Investigating tidal stripping of a pre-existing moon as the origin of Saturn's young icy rings
University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校);Tsinghua University(清华大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Brown University(布朗大学)
本文通过数值模拟研究了Chrysalis月球在接近土星时的潮汐响应,探讨其剥离冰层形成环系统的过程,并支持环系统可能源自近期失去的月球的假说。
2026-03-14 astro-ph.EP
A Past Episode of Rapid Tidal Evolution of Enceladus?
针对土星系统动力学结构及土卫二潮汐加热问题,研究提出结合高背景潮汐响应与离散共振模式的解释框架,推测土卫二曾经历短暂快速潮汐演化期,完善了土星潮汐演化理论。
2023-06-13 astro-ph.EP
New constraints on Saturn's interior from Cassini astrometric data
使用天体测量观测跨越一个多世纪,包括一个大的卡西尼数据集,我们确定土星的潮汐参数,通过其目前的影响的轨道上的八个主要和四个共轨卫星。我们使用后者首次确定了土星的勒夫数,$k_2=0.390 \pm 0.024$,这个值大于常用的理论值0.341(Gavrilov & Zharkov,1977),但与最近的模型(Helled & Guillot,2013)兼容,其中$k_2$的范围从0.355到0.382。根据土星内部的假设旋转,新的约束可以导致潜在模型数量减少多达80%,为探测土星内部提供了很好的机会。此外,还证实了土星内部存在显著的潮汐耗散(Lainey等人,2012年),对应于一个高的现代潮汐比$k_2/Q=(1.59 \pm 0.74) \times 10^{-4}$,并意味着快速的轨道扩张的卫星。这种高耗散,对应于土卫二和土卫四的潮汐频率没有明显的变化,可以通过固体核心中的粘性摩擦来解释,这意味着核心粘度通常在$10^{14}$和$10^{16}$ Pa.s之间(Remus等人,2012年)。然而,在土卫五的频率下,耗散增加了一个数量级,这可能意味着存在一个额外的、依赖于频率的耗散过程,可能来自土星流体包络中作用于潮汐波的湍流摩擦(Ogilvie & Li,2004)。或者,土星的一些卫星本身可能经历大的潮汐耗散。
2015-11-26 astro-ph.EP
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
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
Resonance locking in giant planets indicated by the rapid orbital expansion of Titan
行星系中的潮汐效应是自然卫星轨道迁移的主要驱动力。它们是天体内部深处发生的物理过程的结果,其影响很少从表面成像中观察到。对于巨大的行星系统,潮汐迁移率是由行星中知之甚少的耗散过程决定的,标准理论认为轨道膨胀率与距离的1 1/2次方成反比,这意味着土星最大的卫星土卫六等外卫星几乎没有迁移。在这里,我们使用卡西尼号航天器获得的两个独立测量来测量土卫六的轨道膨胀率。我们发现土卫六迁移远离土星在11.3 $\pm$ 2.0厘米/年,对应于Q $\simeq$ 100的土星潮汐品质因数,和大约10 Gyr的迁移时间尺度。这种快速的轨道扩张表明土卫六的形成距离土星很近,并且已经向外迁移到了现在的位置。我们对土卫六和其他五颗卫星的研究结果与共振锁定潮汐理论的预测一致,该理论由行星内部的惯性波激发维持。相关的潮汐膨胀对轨道距离只有微弱的敏感性,这促使人们对土星卫星系统的演化历史进行了修正。共振锁定机制可以在其他系统中运作,例如恒星双星和系外行星系统,它可能允许潮汐耗散发生在比以前认为的更大的轨道间隔。
2020-06-11 astro-ph.EP
Strong tidal energy dissipation in Saturn at Titan's frequency as an explanation for Iapetus orbit
天然卫星系统在太阳系中呈现出多种多样的轨道构型。虽然有些显然是已知过程的结果,但其他一些仍然有很大程度上无法解释的偏心率和倾角值。土卫八的轨道偏心率为3%,轨道平面相对于拉普拉斯平面是倾斜的。另一方面,对土星卫星的天体测量显示出很高的潮汐迁移率,对应于土星中等大小的冰卫星的品质因数Q约为1600。我们展示了如何过去的交叉5:1之间的平均运动共振土卫六和土卫八可能是一个合理的情况下,解释土卫八的轨道。我们已经进行了数值模拟的共振交叉使用N体代码,以及使用平均运动方程。土卫六和土卫八的迁移率跨度很大,是在其局部拉普拉斯平面上以圆形轨道开始的。共振交叉可以触发Iapetus的偏心率和倾角的混沌演化。共振的结果高度依赖于迁移率。当品质因数Q超过2000时,Iapetus在共振中的混沌演化在大多数情况下导致其弹射,而品质因数在100和2000之间的模拟显示出共振后偏心率从0到15%的偏离,并且自由倾角能够达到11度。通常高倾角伴随着高偏心率,但一些模拟显示元素与Iapetus当前的轨道兼容。在土卫六的频率下,品质因数在100到2000之间,会使土卫六和土卫八产生5:1的共振,这会干扰土卫八的离心率和倾角,使其与今天观测到的数值一致。如此快速的潮汐迁移可以避免大约4000万到8亿年前的土卫八被抛出。
2018-09-28 astro-ph.EP
On the tidal environment of an outwardly migrated F-ring
土星F环是一个独特的狭窄环,位于(径向)接近潮汐破坏性的洛希极限的土星水冰。已经完成的重要工作表明它是太阳系中最具活力的地方之一。幸运地形成的聚集体不断地与土星及其附近的卫星普罗米修斯和潘多拉的强大潮汐力作斗争,这些潮汐力的作用是通过引力搅动环物质。行星环也已知径向扩展。因此,由于F环位于主环的边缘,我们研究了向外迁移的F环的影响及其与普罗米修斯的相互作用。随着当地潮汐环境的降低,在通道边缘的颗粒的最大数密度增加。径向速度色散也被观测到低于150米冰质小卫星的典型逃逸速度(<10 cm s^(-1)),此时密度增加,并且在Toomre参数Q<2时引力不稳定。此外,在观察到Q<2的环的位置中,随着环的径向位置增加,看到更多的粒子落在临界Toomre参数以下或接近临界Toomre参数。
