Tracing the Influence of Distant companions on Exoplanetary Systems (TIDES) I. Highly Eccentric and Misaligned Binary Companions to Hot Jupiters
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Institute for Astronomy, University of Hawai‘i（夏威夷大学天文研究所）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究通过TIDES巡天项目，对6个热木星宿主系统的恒星伴星轨道进行拟合，发现部分伴星轨道高偏心率且与行星错位，表明伴星可能影响热木星演化。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal dissipation in deep oceanic shells: from telluric planets to icy satellites
海洋潮汐是潮汐耗散的主要来源。它们是行星系轨道和旋转演变的关键因素，并有助于加热含有地下海洋的冰冷卫星。海洋潮汐具有高频共振特性，这主要是由于在薄海洋中表面重力波的传播和在更深海洋中内波的传播。在这项工作中，我们推导出自洽的从头计算表达式的海洋潮汐扭矩作为系统的关键物理参数（海洋深度，Brunt-Väisälä分层频率，旋转速率，潮汐频率，瑞利摩擦）的函数。这些解决方案包括内部和表面重力惯性波的耦合机制，这使我们能够研究行星承载深海的情况，并为冰卫星的情况下，地下海洋和冰壳之间的耦合提供有趣的前景。
2018-11-22 astro-ph.EP
Outcomes and Duration of Tidal Evolution in a Star-Planet-Moon System
我们制定了潮汐衰变寿命的假设卫星轨道太阳系外行星与月球和恒星潮汐。以前的工作忽略了月球潮汐对行星自转的影响，因此只适用于月球质量远小于行星质量的系统。相比之下，这项工作可以应用于相对较大的卫星，这些卫星可能会在新发现的海王星质量和超级地球行星周围被探测到。我们的结论是，当行星/卫星系统远离母星时，卫星更稳定，行星更重，或者母星更轻。相对于先前的公式，包含月球潮汐可以显着延长大质量月球的寿命。我们预计，第一个被发现的系外卫星所在的行星的半长轴在G型恒星周围是0.4-0.6 AU，在M型恒星周围是0.2-0.4 AU。
2012-06-02 astro-ph.EP
Oceanic tides from Earth-like to ocean planets
海洋潮汐是潮汐耗散的主要来源。它们驱动着行星系的演化和行星的旋转动力学。然而，通常用于地球的2D模型不能应用于太阳系外可能拥有深海的地球行星，因为它们忽略了与海洋垂直结构相关的三维效应。我们的目标是调查在一个consistant的方式的重要性，内重力波在海洋潮汐响应的贡献，并提出了一个模型，允许处理范围广泛的情况下，从浅海到深海。建立了一个三维从头算模型，研究了全球行星海洋的动力学。该模型考虑了压缩性、分层和球度项，这些项在二维方法中通常被忽略。解析解的计算和使用的潮汐响应的潮汐频率和海洋深度和分层的依赖性进行研究。在2D的渐近极限，我们恢复的频率共振行为，由于表面惯性重力波确定的早期研究。随着海洋深度和Brunt-Väisälä频率的增加，内部重力波的贡献越来越重要，潮汐响应变得三维。就深海而言，稳定的分层引起共振，可使潮汐耗散率增加几个数量级。因此，它能够显著影响行星自转的演化时间尺度。
2018-01-26 astro-ph.EP
The Tale of a Hungry Subgiant and Its Brown Dwarf: Interior Radiative Damping Dominates the Tidal Evolution of TOI-5882
University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文提出自洽潮汐演化框架，结合MESA双星演化与GYRE-tides线性潮汐响应，应用于TOI-5882系统，发现内部辐射阻尼主导潮汐演化，经典平衡潮模型低估恒星角动量演化数个量级，导致吞噬时间尺度缩短2-6倍，加速伴星内旋约25-110 Myr。
2026-06-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photospheric activity, rotation, and star-planet interaction of the planet-hosting star CoRoT-6
CoRoT卫星最近发现了一颗热木星，它以8.886天的周期穿过一颗名为CoRoT-6的F9 V恒星的圆盘。我们模拟了恒星的光球活动，并利用光球活动区的星图研究恒星的差异自转和星-行星相互作用。我们应用最大熵点模型来拟合CoRoT在约140天的不间断间隔期间观察到的光学调制。假设光球活动区由具有类似太阳对比度的固定比例的光斑和光斑组成。单个活性区域的寿命长达30-40天。它们大多数在五个活跃的星团内形成和衰变，它们的不同迁移速率归因于恒星的差旋，得到了差旋的下限ΔΩ/ Ω= 0.12 \pm 0.02。有几个活动区域在落后于亚行星点约200度的经度处显示出最大的活动，发生的概率小于1%。我们的现场模拟表明，CoRoT-6的光球活动可能部分受到某种恒星-行星磁相互作用的调制，而由于潮汐力的弱点，与潮汐有关的相互作用极不可能。
2010-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Oceanic internal tides: do they get phased at the Equator?
