Puffed-up Edges of Planet-opened Gaps in Protoplanetary Disks. II. The Role of the Planet's Orbital Eccentricity
Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics(中央研究院天文及天文物理研究所);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学汤川研究所)
研究行星轨道偏心率对原行星盘气体和尘埃结构的影响,采用三维多流体流体动力学模拟,发现偏心行星能增强间隙边缘尘埃膨胀、使间隙对尘埃更泄漏、让尘埃环变大变宽,对行星形成理论和相关观测有重要意义。
2026-07-08 astro-ph.EP
On the Interaction between a Protoplanetary Disk and a Planet in an Eccentric Orbit: Application of Dynamical Friction
我们提出了一种新的分析方法,盘行星的相互作用,是特别有用的行星偏心率大于磁盘的纵横比。我们利用动力摩擦公式计算行星盘对行星的作用力,并将该作用力在行星周期内平均。由此产生的迁移和偏心阻尼时标同意非常好,与以前的作品中,行星偏心率是适度大于磁盘的纵横比。这种方法的优点是,它是可能的,适用于任意大偏心率的制定。我们已经发现,在高度偏心的行星的情况下,轨道演化的时间尺度在很大程度上取决于所采用的盘模型。我们讨论了我们的结果可能的含义的理论行星形成。
2011-06-02 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
The Exoplanet Eccentricity Distribution from Kepler Planet Candidates
根据径向速度测量,系外行星的偏心率分布与圆形轨道的偏差超过0.1天文单位。对于径向速度技术最为敏感的大型行星,情况尤其如此。行星轨道的偏心率可以对凌日概率和随后的凌日调查的行星产量产生很大的影响。开普勒任务是第一次对周期空间进行足够深入的探测,以便通过凌日持续时间的变化来观察这种影响。我们使用开普勒行星候选人表明,偏心率分布是一致的,从径向速度调查的高度置信度。我们进一步表明,开普勒候选人的平均偏心率随着行星尺寸的减小而减小,这表明较小的行星优先在低偏心率轨道上发现。
2012-07-02 astro-ph.EP
The destruction of inner planetary systems during high-eccentricity migration of gas giants
热彗星是巨大的行星,其轨道是一个天文单位的百分之几。它们不与低质量的近距离行星共享系统,尽管后者非常常见。有两种热行星的迁移通道被提出:通过原行星气体盘或通过高偏心行星的潮汐循环。我们发现,将成为热彗星的高偏心巨行星清除了系统中任何低质量的内行星,解释了观测到的热彗星缺乏这样的同伴。这种相互作用的一个不太常见的结果是,巨行星被内行星抛射出去。此外,这种相互作用可以在半长轴$<1$ AU的中高偏心率上植入巨行星,这是一个难以填充的区域。我们的工作支持了这样一个假设,即大多数热彗星在高离心率阶段之后到达它们当前的轨道,可能是由其他行星或恒星同伴激发的。
2015-06-04 astro-ph.EP
On Eccentric Protoplanetary Disks I -- How Eccentric are Planet-Perturbed Disks?
Clemson University(克莱姆森大学)
研究通过二维模拟揭示行星扰动下盘的偏心性形成机制,并提出偏心率与参数的关系式,为观测偏心盘提供理论基础。
2026-02-18 astro-ph.EP
Formation of terrestrial planets in eccentric and inclined giant planet systems
最近几年,已经有关于巨行星的行星轨道相互倾斜的证据。本文旨在研究偏心和倾斜的大质量巨行星对类地行星形成过程的影响,并探讨它是否可能导致倾斜的类地行星的存在。我们对偏心和倾斜巨行星系统中的行星吸积晚期进行了126次模拟。在II型迁移和行星-行星散射的共同作用下,巨行星系统的物理和轨道参数来自于三颗巨行星在气体盘后期阶段的n体模拟。十四两个和三个行星的配置已被选定,与多样化的质量,半长轴(共振配置或不),偏心率和倾角(包括共面系统)在分散的气体盘。然后,我们跟踪了这些系统与由星子和胚胎组成的内盘的引力相互作用(每个系统9次运行),详细研究了形成的类地行星的最终配置。虽然共面巨行星系统中有几颗类地行星,一般都和地球一样大,并且主要在低偏心率和低倾角的轨道上,但在具有相互倾斜的巨行星系统中形成的类地行星通常数量较少,质量较小(<0.5 M_{\Earth}),并且具有更大的偏心率和倾角。这项工作表明,通过经典吸积理论,即使在脱离盘相的共面巨行星系统中,类地行星也可以在稳定的倾斜轨道上形成。
2018-02-01 astro-ph.EP
Truly eccentric. I. Revisiting eight single-eccentric planetary systems
我们根据最近发布的大型数据档案和新的分析技术,研究了八个已知的单偏心行星系。对于其中四个系统(HD 7449,HD 65216,HD 89744,HD 92788),我们发现了额外的长周期伴星的证据。HD 65216 c是一颗类似木星的天体,周期为14.7年,周期为$e=0.18$,m sin $i$为2 M_Jup,而其余的候选伴星则在尚未完成的轨道上运行。我们的研究结果强调了当新数据可用时重新审视已知系外行星系统分析的重要性,特别是考虑到采样数据不佳以前可能导致检测到“假阳性”单个偏心行星的可能性,当有问题的系统实际上包含两个(或更多)近圆形轨道行星时。
2019-01-24 astro-ph.EP
Forever alone? Testing single eccentric planetary systems for multiple companions
确定太阳系外行星的轨道偏心率对于了解该系统的动力学环境和历史至关重要。然而,由于观测采样差、信噪比低和/或与其他行星信号的简并性,离心率通常很难确定或完全被错误描述。一些先前被认为包含一颗中等偏心率行星的系统,在进一步的监测之后,已经显示出在近圆形轨道上有两颗行星。我们调查了已发表的明显的单行星系统,看看现有的数据是否可以更好地拟合两个较低偏心率的行星。我们确定了九个有前途的候选系统,并进行详细的动力学测试,以确认潜在的新的多行星系统的稳定性。最后,我们比较了单行星和双行星场景的预期轨道,以更好地为这些有趣系统的未来观测提供信息。
2013-07-04 astro-ph.EP
