A universal brown dwarf desert formed between planets and stars
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交大李政道研究所);Department of Physics, University of Warwick(华威大学物理系);Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick(华威大学系外行星与宜居性中心);School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);Institute for Astronomy, School of Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学院天体物理研究所);Center for Cosmology and Computational Astrophysics, Institute for Advanced Study in Physics, Zhejiang University(浙江大学物理学高等研究院宇宙学与计算天体物理中心);School of Physics and Astronomy, University of Leicester(莱斯特大学物理与天文学院);Department of Physics and Astronomy, The University of Georgia(佐治亚大学物理与天文系);Center for Simulational Physics, The University of Georgia(佐治亚大学模拟物理中心)
研究发现行星与恒星之间存在一个普遍的褐矮星荒漠,通过联合分析径向速度和视差数据,揭示了两种不同的形成机制。
2026-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
An eccentric companion at the edge of the brown dwarf desert orbiting the 2.4 Msun giant star HIP67537
我们报告了在巨星HIP 67537周围发现的一个亚恒星伴星。基于CHIRON和FEROS高分辨率光谱数据的精确径向速度测量,我们推导出HIP67537 $\,b$的轨道根数:m $_b$ sin $i$ = 11.1 $^{+0.4}_{-1.1}$ M $_{\rm {\tiny jup}}$,$a$ = 4.9 $^{+0.14}_{-0.13}$ AU和$e$ = 0.59 $^{+0.05}_{-0.02}$。考虑到随机的倾角,这个天体有$\gtrsim$ 65%的概率超过理论上的氘燃烧极限,因此它是在行星到棕矮星过渡区的少数已知天体之一。此外,我们还分析了该恒星的依巴谷天体测量数据,由此导出了该恒星伴星$\sim$的最小倾角为2度。该值对应于$\sim$ 0.3 M $_\odot$的质量上限,因此HIP 67537 $\,b$在本质上是恒星的概率为$\lesssim$ 7%。主恒星的大质量和高轨道偏心率使HIP 67537 $\,b$成为一个非常有趣和罕见的亚恒星天体。这是在EXPRESS视向速度计划所针对的中等质量恒星样本中检测到的第二个棕矮星沙漠中的候选伴星,其对应于$f$ = 1.6 $^{+2.0}_{-0.5}$ %的检测分数。这个值大于在太阳型恒星中观察到的分数,提供了新的观测证据,表明在大质量盘中大质量亚恒星同伴的形成效率提高。最后,我们推测了这个物体的不…
2017-03-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
A high binary fraction for the most massive close-in giant planets and brown dwarf desert members
恒星的多样性被认为会影响行星的形成和演化,尽管这一作用的确切性质和程度仍然模糊不清。我们提出了一项研究,旨在测试恒星的多样性的形成和/或最大规模的,近距离的行星和亚恒星的同伴演变的作用。使用直接成像观测,以及盖亚DR 2目录,我们寻找了38颗恒星的宽双星伴星,这些恒星拥有大质量的巨行星或棕矮星(M > 7 MJup),轨道短于~1 AU。我们报告了在WASP-14系统中发现的一个新组件,并提出了一个独立的确认WASP-18的共动伴侣。从一个强大的贝叶斯统计分析,我们得出了一个二元分数为79.0+13.2-14.7%之间的20- 10000 AU为我们的样本,两倍的场星与3 σ的显着性。发现这种双星频率大于类似轨道上的低质量行星,我们观察到周期短于10天的内伴星的双星频率略高。这些结果表明,恒星伴星极大地影响了这些系统的形成和/或演化,这表明双星伴星所扮演的角色对于更高质量的行星变得更加重要,并且这种趋势可能会增强具有更紧密轨道的系统。我们的分析还揭示了在250 AU的二进制分离的峰值,突出了我们的样本中的近距离二进制的不足。这表明,影响行星和褐矮星的形成或演化的双星机制必须从广泛的分离操作,虽然我们发现,Kozai-Lidov机制是不太可能占主导地位的基本过程。我们的结论是,双星在非常大的短周期巨行星和棕矮星沙漠居民的存在中起着至关重要的作用,这几乎是唯一的多个系统中观察到的。
2019-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shedding Light on Desert Dwellers
本文提出热木星经“有损”洛希瓣溢流被潮汐剥离形成亚木星沙漠行星,并给出轨道衰减、恒星自转与红外超亮等可检验预测。
2025-09-26 astro-ph.EP
The discovery of WASP-151b, WASP-153b, WASP-156b: Insights on giant planet migration and the upper boundary of the Neptunian desert
To investigate the origin of the features discovered in the exoplanet population, the knowledge of exoplanets' mass and radius with a good precision is essential. In this paper, we report the discovery of three transiting exoplanets by the SuperWASP survey and the SOPHIE spectrograph with mass and radius determined with a precision better than 15 %. WASP-151b and WASP-153b are two hot Saturns with masses, radii, densities and equilibrium temperatures of 0.31^{+0.04}_{-0.03} MJ, 1.13^{+0.03}_{-0.03} RJ, 0.22^{-0.03}_{-0.02} rhoJ and 1, 290^{+20}_{-10} K, and 0.39^{+0.02}_{-0.02} MJ, 1.55^{+0.10…
2017-10-17 astro-ph.EP
MOA-2020-BLG-108Lb: A Giant Planet Beyond the Snow Line of a Low-Mass Lens Near the Lower Boundary of the Mass-Ratio Desert
