A triple origin for the lack of tight coplanar circumbinary planets around short-period binaries
凌日的环联星行星在短周期的联星比长周期的联星更容易被探测到,但是还没有被周期短于7天的{ \it Kepler}轨道联星观测到。在三重系统中,长期Kozai-Lidov周期和潮汐摩擦(KLCTF)已被证明可以将内轨道周期从$\sim 10^4$减少到几天。事实上,大多数短周期双星都被观测到拥有第三颗伴星。使用长期的演化分析和人口合成,我们表明,KLCTF使得它不太可能为环联过境行星周围存在的短周期双星。我们发现以下结果。(1)足够大质量的行星在紧密和/或共面的轨道上围绕着内双星可以抑制KL的演化,因为它们会引起内双星的岁差。KLCTF过程不会发生,从而阻止了短周期双星的形成。(2)长期的演化并没有被抑制,它驱使行星轨道进入一个高偏心率,产生一个不稳定的结构,在这个结构中,行星很可能被抛出系统。(3)世俗的进化并没有被熄灭,但地球在KLCTF的进化中幸存下来。它的轨道可能比目前观测到的内双星轨道宽得多,并且可能是偏心的,相对于内双星倾斜。这些结果导致两个主要结论:(1)不太可能在短周期双星的紧密共面轨道上找到大质量行星,(2)短周期双星中的环双星行星的性质受到长期演化的限制。
2016-06-09 astro-ph.EP
Photo-dynamical Analysis of Circumbinary Multi-planet system TOI-1338: a Fully Coplanar Configuration with a Puffy Planet
本文对TESS发现的首个环双星行星系统TOI-1338进行全局光动力学建模,结合TESS扩展任务和HARPS/ESPRESSO径向速度数据确立了系统的三维共面架构,并测定了内部蓬松行星的密度,为后续地面观测与凌星光谱学提供了高精度星历。
2024-04-29 astro-ph.EP
Misaligned circumbinary discs around unequal-mass eccentric binaries: alignment, morphology, and binary accretion variability
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, University of Oklahoma(俄克拉荷马大学霍默·L·多格物理与天文学系);Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院上海天文台);Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano(米兰大学物理系);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);Department of Physics and Astronomy, University of Victoria(维多利亚大学物理与天文学系);CSST Science Center for the Guangdong-Hong Kong-Macau Greater Bay Area, Sun Yat-sen University(中山大学粤港澳大湾区空间科学中心)
研究通过三维水动力模拟探讨了不等质量偏心双星周围偏转环状星盘的对齐、形态及双星吸积变异性,发现初始偏转角和质量比影响长期吸积变异性,不同对齐方式影响吸积倾向。
2026-04-16 astro-ph.EP
Analyzing the Stability of Non-coplanar Circumbinary Planets using Machine Learning
在过去十年中,包括美国宇航局开普勒和TESS任务在内的系外行星探测已经发现了许多与我们自己的太阳系行星有很大不同的世界,包括400多颗围绕双星或多星系统运行的系外行星。这不仅拓宽了我们对系外行星多样性的理解,也促进了我们对复杂双星和多星系统中系外行星的研究,并为探索其可居住性提供了动力。在这项研究中,我们分析了非共面环双星系统中的系外行星的轨道稳定性,使用数值模拟的方法,产生了大量的环双星行星样本,以量化的轨道参数对轨道稳定性的影响。我们还训练了一个机器学习模型,可以快速确定环双星行星系的稳定性。我们的研究结果表明,较大的倾角的行星往往会增加其轨道的稳定性,但在地球和木星之间的行星的质量范围的变化对系统的稳定性几乎没有影响。此外,我们发现深度神经网络(DNN)比其他机器学习算法具有更高的准确性和精度。
