The Great Escape III: Placing post-main-sequence evolution of planetary and binary systems in a Galactic context
我们对行星系生命周期的理解不断加深,这促使我们对渐近巨星分支(AGB)恒星演化之前、期间和之后银河系环境的作用进行研究。在这里,我们调查恒星质量损失,银河系潮汐扰动,恒星飞掠不断发展的恒星,主机一颗行星,较小的机构或恒星双星伴星和居住在银河系的凸起或光盘之间的相互作用。我们发现,从主序星(MS)到白矮星(WD)行星系的潜在演化路径是一个很强的函数的银心距离只相对于流行的恒星飞掠。行星抛射和与母星的碰撞应该更常见于隆起处。在银河系任何一个给定的位置,如果质量损失是绝热的,那么次级粒子很可能在AGB演化过程中避免近距离飞越,并且最终无法逃脱由此产生的WD,因为仅仅是银河系潮汐。部分原因是AGB质量损失会使行星系的希尔椭球轴缩小约20%至40%,因此绕WD运行的奥尔特云可能比MS上的更耗尽和动态激发。
2013-10-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Planetary mass-radius relations across the galaxy
行星形成理论认为,行星的整体成分可能反映了其宿主恒星光球的化学丰度比。不同星系恒星星族之间恒星光球层中特定化学物质丰度的变化表明,预期的固体行星体成分之间存在差异。我们的目标是提出固体行星的行星质量半径关系的运动学分化的恒星星族,即薄盘,厚盘,晕。使用两个独立的内部结构模型,我们生成的合成行星使用来自恒星丰度的散装成分输入。我们探索了两种情况,特别是0.1 AU的铁硅酸盐行星和4 AU的硅酸盐-铁-水行星。我们发现,有一个持久的统计差异,在预期的质量-半径关系的固体行星之间的不同银河系恒星星族。在0.1天文单位的硅酸铁行星,有一个1.51至2.04\%的平均行星半径之间的差异厚盘和薄盘恒星星族,而对于硅酸铁水行星过去的冰线在4天文单位,我们计算出2.93至3.26\%的差异取决于模型。在0.1天文单位处,晕和厚盘之间的平均行星半径差为0.53 ~ 0.69%,在4天文单位处,根据模型的不同,我们发现了1.24 ~ 1.49%的差异。未来的望远镜(如PLATO)将能够精确地描述固体系外行星的特征,并证明银河系恒星星族之间可能存在行星质量-半径关系的变化。
2020-06-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Developing a vision for exoplanetary transit spectroscopy: a shared window on the analysis of planetary atmospheres and of stellar magnetic structure
我们描述了如何在ELT和JWST时代的系外行星大气的准确表征将不可避免地需要考虑对流和磁场引起的恒星不均匀性。现有的证据表明,在观测到的凌日光谱的恒星和行星的签名的混合物。最后,我们讨论了如何通过多管齐下的方法,包括新的太阳参考光谱,改进的MHD建模,以及所涉及的社区之间的协同合作,从太阳到恒星和系外行星天文学家解开这两个组件。
2019-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Microlensing Constraints on the Stellar and Planetary Mass Functions
本研究比较微透镜测得的恒星与行星质量函数,利用μFFP约束自由漂浮及宽轨道行星族群,并讨论其与视向速度、直接成像和原行星盘观测的联系。
2025-03-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Signature of Planetary Mergers on Stellar Spins
对高偏心率行星迁移的预测之一是,许多行星最终会坠入它们的宿主恒星。我们研究了行星合并对恒星自转周期的影响。能量守恒和角动量守恒产生了一个行星被恒星消耗将使恒星旋转。我们发现,我们的计算与观测到的年轻星系团中恒星自旋周期的分叉一致。例如,在一颗类似太阳的恒星吞噬了一颗质量为200亿美元的行星后,它将旋转60%(即,旋转周期减少了~60%),导致恒星旋转周期的明显差距,在消耗行星的恒星和没有消耗行星的恒星之间。自旋上升的恒星后来会因为磁制动而自旋下降,这与星团(> 300 Myr)中这种分叉的消失相一致。这里提出的计算结果与观测到的年轻星团中恒星的自旋周期色图之间的一致性提供了间接证据,证明行星吸积到其宿主恒星上是行星系统演化的一般特征。
2018-07-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact of Changing Stellar and Planetary Magnetic Fields on (Exo)planetary Environments and Atmospheric Mass Loss
本文通过三维磁流体动力学模拟研究恒星与行星磁场强度变化对行星磁层结构和大气损失的影响,发现相对磁场强度决定磁层形态与质量损失率,并建立了描述质量损失率变化的解析方程。
2023-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Limb Darkening and Planetary Transits II: Intensity profile correction factors for a grid of model stellar atmospheres
观测太阳系外行星凌日的能力已经深刻地改变了我们对这些行星系统的理解。然而,这些测量取决于我们对宿主恒星性质的了解程度,例如半径,光度和边缘暗化。传统上,临边暗化被视为分析中的参数化,但这些简单的参数化并不能准确地表示实际的中心到临边强度变化(CLIV),以解释这些过境观测所需的精度。这种影响导致了测量的行星半径和相应的测量光谱特征的系统误差。我们计算合成行星凌日使用模型恒星大气CLIV和相应的最佳拟合边缘暗化法律的网格球对称模型恒星大气。从这些光变曲线中,我们测量了通量的差异,作为恒星有效温度、重力、质量和行星轨道倾角的函数。
2018-05-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dynamics of Planetary Ejection
Yale University(耶鲁大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Univ. Bordeaux(波尔多大学)
本文综述行星抛射的四种机制及相关预测,指出当前及未来微引力透镜观测可检验现有模型、区分抛射机制,以揭示恒星环境中系外行星的种群级结构。
2026-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mechanisms of Planetary and Stellar Dynamos