本文研究了赤道喷流与内部潮汐波包的相互作用，探讨了其对相位一致性的影响。
2025-12-10 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.flu-dyn
Final spin states of eccentric ocean planets
偏心潮汐产生的扭矩，可以驱动海洋行星向异步旋转平衡状态时，由海洋潮汐模式相关的共振增强。我们研究偏心潮汐对岩石行星旋转的影响，这些岩石行星拥有一个均匀的薄海洋，并绕着像TRAPPIST-1这样的冷矮星旋转，轨道周期约为1-10天。结合线性理论的海洋潮汐在浅水近似的Andrade模型的固体部分的行星，我们开发了一个全球模型，包括耦合效应的海洋负荷，自吸引力，和变形的固体区域。我们从这个模型的潮汐勒夫数和扭矩施加在地球上的解析解。这些解决方案与先进的固体内部结构和潮汐振荡模型提供的参数的实际值一起使用，以分析和数值方式探索参数空间。我们的模型使我们能够充分的频率共振潮汐响应的行星，特别是与海洋潮汐模式（本征频率，由此产生的最大潮汐扭矩和爱数）作为行星参数（质量，半径，安德拉德参数，海洋深度和瑞利阻力频率）的函数的共振的功能。与海潮相关的共振降低了临界偏心率，超过该偏心率，可以存在不同于通常的自旋轨道共振的异步旋转状态。我们提供了一个估计和比例律的临界偏心率，这被发现是降低了大约一个数量级，开关从~0.3到~0.06在典型的情况下，在极端的~0.01。
2019-07-15 astro-ph.EP
Can one hear supercontinents in the tides of ocean planets?
本研究基于线性潮汐理论，将超大陆简化为球冠开展谐波分析，揭示了大陆的对称性破缺效应对海洋行星潮汐响应的影响，明确了不同构型大陆的潮汐效应差异。
2023-10-10 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Meta-modelling the climate of dry tide locked rocky planets
位于太阳系外的岩石行星很可能被潮汐锁定在1：1的自旋轨道共振中，这种配置使它们呈现出永久的昼侧和夜侧。由于由此产生的昼夜温度梯度，这些行星的气候和大规模环流强烈取决于其大气层的稳定性，而大气层的稳定性是指温室气体的失控冷凝。为了更好地限制位于其主星宜居带的岩石行星的表面条件，因此，阐明控制昼夜热量再分配的机制至关重要。作为第一次尝试弥合从理想化模型到3-D大气环流模型（GCM）的多种建模方法之间的差距，我们开发了一个大气环流元模型（GCMM），能够再现分析模型提供的封闭形式的解决方案和从GCM模拟获得的数值解。我们使用这种方法来验证地球大小的岩石行星的大气稳定性，这些行星具有含有CO2的干燥大气，并且我们使用THOR GCM将其与3-D GCM模拟进行了基准测试。我们观察到，崩溃发生的崩溃压力可以变化约40%左右的分析标度律的预测值取决于辐射转移，大气动力学和湍流扩散之间考虑的机制。特别地，我们发现：（i）在昼侧行星边界层（PBL）中发生的湍流扩散，除了光学薄区和光学厚区之间的过渡区外，在全球范围内都倾向于使夜侧表面半球变暖;（ii）PBL也显著地影响昼夜平流时间尺度，以及（iii）从归一化赤道Rossby变形半径大于2的时刻起，慢转子近似成立。
2022-03-28 astro-ph.EP
Interplay of tidal evolution and stellar wind braking in the rotation of stars hosting massive close-in planets
本文论述了蠕动潮理论（Ferraz-Mello，Cel.机械动力学第116卷，109，2013）到研究拥有大质量近距离行星的恒星的旋转。这些恒星具有与气态行星几乎相同的潮汐弛豫因子，它们的自转演化与近距离热木星的演化相似：它们潮汐地向静止解演化。然而，恒星自转也可能受到恒星风制动的影响。因此，当一颗安静的主星的自转以（$1+6e^2$）倍于伴星轨道平均运动的频率朝向一个静止吸引子演化时，一颗活跃恒星的角动量的持续损失会使静止解朝向较慢的值移动：拥有大的近距离伴星的活跃主星的自转周期往往大于其伴星的轨道周期。对一些假设实例的研究表明，由于潮汐演化的原因，对于一个有大型近伴星的系统，无论是安静星还是活动星，如果伴星的当前半长轴小于0.03- 0.04AU，陀螺年代学规则都不能用来估计其年龄。详细介绍了这些系统的演化：CoRoT LRC 06 E21637、CoRoT-27、Kepler-75、CoRoT-2、CoRoT-18、CoRoT-1--4，以及围绕类似太阳的恒星运行的质量为1- 4 MJup的行星的假想系统。
2015-07-10 astro-ph.EP
Are Tidal Effects Responsible for Exoplanetary Spin-Orbit Alignment?