2018-04-05 astro-ph.EP
Ring Formation around Giant Planets by Tidal Disruption of a Single Passing Large Kuiper Belt Object
巨行星环的起源仍然难以捉摸。土星环质量巨大,由90-95%的水冰组成。相比之下,质量小得多的天王星和海王星环是黑暗的,可能有更高的岩石分数。在这里,我们调查,第一次,潮汐中断的一个路过的对象,包括随后形成的行星环。首先,我们进行SPH模拟的潮汐破坏的大分化对象($M_{\rm body}=10^{21-23}$),经历近距离接触土星或天王星。我们发现,经过的天体质量的大约$0.1-10$ %被引力捕获在行星周围。然而,这些碎片最初是大块的,并且围绕行星有高度偏心的轨道。然后,我们进行N体模拟,包括行星的扁率,从SPH模拟获得的数据开始。我们的N-体模拟表明,这些大块在接下来的几个轨道上被潮汐摧毁。它们各自的轨道然后开始围绕地球的赤道不连贯地进动,这增强了它们在长期进化中的相遇速度,导致更具破坏性的影响。这些碰撞将削弱它们的偏心率,导致碎片云逐渐坍缩成一个薄的赤道低偏心率环。这些高能撞击预计将是灾难性的,足以产生小粒子。我们的数值计算结果还表明,形成的环的质量大到足以解释目前的环,包括土星和天王星周围的内部规则卫星。在天王星的情况下,一个天体可以更深入行星的洛希极限,从而更有效地捕获岩石物质,而土星的情况下,主要是冰被捕获。因此,我们的结果可以自然地解释土星,天王星和海王星环之间的成分差异。
2016-09-08 astro-ph.EP
Could Jupiter or Saturn Have Ejected a Fifth Giant Planet?
气体原行星盘消散后早期太阳系动力学演化的模型在重建巨行星目前的轨道结构方面取得了广泛的成功。从统计学上讲,一些最成功的动力学演化模拟最初包括一个假设的第五颗巨行星,冰巨星质量,在早期太阳系的不稳定阶段被一颗气体巨星喷射出来。我们调查冰巨人喷射事件的可能性,无论是木星或土星通过目前的轨道所施加的限制,其广泛的分离定期卫星木卫四和土卫八分别。我们表明,行星的遭遇,足以弹出一个冰巨人,往往提供过多的扰动的轨道木卫四和土卫八很难调和的行星弹射事件与当前的轨道卫星。定量地,我们计算的可能性,调和一个经常木星卫星轨道与木卫四的当前轨道后,冰巨星喷射木星的~ 42%,并得出结论,这样一个大的可能性支持的假设,第五个巨行星的存在。对土卫八的类似计算表明,土星喷射出一颗冰巨星并使克罗尼安卫星轨道与土卫八轨道相一致(可能性约为1%)要困难得多,尽管土卫八在其不寻常的轨道上形成的不确定性使这一结果的解释变得复杂。
2015-09-17 astro-ph.EP
Chaotic tides as a solution to the Hyperion problem
本文提出海伯利安的混沌翻滚增强潮汐耗散,并通过反馈机制平衡土卫六迁移引起的共振激发,从而解释其共振轨道,无需精细调节。
2024-02-24 astro-ph.EP
Tidal Dissipation in Giant Planets
本文回顾巨行星内部结构与演化,阐述平衡潮与动力潮的耗散机制,并探讨共振锁定导致卫星潮汐迁移增强的可能性,以解释观测到的迁移速率。
2024-02-08 astro-ph.EP
Multi-scale harmonic model for solar and climate cyclical variation throughout the Holocene based on Jupiter-Saturn tidal frequencies plus the 11-year solar dynamo cycle
自1749年以来的太阳黑子记录由三个主要周期组成(9.98,10.9和11.86年)。边频率与木星和土星的大潮周期(9.93年)和木星的潮汐恒星周期(11.86年)有关。基于上述两个行星潮汐频率和木星和土星行星潮汐相的确切日期,加上理论上推导的10.87年中心周期,简化的谐波成分模型揭示了大约115年,61年和130年的复杂准周期干扰/拍频模式,加上大约983年的准千年大拍频周期。我们发现,在用于重建太阳活动的宇宙起源记录和整个全新世的代理气候记录中发现了等效的同步周期。准长期拍振荡后报合理以及已知的长期低太阳活动在上个千年称为奥尔特,沃尔夫,斯波勒,蒙德和道尔顿极小期,以及17 115年的长期振荡发现在过去2000年的温度重建。千禧年三频拍周期后推相当于12,000年的太阳和气候周期。1900-1920年和1960-1980年的长期太阳极小期,1870-1890年,1940-1950年和1995-2005年的长期太阳极大期,以及20世纪的长期上升趋势被恢复:这种调制趋势与某些太阳代理模型非常一致,与ACRIM TSI卫星复合材料和自1850年以来的全球表面温度调制。该模型预测在2020-2045年期间将出现一个新的延长的太阳极小期,这将是由61年和115年重建周期的极小期产生的。太阳和气候振荡与行星运动有关,而且,它们的时间可以合理地追溯和预测几十年,几个世纪和几千年。Smyth…
2012-03-19 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Accretion of Saturn's Inner Mid-sized Moons from a Massive Primordial Ice Ring
土星的环是岩石贫乏,包含90%-95%的冰质量。作为一个群体,土星的卫星内部,包括特提斯也约90%的冰。土卫三本身的岩石质量小于6%,而其外邻土卫四的岩石质量大于40%。在这里,我们模拟了一个巨大的原始冰丰富的环和卫星的生产环材料传播超过罗氏限制的演变。我们描述的Roche内环的解析模型,并使用N体代码来描述超过Roche极限的材料。我们跟踪的吸积和衍生卫星的相互作用,包括潮汐与行星的相互作用,假设潮汐耗散因子为土星的$Q~10^4$。我们发现,环扭矩和捕获的卫星相互共振产生一个系统的冰丰富的内卫星,向外延伸到大约特提斯的轨道在$10^9$年,即使相对缓慢的轨道膨胀,由于潮汐。由此产生的卫星质量和半长轴分布类似于土卫一、土卫二和土卫三。我们估计的质量岩石交付到卫星的外部彗星撞击在后期重轰炸。我们发现,内卫星接收的岩石质量与它们目前的岩石总含量相当,而土卫四和土卫五接收的岩石数量级低于它们目前的岩石含量。这表明外部污染可能是内卫星岩石的主要来源,土卫四和土卫五是由更多的岩石形成的。再现岩石在当前内卫星中的分布是具有挑战性的,并且似乎需要大的撞击物随机性和/或在初始环中存在一些岩石。