我们回顾了一些最近的进展,模拟行星和恒星发电机。特别注意的是发电机机制和由此产生的属性的字段。我们提出了一个简单的Boussinesq模型的直接数值模拟。这些模拟解释使用经典的平均场形式主义。我们研究从稳定的偶极到多极发电机波的解决方案,不同的控制参数的过渡,并讨论了恒星磁场的相关性。我们表明,由于强纬向流的作用,这种转变是滞后的。在无应力边界条件下,双稳态扩展到很宽的参数范围。
2012-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Primordial Origin for Misalignments Between Stellar Spin Axes and Planetary Orbits
气态巨行星的存在,其轨道位于非常接近其宿主恒星(“热行星”),可以在很大程度上解释为行星迁移,与原行星状星云的粘性演化有关。最近,在行星凌日期间对罗西特-麦克劳克林效应的观测显示,相当一部分被探测到的热彗星位于相对于其宿主恒星的自旋轴不对准的轨道上。这一观测事实使人们对盘驱动的迁移作为产生热彗星的机制的重要性产生了重大怀疑,从而重新确立了近距离行星轨道的起源是一个悬而未决的问题。在这里,我们表明,错位的轨道可以是一个自然的结果磁盘迁移。我们的论点在于增强丰富的双星同伴在恒星形成的环境中,其轨道平面是不相关的旋转轴的个别恒星。我们分析了动力学演化的理想化的原行星盘扰动下,从大规模的遥远的机构,并证明由此产生的引力矩的作用,错位的磁盘相对于其宿主恒星的自旋极的轨道平面。因此,我们预测,在没有强大的磁盘主机恒星角动量耦合或足够的耗散,以重新调整恒星的自旋轴和行星轨道,分数的行星系(包括系统的热海王星和超级地球),其角动量矢量是不对准的相对于他们的主机恒星应该是相称的速率的原始恒星的多重性。
2013-04-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Spectroscopic Analysis of the California-Kepler Survey Sample: I. Stellar Parameters, Planetary Radii and a Slope in the Radius Gap
我们目前的定量光谱分析的结果进行档案凯克/HIRES高分辨率光谱从加利福尼亚州- $Kepler$调查(CKS)的过境行星宿主恒星的样本从$Kepler$任务。光谱分析是基于一组精心挑选的Fe I和Fe II线,得到恒星有效温度(T $_{\rm eff}$)和表面重力(log $g$)的精确值。结合恒星参数与$Gaia$ DR 2的视差和精确距离,我们推导出我们样本的恒星和行星半径,恒星半径的中值内部不确定度为2.8 $\%$,行星半径的中值内部不确定度为3.7 $\%$。对行星半径分布的研究证实了在以前的研究中发现的小半径行星的这种分布的双峰性质,峰值在:$\sim$ 1.47 $\pm$ 0.05 R $_{\oplus}$和$\sim$ 2.72 $\pm$ 0.10 R $_{\oplus}$,间隙在$\sim$ 1.9 R $_{\oplus}$。以前的研究模拟了行星形成的主要原因是光蒸发,预测了这种双峰半径分布和半径间隙或光蒸发谷的存在。我们的结果与这些模型总体一致。在这里获得的行星半径的高内部精度清楚地揭示了CKS样本的光蒸发谷中存在一个斜坡,表明半径间隙的位置随着轨道周期而减少;这种减少符合形式为R $_{pl}$ $\propto$ P $^{-0.11}$的幂律,这与行星形成的光蒸发和类地核心成分模型一致。
2019-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Two regimes of interaction of a Hot Jupiter's escaping atmosphere with the stellar wind and generation of energized atomic hydrogen corona
利用二维轴对称多流体动力学模型,模拟了HD 209458b的逃逸大气层与其宿主G型星的星风在不同轨道距离上的相互作用.一个现实的太阳一样的光谱的XUV辐射电离和加热的行星大气,氢光化学,以及恒星行星潮汐相互作用被考虑到产生自洽的大气流体动力外流。两个不同的制度的行星和恒星风的相互作用已经建模。这些是:1)“被恒星捕获”状态,当潮汐力和压力梯度驱使行星物质越过洛希瓣朝向恒星时,和2)“被风吹”状态,当足够强的恒星风限制逃逸的行星大气并将其引导到尾部时。该模型详细模拟了行星原子、质子和恒星风之间的流体动力学相互作用,以及行星原子和恒星质子之间的电荷交换导致的行星周围高能中性原子(ENA)的产生。ENA云的位置和形状无论是作为电离层顶和弓形激波之间的抛物面壳(对于“风吹”状态),还是作为行星流和恒星风之间接触边界处的湍流层(对于“恒星捕获”状态),对于解释系外行星凌日谱中Lyα吸收特征和表征等离子体环境都是重要的。
2017-01-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disentangling the stellar inclination of transiting planetary systems: fully analytic approach to the Rossiter-McLaughlin effect incorporating the stellar differential rotation
Rossiter-McLaughlin(RM)效应已被广泛用于估算凌日行星系的天空投影自旋轨道角$λ$。以前的分析大多假设宿主星是刚性旋转体,其中RM速度异常的幅度与$v_\star \sin i_\star$成正比。当考虑到它们的纬向差异自转时,可以打破简并,分别确定主星的赤道自转速度$v_\star$和倾角$i_{\star}$。采用恒星微分自转的参数化模型,导出了RM效应的全解析近似公式。对于那些表现出类似于太阳的差异旋转的恒星,相应的RM速度调制达到几个m/s。我们的结论是,纬向差分旋转提供了一种方法来估计$i_\star$,从而完整的自旋轨道角$ψ$,从RM数据分析单独。
2021-10-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Astrophysical Conditions for Planetary Habitability
随着数百颗系外行星的发现,以及潜在数量巨大的类地行星等待被发现,其适居性条件已成为系外行星研究的焦点。宜居带的经典图像主要依赖于恒星通量,允许液态水存在于具有合适大气层的类地行星表面。然而,许多其他恒星和行星的性质限制了可居住性。除了取决于行星内部结构和组成的“地球物理”过程外,一系列复杂的天体物理因素也决定了可居住性。其中,变化的恒星紫外线,极紫外线和X射线辐射,恒星和行星际磁场,电离风和高能粒子控制上层行星大气的构成及其物理和化学演化。短期和长期的恒星变化需要完全依赖于时间的研究,以了解行星在任何时间点的可居住性。此外,行星系中的动力学效应和水向类地行星的输送也构成了根本性的重要限制。我们将回顾这些天体物理条件下的恒星性质的长期演化的关键方面,随之而来的极端条件下的早期演化阶段的行星系,和重要的相互作用的主机恒星和它的行星的属性。