拥有行星的恒星的质量是行星系形成的线索。先前的观测导致了一个假设，即对于近距离的巨行星，潮汐相互作用会强制自旋轨道对齐。在这里，我们研究这个假设的两个问题。首先，Mazeh及其同事最近使用了一种新技术-基于星点引起的光度变化的幅度-得出结论，即使对于相对长周期的行星，自旋轨道对齐也很常见，如果潮汐负责，这将是不可能的。我们重新检查的数据，并发现光度变化和行星轨道周期，是定性一致的潮汐相互作用之间的统计显着相关性。然而，它仍然很难定量解释，因为它需要潮汐在长达数十天的时间内有效。第二，罗杰斯和林反驳了潮汐重新排列的特定理论，表明最初的逆行系统将无法重新排列，这与观察到的潮汐系统的流行相矛盾。我们调查一个简单的模型，克服了这个问题，考虑到惯性波的耗散和平衡潮汐，以及磁制动。我们确定了一个区域的参数空间，可以实现重新调整，但它只适用于近距离的巨行星，并需要一些微调。因此，虽然我们发现这两个问题比它们最初出现时更加微妙，但潮汐模型仍然有严重的缺陷。
2015-12-09 astro-ph.EP
Predicted incidence of Jupiter-like planets around white dwarfs
Universidad Técnica Federico Santa María（弗雷德里科·圣玛丽亚技术大学）；Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦尔帕莱索天主教 Pontificia 大学）；Instituto de Astrofísica de La Plata, CCT La Plata-CONICET-UNLP（拉普拉塔天体物理研究所，拉普拉塔CCT-CONICET-UNLP）；São Paulo State University (UNESP)（圣保罗州立大学（UNESP））；Max Planck Institute for Astronomy（马克斯·普朗克天文学研究所）
研究通过群体合成预测白矮星周围类木行星的发生率，发现其比例低于3%，但年轻低质量系统中发生率较高，且金属licity影响显著。
2026-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
A model for spin-orbit commensurability and synchronous starspot activity in stars with close-by planets
一些行星宿主恒星的自转周期似乎与其附近行星的轨道周期密切相关。提出了一个模型来解释这种现象的基础上的激发共振振荡的内部磁场的恒星的潮汐势的一个组成部分，具有非常低的频率在参考系旋转的恒星。一个磁通量管位于过冲层的恒星被假定为研究的激发共振振荡的磁旋制度。该模型考虑了一个行星上的圆形倾斜轨道和增长的振荡的时间尺度估计。为了保持系统与激励电位的共振，而不管磁场或潮汐频率的变化，提出了一种自调节机制。该模型被应用到10个系统，并证明能够占在其中8个观察到的密切的可解释性，通过假设磁场之间的$10^{2}$和$10^{4}$ G。具有低质量遥远行星的系统，如AU Mic和HAT-P-11，不能用所提出的模型解释。系统的自旋轨道演化的后果，包括动力学潮汐和行星托管恒星的gyrochronology，一起讨论了恒星行星磁相互作用产生的色球功能的影响。
2022-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discrepancies between isochrone fitting and gyrochronology for exoplanet host stars?