2017-02-14 astro-ph.EP
Accretion of Saturn's mid-sized moons during the viscous spreading of young massive rings: solving the paradox of silicate-poor rings versus silicate-rich moons
土星内部中型卫星(土卫一、土卫二、土卫三、土卫四和土卫五)和土星环的起源一直存在争议。Charnoz等人(2010)提出了最小的内卫星可能是由环边缘的扩张形成的想法,而Salmon等人(2010)表明环最初可能是巨大的,环的前身本身也是如此。人们可能会想知道中等大小的卫星是否也是由巨大的环祖的碎片形成的,正如Canup(2010)所建议的那样。然而,驱动中等大小的卫星吸积从冰的碎片盘的过程还没有被详细研究。特别是,这个过程似乎无法解释中等大小卫星的硅酸盐含量变化(质量从6%到57%)。在这里,我们将探索从一个巨大的富含冰的环(几倍于土卫五的质量)形成大型物体,并描述这个新过程的基本性质和影响。使用混合计算机模型,我们表明,在巨大的冰环吸积可以形成所有中等大小的卫星,从土卫一土卫五。然而,为了解释它们目前的位置,需要土星内部的强烈耗散(Qp<2000)。我们的研究结果是一致的卫星起源绑到环形成至少2.5戈瑞前,无论是兼容的形成并行土星或在后期重轰炸。与高偏心率后增生事件有关的潮汐加热可能诱发早期地质活动。如果环内最初存在一些大块的不规则硅酸盐,那么它们今天应该存在于卫星的核心内,这些核心在被潮汐排出环时(通过异质吸积过程)会吸积冰壳,而那些仍然存在于环中的则被解释为今天土星环的螺旋桨和环卫星(如潘或达夫尼)。
2011-09-15 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors
分层半对流可以在巨行星中运作,可能解释最近从朱诺号观测中推断出的木星中重元素分布的限制,并有助于土星的光度过剩或一些热彗星的异常大半径。这是一种由密度阶梯组成的状态,其中对流层被薄的稳定分层界面分隔开。行星的潮汐耗散效率很大程度上取决于其内部结构。提高我们对驱动这种耗散的机制的理解至关重要,因为它对预测任何行星系的长期演化具有重要意义。在这项工作中,我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时,内波激发的其他机构(如巨行星的卫星)在分层半对流区域。我们发现,潮汐耗散率可以显着增强分层半对流介质相比,均匀对流介质,特别是在天体物理相关的亚惯性频率范围。因此,分层半对流是一个可能的候选人来解释最近在木星和土星上观察到的高潮汐耗散率。
2017-10-27 astro-ph.EP
Accretion of Ornamental Equatorial Ridges on Pan, Atlas and Daphnis
我们探讨的方案,装饰脊土星的卫星潘,阿特拉斯和达夫尼从土星环的材料吸积。当来自增生物质的扭矩不超过通常维持潮汐锁的土星潮汐扭矩时,环物质的复杂形状的脊状隆起应该是可能的。这给出了最大吸积速率和赤道脊生长的最短持续时间的限制。我们探讨的经度分布的山脊增生环材料,最初在圆形轨道上,到一个月球上是一个圆形的,倾斜的或偏心的轨道。如果月球在吸积过程中由于其形状的变化或由于盘边缘表面密度分布允许来自不同初始半长轴的环材料在赤道脊的不同位置撞击月球,则倾斜和叶状脊可以被吸积。我们发现,吸积从一个不对称的差距可能会占一个低气压的阿特拉斯的赤道脊。从轨道偏心率类似于希尔偏心率的不对称间隙中吸积,可能允许多个裂片的吸积,如潘星上所见。两种可能相互关联的情景对观赏性赤道脊的生长是有希望的。月亮穿过光环,缩小了它的间隙,促进了吸积。由于与另一颗卫星的轨道共振,月球的轨道偏心率可能会增加,将其推入其间隙边缘并促进吸积。
2021-01-18 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors - II. Tidal dissipation
最近的朱诺号观测表明,木星中的重元素可能在其大部分气体包层中被稀释,从而在行星的扩展区域提供稳定的成分梯度。这可能会引发分层的半对流,在更普遍的巨行星背景下,这可能解释了土星的光度过剩,并在导致一些热彗星异常大的半径方面发挥了作用。在巨大的行星内部,它可以采取密度阶梯的形式,这是由薄的稳定分层界面分离的对流层。此外,已知潮汐耗散的效率强烈依赖于行星的内部结构。我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时,内波被激发在一个区域的分层半对流的潮汐引力强迫由于其他机构(如卫星在巨大的行星系统,或在热木星系统的恒星)。我们采用了一个本地笛卡尔模型与背景分层的密度剖面进行了强加的潮汐强迫,我们计算的粘性和热耗散率数值。我们发现,潮汐耗散率可以提高分层半对流区域相比,均匀对流介质,后者对应于通常的假设,通过在巨行星内部模型。特别是,分层半对流区域拥有更丰富的共振,允许增强耗散更广泛的潮汐频率。这些结果的细节显着依赖于层状半对流区的结构特性。分层的半对流可以解释在木星和土星上观测到的高潮汐耗散率,这还没有被理论完全解释。需要进一步开展工作,以探索这一机制在全球模型中的效率。
2019-02-13 astro-ph.EP
TOI-1268b: the youngest, hot, Saturn-mass transiting exoplanet