Five Long-period Extrasolar Planets in Eccentric orbits from the Magellan Planet Search Program
麦哲伦速度巡天发现了五颗围绕G和K矮星运行的新行星。这些伴星是木星质量的行星,在偏心(e \geq 0.24)的中长期轨道上运行。HD 86226b围绕着一颗金属丰度为G2的矮星。行星的MP sin i质量为1.5 MJUP,半长轴为2.6 AU,离心率为0.73。HD 129445b围绕着一颗富含金属的G6矮星运行。该行星的最小质量为MP sin i =1.6 MJUP,半长轴为2.9 AU,离心率为0.70。HD 164604b围绕一颗K2矮星运行。MP sin i质量为2.7 MJUP,半长轴为1.3 AU,偏心率为0.24。HD 175167b是一颗富含金属的G5恒星。MP sin i质量为7.8 MJUP,半长轴为2.4 AU,偏心率为0.54。HD 152079b围绕一颗G6矮星运行。行星的MP sin i质量为3 MJUP,半长轴为3.2 AU,离心率为0.60。
2010-01-26 astro-ph.EP
A Criterion for the Onset of Chaos in Systems of Two Eccentric Planets
我们推导出一个标准的混沌系统的两个大规模的,偏心的,共面行星。给定行星的质量和距离,该标准预测了触发混沌的临界偏心率。混沌发生在平均运动共振重叠的地方,如Wisdom(1980)的开创性工作。但是,鉴于智慧只考虑了近圆形的行星,因此只研究了一阶共振,我们通过研究所有阶的共振,将他的结果扩展到任意偏心的行星(直到交叉轨道)。因此,我们得到了临界偏心率的简单表达式。我们首先在一颗行星存在的情况下对一个测试粒子做了这一点,然后基于对哈密顿量的新近似(Hadden,准备中)推广到两个大质量行星的情况。然后,我们确认我们的结果与详细的数值模拟。最后,我们将探讨混沌双行星系统最终导致行星碰撞的程度。
2018-08-09 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
Orbital Dynamics of Multi-Planet Systems with Eccentricity Diversity
由于系外行星是使用径向速度方法探测到的,它们揭示了轨道配置的多样性分布。其中包括在高偏心轨道(e > 0.5)的行星。这些系统中的大多数由一颗行星组成,但也有几颗被发现在近圆形轨道上包含一颗周期较长的行星。在这里,我们使用最新的开普勒轨道解决方案,以调查四个已知的系统,表现出这种极端的偏心率的多样性; HD 37605,HD 74156,HD 163607和HD 168443。我们将限制在这些系统中的径向速度残差的基础上存在额外的行星。我们表明,在每个系统中的两个已知的行星交换角动量,通过长期振荡的偏心率。我们计算了这些偏心振荡和相关的近星点岁差的振幅和时标。我们进一步证明了相互轨道倾角对高频偏心振荡幅度的影响。最后,我们讨论了这些振荡的背景下,可能的起源方案不等的偏心率的影响。
2014-02-08 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
Secular evolution of eccentricity in protoplanetary discs with gap-opening planets
我们探讨的偏心率的吸积盘扰动嵌入的行星,其质量足以打开一个大的差距在光盘的演变。讨论了偏心圆盘轨道平均运动的各种表示方法。我们描述的线性不稳定性,导致偏心率的增长,通过流体动力学模拟。我们数值恢复已知的结果,偏心率增长的磁盘是可能的行星-恒星质量比超过0.003。对于大于这个阈值的质量比,来自模拟的进动率和增长率,以及偏心模式的形状,比较以及偏心盘的线性理论的预测。我们研究的偏心率增长最终饱和到一个非线性政权的机制。
2017-02-15 astro-ph.EP
Eccentricity and Inclination of Massive Planets Inside Low-density Cavities: Results of 3D Simulations
本研究通过3D模拟发现,原行星盘低密度空腔内的大质量行星在轨道对齐时因共振作用偏心率升至0.7-0.9,在倾斜时受Kozai-Lidov机制影响,最终偏心率取决于行星质量与盘特性。
2024-06-27 astro-ph.EP
Extreme Secular Excitation of Eccentricity Inside Mean Motion Resonance: Driving Small Bodies into Star-Grazing Orbits by Planetary Perturbations
众所周知,小行星和彗星会坠入太阳。白矮星的金属污染和像$β$ -Pic这样的年轻恒星的瞬态光谱特征提供了越来越多的证据,表明额外的太阳微行星可以达到极端的轨道偏心率并落在它们的母恒星上。我们的目标是开发一个通用的,实际上可实施的,半解析理论的长期偏心激励的小机构的平均运动共振与偏心行星有效的偏心率的任意值,包括短程力由于广义相对论。我们的半解析模型的限制性平面三体问题不使用任何级数展开,因此是有效的偏心率和半长轴比的任何值。该模型是基于绝热原理的应用,这是有效的,当岁差的经度的近心点的平均运动共振周期比天平动周期长得多。这使得大于1阶的共振中的小偏心率消失。我们提供了一个Mathematica笔记本与模型的实现允许直接使用感兴趣的读者。我们证实了与中等偏心率行星的4:1平均运动共振是将微行星的偏心率从近圆轨道提升到掠星轨道的最有力的共振。然而,如果行星过于偏心,我们发现这种共振变得无法泵的小行星的偏心率非常高的值。包含了广义相对论效应的行星质量被施加了一个条件,以驱使小行星进入掠星轨道。对于一个在太阳质量恒星(或白矮星)周围的$\sim$ 1天文单位的微行星,我们发现一个阈值行星质量大约是17个地球质量。最后,我们推导出了这个临界质量的解析公式。
2017-05-05 astro-ph.EP
On the corotation torque for low-mass eccentric planets
我们提出了高分辨率的2D模拟结果的低质量行星的固定偏心轨道嵌入在原行星盘。本研究的目的是确定嵌入式行星所经历的持续的,非线性的共转扭矩的强度如何作为轨道偏心率,光盘参数和行星质量的函数而变化。与以前的工作一致,我们发现,随着轨道偏心率,$e$,增加,共转力矩减小。在光盘的时间平均流线的分析表明,马蹄形区域的宽度变窄的偏心率的增加,我们认为,这种缩小在很大程度上解释了所观察到的减少的共转扭矩。我们采用三种不同的方法来估计我们的模拟的不饱和共转扭矩的强度,并提供了一个经验适合这些结果。我们发现,一个简单的模型,其中的共转扭矩,$Γ_C$,随着偏心率(即$Γ_C \propto \exp{(-e/e_f)}$)的增加呈指数下降提供了一个很好的全球拟合的数据与e-折叠偏心率,$e_f$,在行星位置的磁盘尺度高度的线性比例。我们证实,这个模型提供了一个很好的适合行星质量为5和10 $\Me$在我们的模拟。行星系的形成很可能涉及显著的行星-行星相互作用,这将激发偏心轨道,这很可能通过修改共转扭矩来影响盘驱动的行星迁移。我们的研究结果表明,行星形成的高保真模型应该考虑到这些影响。