Kanto Gakuin University(关东学院大学);Nippon Institute of Technology(日本工业大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);The University of Osaka(大阪大学);Massey University(梅西大学);University of Auckland(奥克兰大学);Institute of Space and Astronautical Science(宇宙科学研究所)
研究微引力透镜事件MOA-2020-BLG-108,通过分析光变曲线找到双透镜单源解,检测有限源效应并进行贝叶斯分析,确定透镜系统参数,发现其巨行星在雪线外且位于质量比荒漠下限附近,为理解行星形成机制提供新数据点。
2026-08-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Transiting exoplanets from the CoRoT space mission XXVIII. CoRoT-33b, an object in the brown dwarf desert with 2:3 commensurability with its host star
本文报道了在富金属恒星CoRoT-33周围发现一颗质量为59 MJup、半径为1.1 RJup的稀有凌日褐矮星。轨道是偏心的(e = 0.07),周期为5.82 d。因此,这颗伴星CoRoT-33 b是所谓的棕矮星沙漠中的新成员。它的轨道周期与恒星的自转周期在3:2共振的3%以内。CoRoT-33 b可能是潮汐演化研究的一个重要测试案例。靠近主星的棕矮星(P < 10 d)的真实频率估计约为0.2%,比同一周期范围内的热矮星的频率小约6倍。我们怀疑褐矮星的频率随着周期的减小而下降得比巨行星快。
2015-08-24 astro-ph.EP
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
Two extremely irradiated volatile-rich sub-Neptunes with companions in the TOI-426 and TOI-1839 systems: Insights into arrival and survival near the lower edge of the Neptunian desert
Observatoire Astronomique de l’Université de Genève(日内瓦大学天文台);University of Warwick(华威大学);University of Oxford(牛津大学);Centre for Exoplanets and Habitability, University of Warwick(华威系外行星与宜居性中心);University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学);European Space Agency (ESA)(欧洲空间局);Universidade do Porto(波尔图大学);Keele University(基尔大学);NASA Ames Research Center(美国宇航局艾姆斯研究中心);NASA Exoplanet Science Institute, Caltech/IPAC(NASA系外行星科学研究所/加州理工学院IPAC);Stephen F. Austin State University(斯蒂芬·F·奥斯汀州立大学);Princeton University(普林斯顿大学)
本研究通过TESS和HARPS数据确认两颗极端辐射的富挥发分亚海王星及其伴星,发现海王星沙漠边缘低质量亚海王星的巨伴星显著过剩,支持高偏心率潮汐迁移塑造该边缘的作用。
2026-09-11 astro-ph.EP
TOI-2196 b: Rare planet in the hot Neptune desert transiting a G-type star
海王星沙漠中的高辐射行星通常是小的(R < 2 Rearth)和岩石,或者是半径>1 Rjup的气体巨星。在这里,我们报告了一颗中等大小的行星TOI-2196,它围绕着TESS在27扇区发现的一颗G型恒星运行了1.2天。我们用HARPS摄谱仪收集了42个径向速度测量值来确定质量。TOI-2196 b的半径为3.51 +/- 0.15 Rearth,其与26.0 +/- 1.3 Mearth的质量结合,导致体积密度为3.31+0.51-0.43 g/cm 3。因此,半径意味着这颗行星是一颗次海王星,尽管密度是海王星的两倍。一个显着的趋势,在HARPS径向速度点的存在下,一个遥远的同伴与下限的周期和质量分别为220天和0.65兆焦耳,假设零偏心率。行星b的短周期意味着1860 +/- 20 K的高平衡温度,零辐射和各向同性辐射。这将这颗行星置于炎热的海王星沙漠中,加入了近年来在这个参数空间中发现的极少数行星的行列。这些行星表明,对于平衡温度> 1800 K的行星来说,热的海王星沙漠可以分为两部分:一部分是没有半径为1.8-3 Rearth的行星的热的亚海王星沙漠,另一部分是半径为5-12 Rearth的亚木星沙漠。需要在这个参数空间中有更多的行星来进一步研究这一发现。TOI-2196 b的行星内部结构模型与H/He大气质量分数在0.4%至3%之间一致,岩石内部顶部的平均值为0.7%。我…
2022-08-31 astro-ph.EP
Companion architectures of sub-Saturns: Distinct migration pathways across the Neptunian landscape
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);European Southern Observatory (ESO)(欧洲南方天文台)
研究次土星伴星结构,汇编86个系统数据构建探测概率面,用泊松 - 二项式框架计算出现率。发现不同区域伴星结构差异显著,支持高偏心率迁移和安静盘迁移或原位形成这两个迁移通道。
2026-10-07 astro-ph.EP
Exploring the Neptunian Desert: Insights from a Homogeneous Planetary Sample
本研究通过同质样本分析近距离海王星行星,发现包层质量分数在约3.5天轨道周期处存在分界,揭示了海王星沙漠与脊的过渡,表明不同区域的形成演化机制不同。
2025-04-22 astro-ph.EP
KMT-2022-BLG-2397: Brown Dwarf at the Upper Shore of the Einstein Desert
本文测量微引力透镜事件KMT-2022-BLG-2397的爱因斯坦半径,确认其位于爱因斯坦沙漠上缘,并论证矮星源及KMT长期巡测对研究核球褐矮星的关键价值。
2023-06-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Unraveling the Brown Dwarf Desert: Four New Discoveries and a Unifying, Period-Coded Picture
Czech Academy of Sciences(捷克科学院);Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心);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);Astronomical Institute of Charles University(查理大学天文研究所);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);The Ohio State University(俄亥俄州立大学);University of Leicester(莱斯特大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Sofia University “St Kliment Ohridski”(索非亚“圣克利门特·奥赫里德斯基”大学)