2014-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hydrodynamical interaction of stellar and planetary winds: effects of charge exchange and radiation pressure on the observed Ly$α$ absorption
Lyman $α$对凌日系外行星HD 209458 b的观测使得能够研究暴露于恒星EUV通量的系外行星系外球以及相互作用的恒星风特性。在这项研究中,我们提出了三维流体动力学模型的恒星-行星风的相互作用,包括辐射压力和电荷交换,以及光电离,复合和碰撞电离过程。我们的模型探讨了辐射压力和电荷交换对Ly $α$吸收剖面的流体动力学框架中的贡献,并为一组适合HD 209458的恒星风参数。我们发现大部分的吸收是由来自行星的物质产生的,其次是通过电荷交换中和的恒星离子。与此同时,水动力冲击加热了行星物质,导致了广泛的热分布。同时,辐射压力使吸波材料的速度产生了微小的移动。虽然电荷交换和辐射压力都没有提供足够的中性粒子的速度,需要单独解释在$-100~\mathrm{km~s^{-1}}$的意见,我们发现,这两个效果结合广泛的热分布能够解释的意见。
2019-07-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar winds and planetary atmospheres
恒星风与行星的磁层和大气层之间的相互作用涉及许多过程,包括粒子的加速,上层大气的加热以及各种各样的大气损失过程。恒星风会带走恒星的角动量,导致旋转减速和磁场活动衰减,从而保护大气层免受侵蚀。虽然风的相互作用受到恒星的X射线和紫外线活动以及大气的化学成分的强烈影响,但行星磁场的作用尚不清楚。在这一章中,我回顾了我们对恒星活动和风的性质和演化的认识,并讨论了这些过程对行星大气长期演化的影响。我不认为大量的重要过程发生在行星表面,导致大气层和行星内部之间的交换。
2021-05-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hot Jupiters accreting onto their parent stars: effects on the stellar activity
热彗星(HJs)是一种巨大的气态行星,其轨道靠近其宿主恒星。由于它们的物理特性和靠近中心恒星,HJ是研究恒星-行星相互作用(SPI)过程的天然实验室。与SPI有关的现象可能包括行星大气的膨胀和蒸发、彗星尾和弓形激波的形成以及行星和恒星的磁场之间的磁层相互作用。一些研究表明,一些系统显示出与行星自转周期同步的恒星活动增强。在这项工作中,我们使用一个三维磁流体动力学模型,该模型描述了一个由恒星和HJ组成的系统,包括相应的行星风和恒星风。其目的是调查从行星蒸发的物质是否与恒星扩展日冕相互作用,并产生可观察到的特征。我们的模拟表明,在某些条件下,行星风主要沿着行星轨道扩展和传播。此外,一部分行星风与恒星风碰撞,一小部分行星的外流被恒星磁场汇集并撞击恒星表面。在这两种情况下,材料都被冲击加热到几MK的温度。这些现象可能表现为行星某些轨道阶段的恒星活动增强。
2021-11-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bridging the Planet Radius Valley: Stellar Clustering as a Key Driver for Turning Sub-Neptunes into Super-Earths
大小介于地球和海王星之间的太阳系外行星($R_{\rm p}=1{-}4~{\rm R}_\oplus$)具有双峰半径分布。这个“行星半径谷”将致密的岩石超级地球($R_{\rm p}=1.0{-}1.8~{\rm R}_\oplus$)与更大的亚海王星($R_{\rm p}=1.8{-}3.5~{\rm R}_\oplus$)分开,后者的岩石核心周围有一个气态氢氦包层。对于这个半径谷,人们提出了各种各样的假设,这些假设都依赖于行星系内部的物理学:主恒星的光蒸发,冷却行星核心驱动的长期质量损失,或者两种根本不同的行星形成模式之间的转变,因为气体从原行星盘中流失。在这里,我们报告的发现,行星半径分布表现出强烈的依赖于周围的恒星集群,其特征在于测量的位置-速度相空间密度与\textit{Gaia}。当将行星样本分为“场”和“密度过大”子样本时,我们发现,与相空间密度过大的系统相比,场中的行星系在半径谷以下表现出统计上显著($p=5.5\times10^{-3}$)的行星缺乏。这意味着行星系的大尺度恒星环境是决定行星半径分布的关键因素。我们讨论了如何半径谷模型可能会修订后,我们的研究结果,并得出结论,需要一个多尺度,多物理场景,连接行星形成和演化,恒星和星团的形成,星系演化。
2020-11-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Multiwavelength flux variations induced by stellar magnetic activity: effects on planetary transits
恒星的磁场活动是研究太阳系外行星凌日的一个噪音来源。它引起的流量变化,显着影响凌日深度的确定和行星和恒星参数的推导。此外,恒星活动的颜色依赖性可能会显著影响行星大气的特征。在这里,我们提出了一个系统的方法来量化相应的恒星通量变化的波长波段的函数。我们认为一个明星的斑点覆盖一个给定的分数,其光盘和模型的变化,在UBVRIJHK测光系统和斯皮策/IRAC波段的矮星从G到M光谱型。我们比较了不同通带中活动引起的通量变化与行星凌日,并量化它们如何影响行星半径的确定和行星大气研究中的透射光谱分析。我们建议通过使用从可见光到红外的宽波段光度学来监测系统,有助于抑制活性效应。恒星通量在短波长光学波段(例如,U或B)到近红外的(例如,J或K)可以用来区分恒星光变曲线中的恒星黑子亮度下降和行星凌日。除了在行星半径的测量扰动,我们发现,恒星黑子可以影响的相对半长轴和行星轨道的倾角有显着的影响,从过境光变曲线的恒星密度的推导的确定。
2012-01-17 astro-ph.EP
A dependence of binary and planetary system destruction on subtle variations in the substructure in young star-forming regions
该研究通过N体模拟揭示恒星形成区的空间与运动学亚结构对双星和行星系统瓦解的影响,发现近距双星在亚结构区域更易瓦解,宽距双星在平滑区域更易瓦解,并指出该效应在行星系统中可能可观测。
2023-08-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
KELT-9 and its ultra-hot Jupiter: stellar parameters, composition, and planetary pollution