2021-06-28 astro-ph.EP cs.LG
A coplanar circumbinary protoplanetary disk in the TWA 3 triple M dwarf system
我们提出了敏感的ALMA观测TWA 3,附近,年轻($\sim$ 10万年)的层次系统组成的三个前主序星M3-M4.5。首次在TWA 3A周围的环双星原行星盘中观测到${}^{12}$ CO和${}^{13}$ CO $J$ =2-1辐射。我们共同适合的原行星盘速度场,恒星天体测量位置,恒星径向速度推断系统的架构。Aa和Ab星(分别为$0.29\pm0.01\,M_\odot$和$0.24\pm0.01\,M_\odot$)组成了紧($P=35$天)偏心($e=0.63\pm0.01$)光谱双星,它们与环双星盘共面($< 6^{\circ}$的偏差有68%的置信度),类似于其他短周期双星系统。从模型的光谱能量分布,我们发现内半径的circumbinary磁盘($r_\mathrm{inner} = 0.50 - 0.75$金)是一致的理论预测的动态截断$r_\mathrm{cav}/a_\mathrm{inner} \approx 3$。第三恒星B的外轨道($0.40\pm0.28\,M_\odot$,$a\sim65 \pm 18$ au,$e=0.3\pm0.2$)不像内轨道那样受到很好的约束,但是,与A系统共面的轨道仍然是首选(不对准$ < 20^{\circ}$)。为了更好地理解B轨道对TWA 3A环双星盘的影响,我们对该系统进行了SPH模拟,发现气体盘($r_\mathr…
2021-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Abundance of Circumbinary Planets
我们在这里提出的第一个观测为基础的确定的发生率的环联行星。这是来自公开可用的开普勒数据,使用自动搜索算法和去偏过程来产生已知的七个系统所暗示的发生率。这些比率主要取决于行星倾角的分布:如果环联星的行星优先与它们的主星联星共面,就像已经提出的那样,那么$R_p>6R_\oplus$与$P_p<300$ \ d一起运行的行星的出现率是$10.0 ^{+18}_{-6.5}$ \%(95\%置信限),高于但与单星率一致。另一方面,如果基本的行星倾角分布是各向同性的,那么这种发生率就会急剧上升,下限为47%。这意味着在环双星盘中的形成和随后的动力学演化必须要么导致大部分共面行星,要么比在拱星盘中更容易进行。作为这项调查的结果,我们还表明,巨行星(${>}10R_\oplus$)是显着不太常见的环联星轨道比他们的小兄弟姐妹,并确认提出的短缺环联星行星轨道的开普勒样本中的短周期双星是一个真正的效果。
2014-08-04 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
Distinguishing Polar and Co-planar Circumbinary Exoplanets by Eclipsing Timing Variations
环联行星(CBPs)可能与其宿主双星不对齐。轨道动力学、模拟和最近对原行星盘的观测都表明,这颗行星可以稳定地在垂直于偏心双星的平面上运行(即,极地轨道)。没有确凿的证据表明探测到了这样的配置;通过凌日技术探测到的九个系统几乎是共面的,但他们的发现也偏向于这种配置。在这里,我们开发Eclipse时序变化(ETVs)作为一种方法来检测未对准的CBP。我们发现,由于拱点运动(近星点岁差)的主机二进制的共面行星和逆行的极地行星,主日食和次日食的平均日食周期不同的方式,区分这些配置。其次,日食持续时间变化(EDV)的变化方式可以证实这一推论,无论是在极地模型上还是在极地模型上。第三,行星轨道时间尺度上的初级和次级ETV的相对相位也区分了这两种配置,我们通过数值模型网格进行了分析和量化。我们将这些方法应用于开普勒-34,一个过境行星被称为近共面详细的光动力学建模。在这个系统中,我们发现,单独的双日食时间足以区分这些轨道配置,使用这里介绍的效果。我们的工作提供了一个工具,发现潜在的极地CBPs,或错位的温和倾斜的CBPs,从现有的ETV数据集的开普勒,以及未来的观测TESS或PLATO。