研究通过TESS数据发现四颗新确认的凌日褐矮星,揭示长周期褐矮星的金属贫乏分布,提出周期编码的褐矮星形成机制。
2026-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shaping the Brown Dwarf Desert: Predicting the Primordial Brown Dwarf Binary Distributions from Turbulent Fragmentation
褐矮星(BD)的形成对恒星形成理论提出了关键挑战。观测到的太阳质量恒星附近($\leq 5$ AU)褐矮星伴星的缺乏,被称为褐矮星沙漠,以及低质量双星系统比恒星双星更紧密结合的趋势,被引用作为褐矮星和恒星形成机制不同的证据。在本文中,我们探讨了最小假设的影响,棕矮星在双星系统中起源于通过相同的基本破碎机制的恒星,在孤立的,动荡的巨大分子云的核心。我们分析表明,特定的角动量与湍流的核心质量的缩放自然会产生棕矮星沙漠,以及广泛的棕矮星双星系统。此外,我们表明,湍流核心碎裂模型也自然预测,非常低质量(VLM)的二进制和BD/BD系统比恒星系统更紧密的约束。此外,为了捕捉湍流固有的随机变化,我们生成$10^4$模型湍流核心与合成的湍流速度场表明,湍流碎裂模型容纳了一小部分的二进制棕矮星与广泛的分离,类似于观测。事实上,从湍流碎裂模型得出的结论是,在形成过程中,单一的碎裂机制可能在很大程度上决定了恒星和棕矮星双星的分布。
2013-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
A remnant planetary core in the hot-Neptune desert
巨行星的内部仍然知之甚少。即使对于太阳系中的行星,观测的困难也导致行星核心的性质存在很大的不确定性。经历了罕见进化过程的系外行星为了解行星内部提供了一条途径。在典型的贫瘠的热海王星“沙漠”(质量半径空间中包含很少行星的区域)及其附近发现的行星已被证明在这方面特别有价值。这些行星包括HD 149026 b,它被认为有一个异常巨大的核心,以及最近发现的LTT 9779 b和NGTS-4 b,在这些行星上,光蒸发已经去除了它们大部分的外层大气。在这里,我们报告了对行星TOI-849 b的观测结果,它的半径小于海王星,但质量非常大,相当于$39.1^{+2.7}_{-2.6}$地球质量,密度为每立方厘米$5.2^{+0.7}_{-0.8}$克,与地球相似。内部结构模型表明,任何由纯氢和氦组成的气体包层都不超过行星总质量的$3.9^{+0.8}_{-0.9}$ %。这颗行星可能是一个巨大的气体,然后通过热自破裂或巨行星碰撞经历极端的质量损失,或者它可能避免了大量的气体吸积,也许是通过间隙打开或后期形成。虽然光蒸发率不能解释减少一个类似于木星的气体巨星所需的质量损失,但它们可以在数十亿年的时间尺度上去除一小部分(几个地球质量)的氢和氦,这意味着TOI-849 b上任何剩余的大气都可能被行星内部的水或其他挥发物所富集。我们得出结论,TOI-849 b是一颗巨行星的残余核心。
2020-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Combing the Brown Dwarf Desert with Gaia DR3
本研究利用Gaia DR3数据构建最新双星褐矮星星表,分析褐矮星荒漠的族群统计特征,证实质量分布谷值与高低质量族群分化,揭示其形成机制的双重起源可能性,并明确探测阈值带来的质量-周期分布边界。
2023-10-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Regular Radial Velocity Variations in Nine G- and K-type Giant Stars: Eight Planets and One Planet Candidate
我们报告的径向速度变化的检测在9个演化的G-和K-型巨星。这些观测是在冈山天体物理观测站进行的。行星或行星候选者可以最好地解释这些规律性的变化。然而,其中五颗恒星的近280天变化的巧合使我们无法完全排除某些变化的恒星起源,因为所有九颗恒星的恒星性质都相似。在RV变星的行星假说中,行星(包括一颗候选行星)可能存在于演化恒星周围所谓的“行星沙漠”边界附近,轨道周期在255至555天之间。此外,它们也是在G型和K型巨星周围发现的质量最小的巨行星,最小质量在0.45 $M_{\rm{J}}$和1.34 $M_{\rm{J}}$之间。我们进一步研究了我们检测的其他假设,但没有一个能更好地解释规则的RV变化。通过我们的探测,我们确信,G-和K-型巨星的振幅低至15 $\rm{m\ s^{-1}}$的长达一年的规则变化是可探测的。此外,我们进行了模拟,以进一步确认这些恒星周围行星的可探测性。最后,我们探索了中等质量恒星周围的巨行星,同样发现了4木星质量差距(例如Santo et al. 2017),这可能是巨行星种群的边界。
2021-12-14 astro-ph.EP
TOI-332 b: a super dense Neptune found deep within the Neptunian desert
本研究发现了位于海王星沙漠内的超短周期行星TOI-332 b,其密度极高、氢氦包层可忽略,光蒸发无法解释其包层缺失,需借助高偏心率迁移等其他理论解释,对行星形成理论提出新挑战。
2023-08-23 astro-ph.EP
TOI-532b: The Habitable-zone Planet Finder confirms a Large Super Neptune in the Neptune Desert orbiting a metal-rich M dwarf host
我们确认TOI-532 b的行星性质,使用精确的近红外径向速度与宜居带行星的组合,TESS光变曲线,地面光度跟踪和高对比度成像。TOI-532是一颗暗淡的(J $\sim 11.5$)富金属M矮星,Teff = $3957\pm69$ K,[Fe/H] = $0.38\pm0.04$ ;它拥有一颗凌日的气态行星,周期为$\sim 2.3$天。将径向速度与TESS和地基凌日联合拟合,揭示了一颗半径为$5.82\pm0.19$ R $_{\oplus}$,质量为$61.5_{-9.3}^{+9.7}$ M $_{\oplus}$的行星。TOI-532 b是在M矮星周围探测到的最大和最大的超级海王星,具有质量和半径测量,它在海王星大小的行星和已知绕M矮星运行的较重的类木行星之间架起了桥梁。它也遵循了之前提到的M矮行星的气体巨星和宿主恒星金属丰度之间的趋势。此外,它位于海王星沙漠的边缘,在半径-日照平面上,有助于对负责塑造行星参数空间这一区域的机制进行约束。
2021-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Catalog of Exoplanets with Equilibrium Temperature less than 600 K
NASA的系外行星档案搜索了平衡温度低于600 K,质量不确定性小于27%,半径不确定性小于8%的行星。这次搜索产生了93颗行星,质量从0.3到1680 ME;如果包括太阳系行星,则有101颗行星。本目录中样品的特征是:(1)94%的类地行星的质量小于2.9 ME,半径小于1.4 RE,(3)样本的人口略有下降,与先前确定的半径差距从1.5到2.0 RE一致,(4)半径范围在1.50至2.25 RE的行星符合富含气体的陆地成分或岩石冰陆地成分,具有超临界水圈和小于20%的水团分数,(5)在4.5 ~ 7.5RE半径范围内观测到一个超海王星半径沙漠;(6)土星组成的行星质量在15 ~ 170 ME之间,半径在7.9 ~ 10.1RE之间,(7)在样本中发现了一个几乎贫瘠的亚土星质量半径沙漠,这表明缺乏质量超过20 ME和半径在4.0至7.5 RE范围内的行星,(8)大多数木星组成的行星的半径在10.9和12.4 RE之间,质量超过200 ME,(9)除了少数例外,行星半径可以用作行星组成分类的代理,分为陆地,富含气体的陆地或超临界水圈陆地,岩石-冰巨人,和气体巨星组成类这个样本的Teq小于600 K的行星。该样品的特征与核心吸积模型的几个预测一致,包括气体吸积和失控吸积的临界核心质量的预测值,卵石隔离质量和土星质量沙漠。