KELT-9 b是一颗超热的木星,被观测到正在经历极端的质量损失。它的A0型主星有一个辐射包层,这使得它的表面层倾向于保留最近吸积的物质。为了寻找行星物质污染恒星表面的潜在迹象,我们对KELT-9进行了迄今为止最全面的化学表征。新发现的元素包括Na和Y,这两种元素以前曾在超热的木星中被发现,但没有在恒星中被研究过;这些发现完成了在恒星和行星中测量的九种元素。在比较KELT-9和类似的疏散星团恒星时,我们没有发现强烈的异常。这一发现是一致的计算光球污染占恒星混合和使用观测估计的KELT-9 b质量损失率。我们还排除了最近,短暂的密集的质量转移,如恒星摄取地球质量的系外卫星。
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Limb Darkening and Planetary Transits: Testing Center-to-limb Intensity Variations and Limb-Darkening Directly from Model Stellar Atmospheres
由MOST、\emph{Kepler}和各种地面测量所采用的凌日方法使太阳系外行星的特征描述达到了前所未有的精确度。这些结果足够精确,可以开始测量行星大气成分、行星扁率、恒星黑子和其他百万分之几百的现象。然而,这些结果取决于我们对恒星临边变暗的理解,也就是说,当行星过境时,恒星盘上的强度分布被顺序阻挡。通常情况下,恒星的边缘暗化被假定为一个简单的参数化与两个系数,来自恒星大气模型或直接拟合。在这项工作中,我们重新审视这一假设和计算合成行星过境光变曲线直接从模型恒星大气中心到边缘强度变化(CLIV)使用平面平行\textsc{Atlas}和球对称\textsc{SAtlas}代码。我们将这些光变曲线与使用最佳拟合的边缘变暗参数化构建的光变曲线进行比较。我们发现,采用参数恒星边缘变暗的法律导致系统的差异,从几何更现实的模型恒星大气CLIV约50 - 100 ppm的过境中心和高达300 ppm的入口/出口。虽然这些误差很小,但它们是系统性的,似乎限制了测量次级效应所需的精度。我们的研究结果也可能有显着的影响过境光谱。
2017-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary Evaporation and the Dynamics of Planet Wind/Stellar Wind Bow Shocks
我们提出了一个新的运动模拟的初步结果,重点是行星风与恒星环境的相互作用,使用自适应网格细化方法。我们已经证实了Stone & Proga 2009的结果,即由于昼夜温差,行星风中会产生方位流结构。我们表明,对地球的回流将发生的强度取决于逃逸参数。当恒星外流包括在内时,我们看到不稳定的头波通过外流与行星风的相互作用形成。
2015-08-04 astro-ph.EP
New approach to scaling rules for stellar and planetary dynamos
美化维度分析用于导出内部和外部磁场强度以及各种时间尺度的标度规则。由于多个时间尺度,简单的维度分析是不确定的,但物理参数可以剔除不相关的参数。时间尺度可以从线性化的不稳定性分析而不是磁-阿基米德-科里奥利(MAC)平衡的无根据假设中推导出来。进一步的关系可以从耦合的主要场分量和差动旋转的高级模型中导出。外部偶极场与内部磁场的比值以及差动旋转与总旋转的比值取决于发电机机制的细节。
2016-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evolution of Planetary Orbits with Stellar Mass Loss and Tidal Dissipation
中等质量的恒星和恒星残骸通常拥有行星,这些动力系统由于质量损失和潮汐而进化。本文考虑恒星质量损失和潮汐耗散对行星轨道的联合作用,以确定行星生存所需的条件。恒星的质量损失是使用所谓的金斯模型来计算的,该模型用无量纲的质量损失率γ和指数β来描述。我们使用类似的公式来模拟潮汐效应,这里用无量纲耗散率Γ和两个指数(q,p)来描述。初始条件由角动量参数η的初始值(相当于初始偏心率)和轨道的相位θ确定。在这个模型的背景下,我们推导出一个临界耗散率Γ的解析公式,它标志着由于恒星质量损失而螺旋向外的轨道和由于潮汐耗散而螺旋向内的轨道之间的边界。这个解析结果Γ=Γ(γ,β,q,p,η,θ)对于初始圆形轨道基本上是精确的,并且在整个多维参数空间上保持在50%的精度内,其中各个参数变化几个数量级。对于经历质量损失的恒星,恒星半径通常显示准周期变化,从而产生相应的潮汐力变化;我们将计算推广到包括使用半解析处理的脉动,该处理与非脉动情况具有相同的精度。这些结果可以用于许多应用中,例如,来预测/约束围绕白矮星运行的行星系统的性质。
2013-10-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Characterization Necessary to Define Holistic Planetary Habitability
在系外行星领域,有一条真理是“要了解行星,就必须了解恒星。“这涉及到恒星的物理性质(即质量、半径、光度、年龄、多重性)、活动和磁场,以及可用作行星组成代表的恒星元素丰度。在本白皮书中,我们讨论了在即将到来的地面和空间任务中需要注意的重要恒星特征,以便可以理解它们的过程,并与行星的存在相关联,或者代替直接的行星观测。
2019-04-01 astro-ph.EP
Nature vs. nurture: a Bayesian framework for assessing apparent correlations between planetary orbital properties and stellar ages
许多系外行星的轨道特征与我们在太阳系中看到的完全不同,包括锁定在轨道共振中的行星和轨道上的行星是椭圆形的或与主恒星的自转轴高度倾斜。系统架构的多样性主要是由于形成条件的差异(自然)还是由于随着时间的推移而进化(培育),这是有争议的。确定行星和恒星属性之间的趋势,包括恒星年龄,可以帮助区分这些相互竞争的理论,并提供有关行星如何形成和演化的见解。然而,确定行星性质和恒星年龄之间的观测趋势是否由系统的年龄驱动可能具有挑战性-指出随着时间的推移演化是一个重要因素-或年龄可能相关的其他参数,如恒星质量或恒星温度。选择偏差、小数量统计、恒星年龄的不确定性以及通常比观测年龄范围短得多的轨道演化时间尺度的可能性使情况进一步复杂化。在这里,我们开发了一个贝叶斯统计框架,以评估这种观察到的相关性的鲁棒性,并确定它们是否确实是由于进化过程,更有可能反映不同的形成方案,或者仅仅是巧合。我们将这个框架应用于恒星年龄和2:1轨道共振,自旋轨道失调和热彗星的轨道偏心率之间的趋势。只有在最后一个案例中,我们才能找到对教养假说的有力支持。
2020-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Quantization of Planetary Systems and its Dependency on Stellar Rotation
