渡盘”)在100 AU处窝藏行星的情况下,各种大小的尘埃的方位角分布可能会显着偏离。总体而言,非对称结构表现出的气体速度场和粉尘密度分布之间的相位相关性。因此,我们的研究可能提供了一个现实检查,以确定在亚毫米和厘米波长下检测到的不对称盘间隙是否是一个巨大的气体巨行星的路标。
2012-10-05 astro-ph.EP
The eccentricity distribution of giant planets and their relation to super-Earths in the pebble accretion scenario
对冷木星行星($r>$ 1 AU)的观测表明,几乎所有这些行星都在偏心轨道上绕着它们的主恒星运行。对于质量不超过几个木星质量的行星来说,偏心轨道被认为是气体扩散后发生的行星-行星散射事件的结果。我们模拟了行星通过卵石和气体吸积的生长,以及多个行星胚胎在其气体盘中的迁移。然后,我们遵循我们形成的行星系的长期动力学演化高达1亿年后,气体盘分散。我们调查的重要性的初始数量的原行星胚胎和不同的阻尼率的离心率和倾斜度在气相中的最终配置我们的行星系。我们通过比较我们模拟的行星系与观测到的系外行星系统的最终动力学结构来约束我们的模型。我们的研究结果表明,行星胚胎的初始数量只有一个微小的影响,最终的轨道偏心率分布的巨行星,只要阻尼的偏心率和倾角是有效的。如果阻尼效率低(慢),则具有较大初始胚胎数的系统具有较大的平均偏心率。此外,对于慢阻尼率,我们观察到,散射事件已经在气盘阶段是常见的,在这些模拟中形成的巨行星与观测到的巨行星偏心率分布最匹配。这些模拟还表明,偏心轨道上的大质量巨行星(超过木星质量)不太可能拥有内部超级地球,因为它们在散射阶段丢失,而在近圆形轨道上具有较小质量巨行星的系统应该拥有内部超级地球系统。最后,我们的模拟预测,巨行星平均不是单一的,而是生活在多行星系统中。
2020-10-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Importance of Giant Impact Ejecta for Orbits of Planets Formed during the Giant Impact Era
类地行星被认为是由火星大小的原行星的巨大撞击形成的。通过巨大撞击形成的行星具有高度偏心的轨道。行星周围的一群星子可能会通过随机能量的均分(动力学摩擦)导致行星的偏心阻尼。然而,动力摩擦增加了微行星的偏心率,导致微行星之间的高速碰撞。碰撞级联将星子研磨成尘埃,直到尘埃颗粒由于辐射压力而被吹出。因此,星子的总质量由于碰撞碎裂而减少,这削弱了动力学摩擦。我们研究了原行星在星子盘中的轨道演化,并考虑了星子的碰撞碎裂。对于100公里或更小的星子,动力摩擦是微不足道的偏心阻尼的行星,因为碰撞破碎。另一方面,巨大的撞击会喷射出碰撞碎片。虽然巨大的撞击喷出物的总质量是0.1 - 0.3个地球质量,但最大的撞击喷出物大小约为1,000公里。我们还研究了初始偏心率为0.1的单行星在一群这样巨大的撞击喷出物中的轨道演化。虽然巨大的撞击喷出物的总质量每3千万年减少3倍,但由于与巨大撞击喷出物的相互作用,行星的偏心率被阻尼到地球水平(~0.01)。因此,巨大的撞击喷出物对确定类地行星轨道具有重要意义。
2019-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Simplified Model for the Secular Dynamics of Eccentric Discs and Applications to Planet-Disc Interactions
我们发展了一个简化的模型,用于研究巨行星在原行星盘中的长期演化。该模型考虑了行星的偏心率演化和长期行星盘相互作用和内部盘压力,自重和粘度的影响下的偏心盘的动力学。采用行星盘与对准的顶点相干进动的假设,行星盘系统的偏心率演化方程简化为一组线性化的常微分方程,从而可以快速计算行星盘偏心率在长时间尺度上的演化.将我们的模型应用于“巨行星+外部盘”系统,我们能够再现和解释在以前发表的流体动力学模拟中发现的长期行为。我们重新研究了偏心激励(由于长期共振)的可能性嵌入在分散盘的多个行星,并发现,考虑到偏心盘的动态可以显着影响行星的偏心率的演变。
2019-08-29 astro-ph.EP