2013-10-01 astro-ph.EP
Growth of eccentric modes in disc-planet interactions
我们制定了一套线性方程组,描述的行为,小偏心率的原行星系统组成的气体盘和行星。偏心率通过压力和自引力在圆盘中传播,并通过长期相互作用与行星交换。偏心的激励和阻尼可以通过Lindblad共振和共转共振以及粘度发生。我们计算正常模式的耦合盘行星系统的情况下,短周期的巨行星轨道内的内腔,可能雕刻的恒星磁层。三维效果允许模式被捕获在光盘的内部。这种模式可以很容易地在光盘的寿命增长。由行星主导的偏心模式也可以增长,尽管速度较慢。我们计算这些模式的结构和增长率和它们对光盘的假设属性的依赖。
2016-03-02 astro-ph.EP
Catching drifting pebbles I. Enhanced pebble accretion efficiencies for eccentric planets
凝聚理论预测,微米大小的尘埃颗粒长大成鹅卵石,当它们达到毫米-厘米的大小时,这些鹅卵石向内漂向恒星。当它们穿过行星的轨道时,这些漂浮的鹅卵石中的一小部分将被吸积。在卵石吸积机制中,行星的引力和气体阻力的综合作用大大增加了吸积速率。我们计算卵石吸积效率$\varepsilon_{2D}$ -卵石被行星吸积的概率-在二维极限(卵石驻留在中平面)。特别是,我们调查的依赖$\varepsilon_{2D}$的行星偏心率和它的影响行星形成模型。我们进行N体模拟计算卵石吸积效率在本地框架和全球框架。用全局方法研究了行星在偏心轨道上的卵石吸积效率。我们发现,当地和全球的方法一般给出一致的结果。当行星的偏心率决定了卵石与行星之间的相对速度时,效率随行星的偏心率而增加。然而,在大的离心率下,相对速度变得太大,不适合卵石的吸积。然后,效率显著下降,并且吸积进入弹道状态。给出了$\varepsilon_{2D}$的一般表达式。将得到的公式应用于次级行星的形成,与已经形成的巨行星共振,我们发现胚胎由于其较大的偏心率而快速生长。偏心轨道上的行星的最大$\varepsilon_{2D}$比圆形轨道上的行星高出几倍,但这种增加给了行星一个重要的开端,并促进了其随后的质量增长。
2018-04-17 astro-ph.EP
Eccentricities and the Stability of Closely-Spaced Five-Planet Systems
对系外行星的观测表明,行星在近距离轨道上的系统很常见,这引发了一个问题:“行星之间的轨道距离有多近,并且在很长一段时间内仍然保持动力学稳定?”".为了解决这个问题,我们研究了由五颗行星组成的理想化行星系的稳定性,每颗行星的质量与地球相等,绕一颗太阳质量的恒星运行。所有的行星都在同一个平面上,并在同一个方向上运行,行星之间的间距以希尔球半径为单位。我们所整合的大多数系统都是从一个或多个偏心轨道上的行星开始的,考虑的偏心率$e$与$e= 0.05$一样大。对于给定的初始轨道间隔,单个行星的较大初始偏心率通常会导致较短的系统寿命,而系统对初始偏心轨道上的行星的依赖性很小。不稳定时间的近似趋势增加指数与初始轨道分离的行星发现以前的行星与最初的圆形轨道的系统也存在与最初的偏心轨道。平均运动共振也倾向于破坏这些系统的稳定性,尽管系统寿命的减少没有最初的圆形轨道那么大。所有行星都具有初始$e= 0.05$和对齐的近顶角的系统通常比初始半长轴间距相同且只有一颗行星具有$e= 0.05$的系统存活得更长,但它们的寿命略短于行星最初在圆形轨道上的系统。
2020-07-26 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
Orbital dynamics of two circumbinary planets around misaligned eccentric binaries
本文研究了两颗行星围绕一颗圆轨道或偏心轨道双星运行的环双星行星系的轨道动力学。这两颗行星的轨道最初是圆形的,彼此共面,但相对于双星轨道平面不对齐。双星与行星和行星与行星的相互作用导致了复杂的行星倾斜振荡。我们使用分析模型和数值模拟来探索行星半长轴,二进制偏心率和初始倾角的各种值的影响。围绕一个圆轨道双星,长期倾斜振荡是由行星-行星相互作用驱动的,并且是周期性的。在这种情况下,如果行星靠得很近,它们会发生相互天平动,如果相距很远,它们会发生循环,并在临界距离处发生突然转变。在偏心轨道双星周围,长期的倾斜振荡是由行星-行星相互作用和双星-行星相互作用驱动的。这些振荡通常显示多于一个频率,并且通常不是周期性的。从相互行星天平动到循环的转变并不明显,并且存在一系列的分离,行星在轨道上有时相互天平动,有时循环。此外,在某些分离处,存在倾斜振荡复杂但周期性的共振。对于相对于偏心轨道双星高度偏离的行星,有固定(非振荡)倾斜配置,这是单行星情况下极地配置的概括。高度倾斜的行星在初始倾角偏离静止构型时会发生振荡。
2021-11-29 astro-ph.EP
Eccentric debris belts reveal the dynamical history of the companion exoplanet
近年来,在太阳系外观测到了一些偏心碎片带。对于它们的形状,最常见的解释是附近有一颗偏心的行星伴星。来自这样一个伴星的引力扰动会导致带内微行星的周期性偏心率变化,并具有一定范围的岁差频率。总体预期形状是具有有限最小宽度的偏心带。然而,已经发现几个观察到的偏心碎片盘的宽度比理论预期的要窄。在本文中,我们研究了两种机制,可以产生这种小的宽度:(i)原行星盘可以与行星和/或星子相互作用,缓慢地驱动前者的偏心率和阻尼后者的偏心率;(ii)伴星可以通过行星-行星散射随机获得偏心率。我们表明,在适当的条件下,这两种情况下提供了一个合理的方法来减少一个扰动行星外部的偏心带的最小宽度。然而,原行星盘的影响在大的分离(a > 10 au)由于缺乏气体和有限的盘寿命而减弱。这些发现表明,人们可以利用碎片盘的形状和宽度来揭示太阳系外系统的演变,限制原行星盘的特性和行星-行星散射的普遍性。对碎片藏匿系统的进一步观测可以证实,薄碎片带是一种常见现象,还是罕见的初始条件或演变过程的结果。
2022-09-26 astro-ph.EP
Truly eccentric. II. When can two circular planets mimic a single eccentric orbit?