随着现在发现的500多颗系外行星,我们提出了一个行星轨道周期的统计分析和它们的关系,其母星的旋转周期。我们测试是否行星轨道的结构,即行星的角动量和轨道周期是“量子化”的整数倍或半整数倍的母星的旋转周期。太阳系第一次显示出与太阳自转周期相关的量子化行星轨道。然后将分析扩展到443颗系外行星,以统计验证这种量化及其与恒星旋转的关联。结果表明,系外行星的轨道周期与母星的自转周期高度相关,并遵循离散的半整数关系,轨道秩n= 0.5,1.0,1.5,2.0,2.5等。纯粹偶然获得这些结果的概率为p<0.024。我们讨论了各种机制,可以证明这种行星量子化,如行星形成的混合引力不稳定性模型,以及可能的物理机制,如内盘磁层截断,潮汐耗散,共振捕获。总之,我们从统计上证明了一个量子化的轨道结构应该自然地从行星系的形成过程中出现,并且这种轨道量子化高度依赖于母星的自转周期。
2011-03-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar activity and magnetic shielding
恒星活动对轨道距离小的行星有特别强的影响,例如近距离的系外行星。对于这样的行星,我们提出了两个极端的情况下,恒星的变化,即恒星日冕物质抛射和恒星风,这两个结果在行星环境是可变的时间尺度上的数十亿年。在这两种情况下,流动的等离子体与行星大气的直接相互作用将带来严重的后果。然而,在某些情况下,行星大气可以被强大的行星磁场有效地屏蔽。这种屏蔽的效率取决于行星的磁偶极矩,这是很难约束的模型或观测。我们提出了不同的因素,影响行星磁偶极矩的强度。影响进行了讨论,包括非热大气损失,大气生物标志物和行星的可居住性。
2010-05-03 astro-ph.EP
The Stellar Activity of TRAPPIST-1 and Consequences for the Planetary Atmospheres
由M型矮星所承载的行星的特征,比起那些围绕较大恒星的行星,更容易被凌日光度法和径向速度法侦测到。最近,凌日测光被用来发现7颗行星围绕晚M矮星TRAPPIST-1运行。TRAPPIST-1的三颗行星落在宜居带,在适当的行星条件下,行星表面可能存在液态水。我们的目标是通过研究恒星的活动及其对行星的影响来研究TRAPPIST-1行星的可居住性。我们分析了先前发表的空间和地面光变曲线,并显示了TRAPPIST-1的光度测定旋转周期似乎随着时间的推移而变化,这是由于复杂的,不断变化的表面活动。TRAPPIST-1表面的剧烈变化表明,光度测定的自转周期对于这颗恒星和类似的活跃恒星来说可能不可靠。虽然恒星的活动很低,但我们使用“宇宙海岸线”的前提来提供证据,证明TRAPPIST-1环境可能导致极紫外恒星辐射侵蚀可能的行星大气。
2017-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mutual Inclination Excitation by Stellar Oblateness
超短周期行星(USP)为行星的形成和迁移提供了重要线索。最近,人们发现,如果内轨道更近($\lesssim 5R_*$)和行星周期比更大($P_2/P_1 \gtrsim 5$),行星系的相互倾斜度就会更大(Dai等人,2018)。这表明USP经历了倾斜激发和轨道收缩。在这里,我们调查的相互倾斜的增加,由于恒星扁率。我们发现恒星扁率(在$\sim 1$ Gyr内)足以增强相互倾斜度来解释观察到的特征。这表明,USP可以与它们的行星同伴以近共面的配置迁移到更靠近主恒星的位置(例如,盘迁移+潮汐或原位+潮汐),在相互倾斜由于恒星扁率而被激发之前。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disentangling stellar activity and planetary signals
光球层恒星活动可能是径向速度测量中噪声和混乱的重要来源。RV行星搜索巡天以及测光凌日巡天的后续工作需要对恒星活动的影响有更深入的了解和定性,以便将其与行星信号分开。我们模拟旋转恒星光球上的暗点。分析了光度、RV和谱线形状随星倾角、纬度和星点数目的变化。由活动引起的RV变化的Lomb-Scargle周期图在恒星的旋转周期Prot及其两个第一谐波Prot/2和Prot/3处提供功率。固定在Prot的三个调整正弦波及其两个一阶谐波允许去除约90%的RV抖动幅度。我们应用和验证我们的方法对四个已知的活跃的行星宿主星:HD 189733,GJ 674,CoRoT-7和iHor。我们成功地同时拟合GJ 674和CoRoT-7的活动和行星信号。这种活动和行星参数的同时建模导致CoRoT-7 b和c的质量略大:分别为5.7+/-2.5ME和13.1+/-4.1ME。较大的不确定度适当地考虑了恒星主动抖动。我们排除了iHor周围的短周期低质量系外行星。对于具有真实时间采样和高斯白噪声的数据,我们使用模拟来表明,我们的方法是有效的,以解开由于行星伴星和恒星活动引起的RV变化的反射运动,只要1)行星轨道周期不接近恒星旋转或其两个第一谐波之一2)行星的半振幅超过半振幅的30%,主动信号的幅度3)恒星的旋转周期是精确已知的4)数据覆盖一个以上的恒星旋转周期。
2011-01-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Occurrence and Architecture of Kepler Planetary Systems as Functions of Stellar Mass and Effective Temperature
开普勒任务已经发现了数千颗围绕不同恒星的系外行星,它们具有不同的光谱型(M、K、G和F),因此质量和有效温度也不同。以前的研究表明,行星出现率,即每颗恒星的行星平均数量,随着恒星有效温度(Teff)的增加而下降。在本文中,与最终的开普勒数据发布(DR 25)目录,我们重新审视恒星的有效温度(以及质量)和行星的出现之间的关系,但在恒星的行星和行星的数量的比例,每个行星系(即行星的多重性)。我们发现,无论是与行星的恒星和行星的多重性的分数随着恒星的温度和质量的增加而减少。具体来说,大约75%的晚型恒星(Teff<5000 K)拥有类开普勒行星,其平均行星多重数约为2.8;而对于早型恒星(Teff>6500 K),这一比例和平均多重数分别下降到约35%和约1.8。当$Δ$ AIC> 30时,有行星的恒星比例的下降趋势非常显著,尽管当$Δ$ AIC~5时,行星多样性的趋势有些试探性。我们的研究结果还使我们能够推导出行星轨道倾角的色散与恒星有效温度的关系。有趣的是,它被发现类似于众所周知的恒星温度和温度之间的趋势,表明这两种趋势可能有一个共同的起源。
2020-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Apodized Kepler Periodogram for Separating Planetary and Stellar Activity Signals