2023-03-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Greening of the Brown Dwarf Desert. EPIC 212036875 b -- a 51 M$_\mathrm{J}$ object in a 5 day orbit around an F7 V star
我们的目标是通过在不到20颗凌日棕矮星的小样本中添加一个新的特征明确的天体来研究棕矮星的性质和形成。一颗褐矮星候选者是由KESPRINT联盟在K2太空任务Campaign 16领域寻找系外行星时发现的。我们将K2光度数据与一系列多色光度观测、成像和径向速度测量相结合,以排除假阳性情况并确定系统的基本特性。我们报告的发现和过境褐矮星的特点,在一个5.17天的偏心轨道周围略有演变的F7 V恒星EPIC 212036875。我们发现恒星质量为1.15+/-0.08 M $_\odot$,恒星半径为1.41+/-0.05 R $_\odot$,年龄为5.1+/-0.9 Gyr。伴星的质量和半径分别为51+/-2 MJ和0.83+/-0.03 RJ,相当于平均密度为108+15-13 g cm-3。EPIC 212036875 b是一颗位于棕矮星沙漠中的罕见天体。在行星、棕矮星和恒星的质量密度图中,我们发现所有的巨行星和棕矮星都遵循相同的趋势,从~0.3 MJ到~73 MJ的氢燃烧恒星。EPIC 212036875 b在该图中接近于成熟H/He主导对象的理论模型,这是由内部结构模型以及经验拟合确定的。我们认为,EPIC 212036875 b通过重力盘不稳定性形成的盘的外部部分,随后快速迁移。轨道潮汐循环可能在褐矮星的半径较大的时候就开始了一段短暂的历史。缺乏自旋轨道同步指向一个弱的恒星耗散…
2019-06-13 astro-ph.EP
Free-Floating Planets, the Einstein Desert, and 'Oumuamua
我们完成了2016-2019年KMTNet微透镜数据中有限源/点透镜(FSPL)巨源事件的调查。30个FSPL事件显示出爱因斯坦半径$9\,μ{\rm as}<θ_{\rm E} <26\,μ{\rm as}$的明显间隙,这与Mroz等人(2017)在点源/点透镜(PSPL)事件的独立样本中发现的接近$t_{\rm E}\sim 0.5\,$天的爱因斯坦时间尺度的间隙一致。我们证明了这两个调查是一致的。我们估计,低于这个差距的4个事件是由于幂律分布的自由浮动的行星候选人(FFP)$dN_{\rm FFP}/d\log M = (0.4\pm 0.2)\,(M/38 M_\oplus)^{-p}$ /恒星,与$0.9\lesssim p \lesssim 1.2$。FFP比已知的束缚行星要多得多,这意味着束缚行星幂律指数$γ=0.6$很可能是由喷射过程形成的,至少和形成过程一样多。在太阳系附近,每十年FFP的质量密度与“Oumuamua”类天体的质量密度相同。特别是,如果我们假设Oumuamua是将FFP弹射到非常宽或无约束轨道的同一过程的一部分,则幂律指数为$p=0.92\pm 0.06$。如果太阳系在类海王星轨道上拥有海王星质量的天体是典型的,这与Poleski等人的结果一致。
2022-04-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
TOI-969: a late-K dwarf with a hot mini-Neptune in the desert and an eccentric cold Jupiter
给定多行星系统的当前结构是其过去形成和动力学演化历史的关键指纹。长期跟踪观察是完整了解其情况的关键。在本文中,我们专注于TOI-969行星系统的组成部分的确认和表征,TESS在其中探测到一颗海王星大小的行星候选者,该候选者位于一颗晚期K矮星周围的非常近的轨道上。我们使用一组精确的径向速度观测HARPS,PFS和CORALIE仪器,覆盖两年多的时间,结合TESS光度光变曲线和其他地面跟踪观测,以确认和表征这个行星系统的组成部分。我们发现TOI-969 b是一颗过境的近海王星行星($P_b\sim 1.82$天)($m_b=9.1^{+1.1}_{-1.0}$ M $_{\oplus}$,$R_b=2.765^{+0.088}_{-0.097}$ R $_{\oplus}$),因此将其置于热海王星沙漠($T_{\rm eq,b}=941\pm31$ K)的{下边界}。对其内部结构的分析表明,TOI-969 b是一颗富含挥发物的行星,这表明它经历了向内的迁移。径向速度模型也支持该系统中存在第二个大质量天体TOI-969 c,它具有长周期的$P_c=1700^{+290}_{-280}$日,最小质量为$m_{c}\sin{i_c}=11.3^{+1.1}_{-0.9}$ M $_{\rm Jup}$,轨道高度偏心,为$e_c=0.628^{+0.043}_{-0.036}$。TOI-969…
2022-10-17 astro-ph.EP
Understanding the Planetary Formation and Evolution in Star Clusters(UPiC)-I: Evidence of Hot Giant Exoplanets Formation Timescales
本研究依托Gaia高精度数据构建了迄今最大的星团行星星表,通过半径-年龄分析发现星团环境会显著影响热木星形成时标,且光致蒸发与高偏心率迁移共同塑造星团中的热海王星荒漠。
2023-11-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
An ice giant exoplanet interpretation of the anomaly in microlensing event OGLE-2011-BLG-0173
我们分析了微透镜事件OGLE-2011-BLG-0173,它显示了由主透镜引起的微透镜事件结束时的小扰动。我们认为二元透镜和二元源模型,我们探讨他们的退化,其中一些以前没有被承认。有两类二元透镜解,一类质量比为$q\approx4\times10^{-4}$,间距为s~4.6,另一类质量比为q~0.015,间距为s~0.22,即在行星区都有伴星。我们用贝叶斯分析方法寻找解,发现s~4.6族是优解,天王星质量约为4 M,轨道约为10 AU。简并是由于缺乏关于异常的信息而产生的,这表明高节奏的观测对于描述宽轨道微透镜行星是必不可少的。因此,我们预测,计划中的WFIRST微透镜调查将不太容易发生这些退化比正在进行的地面调查。我们讨论了已知的低质量,宽轨道的同伴,我们注意到,对于最大的投影分离的质量比是高(与棕矮星同伴一致)或低(与天王星类似物一致),但中间的质量比(木星类似物在宽轨道上)尚未被检测到,尽管事实上,这样的行星的灵敏度应该高于天王星类似物。因此,这是一个巨大的冰巨大的沙漠在广泛的分离存在的初步证据。另一方面,由于其固有的低检测灵敏度,天王星类似物可能无处不在。
2018-08-14 astro-ph.EP
TOI-2374 b and TOI-3071 b: two metal-rich sub-Saturns well within the Neptunian desert
本研究利用TESS及多波段后续观测发现并表征了两颗位于海王星沙漠内的富金属亚土星行星TOI-2374 b和TOI-3071 b,其高金属丰度挑战了标准行星形成模型,且大气可抵御光致蒸发。