使用样本的68个行星托管恒星我进行比较等时线拟合和gyrochronology调查是否潮汐恒星和它们的行星之间的相互作用导致低估的年龄使用后一种方法。我发现一个轻微的趋势，等时线产生老年人的年龄估计，但没有发现与潮汐时间尺度的相关性，虽然对一些个别系统的影响，潮汐可能会导致更快的旋转比预期的恒星的等时年龄，因此被低估的gyrochronology年龄。通过与星团中的行星系进行比较，我还发现在某些情况下等时线拟合会高估恒星的年龄。在整个样本范围内，任何偏倚的证据都是不确定的。我还考虑了我的样本的子集，其中恒星旋转轴和行星轨道轴之间的天空投影对准角已被测量，发现类似的模式，在完整的样本中确定。然而，未对准和对准系统的样本量较小，无法得出强有力的结论。
2014-06-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hints for hidden planetary companions to hot Jupiters in stellar binaries
对恒星伴星到热彗星（HJ）的研究表明，与场星相比，拥有HJ的行星系拥有半长轴在50到2000 AU之间的恒星伴星的可能性大约是场星的三倍。这种相关性表明，HJ的形成受到恒星双星伴星的影响。一个潜在的模型是高偏心率迁移，其中的双同伴诱导高偏心率Lidov-Kozai（LK）振荡的原HJ轨道，引发轨道迁移驱动的潮汐。这个“二进制LK”模型的一个陷阱是，所观察到的恒星双星托管HJ通常太宽，产生足够数量的HJ，因为抑制短距离的力量。我们提出了一个修改的二进制LK模型中，有第二个巨大的行星绕着原HJ在半长轴的几十个AU。这样的伴星目前对观测是隐藏的，但它们的存在可以通过恒星双星伴星的扰动向内传播到原HJ来证明，从而克服了短程力所施加的障碍。我们的模型不要求行星伴星轨道相对于原HJ偏心或倾斜，但它的半长轴应该在给定行星质量和双星半长轴的特定范围内，相对于双星的倾角应该接近$40^\circ$或$140^\circ$。我们对恒星双星中HJ的行星伴星的预测应该可以通过未来的观测来检验。
2017-01-16 astro-ph.EP
Mercury-T: A new code to study tidally evolving multi-planet systems. Applications to Kepler-62
大部分观测到的行星系在一个紧凑的轨道配置中包含几颗行星，并且通常至少有一个近距离物体。然后这些系统很可能是潮汐演化的。我们研究行星-行星相互作用的影响如何影响行星的潮汐演化。为此目的，我们引入了一个新的开源除了水星N体代码，水星-T，它考虑到潮汐，广义相对论和旋转引起的扁平化的影响，以模拟多行星系统的动力学和潮汐演变。它使用标准的平衡潮汐模型，即恒定时滞模型。此外，还实现了几个寄主天体（褐矮星、质量为$0.1~M_\odot$的M矮星、类太阳恒星、木星）半径的演化。我们验证新的代码比较其输出的一个行星系统的长期方程的结果。我们发现，这个代码尊重总角动量守恒。我们将这种新工具应用于行星系开普勒-62。我们发现潮汐在某些情况下会影响系统的稳定性。我们还表明，虽然系统的四颗内行星可能具有缓慢的旋转速度和小的旋转速度，但第五颗行星可能具有快速的旋转速度和高的旋转速度。这意味着这个系统的两个宜居带行星，开普勒-62 e和f可能有非常不同的气候特征，这当然会影响它们在托管表面液态水的潜力。
2015-11-04 astro-ph.EP
Concealing Circumbinary Planets with Tidal Shrinkage
针对短周期（<7天）双星无凌星环双星行星探测的现象，研究通过种群合成发现潮汐收缩会降低凌星概率并隐藏行星，揭示探测偏差且预测宽距非凌星环紧密双星行星的存在。
2024-12-02 astro-ph.EP
Tidal dissipation and eccentricity pumping: Implications for the depth of the secondary eclipse of 55 Cnc e
我们使用超级地球55 Cnc e作为一个案例研究，以解决潮汐加热的可观察到的效果。我们调查是否行星-行星的相互作用可以迫使偏心率的这颗行星的水平，影响与斯皮策观测到的日食深度。使用常数时滞潮汐模型，我们首先计算了观测到的行星通量作为一个函数的太阳辐射和偏心率，不同的潮汐耗散常数和两个极端的情况下：一个行星没有热再分布和一个行星与充分的热再分布。我们推导出与观测到的过境深度相匹配的偏心率和偏心率值。然后，我们进行N体模拟的行星系，包括潮汐和广义相对论遵循行星e的偏心率的演变。我们比较了模拟所给出的偏心率范围与改变日食深度所需的偏心率。我们发现，行星e的偏心率可以大到足以在一个可测量的水平，以斯皮策测量的热辐射。这影响了对行星的热膨胀系数的限制，热膨胀系数可以高达0.9（而不是忽略潮汐加热时的0.55）。我们还直接从日食深度推导出行星e的偏心率的最大值：e<0.015，假设地球的耗散常数。多行星系统中的凌日系外行星是测试潮汐模型的特殊目标，因为它们的潮汐光度可能是可观测的。未来对日食深度和相位曲线的多波长观测（例如EChO和JWST）应该使我们能够更好地解决这些行星的温度图，并打破单波段观测中仍然存在的潮汐和潮汐加热之间的简并性。此外，偏心率的精确测定将使限制行星的耗散率和探测其内部结构成为可能。