在寻找系外行星的过程中,稀疏的采样和嘈杂的数据使得有必要对观测结果进行可能的解,人们必须考虑这样一种可能性,即看似单一的偏心开普勒信号实际上可能归因于两颗近圆形轨道的行星。文献中有这样的结果的先例,进一步的数据或新的分析技术揭示了迄今为止隐藏的信号。在这里,我们进行了一系列模拟,以探索可能导致这种混乱的两行星配置的范围。我们发现,一个单一的开普勒轨道与$e>$ 0.5几乎永远不会被模仿这样的欺骗性系统架构。这一结果增加了迄今为止发现的最偏心行星的可信度,并表明在未来几年中,随着更多数据的可用,很有必要重新审视适度偏心的“确认”系外行星的目录,以确定观测数据中是否隐藏着任何这种欺骗性的对联。
2019-01-24 astro-ph.EP
Wide Dust Gaps in Protoplanetary Disks Induced by Eccentric Planets: A Mass-Eccentricity Degeneracy
金牛座T星周围的原行星盘亚毫米图像中的间隙环结构被广泛认为是由于嵌入的原行星在其出生盘上的潮汐扰动造成的。这一过程的数值模拟已被用来提出缩放的特征尘埃间隙宽度/间隙环距离相对于行星质量。应用这样的比例来分析观测到的间隙样本,产生了一个连续的质量分布,在几个地球到木星质量范围内的假设行星的丰富人口。相比之下,传统的核心吸积方案的行星形成预测的双峰质量函数,由于1)以上的失控气体吸积\sim 20地球质量和2)抑制吸积引起的间隙打开。在这里,我们研究的尘埃盘响应偏心行星的潮汐扰动作为一个可能的解决方案,这个悖论。基于模拟的气体和尘埃分布,我们表明,海王星质量的行星与小偏心率的间隙环分离可能会变得与土星质量的行星在圆形轨道上引起的。这种简并可以消除理论双峰质量分布和观察到的连续间隙宽度分布之间的差异。尽管阻尼由于行星盘的相互作用,适度的偏心率可以维持在相对厚的磁盘或通过多个超级地球之间的共振激励的外部区域。此外,小偏心率行星引起的环状尘埃分布即使在低粘度环境中也是轴对称的,这与ALMA图像中涡旋的缺乏一致。
2021-10-14 astro-ph.EP
Dynamical orbital evolution scenarios of the wide-orbit eccentric planet HR 5183b
最近发现的巨大系外行星HR 5183 b存在于一个宽的、高偏心率的轨道上($a=18$ \,au,$e=0.84$)。它的主星有一个共同的自行伴星,可能在一个束缚轨道上。在本文中,我们探讨的情况下,激励的偏心率的行星在这样的二元系统,考虑行星-行星散射,Lidov-Kozai周期从二元作用于一个单行星系统,或Lidov-Kozai周期作用于两个行星系统,也经历了散射。在没有双星伴星的情况下,行星-行星散射有$2.8-7.2\%$概率将偏心率抽到我们模拟中的观测值,这取决于两颗行星的相对质量。来自双星的Lidov-Kozai周期作用在最初的圆形轨道上可以激发出观测值的偏心率,但需要非常特定的轨道配置,总体上,在观测到的高偏心率($0.6\%$)下捕获轨道的概率很低。最好的情况是在有双星伴星的情况下,行星与行星之间的散射:在这里,散射为幸存的行星提供了初始的偏心率增加,随后通过双星的Kozai周期进一步增加。我们发现$14.5\%$的成功率目前观察$e\ge0.84$在这个设置。单行星加双星和双行星加双星的情况是可能区分的,如果双星和行星的相互倾角可以测量,因为后者允许更广泛的相互倾角。散射和Lidov-Kozai强迫的结合也可能在其他宽轨道偏心巨行星中起作用,这些行星有很高的双星伴星率。
2021-11-29 astro-ph.EP
Temporary Capture of Asteroids by an Eccentric Planet
通过分析和数值计算,我们研究了圆轨道或偏心轨道上的行星暂时捕获偏心轨道上的小行星的概率。我们发现,在圆形轨道的极限,捕获概率是$\sim 0.1\%$遇到行星的希尔球,独立的行星质量和半长轴。一般来说,当行星的偏心率($e_{\rm p}$)增加时,临时捕获变得更加困难。我们发现,捕获概率几乎是独立的$e_{\rm p}$,直到一个临界值($e_{\rm p}^{\rm c}$),这是由$\simeq$ 5倍的希尔半径缩放的行星的半长轴。对于$e_{\rm p} > e_{\rm p}^{\rm c}$,概率大约与$e_{\rm p}^{-1}$成比例地降低。目前火星的轨道偏心率比$e_{\rm p}^{\rm c}$大好几倍。然而,由于火星离心率的长期变化范围与$e_{\rm p}^{\rm c}$重叠,因此不排除过去火星捕获次要天体的可能性。
2017-02-23 astro-ph.EP
How the planetary eccentricity influences the pebble isolation mass
我们调查卵石隔离质量的行星在一个固定的偏心轨道在其原行星盘进行一组二维流体动力学模拟,包括尘埃湍流扩散。行星偏心率的范围可达$e=0.2$。我们的模拟还涵盖了一系列的$α-$湍流粘度,并为每对$\{α,e\}$卵石隔离质量估计为最小的行星质量在我们的模拟,使固体与斯托克斯数$\gtrsim 0.05$不流过行星轨道,并保持被困在行星间隙外的压力隆起。对于$α<10^{-3}$,我们发现,偏心行星达到一个明确的卵石隔离质量,这可以小于行星在圆形轨道上的偏心率保持小于磁盘的纵横比。我们提供了一个拟合公式的卵石隔离质量如何取决于行星偏心率。然而,对于$α> 10^{-3}$,偏心行星不能完全使卵石流失速,因此不能达到定义明确的卵石隔离质量。我们的研究结果表明,岩石内核达到的最大质量应表现出二分法取决于光盘湍流粘度。虽然在低粘度的圆盘中仅限于${\cal O}(10\,M_\oplus)$,但在行星附近具有高湍流粘度的圆盘中,这种最大质量可以达到更大的值。我们的研究结果进一步强调,卵石过滤生长的行星可能不像以前认为的那样有效,特别是在高粘度盘,具有重要意义的原行星盘观测。
2021-12-28 astro-ph.EP
Habitability of planets on eccentric orbits: the limits of the mean flux approximation