2024-06-18 astro-ph.EP
MOA-2009-BLG-319Lb: A Sub-Saturn Planet Inside the Predicted Mass Desert
我们提出了一个自适应光学(AO)分析的图像从行星微透镜事件MOA-2009-BLG-319的NIRC 2望远镜。$\sim$事件和凯克观测之间的10年基线允许行星主星在距离源星$66.5\pm 1.7\,$ mas处被检测到,与光变曲线模型预测一致。结合主星亮度和光变曲线参数,主星和行星的质量分别为M_host = 0.514 $\pm$ 0.063 M_Sun和m_p = 66.0 $\pm$ 8.1 M_Earth,距离为$D_L = 7.0 \pm 0.7\,$ kpc。恒星与行星的投影距离是$2.03 \pm 0.21\,$ AU。这个系统的行星-恒星质量比,$q = (3.857 \pm 0.029)\times 10^{-4}$,根据核心吸积理论的失控气体吸积方案,将其置于预测的“行星沙漠”$10^{-4} < q < 4\times 10^{-4}$。Suzuki et al.(2016)样本中的30颗行星中有7颗属于这个质量比范围,这是第三颗测量到宿主质量的行星。这三颗恒星的质量都是0.5 $\leq$ M_host/M_Sun $\leq$ 0.7,这意味着这个预测的质量比差距充满了行星,这些行星的宿主恒星的质量比是1 M_Sun的两倍。这表明,失控的气体吸积在确定质量比太阳小的恒星的巨行星质量方面并不起主要作用。我们的分析已经完成了修改后的DAOPHOT代码,已…
2021-01-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
TOI-3568 b: a super-Neptune in the sub-Jovian desert
本文报道了位于亚木星沙漠附近的超级海王星TOI-3568 b,通过TESS凌星与MAROON-X、SPIRou视向速度联合分析测定其质量、半径和轨道,并分析其光致蒸发状态,为检验亚木星沙漠起源理论提供关键样本。
2024-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
TESS Reveals a Short-period Sub-Neptune Sibling (HD 86226c) to a Known Long-period Giant Planet
凌日系外行星调查卫星任务旨在寻找明亮的附近恒星周围的凌日行星。在这里,我们提出了一个小的,短周期($\approx\,4$ \,天)过境行星周围的明亮的($V=7.9$),太阳型恒星HD 86226(TOI-652,TIC 2221375),以前已知的主机长周期($\sim$ 1600天)的巨行星的检测和质量测量。根据存档和新的径向速度数据,HD 86226 c(TOI-652.01)的半径为$2.16\pm0.08$ $R_{\oplus}$,质量为7.25 $^{+1.19}_{-1.12}$ $M_{\oplus}$。我们还更新了较长周期,不知道过境行星的参数,并发现它的偏心率和质量比以前报道的要小。凌日行星的密度为$3.97$ g cm $^{-3}$,这足以表明该行星至少有一个小的挥发性包层,但岩石,铁和水的质量分数没有很好的约束。考虑到宿主恒星的亮度、行星周期以及行星在“半径间隙”和“热海王星沙漠”附近的位置,HD 86226 c是一个有趣的候选者,可以通过透射光谱进一步细化其组成。
2020-07-28 astro-ph.EP
Substellar-mass companions to the K-dwarf BD +14 4559 and the K-giants HD 240210 and BD +20 2457
我们目前正在进行的宾夕法尼亚州立大学Toru\' n行星搜索(PTPS)与9.2米的霍比-埃伯利望远镜进行的发现亚恒星质量的同伴三颗恒星。K2矮星BD +14 4559有一颗1.5 M的$_{J}$伴星,轨道周期为269天,并显示出非线性的长期径向速度趋势,这表明系统中可能存在另一颗行星质量的天体。K3巨星HD 240210表现出径向速度的变化,需要用多个轨道进行建模,但现有的数据还不足以明确地做到这一点。一个试验性的单行星模型要求一颗6.9 M的$_J$行星绕恒星运行502天。三颗恒星中质量最大的是K 2巨星BD +20 2457,估计质量为2.8 $\pm$ 1.5 M $_\odot$,它有两颗伴星,最小质量分别为21.4 M $_J$和12.5 M $_J$,轨道周期分别为380天和622天。根据轨道的未知倾角,目前非常不确定的恒星质量,以及系统的动力学性质,它可能代表了第一次探测到两个褐矮星质量的伴星围绕着一个巨星。这些天体的存在将对解释所谓的棕矮星沙漠产生影响,棕矮星沙漠已知存在于太阳质量恒星的情况下。
2009-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The origin of the high metallicity of close-in giant exoplanets: Combined effect of the resonant and aerodynamic shepherding
背景:最近的研究表明,许多巨大的系外行星与它们的主恒星相比,富含重元素,并且含有几十个地球质量或更多的重元素。这种富集被认为是由形成后期的星子吸积所带来的。然而,先前的动力学模拟表明,行星无法通过原位小行星吸积来收集如此多的重元素。目的:研究一颗向内迁移的巨行星是否能有效地捕获星子,以显著增加其金属性。方法:我们对迁移的巨行星和原行星气体盘中的微行星进行轨道积分,以推断行星吸积的微行星质量。结果:我们发现平均运动共振捕获和空气动力学气体阻力这两个引导过程抑制了迁移行星的平微捕获。然而,放大的天平动允许共振中高度激发的星子逃离共振陷阱并被行星吸积。因此,我们表明,一个迁移的巨行星捕获行星imals与几十个地球质量的总质量,如果行星形成在几十个AU在一个相对巨大的磁盘。我们还发现,在有限的半长轴范围内,星子的捕获是有效的,并且被捕获的星子总质量随着迁移距离的增加而增加。我们的研究结果对于理解巨行星金属丰度和质量之间的关系具有重要意义,因为我们认为它反映了行星的形成位置,或者更准确地说,失控气体吸积发生的位置。我们还认为,所观察到的富含金属的近距离彗星是从它们形成的地方迁移到现在的位置的。
2019-11-06 astro-ph.EP
WASP-169, WASP-171, WASP-175 and WASP-182: three hot Jupiters and one bloated sub-Saturn mass planet discovered by WASP-south
我们提出了四个新的巨行星的发现\WASP,三个热彗星和一个膨胀的亚土星质量行星; WASP-169 b,WASP-171 b,WASP-175 b和WASP-182 b。除了\wasp的发现光度测量外,我们还使用CORALIE和HARPS的径向速度测量以及EulerCam,TRAPPIST-North and -South和SPECULOOS的后续光度测量。WASP-169 b是一颗低密度木星($M=0.561 \pm 0.061~\mathrm{M_{Jup}}, R=1.304^{+0.150}_{-0.073} ~\mathrm{R_{Jup}}$),它围绕着一颗V=12.17 F8的亚巨星运行,轨道周期为5.611天。WASP-171 b是一颗典型的热木星($M=1.084 \pm 0.094~\mathrm{M_{Jup}}, R=0.98^{+0.07}_{-0.04} ~\mathrm{R_{Jup}}$,$P=3.82~\mathrm{days}$),围绕着一颗V=13.05 G 0的恒星。我们发现WASP-171径向速度的线性漂移跨度为3.5年,表明可能存在额外的外行星或恒星伴侣。WASP-175 b是一颗膨胀的热木星($M=0.99 \pm 0.13~\mathrm{M_{Jup}}, R=1.208 \pm 0.081 ~\mathrm{R_{Jup}}$,$…