2019-05-24 astro-ph.EP
Circumbinary planets in coplanar triple-star systems: I. Minimum eccentricity variation region
Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación (FAMAF), Universidad Nacional de Córdoba (UNC)(科尔多瓦国立大学数学、天文学、物理与计算学院);Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), CONICET-UNC(理论与实验天文研究所);Observatorio Astronómico de Córdoba (OAC)(科尔多瓦天文台);Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学法国国家科学研究中心IPAG实验室)
本研究探究等级三星系统中Lidov-Kozai振荡的发生条件,通过N体模拟和解析推导,确定了环双星行星的最小偏心率变化区域,其结果可用于解释观测到的三星系统WDS 08403+1921的动力学特征。
2026-09-07 astro-ph.EP
Orbital stability of two circumbinary planets around misaligned eccentric binaries
利用$n$体模拟方法研究了由两颗非零质量行星组成的倾斜环联行星系的稳定性。行星最初是在圆形轨道上,彼此共面,如果它们形成在一个平坦但倾斜的环双星气体盘中,并且在一个远小于盘节进动周期的时间差内与盘脱离,这是可以预期的。我们限制稳定的多行星环双星系统的参数。行星与行星之间以及行星与双星之间的相互作用都可能导致复杂的行星倾斜振荡,从而使其中一颗或两颗行星的轨道不稳定。由于这两种相互作用之间的相互作用,该系统比这些单独相互作用的影响要不稳定得多。系统的稳定性对双星的偏心率、轨道倾角和两颗环双星行星的半长轴都很敏感。如果外行星位于$5\,a_{\rm b}$,超过与内行星2:1的平均运动共振,系统通常是稳定的。对于较大的内行星半长轴,系统不太稳定,因为冯-蔡佩尔-科扎伊-利多夫机制起着重要的作用,特别是对于低偏心率的双星。在不稳定的情况下,最可能的结果是一颗行星被抛出,另一颗行星仍然被束缚在一个高度偏心的轨道上。因此,我们认为这种不稳定性是产生自由浮动行星的有效机制。
2023-03-13 astro-ph.EP
Coplanar Circumbinary Debris Disks
我们提出了解决赫歇尔图像的circumbinary碎片磁盘中的α CrB(HD 139006)和β三(HD 13161)系统。我们发现,这两个磁盘是一致的,正在与二元轨道平面对齐。虽然来自双星的长期扰动可以使盘对准,但在这两种情况下,在盘被分辨的距离处的对准时间大于恒星年龄,因此我们得出结论,共面性是原始的。这两个圆盘都不能被建模为窄环,需要扩展的径向分布。为了同时满足α CrB盘的Herschel和中红外图像,我们构建了一个从1- 300 AU延伸的模型,其径向轮廓与由双星长期扰动激发的星子碰撞的图片大致一致。然而,这个模型也与其他机制的搅拌一致,例如冥王星大小的物体的形成。Beta Tri磁盘型号从50- 400 AU扩展。一个耗尽(而不是空的)内部区域的模型也再现了观测结果,并与二元和其他搅拌机制相一致。作为建模过程的一部分,我们发现Herschel PACS光束在70 μ m处的变化高达10%,在100 μ m处的变化为几个%。因此,70 μ m的变化可能会妨碍图像解释,特别是对于分辨率很差的物体。将环绕双星碎片盘的方向与双星平面进行比较的系统现在有四个。需要更多的系统,但一个图片,其中磁盘周围非常接近的二进制文件(阿尔法CrB,β三,和HD 98800,与周期的几个星期到一年)是对齐的,和磁盘周围更广泛的二进制文件(99赫,与50年的周期)是不对齐的,可能会出现。这张图片…