Influence of periodic orbits on the formation of giant planetary systems
巨型行星系形成的后期具有丰富的动力学机制。先前对三颗巨行星最初在气盘中的准圆形和准共面轨道上的模拟表明,尽管气盘具有很强的偏心率和倾斜阻尼,但可以形成高度相互倾斜的配置。许多注意力都集中在倾斜型共振上,要求在行星迁移过程中获得大的偏心率。在这里,我们表明,倾斜激励也存在于小到中等的偏心率在两个行星系统,以前经历了一个喷射或合并,并在气相结束时接近共振的可重复性。我们执行这些行星系的动力学分析,指导计算的平面家庭的周期轨道和分歧的家庭的空间周期轨道。我们表明,在小到中等偏心率的倾斜激励可以产生(临时)捕获倾斜型共振和可能接近的非共面系统的空间周期性轨道有助于保持他们的相互倾斜在很长一段时间。
2018-04-25 astro-ph.EP
Eccentric Jupiters via Disk-Planet Interactions
进行数值流体力学计算,以确定条件下,巨行星的偏心率可以激发母气体盘。与其他研究不同的是,如果它们的轨道开始偏心,那么质量为200亿的行星的偏心率会被放大。我们解开网络的共旋转,共轨道,和外部共振表明,这种有限振幅的不稳定性是一致的分析预测。椭圆度可以增长,直到它们达到圆盘的长宽比,超过这个数量级,激发偏心率的外部林德布拉德共振就会被行星越来越超音速的周转运动所削弱。迫使行星更大的偏心率会导致灾难性的偏心阻尼,因为行星会撞上间隙壁。对于标准参数,不稳定的偏心率范围是适度的;增长的阈值偏心率($\sim$ $0.04$)并不比轨道增长的最终偏心率($\sim$ $0.07$)小多少。如果这个临界离心率可以降低(也许是通过非正压效应),如果这里记录的离心率驱动在3D中存在,它可能会有力地解释许多巨行星(包括木星和土星),特别是那些没有行星或恒星伴星的行星所表现出的低到中等的离心率$\lesssim 0.1$。
2015-09-03 astro-ph.EP
Viscoelastic Tidal Dissipation in Giant Planets and Formation of Hot Jupiters Through High-Eccentricity Migration
我们研究了巨行星固体核中潮汐耗散的可能性及其对通过高离心率迁移形成热彗星的意义。我们提出了一个一般的框架,通过该框架可以计算任何形式的潮汐耗散的行星系的潮汐演化,其特征在于作为强迫频率$ω$的函数的复潮汐勒夫数,${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$的虚部。利用最简单的粘弹性耗散模型(麦克斯韦模型)的岩石核心,包括非耗散流体包络的影响,我们表明,与合理的堆芯(但不确定)物理参数(尺寸、粘度和剪切模量),核心的潮汐耗散可以容纳潮汐-Q约束的太阳系气体巨星,同时允许外行星热彗星形成通过潮汐环流在高e迁移的情况下。相比之下,经常使用的平衡潮汐的弱摩擦理论将导致太阳系约束和高e迁移所需的耗散量之间的差异。我们还表明,潮汐加热的岩石核心可以导致适度的半径膨胀的行星,特别是当行星在高偏心率阶段($e\sim 0.6$)在其高e迁移。最后,作为一个有趣的副产品,我们的研究,我们注意到,对于一个通用的潮汐响应函数${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$,它是可能的,自旋平衡(零扭矩)可以实现多个自旋频率(在一个给定的$e$),和实际的伪同步自旋速率取决于系统的演化历史。
2013-12-23 astro-ph.EP
Born eccentric: constraints on Jupiter and Saturn's pre-instability orbits
动力学不稳定性被认为塑造了外太阳系的轨道结构。在模拟这种不稳定性时,一个关键的约束来自木星的第五偏心模式(由其振幅M55量化),这是太阳系长期演化的重要驱动力。从通常假设的近圆形轨道开始,目前的巨行星结构处于数值生成系统的极限,M55很少被激发到它的真实值。在这里,我们对大量人为触发的不稳定性进行了动力学分析,并测试了巨行星原始轨道的各种配置。除了更多的标准设置,并受到现代流体动力学模拟的结果的巨大行星的原始气体盘内的演变,我们认为木星和土星出现的可能性,从星云气体锁定在2:1共振与非零偏心率。我们表明,在这样的情况下,现代土星-土星系统代表了一个典型的模拟结果,和M55通常匹配。此外,我们表明,天王星和海王星的最终轨道是由在原始柯伊伯带的质量和喷出的冰巨人的组合。