我们报告了TOI-1268 b的发现,这是TESS太空任务中的一颗土星质量行星。TOI-1268 b的年龄小于一个Gyr,是迄今为止已知的最年轻的土星质量行星,并为小样本的年轻行星做出了贡献。它的轨道周期为$P\,=\,8.1577080\pm0.0000044$天,并凌日一颗早期K矮星,质量为$M_\star$ = $ 0.96 \pm 0.04$ $M_{\odot}$,半径为$R_\star$ = $ 0.92 \pm 0.06$ $R_{\odot}$,有效温度为$T_\mathrm{eff}\,=\,5300\pm100$ K,金属丰度为$0.36\pm0.06$ dex。通过将TESS测光与麦克唐纳天文台的Tull摄谱仪以及陶登堡和翁德雷约夫天文台的高分辨率摄谱仪获得的高分辨率光谱相结合,我们测量了行星质量为$M_\mathrm{p}\,=\,96.4 \pm 8.3\,M_{\oplus}$,半径为$R_\mathrm{p}\,=\,9.1 \pm 0.6\,R_{\oplus}$。TOI-1268是研究非膨胀土星质量行星的恒星-行星潮汐相互作用的理想系统。我们使用本文导出的系统参数将行星潮汐品质因子限制在$10^{4.5-5.3}$的范围内。与其他非膨胀的土星质量行星相比,TOI-1268 b是透射光谱研究的最佳候选者之一。
2022-02-23 astro-ph.EP
On the orbital evolution of a giant planet pair embedded in a gaseous disk. I: Jupiter-Saturn configuration
我们进行了一系列的高分辨率($1024\times 1024$)流体动力学模拟研究嵌入气体原恒星盘的木星和土星的轨道演化。我们的工作扩展了Masset & Snellgrove(2001)和Morbidelli & Crida(2007)的经典论文中的结果,探索了不同的表面密度分布($σ$),其中$σ\propto r^{-α}$。研究了两颗行星会聚迁移引起的平均运动共振(MMR)的稳定性。结果表明:(1)木星的潮汐扰动使土星气隙的形成过程大大延迟。这些扰动导致土星向内或向外失控迁移,这取决于圆盘上的密度分布。(2)聚合迁移率随着$α$的增加而增加,并且MMR的类型也取决于$α$。当$0<α<1$时,木星和土星的会聚迁移速度相对较慢,因此它们被困在2:1的MMR中。当$α>4/3$时,土星与木星一起穿过$2:1$ MMR,并被捕获到$3:2$ MMR中。(3)当土星的离心率($e_s$)增加太大时,$3:2$ MMR是不稳定的。临界值是$e_s \sim 0.15$,在该临界值以上将发生不稳定性。我们还观察到在$3:2$ MMR破裂后,两颗行星被困在$2:1$ MMR中。这一过程可能为太阳系中木星和土星之间轨道构型的形成提供有用的信息。
2010-03-15 astro-ph.EP
The large obliquity of Saturn explained by the fast migration of Titan
行星的倾斜度是其赤道和轨道平面之间的倾斜度。预计巨行星的形成几乎是零。因此,在土星形成后,一定有某种动力机制使它倾斜到了目前的26.7°。这一事件传统上被认为发生在4个多亿年前的行星迁移后期,因为土星的自旋轴进动和海王星的节点轨道进动模式之间的共振交叉。在这里,我们表明Lainey等人(2020)测量的土卫六的快速潮汐迁移与这种情况不相容,并且它为土星目前的潮汐提供了新的解释。土卫六的一次重大迁移将阻止任何早期的共振,使之前对土星倾斜所设定的晚期行星迁移的限制失效。相反,我们认为共振是最近遇到的,大约1 Gyr前,迫使土星的倾斜度从一个小值(可能小于3°)增加到目前的状态。这种情况表明,土星的标准化极转动惯量位于0.224和0.237之间。我们的发现为土星,木星以及可能的巨型系外行星在多个系统中的自旋轴演化带来了一个新的范例,其中,行星不是一劳永逸的,而是由于其卫星的迁移而不断演化。
2021-10-08 astro-ph.EP
Warm Sub-Saturns Orbiting Single Stars Are Spin-Orbit Aligned
Indiana University(印第安纳大学)
本研究发现单星旁的暖次土星自旋-轨道多对齐,与热次土星的错位特征形成3.2σ差异,验证了高偏心率迁移是单星系统自旋-轨道错位的成因,并预测了其他质量区间类热木星的错位转变位置。
2026-08-03 astro-ph.EP
Ring formation around giant planets by tidal disruption of a single passing large Kuiper belt object II: The dynamical fate of tidal fragments
ELSI(地球生命起源研究所以)
本文通过直接N体模拟研究了潮汐捕获碎片的动态路径和命运,探讨了轨道倾角和近心距对环形成的影响,发现低至中等倾角下可形成环,而高倾角下碎片会坠向行星。
2026-04-11 astro-ph.EP
Early Evidence for Polar Orbits of Sub-Saturns Around Hot Stars
本研究通过WIYN/NEID观测确认热恒星TOI-1135周围的亚土星TOI-1135 b呈近极轨道,结合文献数据发现亚土星与热木星的倾角分布存在显著差异,表明极向偏好可能延伸至Kraft断裂以上,支持长期共振穿越机制。
2025-10-23 astro-ph.EP
Tidal evolution of close-in exoplanets in co-orbital configurations
在本文中,我们研究了一对共轨行星的行为,这对行星都在同一平面上绕着一颗中心恒星运行,并经历潮汐相互作用。我们的目标是调查最终的轨道配置的行星,最初参与1/1平均运动共振(MMR),经过长期的潮汐演化。这项研究是在纯粹的数值模拟的形式占重力和潮汐力的精确运动方程。得到的结果表明,至少对于质量相等的行星,共振和潮汐相互作用的综合效应引起系统的轨道不稳定性,往往导致行星之间的碰撞。我们首先讨论的情况下,两个热的超级地球行星,其轨道动力学可以很容易地理解在我们的半解析模型的1/1 MMR的框架。由两个热土星行星组成的系统也进行了简要的讨论。
2013-06-18 astro-ph.EP
Conditions for radiative zones in the molecular hydrogen envelope of Jupiter and Saturn: The role of alkali metals
本研究通过计算木星和土星分子氢包层最新的辐射不透明度表,发现大气中K、Na和NaH的存在控制着千巴级辐射区的形成,且形成该辐射区所需的K和Na元素丰度须分别低于太阳丰度的约$10^{-3}$和$10^{-4}$倍。