与轨道偏心率小的地球相反,在日射宜居带(HZ)发现的一些系外行星具有高轨道偏心率(例如,HD~20782~b的偏心率高达$\sim0.97$)。这就提出了一个问题,即这些行星表面是否有液态水。为了评估偏心行星的可居住性,通常使用平均通量近似。它指出,如果一个偏心轨道上的行星平均接收到的流量与表面存在的液态水相适应,那么它就被称为宜居。然而,由于行星在一个轨道上确实经历了重要的日射变化,甚至在高偏心率的HZ之外花费了一些时间,因此它们的可居住性问题可能不那么简单。我们使用全球气候模型LMDz进行了一系列模拟,探索了当改变宿主恒星的光度和行星的偏心率时平均通量近似的极限。我们计算了潮汐锁定的海洋覆盖的行星的气候,轨道偏心率从0到0.9接收的平均通量等于地球的,周围的恒星的光度范围从$L_\odot$到$10^{-4}~L_\odot$。使用这里的可居住性的定义的基础上存在的表面液态水,我们发现,大多数被认为是行星可以维持表面液态水的阳面与冰帽的夜面。但是,由于高离心率和高光度,行星不能在整个轨道周期内维持表面液态水。它们在远点完全冻结,当接近近星点时,一个海洋出现在亚恒星点周围。我们的结论是,更高的离心率和更高的光度的恒星,不可靠的平均流量近似。
2016-04-20 astro-ph.EP
The effects of external planets on inner systems: multiplicities, inclinations, and pathways to eccentric warm Jupiters
我们研究如何密切的系统,如开普勒探测到的影响,在外部系统中的机构的动态。我们考虑两种情况:巨大行星的外部系统可能对行星-行星散射不稳定,以及可能能够驱动Kozai或其他外部行星偏心率的长期变化的宽双星。外系统行星的动力学激发减少了我们系统中$\sim20-25\%$内系统开普勒可探测行星的多样性。考虑到宽轨道行星和双星的出现率,近距离系统的$\approx18\%$可能会以这种方式被它们的外部同伴破坏。这对有一颗凌日行星的系统相对于多颗凌日行星的明显过剩提供了一些贡献,然而,它最多只能贡献$25\%$的过剩。外部动力学的影响可以产生类似于开普勒-56(两颗共面行星与主星显著偏离)和开普勒-108(两颗显著非共面行星在双星系统中)的系统。我们还确定了三种途径形成的偏心温暖的彗星造成的外部和内部系统之间的相互作用:直接的非弹性碰撞之间的偏心外和内部行星,长期的偏心率振荡,可能会“冻结”时,散射解决在外部系统;和散射的内部系统,其次是“隆起”,其中内部行星被删除与外部行星的相互作用。在这些情况下,形成偏心温暖的彗星是一个签名的过去历史的暴力动力学在大质量行星之间超过$\sim1$ au。
2017-03-17 astro-ph.EP
Which Radial Velocity Exoplanets Have Undetected Outer Companions?
在单行星系统中观测到的太阳系外行星的径向速度(RV)偏心率分布表明,相当一部分行星是偏心的($e > 0.1$)。在这里,我们调查的RV行星的偏心率产生的未被发现的外部同伴的影响。我们对模拟RV数据进行了蒙特卡罗模拟,以了解这种效应并预测其对观察到的分布的影响。我们首先量化未检测到的外部同伴的统计效应,并表明,这本身不能解释所观察到的分布。然后,我们修改的模拟,包括两个人口,一个零偏心率的行星在双行星系统和其他单行星从偏心分布。我们的模拟结果表明,一个很好的拟合所观察到的分布与45%的零偏心双行星和55%的单偏心行星。与观测到的分布相匹配,使我们能够确定一个已知的RV行星的轨道偏心率被一个未被发现的宽分离伴星所偏置的概率。我们的模拟表明,中等偏心的行星,与$0.1 < e < 0.3$和$0.1 < e < 0.2$,有一个$\sim 13%$和$\sim 19%$的概率,分别有一个未被发现的外伴星。我们鼓励高对比度直接成像和RV后续调查已知RV行星与中等偏心率,以测试我们的预测,并寻找以前未被发现的外部同伴。
2009-06-30 astro-ph.EP
Dynamical evolution of an eccentric planet and a less massive debris disc
我们研究了偏心行星和质量较小的外部碎片盘之间的相互作用。这种情况可能发生在行星-行星散射或合并事件之后。我们在广泛的初始条件下,使用一套的n体积分结合理论的演变。靠近圆盘中面的行星会移除内部的碎片区域,而残留的微粒会形成一个偏心圆盘,与行星的径向对齐。内盘边缘是椭圆形的,正好位于行星的轨道之外。中等倾斜的行星($i_{\rm plt} \gtrsim 20^\circ$代表$e_{\rm plt} = 0.8$)可能会将碎片雕刻成一个钟形结构,包裹着行星的轨道。最后,一些高度倾斜的行星($i_{\rm plt} \sim 90^\circ$)可以保持一个垂直于行星平面的圆盘。在所有情况下,圆盘颗粒经历快速演化,而整体结构演化较慢。这些结构的形状和它们的密度分布的特点。在共面的情况下,使用偏心希尔半径参数的行星轨道周围的混沌区的宽度。这个区域在大约10个长期或扩散时间(以较长者为准)内被清除,碎片在几个长期时间内呈现其最终形状。我们量化了行星的迁移,并表明在这种质量制度下,它几乎总是很小的。我们的研究结果可能会被用来利用观测到的碎片特征来识别看不见的偏心行星。
2014-06-27 astro-ph.EP
Eccentric Planets and Stellar Evolution as a Cause of Polluted White Dwarfs
尽管表面重力很高,沉降时间很短,但观察到相当一部分白矮星(WD)被金属污染。目前这种污染的理论模型是通过轨道行星的扰动将岩石体输送到WD的吸积。使用N体模拟,我们研究了单个行星作为污染源的可能性。我们确定的稳定性测试粒子在圆形轨道上的系统与一个单一的行星位于4 au的范围内的质量和偏心率,比较的分数,喷射和吸积。特别是,我们比较了恒星失去质量形成WD之前和之后的不稳定性,WD是一个导致轨道天体向外迁移的过程。我们确定,一颗行星必须是偏心的(e > 0.02),以提供显着的(> 0.5%)数量的材料的主机和数量增加的行星偏心率。对于行星偏心率大于~0.4和随机分布的粒子长度,该结果相对于粒子的初始偏心率是稳健的。关于Pericentre我们还发现,随着行星质量的减少,污染的效率得到提高。我们证明,0.03 M_Jup的行星与相当大的偏心率(e > 0.4)可以解释所观察到的污染水平的初始盘质量为1 M_地球。这样的圆盘在初始星子圆盘的估计范围内,低于太阳系的估计范围。然而,他们的生存WD阶段是不确定的,因为对星子盘碰撞演化的估计表明,他们应该被磨到Gyr时标所需的水平以下。因此,行星散射偏心,次类木行星可以解释观测到的WD污染水平,但只有当目前的估计碰撞侵蚀的星子盘是错误的。
2014-01-21 astro-ph.EP
Dependence of a planet's chaotic zone on particle eccentricity: the shape of debris disc inner edges