2020-09-23 astro-ph.EP
Near Mean Motion Resonance of Terrestrial Planet Pair Induced by Giant Planet: Application to Kepler-68 System
在这项工作中,我们研究的配置形成的两个内部类地行星附近的平均运动共振(MMR)的一个遥远的气体巨星的扰动开普勒68系统,进行了数千个数值模拟。结果表明,类地行星的形成与第一类迁移的速度、行星的质量和巨行星的存在有关。这颗巨行星的质量和偏心率可能在塑造系统的最终配置方面发挥关键作用。如果巨行星以偏心轨道围绕中心恒星旋转,则内行星对可以被困在5:3或7:4的MMR中,这与开普勒-68的观测配置相似。此外,我们还发现,如果巨行星的质量大于5 $M_J$,则中间行星的偏心率可以被激发到大约0.2,否则类地行星倾向于保持近圆轨道。我们的研究可能提供一个可能的行星系的形成方案,拥有几个类地行星附近的MMR内部和一个气体巨星外部。
2020-06-25 astro-ph.EP
Survival of habitable planets in unstable planetary systems
许多观测到的巨行星都位于偏心轨道上。这样的轨道可能是与其他巨行星强烈散射的结果。产生这些散射的动力学不稳定性也可能导致内部轨道上的宜居行星被弹出、摧毁或被运出宜居带。如果一颗宜居行星能够避免抛射和碰撞,并且其轨道保持在宜居带内,我们就说它具有弹性宜居性。在这里,我们模拟岩石行星的轨道演化的行星系,巨行星变得动态不稳定。我们测量可居住行星的弹性,作为观测到的,现在的质量和巨行星轨道的函数。我们发现,宜居行星的存活率在很大程度上取决于巨行星的结构。质量不等的行星系比质量不等的巨行星系更具破坏性。我们还建立了与观测的联系;我们发现,目前偏心率高于0.4的巨行星几乎从来没有一个可居住的内部行星。对于一颗现在离心率为0.2,半长轴为5天文单位的巨行星,它绕着一颗类太阳恒星运行,在宜居带中有50%的轨道对不稳定性有弹性。随着半长轴的增加和离心率的降低,更高比例的可居住行星存活下来并保持可居住状态。然而,如果可居住行星有岩石兄弟姐妹,则存在岩石行星碰撞的重大风险,这将使行星绝育。
2016-08-29 astro-ph.EP
A hot Saturn on an eccentric orbit around the giant star EPIC228754001
虽然大多数径向速度探测到的行星都被发现绕着太阳型恒星运行,但其中一小部分是在巨恒星周围发现的。这些行星系与太阳型伴星相比,显示出不同的轨道特性。特别是,径向速度测量显示,在巨恒星附近的轨道上缺乏巨行星,与已知的围绕太阳型恒星的热行星形成对比。半长轴分布的这种独特特征的原因已经被理论化是恒星演化的结果和/或由于中等质量恒星周围行星的不同形成/演化情景的影响。然而,在过去的几年里,少数凌日短周期行星(P $\lesssim$ 10天)已被发现围绕巨恒星,这要归功于开普勒任务最初获得的高精度测光数据,以及后来的两轮扩展K2。这些新发现使我们能够第一次研究这些有趣而难以捉摸的亚恒星同伴的轨道特性和物理参数。在本文中,我们报告了在K2任务的第10场中独立发现一颗凌日行星的情况,Grunblatt等人最近也报告了这一情况。利用该系统的所有现有数据获得的EPIC\,228754001\,$b$的主要轨道参数如下:$P$ = 9.1708 $\pm$ 0.0025 $d$,$e$ = 0.290 $\pm$ 0.049,Mp = 0.495 $\pm$ 0.007 Mjup 1,Rp = 1.089 $\pm$ 0.006 Rjup。这是已知的第五颗围绕$a < 0.1$的巨星运行的行星,也是其中最偏心的一颗,使EPIC\,228754001\,$b$成为一个非常有趣的物体。
2017-07-03 astro-ph.EP
Scattering of Giant Planets and Implications for the Origin of the Hierarchical and Eccentric Two-planet System GJ 1148