提出了一种新的切趾开普勒(AK)模型,用于分析精密径向速度(RV)数据,以模拟行星和恒星活动(SA)引起的RV信号。一个宽度和中心未知的对称高斯变迹函数可以根据变迹窗口的跨度区分行星信号和SA信号。$m$切趾开普勒信号的一般模型包括RV和恒星活动诊断$\log(R'hk)$之间的线性回归项,以及具有未知标准差的额外高斯噪声项。使用贝叶斯融合MCMC代码探索模型参数。采用控制诊断的广义Lomb-Scargle周期图的差分版本提供了区分SA信号的另一种方式,并有助于指导新周期的选择。结果报告最近的国际RV盲挑战,其中包括多个国家的最先进的模拟数据集支持的各种恒星活动诊断。在当前的实施方式中,AK方法实现了SA噪声降低约6倍。行星候选者的最终参数估计来自拟合,包括AK信号模拟SA组件和简单的开普勒模型的行星候选者。初步结果也报告AK模型增加了移动平均分量,允许残差的相关性。
2016-01-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Evolution of Planetary Systems with Time Dependent Stellar Mass Loss
观测表明,中等质量的恒星、双星和恒星残骸经常拥有行星;对这些系统的完整解释需要了解行星轨道如何随着中心恒星的质量损失而演变。受这些动力学系统的启发,本文从两个方向概括了先前对具有恒星质量损失的行星系统轨道演化的研究:[1]许多先前的处理集中在恒定的质量损失率上,并且大部分工作都是数值进行的。在这里,我们研究一类单行星系统的恒星质量损失率是时间依赖的。质量损失率可以增加或减少,但恒星质量总是单调减少。对于这类模型,我们开发了解析近似,以指定最终的轨道元素的行星,保持约束后的时代的质量损失,并找到所需的条件,行星成为无约束。我们还表明,对于一些质量损失函数,行星成为无约束的恒星质量消失的渐近极限。[2]研究了具有恒星质量损失的双行星系统的混沌演化。在这里,我们专注于一个由木星,土星和太阳的类似物组成的模型。通过监测初始相似轨迹随时间的发散,我们计算系统的李雅普诺夫指数。这个模拟太阳系是混沌的,在没有质量损失与李雅普诺夫时间在5 - 10百万年的范围内,我们发现,李雅普诺夫时间随着恒星质量损失率的增加而减小,两个时间尺度之间的近线性关系。总之,本文的结果有助于提供一个广泛的动力学演化,发生在太阳系恒星质量损失的解释。
2013-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Propagation of Strong Shocks into Planetary and Stellar Atmospheres
在这项工作中,我们提出了一个数学模型的冲击波发生在梯度密度分布的传播。这些波可以发生在广泛的天体物理事件中,例如行星和恒星大气层中的碰撞,常见的信封爆炸和奇特的Ia型超新星。冲击波的行为和它的演变可以使用II型自相似的解决方案建模。在这样的解决方案的冲击波的演变是由边界条件的冲击前和一个奇点在冲击区。我们展示了如何可以确定不同的状态方程和密度分布的演变,并比较这些结果的数值模拟。这些发现也被应用于各种天体物理现象,以进一步检验其有效性。
2021-07-04 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Stellar rotation--planetary orbit period commensurability in the HAT-P-11 system
人们观察到许多行星宿主恒星的旋转周期等于其近邻行星轨道周期的整数倍。我们通过分析HAT-P-11的开普勒数据来扩展这个列表,并发现周期比为6:1。特别是,我们提出了恒星表面上一个长寿点的证据,该点在同一位置被行星食了四次,每六次凌日。我们还确定了最小的过境光变曲线,并确认其相位相对于恒星旋转大多是固定的48个月的时间范围内的观测,确认建议的旋转周期。为了进行比较,我们将我们的方法应用于开普勒-17,并证实了Bonomo & Lanza(2012)的发现,即该系统的周期比不是8:1。最后,我们提供了一个假设,一个恒星和它的行星之间的相互作用可能会导致观察到的系统,恒星的差分旋转配置文件恰好包括一个周期,在某些纬度,这是可观测的行星轨道。
2014-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining stellar rotation and planetary atmospheric evolution of a dozen systems hosting sub-Neptunes and super-Earths
我们约束行星大气质量分数的时间的分散的原行星盘和恒星自转速率的演变为十几个多行星系统,主机子海王星和/或超级地球。我们采用了一个定制开发的Python代码,我们称之为Pasta(行星大气和恒星旋转rAtes),它在贝叶斯框架内运行,以模拟系外行星的大气演化。该代码结合了MESA恒星演化轨迹,描述行星结构的模型,恒星旋转和活动水平相关的模型,以及基于流体动力学模拟结果预测行星大气质量损失率的模型。通过MCMC方案,我们检索了所有考虑的参数的后验PDF。对于大于2 Gyr的年龄,我们发现$\bar{y}=0.38_{-0.27}^{+0.38}$的中位自旋下降(即$P(t)\propto t^y$),表明旋转衰减略慢于经典文献值($\approx$ 0.5),但仍在$1σ$范围内。在年轻的时候,我们发现了一个中等的自旋下降(即$P(t)\propto t^x$)的$\bar{x}=0.26_{-0.19}^{+0.42}$,这是低于在年轻的疏散星团中观察到的,但在$1σ$。然而,这两个结果可能是由于选择偏差,因为适合Pasta分析的系统至少包含一颗以氢为主的大气的行星,这意味着主恒星更有可能演变为一个缓慢的旋转体。我们进一步寻找所考虑的行星的初始大气质量分数和系统参数之间的相关性,但没有找到任何。TESS、CHEOPS和PLATO任务将有助于识别和精确测量符合帕斯塔分析的系统,从而可能…
2021-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
HORuS transmission spectroscopy and revised planetary parameters of KELT-7b
本文报道了用10.4 m大加那利望远镜(GTC)上的高光学分辨率摄谱仪(HORuS)对热木星KELT-7 b($M_{\rm p}$ $=$ 1.28 $\pm$ 0.17 M $_{\rm Jup}$,$T_{\rm eq}$ $=$ 2028 K)的两次行星凌日的高分辨率光谱观测。通过对光谱的分析,得到了快速旋转母星的一组新的恒星参数。使用新导出的恒星质量和半径,和行星凌日数据的凌日系外行星勘测卫星(TESS)与HORuS速度和光度和光谱数据在文献中,我们更新和改进的星历KELT-7 b。我们的研究结果表明,KELT-7有一个角度$λ$ = $-$ 10.55 $\pm$ 0.27度之间的天空投影的恒星的自旋轴和行星的轨道轴。通过结合这个角度和我们新推导出的恒星自转周期1.38 $\pm$ 0.05 d,我们得到了一个三维的行星度$ψ$ = 12.4 $\pm$ 11.7度(或167.6度),从而加强了KELT-7是一个排列良好的行星系统。我们在KELT-7 b的透射光谱中寻找H $α$、Li I、Na I、Mg I和Ca II特征的存在,但在考虑了恒星变化对提取的行星光谱的贡献后,我们只能确定它们存在的上限为0.08- 1.4%。我们还讨论了行星数据中恒星变化的影响。我们的研究结果加强了在恒星活动的存在下进行行星大气的高分辨率透射光谱学时监测母星的重要性。