一颗行星的轨道被一个混沌区所包围,附近粒子的轨道是混沌和不稳定的。Wisdom(1980)指出,混沌是由平均运动共振的重叠驱动的,这种共振发生在距离行星轨道(da/a)_chaos = 1.3 μ ^2/7的范围内。但是,平均运动共振的宽度随着粒子的偏心率的增大而增大,在较高的偏心率下,平均运动共振的宽度将增大混沌区的宽度。在这里,我们调查的混沌区的宽度,使用迭代相遇映射和N体积分。我们发现,经典的处方工程以及低偏心率轨道上的粒子。然而,在临界偏心率以上,取决于行星的质量,混沌区的宽度随偏心率增加。对Wisdom的分析论证的扩展表明,在临界偏心率以上,混沌区的宽度由(da/a)_chaos = 1.8 e^1/5 mu^1/5给出,这与相遇图的结果非常一致。临界偏心率由e_cr = 0.21 μ ^3/7给出。当一颗行星在由偏心星子组成的碎片盘的内边缘上雕刻时,这个扩展的混乱区会导致一个更大的清除区域。因此,从经典混沌区估计的行星质量可能是错误的。我们将这一结果应用于HR 8799系统,表明从圆盘的截断推断出的HR 8799 b的质量可能会根据圆盘粒子的偏心率而变化高达50%。当行星盘边缘在90天文单位时,如果行星盘粒子的偏心率较低(<0.02),则行星b的质量需要达到8-10个木星质量,但如果行星盘粒子的偏心率较高,则行星b的质量只需达到4-8个木星质量。我们的研究结果也对行星向…
2011-10-06 astro-ph.EP
Estimating the depth of gaps opened by planets in eccentric orbit
行星可以在原行星盘的表面密度上刻出缺口。这些间隙的形成可以减小作用在行星上的共转力矩。此外,间隙可以阻止固体在行星上的吸积,因为灰尘和鹅卵石可以被困在间隙的边缘。这种尘埃的积累可以解释使用高分辨率干涉测量法观察到的环状尘埃结构的起源。在这项工作中,我们提供了一个经验的比例关系的深度的差距清除行星上的偏心轨道作为一个函数的行星-恒星质量比$q$,光盘纵横比$h$,Shakura-Sunyaev粘度参数$α$,和行星偏心率$e$。我们使用启发式方法构建比例关系:我们校准玩具模型的基础上的脉冲近似与2D流体动力学模拟。缩放再现了中等偏心率($e\leq 4h$)的间隙深度,以及间隙内外的表面密度对比度为$\leq 10^{2}$时的间隙深度。我们的框架可以作为更复杂的模型的基础,旨在预测偏心行星的径向间隙轮廓。
2022-10-17 astro-ph.EP
Creating Pileups of Eccentric Planet Pairs Wide of MMRs Through Divergent Migration
本文提出发散迁移导致行星跳过平均运动共振并在其外侧堆积,同时赋予自由偏心率冲击,可解释观测到的偏心率与堆积现象。
2024-12-16 astro-ph.EP
1D accretion discs around eccentric planets: observable near-infrared variability
我提出的结果,一维模型的行星盘周围的行星偏心轨道。我使用一个经典的粘性加热模型来计算在JWST上的NIRCam仪器所针对的波长处的发射通量,并将该信号的可变性与已发布的NIRCam灵敏度规格进行比较。这种变化理论上是可检测的JWST为一个足够粘性的磁盘($α\sim 10^{-2}$)周围的一个足够偏心的行星($e \sim 0.1-0.2$),如果环行星盘吸积材料从其母盘在一个率$\dot{M} \gtrsim 10^{-7}\, \mathrm{M}_{\odot}\,\mathrm{yr}^{-1}$。我将讨论所使用的模型的局限性,以及探测行星轨道偏心率增长的磁盘相互作用的有效性的结果的影响。
2014-12-29 astro-ph.EP
The Dynamic Proto-atmospheres around Low-Mass Planets with Eccentric Orbits
原行星嵌入气态原行星盘时能够吸积原始大气。原始大气的形成和结构受行星盘环境和轨道效应的影响。特别是,当行星在偏心轨道上时,它们与气体的相对速度可以超过声速。行星会产生剥离大气层的弓形激波。我们用辐射流体动力学模拟研究了低质量偏心轨道行星上的原大气层。本文建立了一个原大气的二维辐射模式,并将气体和尘埃的不透明度列成表格。这些解揭示了弓形激波结构内部的大规模气体再循环。偏心行星上的大气层通常比圆形轨道的行星少三到四个数量级。然而,总体而言,超音速环境有利于行星保持早期稳定的大气,而不是有害的,因为通过循环流稳定的气体供应。我们还定量地探讨了行星与气体的相对速度、行星质量和背景气体密度对这种大气的影响。我们的随时间变化的模拟跟踪原大气层的轨道演化与行星盘参数在整个轨道上变化。当行星在偏心轨道上运行时,大气特性显示出振荡模式,相位滞后。总而言之,低质量的偏心行星可以保留小的原大气层,尽管弓形冲击的剥离效应。大气层总是与盘状气体相连并相互作用。这些发现为研究迁移和散射对行星原大气层的影响提供了重要的见解。
2020-07-08 astro-ph.EP
A time-dependent radiative model for the atmosphere of the eccentric exoplanets
我们提出了一个太阳系外行星大气层的时间依赖的辐射模型,考虑到它们的轨道偏心率。除了行星与恒星距离的变化对恒星辐射的调制外,行星的伪同步旋转也可能起着重要的作用。我们包括这两个随时间变化的影响时,建模的行星热结构。本文研究了两颗高偏心率行星的热结构和随时间变化的恒星加热光谱特征。最后,我们讨论了这些行星的观测方面适合斯皮策测量,并调查的旋转速率的作用。
2010-02-24 astro-ph.EP
Long-Term Stability of Planets in the $α$ Centauri System, II: Forced Eccentricities
我们扩展了对$α$ Centauri AB恒星系统内小行星能够在数十亿年时间尺度内轨道运行的区域范围的研究(Quarles & Lissauer 2016,AJ 151,111),以研究最小化初始轨道强迫偏心率的影响。我们发现,最初adherde,拱星轨道需要一个分段二次函数,以准确地近似强迫偏心率作为半长轴的函数,但逆行轨道可以使用线性函数建模。在$α$ Centauri AB系统中,环双星轨道受强迫偏心率的影响较小。{在拱星轨道上的行星,开始时离心率矢量接近其强迫值,一般是稳定的,直到$\sim$ $10^9$ yr,比开始时在圆形轨道上的行星有更大的半长轴。逆行轨道的稳定区域扩展的量比逆行轨道大得多。双行星系统的稳定性边界的位置,圆轨道是更敏感的初始偏心状态比它是类似的单行星系统。