本文通过行星-行星散射数值模拟研究GJ 1148分层偏心双行星系统的起源,发现行星抛射而非碰撞更可能形成类似轨道结构,并表明该系统可能曾失去一颗巨行星。
2024-05-07 astro-ph.EP
Revisiting migration in a disc cavity to explain the high eccentricities of warm Jupiters
温暖的巨型系外行星的偏心率分布通常通过行星-行星相互作用来解释,尽管没有物理上合理的论点支持这种相互作用的普遍存在。没有简单的,通用的解释已经提出来解释这些行星的高平均偏心率。在本文中,我们重新审视了一个简单的,似是而非的解释来解释温暖的彗星的偏心率:在原行星盘的空腔内迁移。这种情况允许激发外部偏心共振,这是更高质量行星的工作机制,导致偏心率的增长,同时防止其他更接近的共振来抑制偏心率。我们用不同的数值模拟来测试这个想法,结果表明,一颗类太阳恒星周围的一颗质量为100亿的行星的偏心率可以增加到0.4,这个值以前从未达到过,只有行星-圆盘相互作用。这种高偏心率与温暖的土星至土星质量的系外行星的中位偏心率相当,如果不是更大的话。我们还讨论了这样的机制将对系外行星观测的影响。这种情况可能会对盘的寿命和内部盘分散的物理学产生强烈的影响,这可能会受到气体巨星偏心率分布的限制。
2020-10-27 astro-ph.EP
CoRoT-10b: a giant planet in a 13.24 day eccentric orbit
太空望远镜CoRoT通过连续监测几个视场中数千颗恒星的光通量来搜索凌日系外行星。我们报告发现的CoRoT-10 b,一个巨大的行星在一个高偏心率的轨道(e=0.53 +/- 0.04)在13.24天围绕一个暗淡的(V=15.22)富含金属的K1 V恒星旋转。我们使用CoRoT测光,径向速度观测与HARPS摄谱仪,UVES光谱的母星,以获得轨道,恒星和行星参数。我们得出行星的半径为0.97 +/- 0.07 R_Jup,质量为2.75 +/- 0.16 M_Jup。体积密度rho_pl=3.70 +/- 0.83 g/cm^3,约为木星的2.8倍。CoRoT-10 b的核心可能含有高达240 M地球的重元素。沿着它的偏心轨道移动,行星经历了10.6倍的日射变化。由于循环时间长,τ_circ > 7 Gyr,不需要共振扰动器来激发和维持CoRoT-10 b的高偏心率。
2010-06-15 astro-ph.EP
The Occurrence of Additional Giant Planets Inside the Water-Ice Line in Systems with Hot Jupiters: Evidence Against High-Eccentricity Migration
轨道周期只有几天的质量为100亿的行星的起源仍然不确定。人们普遍认为,这些行星形成于原行星盘的水冰线附近,随后迁移到更小的轨道上。大多数提出的迁移机制可以归类为磁盘驱动的迁移,或作为一个非常高的偏心率激发潮汐循环。在后一种情况下,这颗注定要成为热木星的巨行星在高度偏心的轨道上度过了数十亿年,其Apastron位于水冰线附近。最后,近星点的潮汐耗散使轨道收缩并形成圆形。如果这是正确的,那么在水冰线内部,热彗星伴随着另一颗巨行星的情况应该是特别罕见的。利用目前用多普勒技术发现的巨行星样本,我们发现P_orb = 10天的热行星< 10 days are no more or less likely to have exterior Jupiter-mass companions than longer-period giant planets with P_orb >。这一结果适用于水冰线近似位置内外的外部同伴。这些结果很难与热木星形成的高偏心率迁移情景相一致。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hot Jupiters and Cool Stars