2025-01-07 astro-ph.EP
Melting the core of giant planets: impact on tidal dissipation
巨行星被认为拥有中央致密的岩石/冰核,这是其形成的核心吸积情景的关键演员。与此同时,它们的一些组分在巨行星中心区域的温度和压力制度中是不稳定的,只有从头算EOS计算才能解决物质状态的问题。在这个框架内,一些工作表明,必须考虑到包层中核心材料的侵蚀和重新分布。因此,这些复杂的机制可能会深刻地改变巨行星的内部,木星和土星已经获得了强烈的潮汐耗散的特征。解释这种耗散的最佳候选者是中央致密核中的粘弹性耗散和流体对流包络中作用于潮汐惯性波的湍流摩擦。在这项工作中,我们研究的后果可能熔化的中心区域的效率,这些机制。
2015-10-19 astro-ph.EP
Spin-driven tidal pumping: Tidally driven changes in planetary spin coupled with secular interactions between planets
在多行星系统中,潮汐作用于内行星会显著影响整个系统的轨道演化。虽然潮汐通常会抑制偏心率,但Correia等人(2012年)发现的一种新机制往往会由于潮汐对内行星旋转的影响而提高偏心率。我们的自旋驱动潮汐(SDT)效应的分析描述表明,虽然内行星的偏心率进行泵送,该过程更完整地描述了动力系统的两个本征模之间的强度交换。我们的分析可以推导出两个行星共面系统的SDT效应可以逆转潮汐阻尼的标准,并可能排除效果的显着现实系统。对于Correia等人量化的特定情况,这种影响很强,因为采用了大的潮汐时间滞后,这可能不适合假设的类土星内行星。另一方面,任何给定行星在奇异环境中的有效Q值都是非常不确定的,因此SDT效应可能在行星演化中发挥作用。
2013-09-24 astro-ph.EP
Secular Resonance Between Iapetus and the Giant Planets
利用数值积分,我们发现土星的卫星土卫八的轨道偏心率经历了突出的多万年振荡。我们确定负责的共振参数是$\varpi-\varpi_{g5}+Ω-Ω_{eq}$,与条款是近心点的土卫八和行星长期模式$g_5$,土卫八的经度的节点和土星的春分点。我们发现,这一论点目前(在一个$10^7$ ~yr的时间尺度)似乎以一个非常大的振幅振动。在较长的时间尺度上,这个共振角的行为强烈地依赖于土星自转轴和行星模式$f_8$之间的共振相互作用,如果土星的春分点相对于$f_8$本征模式的节点振动,长期的长期共振是可能的。我们提出了分析估计的依赖关系的共振参数的轨道要素的土卫八。我们发现,这Iapetus- $g_5$长期共振可能已经建立后,Iapetus通过5:1的平均运动共振与土卫六,可能在最后Gyr。使用数值模拟,我们表明,捕获到长期共振似乎是一个低概率事件。虽然Iapetus- $g_5$长期共振可能有助于我们对土星系统过去的动力学提出新的约束,但土星旋转轴动力学和土卫六潮汐演化速率的不确定性使得不可能对共振的寿命和起源做出任何确定的结论。
2018-09-24 astro-ph.EP
WASP-20b and WASP-28b: a hot Saturn and a hot Jupiter in near-aligned orbits around solar-type stars
我们报告了行星WASP-20 b和WASP-28 b的发现,以及它们在天空投影的轨道高度的测量结果。WASP-20 b是一颗膨胀的土星质量行星(0.31 $M_{\rm Jup}$ ; 1.46 $R_{\rm Jup}$),在一个4.9天的近对齐($λ= 8.1 \pm 3.6^\circ$)轨道上围绕CD-24 102($V$ =10.7; F9)运行。WASP-28 b是一颗膨胀的行星(0.91 $M_{\rm Jup}$ ; 1.21 $R_{\rm Jup}$),以3.4天的近对齐($λ= 8 \pm 18^\circ$)轨道围绕一颗$V$ =12,F8恒星运行。作为中等质量的行星,它们在较短的轨道上围绕着年老的冷恒星(WASP-20的$7^{+2}_{-1}$ Gyr和WASP-28的$5^{+3}_{-2}$ Gyr;两者的$T_{\rm eff}$都小于6250 K),它们的轨道排列符合这样的假设,即靠近的巨行星被随机排列成偏心轨道,然后通过潮汐耗散被圆化并与它们的恒星自旋对齐。
2014-02-07 astro-ph.EP
Dynamical Tides during High-Eccentricity Migration produces the Hot Jupiter Pile-up, Neptune Ridge, and Neptune Desert
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森天体物理中心)
通过流体动力学模拟,研究高偏心率迁移中基模潮汐激发对气态行星轨道圆化和质量损失的影响,解释了热木星堆积、海王星脊和海王星沙漠的形成机制。
2026-08-26 astro-ph.EP
Linking Europa's plume activity to tides, tectonics, and liquid water
木卫二冰表面上保存的大部分地质活动都归因于潮汐变形,主要是由于木卫二的偏心轨道。虽然表面是地质年轻(30 - 80万年),有一点信息,潮汐驱动的表面过程是否正在进行。然而,最近在木卫二南极附近探测到的水蒸气表明,它可能是地质活跃的。最初的观测表明,木卫二的羽状喷发是随时间变化的,可能与其潮汐周期有关。土星的卫星,土卫二,与木卫二有许多相似的特征,显示出潮汐调制的羽状喷发,这支持了这一解释。然而,在木卫二的轨道上同时进行的额外观测未能产生羽流探测,对潮汐控制假说产生怀疑。本研究的目的是分析木卫二的潮汐周期范围内的羽流喷发的时间,以确定是否存在这样的联系,并检查推断的相似性和差异羽流活动的木卫二和土卫二。
2015-02-24 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
Catching a planet: A tidal capture origin for the exomoon candidate Kepler 1625b I