2012-08-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planet-disc interactions around eccentric binaries and misaligned ring formation
本研究通过解析模型和流体动力学模拟,发现行星-盘相互作用可使环双星盘中的巨行星趋向共面或极向对齐,高质量盘可引发Kozai-Lidov振荡致行星抛出,并形成长寿命错位环。
2025-07-09 astro-ph.EP
Dynamical Stability of Polar Circumbinary Orbits and Planet-Formation in Planetary Disc of 99 Herculis
本文研究了 99 Herculis 极向环双星轨道的稳定性,通过数值拟合给出粒子稳定的最小半径经验公式,并发现极向行星盘的低吸积效率和长碰撞时标导致小行星无法生长,从而解释了碎屑盘的形成。
2023-06-27 astro-ph.EP
Constraining the Circumbinary Disk Tilt in the KH 15D system
KH 15 D是一个由一颗年轻的偏心双星和一个环绕双星盘组成的系统。我们开发了一个自洽的模型,提供了一个合理的适合在KH 15 D系统中观察到的光度变化,在过去的60年。我们的模型表明,环双星盘有一个内边缘$r_{\rm in}\lesssim 1 \ {\rm au}$,一个外边缘$r_{\rm out} \sim {\rm a \ few \ au}$,并且盘相对于恒星双星偏离$\sim$ 5-16度,内边缘比外边缘更倾斜。在盘的内边缘和外边缘处的上升节点的倾角(翘曲)和经度(扭曲)之间的差分别为$\sim$ 10度和$\sim$ 15度的量级。我们还提供了其他属性的磁盘,如进动周期和表面密度分布的限制。我们的工作证明了测光数据在约束行星形成环双星盘的物理性质方面的力量。
2021-03-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
A circumbinary protoplanetary disc in a polar configuration
几乎所有的年轻恒星最初都被气体和尘埃的“原行星”盘所包围,在单恒星的情况下,这些盘中至少有30%会形成行星。原行星盘形成的过程可能会导致初始的不对准,在单星系统中,盘的轨道平面不同于恒星赤道,或者在有两颗恒星的系统中,盘的轨道平面不同于双星轨道平面。动力学的一个怪癖意味着,最初未对准的“环双星”盘-那些围绕两颗恒星的盘-预计将演变成两种可能的稳定构型之一,一种是盘和双星轨道平面共面,另一种是它们垂直的(“极”构型)。先前的工作已经发现了共面的环双星盘,但直到现在还没有发现极轴的例子。在这里,我们报告的第一个发现的原行星环双星盘在极地配置,支持的预测,这样的光盘应该存在。这个圆盘显示出一些类似于单个恒星周围的圆盘的特征,这些特征归因于尘埃的生长。因此,行星形成的第一阶段似乎能够在极环双星盘中进行。
2019-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital dynamics of circumbinary planets
我们调查的动力学的非零质量,圆形轨道行星围绕偏心轨道二进制的各种值的二进制偏心率,二进制质量分数,行星质量,和行星半长轴的数值模拟。以往的研究主要采用近似解析的方法来研究长期动态。在静止的倾角状态下,行星和双星一起进动,相对倾角没有变化。对于逆行和逆行的行星轨道,我们探讨了行星轨道天平动与环流的条件和静止倾角的条件。正如解析模型所预测的那样,对于足够高的初始倾角,一颗倾斜的行星的轨道在静止倾斜状态下做平动。对于固定的双星偏心率,静止角是行星与双星角动量之比$j$的单调递减函数。$j$越大,双星偏心率和倾角的演化变化越强烈。我们还计算了临界倾角,分离的循环从振动轨道的逆行和逆行行星轨道。对于逆行轨道和逆行轨道,振动轨道和驻角的性质是完全不同的。数值模拟的结果是在非常好的定量协议与分析模型。我们的研究结果对环双星行星形成和演化具有一定的意义。
2019-08-17 astro-ph.EP