2019-08-27 astro-ph.EP
Modeling Planetary System Formation with N-Body Simulations: Role of Gas Disk and Statistics Comparing to Observations
在行星形成的后期,当火星大小的核心出现时,行星核心之间的相互作用可以激发它们的轨道偏心率,加速它们的合并,从而塑造行星系统的最终结构。这一系列的工作有助于最终组装的行星系统与N体模拟,包括第一和第二类迁移的行星,气体吸积的大规模核心的粘性盘。本文采用I型和II型迁移的标准公式研究了太阳质量恒星周围行星系统的形成。最后得到了行星质量、半长轴和偏心率的统计分布,与观测系统的结果相当。我们的模拟预测了一些围绕太阳质量恒星的行星系统的轨道特征:36%的幸存行星是巨行星(Mp> 10 Me)。大部分的大质量巨行星(Mp> 30 Me)位于1-10AU之间。类地行星在<1-2天文单位的范围内或多或少分布均匀。内轨道的行星(小于1天文单位)可能会聚集在原恒星盘的内缘(3-5天)或其MRI死区(30-50天)。在质量偏心率图中有一个行星沙漠,即,在高偏心率轨道(e > 0.3 - 0.4)中缺乏质量为0.005 - 0.08 MJ的行星。巨行星(Mp> 10 Me)的平均离心率(~ 0.15)大于类地行星(Mp<10 Me)的平均离心率(~ 0.05)。一个拥有更多行星的行星系统,其行星质量和轨道偏心率平均都较小。
2011-03-17 astro-ph.EP
Survival Function Analysis of Planet Size Distribution
应用生存函数分析开普勒系外行星候选者的行星半径分布,我们已经确定了两个自然划分的行星半径在4个地球半径和10个地球半径。这些划分对行星形成和内部结构模型产生了限制。4个地球半径的划分将小型系外行星与上方的大型系外行星分开。当结合最近发现的半径差距在2个地球半径,它支持治疗行星2-4地球半径作为一个单独的群体,可能是水世界。因此,对于围绕太阳型FGK主序星的行星,我们认为2个地球半径是贫水和富水行星之间的距离,4个地球半径是贫气和富气行星之间的距离。我们确认,在4至10个地球半径之间的生存函数的斜率比两端都要浅,这表明在4至10个地球半径之间的行星相对较少,即那里的亚土星沙漠。我们称它们为过渡行星,因为它们在贫气体的小行星和气体巨星之间形成了一座桥梁。因此,我们提出以下分类方案:(<2地球半径)岩石行星,(2-4地球半径)水世界,(4-10地球半径)过渡行星,和(>10地球半径)气体巨星。
2018-04-12 astro-ph.EP
SOPHIE velocimetry of Kepler transit candidates XVII. The physical properties of giant exoplanets within 400 days of period
虽然巨大的太阳系外行星已经研究了二十多年,但仍然存在一些悬而未决的问题,例如它们的主要形成和迁移过程,以及它们在不同恒星环境中的大气演化。在本文中,我们研究了开普勒望远镜探测到的轨道周期长达400天的巨型凌日系外行星样本。我们首先定义了129颗巨行星候选者的样本,并在6年的径向速度运动中使用SOPHIE光谱仪(OHP,法国)进行了跟踪。这使我们能够揭示这些候选者的性质,并测量在400天周期内运行的巨型行星候选者的假阳性率为54.6 +/-6.5%。基于已确认或可能的行星样本,我们得出了不同轨道周期范围内巨行星的出现率。400天内巨行星的总出现率为4.6 +/-0.6%。我们恢复,第一次在开普勒数据,不同的人口的巨行星径向速度调查报告。与其他产额比较,我们发现只有热木星的巨行星出现率较低,而长周期行星的出现率并不低。我们还获得了棕矮星沙漠中棕矮星出现率的第一个测量值为0.29 +/-0.17%。最后,我们讨论了样本中巨行星的物理性质。我们证实,接受适度照射的巨行星并没有膨胀,但我们发现,它们的平均形成和演化模型预测的要小。在这种低辐射的巨行星中,我们发现它们的体积密度和宿主恒星的铁丰度之间可能存在相关性,这需要更多的探测来证实。
2015-11-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of atmospheric escape in close-in giant planets and their associated Ly$α$ and H$α$ transit predictions
在几个近距离的系外行星上已经发现了强烈的大气逃逸。由于这些行星主要由氢组成,因此对Ly-alpha和H-alpha等氢线的观测是对逃逸的有力诊断。在这里,我们模拟了近距离巨行星大气逃逸的演化,并计算了它们相关的Ly-alpha和H-alpha凌日。我们使用一维流体力学逃逸模型来计算大气的物理性质,并使用光线追踪技术来模拟光谱凌日。我们认为巨大的(0.3和1M_jup)行星绕着一颗0.045au的类太阳恒星运行,从1000万年到5000万年。我们发现,年轻的巨人表现出较高的逃逸率,由于较高的辐射通量和较弱的引力的有利组合。质量较小的行星在演化过程中表现出更高的逃逸速率(1 e10 - 1 e13 g/s),而质量较大的行星则表现出更高的逃逸速率(1 e9 - 1 e12 g/s)。我们估计1-M_jup的行星由于逃逸最多会损失其初始质量的1%,而0.3-M_jup的行星可能会损失高达20%。这支持了海王星沙漠是由于低重力行星的重大质量损失而形成的观点。在年轻的时候,我们发现,中期过境Ly-alpha线是饱和的线中心,而H-alpha表现出过境深度最多3 - 4%,超过他们的几何过境。虽然在较老的年龄,Ly-alpha吸收仍然很明显(并且可能在较低质量的行星上饱和),但H-alpha吸收几乎消失。这是因为中性氢的扩展大气在~1.2 Gyr后主要处于基态。
2019-10-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Survival Function Analysis of Planet Size Distribution with GAIA Data Release 2 Updates
应用生存函数分析的开普勒确认/候选行星的行星半径分布,我们已经确定了两个自然划分的行星半径在4个地球半径和10个地球半径。这些划分对行星形成和内部结构模型产生了限制。4个地球半径的划分将小型系外行星与上方的大型系外行星分开。当结合最近发现的半径差距在2个地球半径,它支持治疗行星2-4地球半径作为一个单独的群体,可能是水世界。对于围绕太阳型FGK主序星的行星,我们认为2个地球半径是贫水行星和富水行星之间的距离,4个地球半径是贫气行星和富气行星之间的距离。我们确认,在4至10个地球半径之间的生存函数的斜率比两端都要浅,这表明在4至10个地球半径之间的行星相对较少,即那里的亚土星沙漠。我们称它们为过渡行星,因为它们在贫气体的小行星和气体巨星之间形成了一座桥梁。因此,我们提出以下分类方案:(<2地球半径)岩石行星,(2-4地球半径)水世界,(4-10地球半径)过渡行星,和(>10地球半径)气体巨星。
2018-07-03 astro-ph.EP
Trapping planets in an evolving protoplanetary disk: preferred time, locations and planet mass