在开普勒1625中发现了一颗海王星大小的卫星(尚未得到证实),它围绕着一颗质量约为3.2亿美元的行星,这对该系统的形成提出了有趣的限制。特别是,月球围绕行星的相对较宽的轨道,大约40个行星半径,很难与行星形成理论相一致。我们证明,所观察到的系统的特性可以解释从潮汐捕获的年轻系统中的一颗二级行星。在潮汐循环的快速阶段之后,月球轨道最初比40个行星半径紧密得多,随后由于行星自转与轨道的潮汐同步而逐渐加宽,导致同步行星-月球系统。有趣的是,在我们的场景中,被捕获的物体最初是一颗类似海王星的行星,被捕获后变成了一颗卫星。
2018-11-24 astro-ph.EP
Enceladus's Tidal Heating
本研究从第一性原理推导土卫二的潮汐响应,计算其天平动幅度和潮汐加热率,为极限环理论提供支持,并解释土卫二的高亮度和破裂冰壳现象。
2025-03-03 astro-ph.EP
Gravitational atmospheric tides as a probe of Titan's interior: Application to Dragonfly
内容:土星巨大的引力预计会在土卫六的大气中引起潮汐,在土卫六的轨道上产生表面压力变化,并在对流层产生潮汐风。未来的蜻蜓任务可以分析这种奇异的气象现象。目的:我们分析了土星潮汐对土卫六大气层和内部的影响,以确定蜻蜓的压力测量如何限制土卫六的内部。研究方法:我们用分析计算和三维全球气候模型(IPSL-Titan GCM)模拟大气潮汐,包括内部的潮汐响应。结果:我们预测土卫六内部的勒夫数为1 + Re(k2 - h2)~ 0.02-0.1,Im(k2 - h2)< 0.04。土卫六内部的变形因此会强烈地削弱重力大气潮汐,产生一个只有~ 5 Pa的残余表面压力振幅,相移为5-20小时。潮汐风非常弱,在对流层低层大约为3*10^-4 m/s。最后,来自Dragonfly数据的约束可以允许以约0.01-0.03的精度估计k2 - h2的实部和虚部。结论:蜻蜓号在整个任务期间对压力变化的测量可以对泰坦冰壳的厚度提供有价值的限制,并通过地球物理模型,其热通量和泰坦内部海洋的密度。
2021-11-03 astro-ph.EP
Hydrodynamical modelling of tidal dissipation in gas giant planets at the time of space missions
本文基于Juno与Cassini提供的木星最新内部结构模型,通过考虑黏性、热和化学扩散的二维线性重力-惯性波模拟,研究木星内部潮汐波传播、耗散及潮汐力矩特性。
2023-10-02 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Quantification of Tides in Giant Planets from Observations
IMCCE, Observatoire de Paris, PSL Research University, Sorbonne Université, CNRS, Univ. Lille(IMCCE,巴黎天文台,PSL研究大学,索邦大学,CNRS,里尔大学);Dipartimento di Ingegneria Industriale, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna(工业工程系,博洛尼亚大学);Institut Polytechnique des Sciences Avancées IPSA(高级科学理工学院);Observatoire de la Côte d’Azur, UniCA, Laboratoire Lagrange CNRS UMR 7293(蔚蓝海岸天文台,尼斯大学,拉格朗日实验室)
本文通过卡西尼探测器的数据,量化了巨行星的潮汐效应,并探讨了其对太阳系及其他行星系统的影响。
2026-03-02 astro-ph.EP
The tidal quality of the hot Jupiter WASP-12b
WASP-12 b在热彗星类行星中脱颖而出,因为观测到的快速轨道衰减归因于潮汐耗散。轨道周期的测量速率为$\stackrel{\bf\centerdot}{\textstyle{P}}_{\rm orb}\,=\,-\,29\pm3\;\mbox{ms/yr}\;$ = $\;(9.2\pm1.0)\times10^{-10}\;\mbox{s/s}$。在迄今为止的文献中,所有试图解释这种高速率的尝试都是基于这样的假设,即轨道演化是由恒星中的潮汐主导的。由于黄矮星的修正潮汐品质因数不足以保证这样的衰变率,因此提出了一个假设,即该恒星可能实际上是一颗亚巨星。利用盖亚任务的最新数据,我们推断,WASP-12 a在$1.36\,{M_{Sun}}$是一个正在发展的矮星,处于关闭后演化的早期阶段,其核心尚未耗尽氢。它在色星等图中的不起眼的位置,以及围绕着类似质量的红巨星运行的近距离行星的存在,与由于结构内部变化导致潮汐质量突然提升的假设相矛盾。另一方面,以前的研究忽略了行星中的潮汐耗散,假设它是可以忽略不计的,因为它的旋转可能是同步的,而且假定的品质因数很高。我们根据最近木星和土星的天体测量结果,对这一假设进行了批判性的重新评估。假设WASP-12 b的结构与我们的木星和土星相似,我们发现观测到的轨道衰减很好地解释了行星的潮汐。这颗行星修正后的品质因数的估计值几乎与我们的木星完全一致。
2022-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The surface signature of the tidal dissipation of the core in a two-layer planet
潮汐耗散与内部结构直接相关,是驱动系统演化和控制其结构的关键物理机制之一。因此,需要对其幅度进行稳健的评估,以预测自旋和轨道及其最终状态的演化时间。本文的目的是改进目前巨行星中心稠密区滞弹性潮汐耗散的模型,一般认为中心稠密区保留了大量的重元素,它们构成耗散的重要来源。上一篇论文通过潮汐品质因数Qc评估了静态流体包络对岩心潮汐变形和相关滞弹性潮汐耗散的影响。我们在这里研究其影响相应的有效滞弹性潮汐耗散,通过有效的潮汐品质因数Qp。我们表明,这种机制的强度主要取决于质量浓度。在木星和土星类行星的情况下,它可以增加它们的有效潮汐耗散,分别约为2.4和2倍。特别是,与先前配方的结果相比,与观察结果相容的流变学范围扩大了。本文在不作一般假设的情况下,导出了一个改进的用岩芯潮汐耗散因子Qc表示的潮汐有效因子Qp的表达式。当应用于巨行星时,这里得到的公式可以更好地匹配两层模型的弹性核的潮汐耗散和观测。