2013-04-01 astro-ph.EP
The effects of nonlinearities on tidal flows in the convective envelopes of rotating stars and planets in exoplanetary systems
在紧密的系外行星系统中，潮汐相互作用在很长的时间尺度上驱动行星和恒星的轨道和自旋演化。在低质量恒星和巨型气态行星的对流包层中，潮汐惯性波（由科里奥利加速度恢复）在被激发和随后阻尼（例如通过粘性摩擦）时，特别是在系统生命的早期，对潮汐耗散有很大的贡献。已知这些波会受到非线性效应的影响，包括触发纬向流形式的差异旋转。在这项研究中，我们使用一个现实的潮汐体强迫激发惯性波，通过在波的动量方程中的平衡潮汐的剩余作用。通过在绝热不可压缩对流壳层中进行三维非线性流体动力学模拟，我们研究了非线性项的加入如何影响潮汐流的性质，以及能量和角动量的重新分布。特别是，我们确定并证明删除负责非物理的角动量演化在以前的数值研究中观察到的条款。在我们的新的设置，我们观察到建立强大的圆柱剪切纬向流，修改以前的线性理论预测的潮汐耗散率。我们证明，这种差异旋转波的影响整齐地解释了线性和非线性耗散率之间的差异，在我们的许多模拟。我们还强调了惯性波的共转共振和参数不稳定性的主要作用，这是观察到足够高的潮汐强迫振幅或低粘度，在影响潮流响应。
2022-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
ACME Stellar Spectra. I. Absolutely Calibrated, Mostly Empirical Flux Densities of 55 Cancri and its Transiting Planet 55 Cancri e
ACME光谱项目提供了绝对校准的，主要是经验的外行星宿主恒星光谱，用于分析恒星及其行星。光谱是从地面望远镜获得的，并直接与校准的地面和空间测光联系在一起。光谱仍然只是“大部分”的经验，因为大地吸收，但插值恒星模型的差距，波长覆盖范围提供了连续的恒星光谱。在其他用途中，光谱适合于精确地将观测到的二次日食（掩星）转换为绝对通量单位，而最大限度地减少了对模型的依赖。在这封信中，我介绍了ACME的方法，并提出了一个校准的光谱附近，超级地球托管恒星55巨蟹座，跨越范围从0.81-5.05微米。这个光谱非常适合解释近红外和热红外日食观测。通过这个光谱，我显示了小的，低质量的凌日行星55 Cnc e的亮度温度是1950 + 260/-190 K在4.5微米（比以前报道的更冷），这对应于行星通量为0.44 + 0.12/-0.08 mJy。这一结果表明，这颗行星有一些非零的辐射，吸收恒星辐射的适度有效的再分配，和/或光学厚大气的组合，但需要更精确的日食测量来区分这些辐射。
2012-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star-planet interactions: II. Is planet engulfment the origin of fast rotating red giants?
上下文快速旋转的红巨星位于红巨星分支的上部，其表面速度无法用单个恒星的演化来解释。目标。我们检查是否恒星和行星之间的潮汐，其次是行星吞没确实可以加速表面旋转的红巨星足够长的时间，以产生这些快速旋转的红巨星。方法.利用旋转恒星模型，考虑了恒星内部角动量通过不同输运机制的重新分配、恒星被吞没前行星轨道与恒星之间的角动量交换以及恒星被吞没时恒星内部角动量的沉积，研究了恒星表面自转速度的演化.结果我们表明，由于潮汐力和行星吞没轨道衰减结束时达到的表面速度可以类似于快速旋转的红巨星观察到的值。当恒星沿着红巨星分支演化时，表面速度会降低，但速度足够慢，可以让恒星以如此高的速度被探测到。更定量地说，恒星与行星的相互作用可以产生恒星表面的快速加速度，超过等于8 km s $^{-1}$的值，持续时间超过红巨星分支阶段的30%。行星物质稀释进入对流包层所产生的表面碳同位素比值的变化是相当温和的。更重要的可能是由于这种效应而增加的锂丰度。然而，锂可能会受到许多不同的，仍然不确定的过程的影响。结论.恒星表面加速到旋转速度超过取决于表面重力的极限，这在目前看来确实是恒星与行星相互作用的最清晰的标志。[删节]
2016-06-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Drifts of the sub-stellar points of the TRAPPIST-1 planets
本研究通过在N体代码Posidonius中实现Kaula形式的共面潮汐方程，结合Burnman计算的多层内部结构，发现TRAPPIST-1行星并非完美同步自转，其亚恒星点存在振荡和漂移，会合日周期为55至290年。
2024-09-18 astro-ph.EP