行星陷阱是必要的,以防止形成行星落入他们的主恒星通过I型迁移。表面质量密度和温度梯度的不规则性有利于陷阱和沙漠的出现。这些特征在尘埃升华线和热转移势垒处被发现。我们研究行星如何可能保持被困或逃逸,因为他们的成长和磁盘的演变。我们通过耦合动力学、热力学、几何学和组成来模拟原行星盘的时间粘性演化。由此产生的中平面密度和温度分布允许模拟这样一个不断发展的磁盘与潜在行星的相互作用,甚至在达到稳定状态之前。我们遵循的MMSN的粘性演化和计算的Lindblad和共转扭矩,这样的磁盘将施加在潜在的行星位于行星形成区域内的各种质量。我们确定了行星陷阱和沙漠的位置与升华线,阴影区和热转换障碍。几十个地球质量的行星可以被困在升华线上,直到它们达到一定的质量,而质量超过100 ME的行星只能被永久地困在热转换屏障上。将双峰行星迁移模型与自洽的演化盘相结合,我们能够在500万年的演化后区分出几个潜在的行星种群:两个巨行星种群可能被困在5.5和9 au附近,可能还有开放的间隙,一些超级地球被困在5和7.5 au附近,一个靠近超级地球的种群被困在1 au内。与最后一组相对应的陷阱可以帮助验证所观察到的近距离超级地球的原位形成情景。
2016-04-07 astro-ph.EP
A Population Synthesis Study on the Formation of Cold Jupiters from Truncated Planetesimal Disks
本研究采用截断初始星子分布的行星种群合成模型,发现冷木星更可能形成于雪线附近宽度10 au及以上且迁移受抑制的截断盘中,能较好再现其轨道周期出现率、内边界斜率及偏心率分布等观测特征。
2025-03-03 astro-ph.EP
The Two Modes of Gas Giant Planet Formation
我认为有两种气体巨行星形成的模式,并讨论了每种模式运作的条件。气体巨行星在磁盘半径$r>100$ AU可能形成在原位磁盘不稳定性,而核心吸积加上气体捕获仍然是占主导地位的形成机制$r<100$ AU。在质量吸积阶段,质量加载可以推动磁盘向大$r$的碎裂条件。巨大的,扩展的磁盘可以分裂成几个到几十个木星质量的团块。这是证实了辐射流体动力学模拟。这两种气体巨行星形成模式应导致气体巨行星半长轴的双峰分布。由于核心吸积在低金属量系统中的效率较低,大$r$的气体巨星与小$r$的行星的比率应该随着金属量的减少而增加。
2009-02-23 astro-ph.EP
Seismic Oscillations Excited by Giant Impacts in Directly-Imaged Giant Planets
本研究通过模拟表明,巨行星形成过程中的巨大撞击可激发持续数百万年的地震振荡,其测光变化幅度超百分之一,并可通过JWST在绘架座β星b上探测到,为验证行星内部金属富集机制提供新途径。
2025-09-09 astro-ph.EP
Gravitational fragmentation and formation of giant protoplanets on tens-of-au orbits
研究了年轻原恒星盘中通过引力碎裂形成的致密气体团的迁移,以确定巨型行星形成的可能性。采用薄盘极限下的高分辨率流体力学数值模拟方法,计算了太阳质量恒星周围引力不稳定原恒星盘的形成和长期演化。我们发现,通过星盘碎片化在星盘外部区域(>100 AU)形成的气体团块经常受到其他团块或星盘结构(如旋臂)的扰动,并在几个10^3年到几个10^4年的时间尺度上向中心恒星迁移。迁移时间尺度是最慢的恒星运动时,在磁盘重力被认为是。当接近恒星时,团块首先获得质量(高达几十M_Jup),但随后通过潮汐扭矩迅速失去大部分扩散包络。团包层的一部分可以吸积在中心恒星上,引起FU-Ori型吸积和光度爆发。潮汐质量的损失有助于团块显着减缓甚至停止它们在距离原恒星几十个天文单位的距离内的向内迁移。由此产生的团块在质量和大小上都被严重截断,只保留了一个致密和热的核。在向内迁移的过程中,团簇内部的温度可能超过分子氢解离极限(2000 K),团簇的中心区域可能坍缩成一个巨大的气体原行星。我们认为,FU-Orionis型光度爆发可能是最终产品的磁盘碎片化和集群向内迁移,迎来了巨大的原行星的形成,如HR~8799系统的tens-of-au轨道。
2018-06-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of Giant Planets
巨行星的质量是地球的几十到几千倍,而且是地球的好几倍。它们的大部分体积被氢和氦占据,它们是形成它们的原恒星盘的主要成分。值得注意的是,相对于太阳而言,太阳系巨行星也富含较重的元素,这表明固体物质参与了它们的组装。巨行星占据了我们行星系统和它们所在的太阳系外行星系的大部分质量。因此,巨行星是决定行星系轨道结构的主要因素,并可能影响类地行星的组成。本章描述了根据目前的知识,可以导致巨行星形成的主要途径,即核心成核吸积模型,以及另一种途径,即盘不稳定性模型,它可能导致在宽轨道上形成行星质量的物体。
2018-06-14 astro-ph.EP
Atmospheric Escape of Close-in Giants around Hot Stars: Far-Ultraviolet Radiation and Photoelectric Heating Effect
大气逃逸是控制近地行星长期演化的重要过程。我们进行太阳系外行星大气光蒸发的辐射流体力学模拟,研究远紫外(FUV)辐射的光电加热效应。具体来说,我们考虑一个靠近热木星周围的热A星。热的主序星不仅发射极紫外辐射,而且还发射远紫外辐射,因此可以通过光电加热驱动强烈的大气逃逸。我们证明,如果大气中含有少量的尘埃颗粒,其含量为本地星际介质的10%,则行星大气的逃逸速率可达$\dot{M}\sim10^{14}\, \mathrm{g}~{\rm sec}^{-1}$。在长期的演化过程中,热恒星周围的近距离行星可能会失去很大一部分大气。我们量化了引起光蒸发所需的灰尘量。$10^{-4}$的尘埃-气体质量比足以通过FUV光电加热驱动比仅使用极紫外辐射的情况更强的大气逃逸。我们还探讨了FUV驱动的逃逸的金属性依赖。由于光电加热的增强,质量损失率随着大气金属丰度的增加而增加,但恒星FUV通量随着恒星金属丰度的增加而减小。我们得出一个准确的估计作为FUV通量和金属丰度的函数的质量损失率,以及行星的特征。FUV驱动的大气逃逸可能是理解和解释所谓的亚木星沙漠的关键过程。
2021-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrogen-Water Mixtures in Giant Planet Interiors Studied with Ab Initio Simulations
我们使用从头算分子动力学模拟研究了行星内部条件下的水氢混合物。我们确定的热力学性质的各种水-氢混合比在2000和6000 K的温度为几十GPa的压力。这些条件与冰巨行星和气体巨行星的外壳有关。我们发现,在2000 K的混合物是在分子制度,而在6000 K的氢和水的解离是重要的,影响热力学性质。我们研究了液体的结构,并分析了径向分布函数。我们提供的传输特性,扩散和粘度的估计,自相关函数的基础上。我们得到的粘度估计的数量级的十分之几mPa.s的条件下考虑。这些结果与冰巨行星的发电机模拟有关。
2015-10-26 astro-ph.EP
Migration of giant gaseous clumps and structure of the outer Solar system
关于遥远的海王星外天体分布和彗星特性的新数据表明,原行星盘外部的动力过程对形成观测到的太阳系结构具有重要意义。本文研究了由引力不稳定性和星周盘碎裂引起的巨大气体团对外太阳系小天体轨道分布的可能作用。基本上,我们研究了Vorobyov和Elbakyan(2018)以前发现的巨型团块的迁移和引力相互作用的特征。我们的模拟表明,由巨大团块的引力影响所产生的小天体分布的主要特征与观测到的遥远的海王星外天体的轨道分布一致。所研究的与单个巨星团相关的动力学过程是非常短时间的事件(不超过数万年)。影响小天体轨道分布的主要因素是与巨大团块的近距离相遇。很大一部分小天体(彗星)很快就转移到具有大偏心率的遥远轨道上,这使它们能够避免相互碰撞。
2020-01-05 astro-ph.EP
How Many Transiting Giant Planets Can JWST Search for Moons and Rotational Oblateness?