2014-09-29 astro-ph.EP
WASP-147b, 160Bb, 164b and 165b: two hot Saturns and two Jupiters, including two planets with metal-rich hosts
我们报告了在WASP调查中发现的四个凌日热彗星,WASP-147,WASP-160 B,WASP-164和WASP-165。WASP-147 b是一个半径为$ 1.11 \, R_{J}$的近土星质量($M_P = 0.28 M_{J}$)天体,围绕一颗周期为$ 4.6 $ d的G4恒星运行。WASP-160 Bb的质量和半径($ M_p = 0.28 \, M_J $,$ R_p = 1.09 \, R_J$)与WASP-147 b几乎相同,但辐射较少,轨道是一颗富金属([Fe/H] = 0.27)K 0恒星,周期为$3.8$ d。WASP-160 B是一个质量接近相等的可见双星的一部分,天空距离为28.5角秒。WASP-164 b是一颗质量更大的热木星($M_P = 2.13 \, M_J$,$R_p = 1.13 \, R_J$),在一个近距离($P=1.8$ d)但潮汐稳定的轨道上绕着一颗G2恒星运行。WASP-165 b是一颗典型的热木星($M_p = 0.66 \, M_J$,$R_P = 1.26 \, R_J$),其轨道为$3.5$ ~d周期,围绕一颗富金属([Fe/H] = 0.33)恒星运行。WASP-147 b和WASP-160 Bb是通过透射光谱进行大气表征的有前途的目标,而WASP-164 b是发射光谱的良好目标。
2018-11-27 astro-ph.EP
Tidal dissipation in stably stratified and semi-convective regions of rotating giant planets: incorporating Coriolis forces
本研究建立纳入科里奥利力的球形布西涅斯克模型,发现旋转巨行星的稳定分层流体核可显著增强惯性波与重惯性波的潮汐耗散,足以解释土星卫星迁移率,对系外巨行星潮汐演化也有重要意义。
2023-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Dawes Review. The tidal downsizing hypothesis of planet formation
潮汐缩减是柯伊伯(1951)关于行星形成的理论的现代版本。自引力盘,气体碎片,尘埃颗粒动力学和行星演化计算的详细模拟总结在这里,并用于建立一个预测的行星形成模型和人口合成。一个新的解释外行星和碎片盘数据,太阳系的起源,行星和褐矮星之间的联系提供。这种解释与当前的观测和核心吸积理论的预测形成对比。观察,可以区分这两种情况下指出。特别是,潮汐缩小预测碎片盘,亚海王星质量行星,行星质量大于$\sim 5$ ~木星质量和褐矮星的存在不应该与主机的金属丰度强烈相关。对于$\sim$土星到几个木星质量的气体巨星,一个强的宿主恒星金属丰度相关性预测只有向内的几个AU从主机。预测大块核的成分主要是岩石而不是冰。由潮汐缩小形成的碎片盘与由地核吸积形成的碎片盘在诞生时是不同的:它们的最内侧边缘总是大于约1 au,总质量较小,通常处于动态激发态。有人认为,行星形成在令人惊讶的年轻或非常动态的系统,如HL头和开普勒-444可能是一个签名的潮汐缩小。开放的问题和潜在的弱点的假设指出。
2016-09-23 astro-ph.EP
Outward Migration of Jupiter and Saturn in Evolved Gaseous Disks
在演化的太阳星云模型的背景下,研究了一对共振轨道行星的向外迁移,这对行星是由潮汐与以气体为主的盘的相互作用驱动的。行星的质量M1和M2与木星和土星的质量相当。在二维和三维的流体动力学计算被用来量化的迁移率和分析的条件下,向外迁移机制可能会运作。行星被认为是在1 e6年之后和3e 6年之前完全形成的。然后计算行星在演化盘中的轨道演化,直到盘中的气体完全消散。在适当的盘粘性和温度条件下,3:2平均运动共振中的轨道锁定可能导致向外迁移。然而,共振锁定不一定导致向外迁移。例如,如果会聚迁移导致锁定在2:1的平均运动共振中,则情况就是这样,因为形成后的磁盘条件似乎表明。行星上气体的吸积可能会通过提高质量比M2/M1和/或通过降低朝向恒星的吸积速率而使向外迁移机制失效,从而耗尽内部盘。对于被锁定在3:2平均运动共振中的迁移行星,当它决定圆盘的热平衡时,有取决于圆盘粘性和恒星辐射的失速半径。锁定在3:2轨道共振的行星,从1-2天文单位开始向外移动,只有在有利的条件下才可能达到5天文单位以上。然而,在探索的磁盘参数空间内,只有一小部分-不到百分之几-的模型预测内部行星超过4 AU。
2012-09-10 astro-ph.EP
Differing Enceladean ocean circulation and ice shell geometries driven by tidal heating in the ice versus the core
土卫二是土星的一颗小卫星,在土卫二的冰壳下,一个由液态水组成的全球海洋通过冰缝向太空喷出间歇泉般的水柱,使其成为研究可居住性和寻找地外生命的一个有吸引力的地方。土卫二上海洋的存在被归因于与潮汐力变形相关的耗散过程中产生的热量。然而,目前还不清楚这些热量主要是在其冰壳还是硅酸盐核心中产生的。如果我们要解开海洋环流和示踪剂运输的模式,这将影响土卫二的可居住性和我们解释任何可居住性和/或生命的假定证据的能力,那么解决这个问题至关重要。使用一个非流体静力学的海洋环流模型,我们描述和对比不同的环流模式和隐含的冰壳的几何形状,预期作为一个结果,在冰壳加热以上,并在土卫二的海洋层下面的核心加热。如果热量主要是在硅酸盐核心产生的,我们将预测赤道处的熔化速率会增加。相比之下,如果热量主要是在冰壳中产生的,我们将推断出与卡西尼号任务观测一致的极向变薄的冰几何形状。
2020-08-09 astro-ph.EP
Dynamical tides in Jupiter and the role of interior structure