2018-01-18 astro-ph.EP
Evolution of circumbinary planets around eccentric binaries: The case of Kepler-34
围绕中央双星系统运行的行星的存在立即引发了关于它们的形成和动力学演化的问题。开普勒太空望远镜最近发现的环联星行星表明,其中一些行星接近动力学稳定极限,很难在原地形成行星。对于具有近似圆形轨道的双星系统,例如开普勒-38,观测到的行星轨道接近稳定极限,可以通过行星在圆盘中形成并向内迁移到观测位置的演化过程来理解。开普勒-34系统的轨道偏心率很高,为0.52。在这里,我们使用二维流体动力学模拟来分析这个系统周围观察到的行星的演化情景。高偏心双星在盘上打开一个宽的内孔,也是偏心的,并显示出缓慢的旋进。由于大而偏心的内部间隙,嵌入的行星最终会处于平衡位置,该位置位于开普勒-34 b的观测位置之外,但具有正确的偏心率。为了解释开普勒-34 b的轨道与中央双星更近的原因,我们考虑了一个双行星的情况,并通过联合向内迁移和捕获到平均运动共振来研究系统的演化。当内行星在盘的间隙内运行时,行星-行星散射会发生。虽然经常有一个物体被抛入一个大的,高度偏心的轨道,但有时系统会留下一颗行星接近观测轨道,这表明开普勒34可能有两颗环联星行星,其中一颗可能被分散到系统之外,或者进入一个在开普勒运行期间没有经过中央联星的轨道。
2015-06-23 astro-ph.EP
Scattering outcomes of close-in planets: constraints on planet migration
许多靠近轨道的系外行星被观测到具有相对较高的离心率和较大的恒星偏心率。我们通过研究两个和三个气体巨行星在近轨道(0.05 AU < a < 0.15 AU)的系统中大量轨道积分的动力学结果,探索了这些结果来自行星-行星散射的可能性。我们发现,在这些轨道分离,不稳定的系统开始与低偏心率和相互倾斜($e\lesssim0.1$,$i\lesssim0.1$)通常会导致行星-行星碰撞的碰撞产物是一个行星在一个低偏心率,低倾角的轨道。这一结果与观察结果不一致。我们的结论是,偏心率和倾斜激发行星行星散射必须先迁移到短周期轨道的行星。这一结果限制了行星迁移的理论:半长轴必须缩小1-2个数量级,而不影响偏心率和倾角。
2014-04-21 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
Disruption of Planetary Orbits Through Evection Resonance with an External Companion: Circumbinary Planets and Multiplanet Systems
双星周围的行星和多行星系统中的行星可能会经历共振偏心率激发和破坏,由于来自遥远的恒星伴星的扰动。这种“逃逸共振”发生在行星的拱点进动频率,由与内部双星或其他行星相关的四极驱动,与外部伴星的轨道频率相匹配。我们发展了一个分析理论来研究轨道共振对环双星和多行星系统的影响。我们推导出了系统长期演化过程中行星有效偏心率激发或共振俘获的一般条件。应用到环双星行星,我们表明,向内的行星迁移可能会导致偏心率增长,由于与外部扰动的evection共振,和周围的行星收缩双星可能无法生存的共振偏心率增长。另一方面,在多行星系统中,显著的偏心率激发发生在行星和双星半长轴的有限参数空间中,并且要求行星迁移足够慢。
2016-02-15 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
Eccentric gap induced by a super-Jupiter mass planet
嵌入原行星盘中的巨行星通过潮汐相互作用打开一个间隙,间隙的性质强烈地依赖于行星质量和盘参数。对这一过程进行了许多数值模拟,但对超级木星质量行星形成间隙的详细模拟和分析尚未彻底进行。我们进行了二维数值流体动力学模拟的间隙形成过程中的超级木星质量的行星和检查的偏心率的差距。当行星有质量时,气体的径向运动被激发,导致间隙外缘的偏心率增加。我们的模拟表明,偏心间隙的临界行星质量是$\sim3~M_{\rm J}$在一个磁盘与$α=4.0\times10^{-3}$和$h/r=0.05$,这一发现是一致的,在以前的工作报告。偏心间隙的临界行星质量取决于粘度和圆盘刻度高度。我们发现,临界质量可以通过考虑一个与间隙深度有关的无量纲参数来描述。间隙偏心率的出现增强了间隙内的表面密度,使间隙变浅,比以前研究中对于比临界质量重的行星得出的经验关系更浅。因此,我们的研究结果表明,质量吸积率,这强烈依赖于气体表面密度的差距也增强了超木星质量的行星。这些结果可能会对超木星质量行星的形成和演化过程以及人口合成计算产生重大影响。
2021-11-17 astro-ph.EP
Highly inclined and eccentric massive planets I: Planet-disc interactions
在太阳系中,行星相对于太阳赤道平面的倾角很小,但有证据表明,在太阳系外的系统中,倾角可能非常大。这种自旋-轨道错位是出乎意料的,因为行星形成于原行星盘中,据称与恒星自旋对齐。行星与行星之间的相互作用被认为会导致相互倾斜,但原行星盘的影响仍然未知。因此,我们调查行星盘的相互作用,行星以上1M_JUP。我们检查的倾角i,偏心率e,和质量M_p的行星的影响。我们进行3D数值模拟的原行星盘嵌入高质量的行星。给出了i和e作为i、e和M_p的函数的阻尼公式,并与数值结果进行了拟合。对于高度倾斜的大质量行星,间隙的张开度减小,i的阻尼发生在10^-4 deg/yr M_disc/(0.01 M_star)的时间尺度上,e的阻尼发生在更小的时间尺度上。当小行星质量(<5M_Jup)的倾角总是被阻尼时,大行星质量和大i可以与圆盘一起经历Kozai循环。这些Kozai周期在时间上是阻尼的。偏心率一般是阻尼的,除了非常大质量的行星(M_p = 5M_Jup),偏心率可以增加低倾角。动力学趋向于最终状态:行星最终处于中平面,然后随着时间的推移,由于与圆盘的相互作用,它们的偏心率会增加。与盘的相互作用导致高质量行星散射事件后i和e的阻尼。如果i被充分地减小,则由于与盘的相互作用,偏心率可以被泵送。如果行星被分散到高倾角,它可能会经历一个Kozai循环,这使得很难预测行星的确切运动及其轨道参数。
2013-05-31 astro-ph.EP