Accretion onto a binary from a polar circumbinary disc
我们提出了流体动力学模拟来模拟从极环联星盘到质量比接近1的高偏心率($e=0.78$)联星系统($q=0.83$)的吸积流,作为联星HD 98800 BaBb的模型。我们比较了极环双星盘吸积流与以前研究的共面情况。在共面的情况下,环双星盘变得偏心,吸积从一个双星成员到另一个双星成员交替占主导地位。对于极盘的情况下,涉及一个高度偏心的二进制,我们发现,circumbinary光盘保留其最初的低偏心率和主星吸积率始终是大约相同的次级恒星吸积率。最近的观测的二进制HD 98800 BaBb,它有一个极环双星盘,已被用来确定的$\rm Hα$流量的值,从较亮的组件。从这个值,我们推断吸积率比典型的金牛T星低得多。外伴星HD 98800 A的偏心轨道使HD 98800 B的吸积率在每次近天体通过后增加$\sim 20$ %。我们的流体动力学模拟无法解释如此低的吸积率,除非盘的粘度参数是非常小的,$α< 10^{-5}$。对这个系统的进一步观测将有助于检查这种低吸积率。
2022-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Placing Limits On The Transit Timing Variations Of Circumbinary Exoplanets
我们提出了一个有效的分析方法来预测的最大过境时间变化的环联星系外行星,给定的一些基本参数的主机二。我们推导出一个分析模型,给出限制共面行星轨道食双星过境的潜在位置,然后测试它对数值N体模拟的分布的双星和行星。我们还展示了分析模型对开普勒-16b,-34b和-35b的应用。由此产生的方法是快速,高效,准确到约1%的预测限制可能的过境时间超过三年的观测活动。例如,该模型可以很容易地用于在大型数据集上执行环双星行星搜索时对过境时间进行限制。它适用于某些或许多行星和双星参数未知的情况。
2013-07-03 astro-ph.EP
On the cavity size in circumbinary discs
环双星盘中的空洞大小如何依赖于盘和双星的性质?我们调查通过模拟光盘腔雕刻的二进制同伴使用光滑粒子流体动力学(SPH)。我们发现,在动力学时间上,空穴是快速打开的,而在粘性时间上,空穴的大小是确定的。在协议与以前的研究结果,我们发现长期的空腔大小的2-5倍的二进制半长轴,增加与偏心率和减少与光盘的纵横比。当考虑相对于盘倾斜的双星时,我们发现三种状态:i)向共面轨道演化的盘有一个大的空腔,略小于初始共面盘的空腔; ii)通过破裂向极轨道演化的盘有一个小的空腔,大小等于初始极盘的空腔; iii)通过翘曲向极轨道演化的盘有一个中等大小的空腔。我们发现典型的气体耗尽内的$\gtrsim 2$数量级的表面密度的空腔。
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumbinary disk inner radius as a diagnostic for disk--binary misalignment
我们研究了具有偏心率$e\simeq 0.8$的双星HD 98800 BaBb周围的环双星盘的失准。\cite{Kennedy2019}观察到圆盘的倾角为$48^{\circ}$,或者与双星轨道平面极性对齐。他们的模拟表明,从$48^\circ$到极性配置的对齐可以在比该系统的年龄更短的时间尺度上发生。我们进行流体动力学数值模拟,以估计腔体的大小雕刻的偏心二进制为不同的磁盘倾角作为一个独立的检查极对齐。共振理论表明,这种高度偏心双星的极盘内部的扭矩比共面情况下要弱得多,这表明中心空腔比共面情况下要小得多。我们表明,推断的内半径(从一氧化碳测量)的吸积盘周围的BaBb可以排除它是温和的倾斜相对于双轨道平面的可能性,因此确认极性配置。这项研究构成了一个重要的诊断错位circumbinary磁盘,因为它可能使我们能够推断磁盘的倾斜度从观察到的气体盘的内径。
2019-07-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Can a binary star host three giant circumbinary planets?