2022-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal interactions in stellar and planetary systems
本文研究恒星与行星系统中的潮汐相互作用,介绍其驱动天体自转和轨道演化的机制、不同系统中的表现及观测证据,探讨潮汐耗散的理论理解与未解决问题。
2025-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stellar Wind Driven Alfvén Wing Dynamics in Planetary and Exoplanetary Magnetospheres
Center of Excellence in Space Sciences India, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度空间科学卓越中心,印度科学教育研究所加尔各答分校);Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究所加尔各答分校物理科学系);Center for High Energy Systems and Sciences, Defence Research and Development Organization(国防研究与发展组织高能系统与科学中心);Department of Physics, Fakir Chand College(法基尔昌德学院物理系)
通过三维磁流体模拟,研究恒星风条件如何影响阿尔文翼结构和磁层形态,发现上游阿尔文马赫数决定磁层构型,翼开角与恒星风速度相关,并揭示磁层顶与磁尾的线性标度关系。
2026-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Why do more massive stars host larger planets?
有人认为,行星半径随着恒星质量的增加而增加,对于6 R $_{\oplus}$以下的行星和1 M $_\odot$以下的行星。在这项研究中,我们探讨是否可以解释行星的大小和宿主恒星的质量之间的这种推断关系的行星质量较大的行星之间的轨道更大质量的恒星,膨胀的行星半径由于恒星辐射的差异,或不同的行星组成和结构。利用已测量质量和半径的系外行星数据,我们研究了G-和K-恒星的恒星质量与各种行星性质之间的关系,并证实质量越大的恒星拥有更大的行星和质量越大。我们发现,行星质量和温度的差异不足以解释不同恒星类型周围行星半径的测量差异。我们发现,较大的行星半径可以解释为一个更大的挥发性物质(氢-氦大气层)之间的行星周围更大质量的恒星。我们的结论是,大质量恒星周围的行星更大,最有可能是由于更大的氢氦大气。我们的发现意味着,在质量更大的恒星周围形成的行星往往更有效地吸积H-He大气。
2021-07-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
MOVES II. Tuning in to the radio environment of HD189733b
我们提出的恒星风建模的热木星主机HD 189733,并预测无线电发射的恒星风和行星,后者所产生的恒星风与行星磁层的相互作用。我们的恒星风模型将2013年6月/7月,2014年9月和2015年7月的表面恒星磁场图作为边界条件。我们发现,质量损失率,角动量损失率,和开放的磁通量的HD 189733变化了9%,40%,和19%,在这三个时期。通过求解辐射转移方程,我们发现在10 MHz-100 GHz范围内,恒星风的辐射通量在$10^{-3}$ - $5$ $μ$ Jy的范围内,在10 GHz以上,恒星风的光学厚度变薄。我们的行星射电辐射模型使用辐射波特定律,并忽略了行星大气的存在。假设行星磁场为1-10 G,我们估计行星发射的频率为2-25 MHz,峰值通量密度为$\sim10^2$ mJy。我们发现这颗行星的轨道穿过恒星风区域,这些区域的光学厚度与行星发射的频率相当。因此,未衰减的行星射电辐射只能传播出系统,并在10 G行星场的67%的轨道上到达观测者,这对应于行星接近和离开主凌日的时间。我们还发现,恒星风的等离子体频率太高,不允许低于21兆赫的行星无线电发射的传播。这意味着至少需要8 G的行星场才能产生可检测的无线电发射。
2019-03-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumstellar and circumbinary discs in multiple stellar systems
本综述探讨了聚星系统中恒星多重性对星周盘与双星盘形态、尘埃动力学及行星系统构型的影响,结合高分辨率观测与数值模拟,揭示了多星环境在行星形成与演化中的关键作用。
2025-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary systems in a star cluster I: the Solar system scenario
年轻的恒星大多数是在致密的恒星环境中发现的,甚至我们自己的太阳系也可能是在一个星团中形成的。在这里,我们数值探索的行星系的演变类似于我们自己的太阳系的星团。我们研究了星团中行星系的演化。大多数恒星相遇是潮汐的、双曲线的和绝热的。一小部分行星系在5000万年内从星团逃逸;逃逸速度较低的行星系统在逃逸过程中和之后通常保持完整。虽然星团内的大多数行星系保持完整,但在前5000万年期间,一个子集受到强烈扰动。随着时间的推移,0.3%-5.3%的行星会逃逸,有时会在恒星相遇后长达数千万年。木星的存活率最高,而天王星和海王星的逃逸率最高。除非直接受到恒星相遇本身的影响,木星经常作为一个屏障,保护类地行星免受外部行星系的扰动。在低密度环境中,木星提供保护,使其免受外部行星系的扰动,而在高密度环境中,邻近恒星对木星的直接扰动会破坏可居住带行星。存在于5000万年前的星团中的行星系之间以及逃逸的行星系之间的多样性很高,这有助于解释在星团和银河系中观测到的系外行星系统的高度多样性
2019-08-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Binarity of Transit Host Stars - Implications on Planetary Parameters
行星参数的直接推导只能在凌日行星系统中实现。然而,行星的属性,如半径和质量强烈依赖于恒星的主机参数。发现凌日宿主星是多个导致导出的恒星和行星参数的必要修订。基于我们对14个凌日系外行星宿主的观测,我们推导出了三个凌日宿主星(WASP-2,TrES-2和TrES-4)的各个组成部分的参数,我们检测到它们是双星。其中两个以前不知道是多重的。修正了相应系外行星的参数。在2.2米的Calar Alto望远镜上使用AstraLux进行的高分辨率“幸运成像”在i'和z'通带提供了接近衍射极限的图像。这些结果与现有的行星数据相结合,以重新校准行星属性。尽管已发现的TrES-2、TrES-4和WASP-2的伴星亮度较暗(delta mag ~ 4),但光变曲线推导的参数变化高达1 sigma以上。我们讨论了双星分离和行星性质之间的可能关系,如果得到证实,可能暗示双星对行星形成过程的影响。