Refined stellar, orbital and planetary parameters of the eccentric HAT-P-2 planetary system
我们提出了完善的参数太阳系外行星系HAT-P-2(也称为HD 147506),根据新的径向速度和光度数据。HAT-P-2b是一颗凌日的太阳系外行星,轨道偏心。我们提出了一个详细的分析的行星和恒星的参数,产生一致的结果的质量和半径的恒星,更好的约束的轨道偏心率,和完善的行星参数。主恒星的改进参数为M_star = 1.36 +/- 0.04 M_sun和R_star = 1.64 +/- 0.08 R_sun,而行星的质量为M_p = 9.09 +/- 0.24 M_Jup,半径为R_p = 1.16 +/- 0.08 R_Jup。行星的精确凌日时期和周期为E = 2,454,387.49375 +/- 0.00074(BJD)和P = 5.6334729 +/- 0.0000061(天),近星点的轨道偏心率和幅角分别为e = 0.5171 ± 0.0033和omega = 185.22 ± 0.95度。这些轨道要素使我们能够预测日食的时间,准确度约为15分钟。我们还讨论了这种显着的偏心率的影响,包括在过境光变曲线的不对称性的表征。上面给出了一些简单的公式,这些公式又可以用来利用纯粹的测光数据来限制轨道偏心率。这将特别有助于对凌日行星进行非常高精度的星载观测。
2009-10-08 astro-ph.EP
The Photoeccentric Effect and Proto-Hot Jupiters I. Measuring photometric eccentricities of individual transiting planets
系外行星的轨道偏心率为了解行星系的历史提供了有价值的线索。偏心的,彗星大小的行星特别有趣:它们可能将冰线之外的“冷”彗星与附近的热彗星联系起来,后者不太可能在原地形成。迄今为止,个别凌日行星的偏心率主要来自径向速度测量。开普勒已经发现了数百个跨越不同周期的凌日彗星,但是宿主恒星的昏暗使得大多数的径向速度无法跟踪。在这里,我们展示了一个贝叶斯方法,测量一个单独的行星的偏心率,完全从它的过境光变曲线使用其宿主恒星的密度的先验知识。我们表明,偏心的行星很容易识别其短的入口/出口/总过境持续时间-一部分的“photoeccentric”光变曲线签名的行星的偏心率-即使与长节奏开普勒测光和松散约束的恒星参数。一个马尔可夫链蒙特卡罗探索参数后验自然边缘化的近顶角,并自动占过境概率。为了证明这一点,我们使用了HD 17156 b的三条已发表的凌日光变曲线来测量偏心率e = 0.71 + 0.16/-0.09,与基于33次径向速度测量的发现值e = 0.67+/-0.08非常一致。我们提出了两个额外的测试使用实际开普勒数据。在每种情况下,该技术都被证明是测量系外行星偏心率及其置信区间的可行方法。最后,我们认为,这种方法是最有效的,有效的手段来识别苏格拉底等人预测的极端偏心,原始热的电火花。
2012-11-02 astro-ph.EP
Extreme Climate Variations from Milankovitch-like Eccentricity Oscillations in Extrasolar Planetary Systems
尽管我们的太阳系主要以圆形轨道为特征,但迄今为止发现的系外行星表明,这是例外而不是规则。这可能会对系外行星的气候产生至关重要的影响,既因为偏心的类地系外行星可能会有极端的季节变化,也因为偏心轨道上的巨行星可能会激发潜在的宜居类地行星的米兰科维奇式变化,在数千年到数百万年的时间尺度上。一个特别有趣的暗示是,地球被认为在过去的10亿年里至少经历了一次全球冻结的“雪球”状态,当冰盖关闭碳酸盐-硅酸盐循环时,它可能在数百万年的温室气体积累后退出。富含水的太阳系外类地行星有能力承载生命,可能有陷入类似雪球状态的风险。在这里,我们表明,如果一个类地行星有一个巨大的同伴在一个足够偏心的轨道上,它可以经历米兰科维奇振荡的偏心率足够大的幅度融化的雪球状态。
2010-10-11 astro-ph.EP
Stability of binary on highly eccentric orbit
众所周知,在卫星轨道上捕获的可能性随着主轨道偏心率的增加而降低。这意味着,在偏心轨道上的行星的卫星不太稳定。我们研究问题的解析和数值方法。无限小质量的卫星和真正的双星系统之间的差异。导出了双星系统轨道能量与外偏心率的关系。根据我们的研究结果,我们可以得出结论,太阳系外行星的卫星可能比我们太阳系的行星小得多。此外,对偏心率的依赖也限制了我们太阳系中巨行星的迁移。讨论了该方法在飞行动力学和任务设计中的应用。
2013-04-25 astro-ph.EP
Long-term orbital stability of exosolar planetary systems with highly eccentric orbits
目前,许多太阳系外的行星系已被发现,至少有一颗行星在一个高偏心率的轨道上。在这项工作中,我们研究了这种系统可能的长期稳定性。我们考虑一般的三体问题作为我们的模型。高偏心率轨道在Hill稳定区之外。然而,平均运动共振可以提供相位保护,并且存在具有长期稳定性的轨道。我们构造的混沌指标的计算的基础上的动态稳定性的地图,我们在相空间中,其中的长期稳定性得到保证的地区。我们专注于至少有一颗行星是高度偏心的区域,并试图将它们与稳定的周期轨道的存在联系起来。根据观测数据得出的轨道要素值往往有很大的偏差。通常,高偏心率的相空间区域是狭窄的,因此,我们的动力学分析可能会大大限制系统的位置的有效域。
2016-12-08 astro-ph.EP
Formation of polar terrestrial circumbinary planets
目前发现的所有环联星行星的轨道几乎与联星轨道共面。虽然不对齐的环联星行星更难探测,但对偏心联星周围的极性对齐的环联星气体和碎片盘的观测表明,极性行星形成是可能的。极向行星的稳定轨道与双星的轨道平面成90度角,其角动量矢量与双星的偏心率矢量一致。在n体模拟中,我们利用流体动力学气盘模拟来模拟极地类地行星形成,以激发初始粒子分布。围绕偏心双星形成的类地行星更可能是极线排列而不是共面排列。类似的行星系在偏心双星周围形成极线排列,在圆双星周围形成共面排列。极地行星系即使在广义相对论的影响下也是稳定的。偏心双星的行星轨道在所有倾角上都表现出倾斜和偏心振荡,但共面情况下的振荡比极面情况下的大。我们认为,极向排列的类地行星将在未来被发现。
2021-09-23 astro-ph.EP