本文通过数值稳定性分析考察倾斜环双星三巨行星系统,揭示双星质量比、行星间隔和平均运动共振对失稳及弹出结果的影响。
2023-08-18 astro-ph.EP
Inclination instability of circumbinary planets
本研究针对双行星环双星系统中外行星的轨道倾斜不稳定性,通过四极阶双星势哈密顿量揭示其源于长期共振,解析推导与数值模拟吻合,拓展了Kozai-Lidov不稳定性的适用场景。
2024-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital alignment of circumbinary planets that form in misaligned circumbinary discs: the case of Kepler-413b
虽然开普勒探测器发现的大多数环联星行星的轨道都与联星轨道平面紧密对齐,但开普勒-413和开普勒-453系统表现出$\sim 2.5^\circ$的小偏差。一种可能性是这些行星形成于一个环双星盘,其中间平面相对于双星轨道平面倾斜。这样的配置预计将导致一个扭曲和扭曲的磁盘,我们的目标是检查嵌入这些磁盘的行星的倾角演变。我们采用了三维流体动力学模拟,研究光盘的存在下,一个适度倾斜的二进制参数相匹配的开普勒-413系统,作为光盘参数和二进制倾角的函数的响应。圆盘都发展缓慢变化的翘曲,通常显示非常少量的扭曲。由于采用了大的外圆盘半径,所以会发生非常慢的固体进动。对嵌入这些圆盘中的行星的模拟导致行星与双星轨道平面对齐,圆盘质量接近最小质量的太阳星云,这样行星的节点岁差就被双星控制。对于更高的光盘质量,行星保持与当地光盘中面近共面。我们的研究结果表明,在倾斜的环双星盘出生的环双星行星应该与双星轨道平面对齐的光盘年龄和失去质量,即使环双星盘仍然偏离双星轨道。这一结果对于理解已知的环双星行星的起源具有重要意义。
2018-03-27 astro-ph.EP
Polar alignment of a massive retrograde circumbinary disc around an eccentric binary
一个围绕偏心双星的测试粒子轨道有两个没有节进动的定态:共面和极面。未对准的试验粒子轨道的节点进动集中在这些定态之一上。一个低质量的环双星盘经历同样的进动,并通过盘内的耗散向这些状态之一移动。对于大质量粒子轨道,定常极线对准发生在小于$90^{\circ}$的轨道倾角处,这就是非定常极线倾角。一个足够高的角动量粒子有一个额外的更高的倾角静止状态,逆行极静止倾角。靠近逆行极静止倾角的未对准粒子轨道不像靠近其他静止点的轨道那样是嵌套的。我们调查的气体盘,开始接近逆行极静止倾角的演变。通过流体动力学圆盘模拟,我们发现圆盘运动通过非嵌套的新月形进动轨道,并最终向双极静止倾角移动,从而增加了环双星圆盘向极对齐移动的参数空间。如果原行星盘相对于双星轨道形成各向同性的方向,那么极盘可能比偏心双星周围的共面盘更常见,即使是大质量盘。这对环双星行星的排列有影响。
2022-09-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
The protoplanetary disc around HD 169142: circumstellar or circumbinary?
双星系统在恒星系统中占很大比例,尤其是在年轻的恒星天体中。因此,双星在确定大量原行星盘的结构方面起着重要作用。相对于环双星盘处于共面和极向的双星是稳定的构型,并可能在尘埃和气体分布中引起非轴对称结构。在这项工作中,我们认为,在原行星盘HD 169142的中心区域所示的结构是由一个内部恒星双星和一个环双星(P型)行星的存在。我们发现一颗质量比为0.1、半长轴为9.9天文单位、偏心率为0.2、倾角为90°的伴星与一颗质量为2木星的共面行星一起在45天文单位的圆形轨道上再现了在1.3毫米处观察到的最内环的结构和散射光观测中的螺旋特征形状。该模型预测了圆盘尘埃结构的变化,以及恒星的天体测量参数,这将允许在未来20年内通过监测该系统来测试其准确性。
2021-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Alignment of a circumbinary disc around an eccentric binary with application to KH 15D