当它们的宿主恒星从主序星演化到次巨星和红巨星阶段时,附近的行星处于危险之中。在本文中,我们探讨了恒星质量(在1.5- 2 \Mso范围内),质量损失处方,行星质量(从海王星到10木星质量),和偏心率的影响,对行星的轨道演化,因为它们的母星演变为亚巨星和红巨星。我们发现,在红巨星分支期间,行星被吞噬对计算中采用的恒星质量或质量损失率不是很敏感,但对行星质量相当敏感。行星吞没的初始分离范围随着质量损失率或恒星质量的减小和行星质量的增加而增加。关于这颗行星的轨道偏心率,我们发现,随着恒星演化到红巨星阶段,恒星潮汐开始主导行星潮汐。结果,一群中等偏心的近距离类木行星被创造出来,否则这些行星将不会出现在主序星中。我们发现,非常偏心和遥远的行星不经历太多的偏心率衰减,和行星吞没主要是由近心距离和最大恒星半径。
2014-07-29 astro-ph.EP
Type II migration of planets on eccentric orbits
观测到的系外行星都具有大质量(平均M sin i为1.65 MJ)和大范围的轨道偏心率(0 < e < 0.94)。由于行星被认为是在星周盘中形成的,因此行星形成的一个重要问题是确定气体盘是否会影响偏心行星的轨道,以及影响的程度。最近的研究已经探索了盘与偏心轨道上的类地行星之间的相互作用,以及盘与近圆轨道上的气体巨星之间的相互作用,但对盘与偏心气体巨星之间的相互作用知之甚少。这种情况可能是由于在盘仍然存在时的散射,或者可能是通过引力不稳定性形成的行星形成。我们填补了这一空白的偏心,大规模(间隙形成)行星盘使用流体动力学代码FARGO模拟。虽然行星的长期轨道演化取决于盘的性质,包括所使用的边界条件,但当行星被释放到盘中时,盘总是起到阻尼偏心的作用。这种偏心阻尼发生在40年的时间尺度上,比迁移时间尺度快15倍。
2009-04-21 astro-ph.EP
Giant planets orbiting metal-rich stars show signatures of planet-planet interactions
围绕着冰线内部运行的气态巨行星被认为是通过仍然存在争议的过程从它们的形成位置移动的。在这里,我们发现了几个新的金属丰度趋势,它们共同表明,两种相互竞争的机制提供了接近的巨行星:温和的盘迁移,在具有一系列金属丰度的环境中运行,以及剧烈的行星-行星引力相互作用,主要是在富含金属的系统中触发,其中可以形成多个巨行星。首先,我们以99.1%的置信度表明,半长轴在0.1到1 AU之间的巨行星轨道贫金属恒星([Fe/H]<0)被限制在比那些轨道富金属恒星更低的偏心率。其次,我们以93.3%的置信度表明,经历潮汐循环的偏心原热彗星主要围绕富含金属的恒星运行。最后,我们表明只有富含金属的恒星才会有热木星堆积,这有助于解释整个开普勒样本中缺乏这种堆积的原因。由恒星扰动(如恒星Kozai)引起的迁移不太可能解释这种趋势。这些趋势进一步激发了后续的理论工作,解决了热木星迁移理论也可以产生0.1到1 AU之间的偏心巨行星的观测人口。
2013-07-05 astro-ph.EP
N-body simulations of planet formation via pebble accretion II. How various giant planets form
目标。行星盘的初始状态与其最终的轨道和物理性质之间的联系还没有得到很好的理解。在本文中,我们数值研究行星系的形成,通过卵石吸积和调查盘的性质,如质量,耗散时标,和金属丰度行星形成的结果的影响。方法.我们改进了N体代码SyMBA,考虑到新的行星盘相互作用模型和II型迁移进行了修改。我们采用了“双α盘”模型来模拟标准盘湍流和由磁盘风驱动的质量吸积的影响。结果我们成功地再现了太阳系外巨行星的半长轴、偏心率和行星质量的总体分布趋势。我们发现,当行星形成的速度足够快时,巨行星会完全成长(木星质量或更高),并广泛分布在圆盘上。另一方面,当行星形成受到盘的耗散限制时,盘通常形成低质量的冷涡(CJ)。我们的模拟也自然地解释了为什么热超导体(HJ)往往是单独的,以及所观察到的偏心率金属丰度趋势是如何出现的。低金属量的盘倾向于在原地形成近似圆形和共面的HJ,因为行星形成比高金属量的盘慢,因此原行星的核心在气体吸积之前会显著迁移。另一方面,高金属丰度盘在原地或通过偏心轨道的潮汐循环产生HJ。这两种途径通常涉及动力学不稳定性,因此HJ往往有更广泛的偏心率和倾角分布。当具有非常宽的轨道的巨行星(“超冷行星”)形成时,我们发现它们通常属于富含金属的恒星,具有偏心轨道,并且往往有(~80%)的伴星在其轨道内部。
2021-04-15 astro-ph.EP