Princeton University(普林斯顿大学)
研究利用JWST噪声模型等预测其能搜寻有卫星和自转扁率的凌日系外巨行星数量,如对特定恒星周围行星,单次凌星观测在一定条件下可探测到相关特征,产量受多种因素影响,成功搜寻需普查行星及降低仪器和恒星相关影响。
2026-07-14 astro-ph.EP
Warm Debris Disks Produced by Giant Impacts During Terrestrial Planet Formation
在我们的太阳系中,在类地行星形成的最后阶段,火星大小的原行星经常相互碰撞,这一阶段被称为巨型撞击阶段。巨大的撞击将大量物质从碰撞的原行星喷射到类地行星区域,这可能形成碎片盘,并有可观察到的红外线过剩。事实上,已经观察到数十个温暖的碎片盘围绕着年轻的太阳型恒星。在这里,我们定量地估计在巨大的影响阶段喷出的物质的总质量。我们发现,在整个大撞击阶段,总喷射出地球质量的$\sim$ 0.4倍。喷射出的材料被碰撞级联研磨,直到微米级的颗粒被辐射压力吹出。这些喷射物质的耗尽时间尺度主要取决于其中最大物体的质量。我们对巨大撞击进行了高分辨率模拟,以准确获得最大喷射体的质量。然后,我们计算了一系列的巨大的碰撞产生的碎片盘的演化和碰撞级联耗尽,以获得的碎片盘的红外过量演化。我们发现,在整个大撞击阶段($\sim$ 1亿年),红外过量几乎总是高于恒星红外通量,有时在大撞击后立即高出$\sim$ 10倍。因此,巨大的撞击阶段可以解释大多数观测到的温暖碎片盘的红外过量。观察到的具有温暖碎片盘的恒星比例表明,类似太阳系的类地行星的形成概率约为10%。
2015-08-05 astro-ph.EP
The interplay between X-ray photoevaporation and planet formation
我们评估的潜力行星形成煽动早期形成的光蒸发驱动的差距,半径大于典型的光蒸发。在我们的研究中,我们使用了一个巨大的行星嵌入光蒸发盘的流体动力学模型。我们发现,通过减少质量吸积流到恒星,光盘,形成巨行星将被分散在较早的时间比光盘没有行星的X射线光蒸发。通过清除行星轨道半径内的盘的部分,行星形成诱导的光蒸发(PIPE)能够产生过渡盘,当与标准X射线光蒸发相比时,对于给定的质量吸积率,过渡盘具有更大的孔。这构成了一个可能的路线,形成了观察到的一类吸积过渡盘与大孔,这是难以解释的行星形成或光蒸发单独。此外,假设一颗行星能够完全过滤灰尘,PIPE会产生一个带有大洞的过渡盘,并可能提供一种快速关闭吸积的机制。然而,这个过程似乎太慢,无法解释在具有大空洞和低质量吸积率的过渡盘人口中观察到的沙漠。
2013-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Promoted Mass Growth of Multiple, Distant Giant Planets through Pebble Accretion and Planet-Planet Collision
我们提出了一个卵石驱动的行星形成方案,形成巨行星与高的多重性和大的轨道距离在早期的气体盘阶段。我们进行N体模拟,以调查的增长和迁移的低质量的原行星在磁盘与内部粘性加热和外部恒星辐射区。这个模型的主要特征是巨行星核心通过卵石吸积和行星-行星碰撞的组合快速生长。因此,这加速了它们的气体吸积。由于有效的增长,地球早期从快速的I型迁移过渡到缓慢的II型迁移,大大减少了向内迁移。多个巨行星可以以这种方式随着半长轴的增加而依次形成。与单个行星增长的情况相比,当考虑大量原行星时,质量增长和轨道保持都更加明显。最终,在原行星诞生后,在$1.5{-}3$ Myr内形成了一些轨道距离为几个到几十个天文单位的巨行星。由此产生的模拟行星种群可能与磁盘观测中显示的子结构以及径向速度和微透镜调查中观察到的大轨道距离系外行星有关。
2020-06-11 astro-ph.EP
Detection of an Atmospheric Outflow from the Young Hot Saturn TOI-1268b
本研究针对年轻热土星TOI-1268b,利用Palomar/WIRC观测其1083nm氦三重线超额吸收,结合Parker风模型测得其质量损失率与热层温度,发现其大气寿命极长,表明早期气态巨系外行星光致蒸发作用较弱。
2024-04-17 astro-ph.EP
Tracing the formation history of giant planets in protoplanetary disks with Carbon, Oxygen, Nitrogen and Sulphur
巨行星的组成是由它们的迁移历史和它们的宿主盘的组成结构所决定的。最近的文献研究了C和O的丰度如何限制从恒星形成的巨行星的形成路径。然而,新的ALMA观测表明,行星形成区域可能延伸到数百个Au。我们探索这些更广泛的形成环境的影响,通过n体模拟的生长和迁移的巨行星嵌入在星子盘,再加上组成模型的原行星盘的挥发物是继承的分子云和耐火材料校准对太阳系外和太阳系的数据。我们发现,C/O比提供了有限的洞察力的形成途径的巨行星进行大规模的迁移。由于氮和硫的存在,可以克服这种限制。联合使用C/N、N/O和C/O比打破了巨行星形成和迁移轨道中的任何简并性。由于O、C和N在盘中的相对挥发性,使用标准化为各自恒星比的元素比提供了关于巨行星性质的额外信息。当行星的金属丰度由固体的吸积决定时,C/N* $>$ C/O* $>$ N/O*(* 表示该标准化尺度),否则为N/O* $>$ C/O* $>$ C/N*。信噪比提供了一个额外的独立探测巨行星的金属丰度和它们的固体吸积。
2021-12-23 astro-ph.EP