上下文朱诺号航天器获得了高度精确的潮汐勒夫数,这对木星的潮汐响应和内部结构提供了重要的约束。目的。为了利用这些观测结果,有必要开发一种方法来精确计算木星的潮汐响应,并研究内部结构的作用。方法.本文用拟谱方法直接求解可压缩、自引力、旋转、粘性流体的线性化潮汐方程。充分考虑了科里奥利力,但忽略了离心力的影响。对于给定的行星内部模型,我们可以同时得到潮汐勒夫数的实部和虚部。结果我们计算了三个简单的木星内部模型的潮汐响应,其中可能包含一个紧凑的刚性核心或扩展的稀释核心。我们考虑的所有模型都能解释动力潮汐引起的部分修正$Δk_{22}\approx -4\%$,但都难以调和观测到的高度数潮汐Love数的$Δk_{42}\approx -11\%$。我们表明,科里奥利力显着修改重力模式在一个扩展的稀释核心在潮汐频率相关的伽利略卫星。我们证明,在外部区域的薄稳定层,如果存在的话,也会影响木星的潮汐响应。
2023-02-14 astro-ph.EP
Tidal Truncation of Circumplanetary Discs
我们分析了环行星圆盘的一些性质。通过这些圆盘的气流可能为气体巨行星提供大部分质量,这些圆盘可能是形成规则卫星的场所。我们将这些圆盘模拟为受中心恒星潮汐力影响的吸积盘。来自恒星的潮汐力矩移除了靠近盘外缘的盘角动量,并允许吸积盘气体以适合稳定吸积的速率失去角动量。在周期性弹道轨道交叉的半径附近,行星圆盘被截断,圆盘上的潮汐力很强。对于行星希尔半径r_H,该半径出现在大约0.4 r_H处。在金牛座T盘吸积阶段,盘体相当厚,长宽比H/r > 0.2,盘体边缘在~ H ~ 0.1rH范围内逐渐变细。对于一个圆形或稍微偏心的轨道行星,在圆盘的主体内没有明显的共振。然而,潮汐驱动的波涉及共振在截断盘,特别是当它是相当厚的发挥重要作用。我们使用一维的时间相关和稳态模型,也是二维SPH模拟的光盘结构。环行星盘的结构取决于盘湍流粘度随半径的变化,对吸积气体的角分布不敏感。死区可能出现在环行星盘内,并导致密度结构。如果整个圆盘都是湍流的,那么在木星和土星卫星附近的圆盘结构是平滑的,没有明显的特征有利于它们在当前位置形成。
2010-12-18 astro-ph.EP
Tidal disruption of satellites and formation of narrow rings
在本文中,我们调查狭窄的行星环的形成,如天王星和土星周围发现通过潮汐破坏的弱,引力约束的卫星,迁移在其罗氏极限。使用$N$体模拟,我们研究了放置在圆形轨道上的碎石堆在不同距离的中央行星的行为。我们认为,均质卫星和分化机构包含一个更密集的核心。我们表明,罗氏极限的碎石堆是更接近地球比一个流体的平均密度相同。一个分异天体的洛希极限也比一个平均密度相同的同质卫星更接近行星。在洛希极限内,同质卫星完全分裂,形成一个狭窄的环。破裂的初始阶段类似于粘性流体椭球的演化,可以半解析地计算。另一方面,当一个分化的卫星只是在洛希极限内,只有地幔被破坏。这个过程类似于交互作用双星中的洛希瓣溢出,并在残留卫星的两侧产生两个狭窄的环。我们认为,天王星环,可能是他们的牧羊人卫星,可能已经形成了通过潮汐破坏的一些原月亮内形成的天王星的共转半径和迁移缓慢向内作为潮汐相互作用的结果与行星。
2012-06-12 astro-ph.EP
Unravelling tidal dissipation in gaseous giant planets
行星内部的潮汐耗散是驱动恒星-行星和行星-月球系统演化的关键物理机制之一。新的约束条件,现在都获得了太阳系和系外行星系统。行星中的潮汐耗散与其内部结构有着内在的联系。特别是,流体和固体层的行为不同的潮汐强迫。因此,必须对它们各自的消能水库进行比较。在这封信中,我们分别计算了潜在的致密岩石/冰核和对流流体包层的气态巨行星的贡献,作为核心大小和质量的函数。然后,我们比较相关的耗散水库,通过评估频率平均值的爱数$k^2_2$的虚部在每个区域。在木星和类土星行星的情况下,我们表明,在核心的粘弹性耗散可以占主导地位的湍流摩擦作用于潮汐惯性波的信封。然而,流体耗散将是不可忽略的。这表明,有必要建立完整的潮汐耗散在行星内部从他们的深内部到他们的表面没有任何任意的先验模型。
2014-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Neptunian ridge as a natural outcome of high-eccentricity tidal migration
Observatoire Astronomique de l’Université de Genève(日内瓦大学天文台);University of Warwick(华威大学);Universidade de Coimbra(科英布拉大学);Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
通过高偏心率潮汐迁移模型,解释了海王星沙漠-稀树草原过渡带中行星过密区(海王星脊)的形成机制。
2026-05-20 astro-ph.EP
From Tides to Currents: Unraveling the Mechanism That Powers WASP-107b's Internal Heat Flux
针对WASP-107b内部热流机制,提出欧姆耗散(大气纬向流与磁场相互作用)替代潮汐加热,解释其膨胀半径与异常内部熵。
2025-05-02 astro-ph.EP
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
Discovery and characterization of a dense sub-Saturn TOI-6651b
本文利用 PARAS-2 和 TESS 数据发现并表征致密亚土星 TOI-6651b,其高密度、富金属宿主星及位于海王星沙漠边缘的特性挑战了传统行星形成理论,提示并合或潮汐加热导致大气损失等形成机制。
2024-08-30 astro-ph.EP
A Perfect Tidal Storm: HD 104067 Planetary Architecture Creating an Incandescent World
本研究通过视向速度和TESS观测在HD 104067系统中发现两颗新行星,结合动力学分析证实外层行星激发内层类地行星偏心率,引发潮汐风暴使其表面温度可达约2600K。
2024-04-15 astro-ph.EP