2009-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
No statistically significant evidence for a correlation between stellar and planetary composition
University of Birmingham(伯明翰大学);University of Cambridge(剑桥大学);European Space Agency (ESA)(欧洲空间局(ESA));European Space Research and Technology Centre (ESTEC)(欧洲空间研究与技术中心(ESTEC));University of Groningen(格罗宁根大学)
本研究分析45颗贫铁恒星及其64颗行星,发现恒星与行星成分间无统计学显著相关性,并指出不确定性是掩盖潜在关系的关键因素。
2026-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the long-term stability of the Solar System in the presence of weak perturbations from stellar flybys
行星系的结构和演化在一定程度上是由恒星飞掠形成的。在这种情况下,我们看看恒星遭遇太弱,立即不稳定的行星系,但仍然足够强大,可测量扰动系统的动力学状态。我们估计这种扰动的强度,长期不断发展的系统,使用一个简单的分析模型,并确认这些估计与直接N体模拟。然后,我们运行长期的积分,并表明,即使是很小的扰动恒星飞越可以影响行星系的稳定性,在他们的生命周期。我们发现,对外层行星轨道的微小扰动会在行星之间传递,增加了内层行星系不稳定的可能性。具体来说,我们对太阳系的研究结果表明,海王星半长轴的0.1%量级的相对扰动足以使太阳系在5个Gyrs内不稳定的概率增加一个数量级。
2022-06-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Planetary Edge Trends (PET). I. The Inner Edge-Stellar Mass Correlation
本文基于Kepler DR25、LAMOST和Gaia数据研究多行星系统中小行星内边缘与恒星质量的相关性,经金属丰度校正后发现幂律指数为0.6-1.1的更强相关性,并指出内部尘埃盘升华半径限制了小行星最内侧轨道,与热木星的内边缘机制不同。
2025-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chaotic star formation and the alignment of stellar rotation with disc and planetary orbital axes
研究了由湍流分子云坍缩形成的星团中恒星自转轴与星周盘轴之间相对角的演化。这是一个具有可变吸积的内在混沌环境,无论是在速率和物质的角动量方面,还是恒星之间的动力学相互作用。我们发现,最终的恒星旋转轴和光盘自旋轴可以强烈错位,但这主要发生在光盘被截断的动力遇到,使最终的光盘旋转轴仅仅取决于什么落在最后。这可能会导致行星系统的轨道与恒星旋转轴不一致,但前提是最终的圆盘包含足够的质量来形成行星。我们还调查了内盘自旋轴的时间变化,这是可能的,以确定一个原恒星喷流的方向。我们发现,喷流的方向变化更强烈的较轻的光盘,如那些已被截断的动力学相互作用或遭受了一段时间的快速吸积。最后,我们注意到,恒星吸积的物质的角动量的变化意味着这样的恒星的内部速度场可能比对齐的差分旋转更复杂。
2009-09-23 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
The Sun and stars as the primary energy input in planetary atmospheres
正确描述行星的主星是理解其整体性质的关键因素。恒星通过改变行星大气层的结构和演变,作为压倒性的更大的能量来源,产生直接影响。恒星在形成结构、演化,甚至决定行星大气的存在方面都起着核心作用。由于在恒星大气建模方面取得了令人印象深刻的进展,绝大多数恒星通量都得到了很好的理解。然而,在短波长(X射线到紫外线),信息就比较少了,因为恒星的辐射不是起源于光球层,而是起源于色球层和日冕区域,而对色球层和日冕区域的了解要少得多。粒子排放也是如此,它对行星大气有着强烈的影响,因为对恒星风随时间演化的详细描述仍然缺乏。在这里,我们回顾我们目前的理解通量和粒子的太阳和低质量恒星的排放,并简要地解决其影响的背景下,行星大气。
2009-11-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
A model of rotating convection in stellar and planetary interiors: I - convective penetration
恒星和行星对流的单峰模型推导出均方根速度的大小,程度的超绝热,和特征长度尺度作为旋转速率的函数,以及与热和粘性扩散。对流模型被用来作为一个边界条件的对流不稳定和稳定的分层区域之间的过渡区域的运动方程的线性化,产生的深度对流渗透到稳定区域,并建立该深度和当地的对流Rossby数,扩散率,和这些流量的压力标度高度之间的关系。向上和向下的穿透对流有一个类似的标度与旋转速率和扩散率,但它们取决于不同的压力标度的高度,由于不同的能量过程发生在对流核心的早型恒星与对流信封的晚型恒星。
2019-02-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Effect of stellar wind induced magnetic fields on planetary obstacles of non-magnetized hot Jupiters
本文研究了磁化恒星风等离子体与非磁化或弱磁化热彗星逃逸高层大气的部分电离流体动力氢外流之间的相互作用。我们以热木星HD 209458 b为例,假设其内禀磁矩可以忽略不计。对于这颗行星,恒星风等离子体相互作用在行星的高层大气中形成了一个障碍,其中磁层顶的位置取决于恒星风和膨胀大气之间的压力平衡条件,并由恒星极紫外(EUV)辐射加热。结果表明,中性大气原子进入恒星风主导的区域,在那里它们被光电离和电荷交换电离,然后与恒星风混合。使用三维磁流体动力学(MHD)模型,我们表明,诱导磁场的形式在前面的行星障碍,这似乎是更强的相比,由太阳风与金星和火星的相互作用产生的。根据恒星风的参数,由于感应磁场,行星障碍物可以移动到接近行星的0.5-1行星半径。最后,我们讨论了如何估计热彗星的内禀磁矩可以推断耦合流体动力学的上层行星大气和MHD恒星风相互作用模型与紫外观测。特别是,我们发现HD 209458 b的内禀磁矩可能是木星的10-20%。
2017-08-04 astro-ph.EP