我们分析了一个温和的倾斜circumbinary光盘,轨道偏心轨道的二进制通过平滑粒子流体动力学(SPH)模拟和线性理论的演变。我们发现,最初未对准的circumbinary光盘周围的偏心轨道二进制的对齐过程是显着不同的比周围的圆形轨道二进制,并涉及倾斜振荡。双星的偏心度越大,倾斜振荡就越大,阻尼这些振荡所需的时间也就越长。仅轻微倾斜的环双星盘在走向对齐之前可能会将其倾斜度增加几倍。SPH模拟的结果与线性理论的结果吻合得很好。本文研究了KH 15 D周围的环双星盘/环的性质。我们确定光盘属性的观测约束的基础上所施加的不断变化的二进制亮度。我们发现,目前的倾斜度是在一个局部最小值,并将大大增加之前设置为共面性。此外,交点岁差目前接近其最快的速度。最近的观测表明,B星的重现对遮蔽材料层的厚度施加了限制。我们的研究结果表明,光盘固体已经经历了大量的向内漂移和解决对光盘中平面。对于椎间盘肿块$\sim 0.001 M_\odot$,我们的模型表明椎间盘湍流水平较低,为$α\ll 0.001$。另一种可能性是盘/环包含很少的气体。
2019-04-01 astro-ph.EP
Analytic orbit propagation for transiting circumbinary planets
本文提出的分析框架充分描述了共面系统的运动组成的恒星双星和行星轨道上的轨道以及长期的时间尺度上的恒星。Runge-Lenz矢量的扰动用于推导系统的短期演化,而八极长期理论用于描述其长期行为。后牛顿恒星轨道的修正。行星轨道最初是圆形的,这里发展的理论假设行星偏心率保持相对较小(e_2<0.2)。我们的模型进行了测试,从数值积分的完整的运动方程的结果,然后应用于调查的动力学历史的一些circumbinary行星系发现的美国宇航局的开普勒卫星。我们的研究结果表明,开普勒-34和开普勒-413系统的形成历史很可能与开普勒-16,开普勒-35,开普勒-38和开普勒-64的形成历史不同,因为这些系统观测到的行星偏心率与初始圆形轨道的假设不一致。
2015-02-23 astro-ph.EP
Testing dust trapping in the circumbinary disk around GG Tau A
围绕GGTau A双星系统的原行星盘是迄今为止研究最多的年轻环双星盘之一。在亚毫米/毫米波长的尘埃连续辐射观测中发现了一个尘埃环,位于距离系统质心200 AU和300 AU之间。如果盘和双星轨道共面,考虑到观测到的双星系统中恒星的投影分离,双星系统和其环双星盘之间的潮汐相互作用的经典理论预测的截断半径明显小于测量的毫米大小的尘埃环的内半径。我们调查的起源,这种尘埃环结构的GG头A盘,测试之间的相互作用的二进制和磁盘是否可以产生一个尘埃陷阱在所观察到的环的位置,并讨论了另一种方案,调用磁盘和恒星轨道平面之间的错位。我们运行一组流体动力学模拟的轨道一致的天体测量解决方案的GG头A恒星自行车,并为不同的磁盘温度和粘度。然后,我们在后处理中应用尘埃演化模型,以恢复毫米级颗粒的分布。比较模型和观测结果,我们发现,如果双星轨道和盘是共面的,环双星盘的潮汐截断将发生在一个半径太小相比,由尘埃观测推断的内边缘,和模型中的压力隆起和尘埃环将位于<150 AU从恒星系统的质心。这表明GG Tau A盘不能与双星轨道平面共面。我们还讨论了错位磁盘的情况下,这表明,为了使尘埃捕获发生在所观察到的半径,磁盘和轨道平面必须错位约25度的角度的可行性。
2016-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
A machine learns to predict the stability of circumbinary planets
长周期环联星行星似乎和那些绕单恒星运行的行星一样常见,并且发现它们的轨道半径经常超过动力学稳定的临界距离。稳定性评估通常通过N体模拟或使用Dvorak首先考虑并随后由Holman和Wiegert开发的稳定性标准来完成:校准以广泛匹配数值模拟的二阶多项式。然而,多项式是无法捕捉岛屿的不稳定性所引入的平均运动共振,导致的准确性的标准,以接近一个随机抛硬币时,接近边界。我们展示了在使用REBOUND生成的N体模拟上训练的深度神经网络(DNN)如何能够显着提高对最初共面圆形轨道上的环双星行星的稳定性预测。具体来说,我们发现,我们的DNN的准确性从来没有下降到86%以下,即使是在紧密围绕边界的不稳定性,是足够快的,是实用的在飞行中调用典型的现代贝叶斯推断的似然评估。我们的二元分类器DNN在https://github.com/CoolWorlds/orbital-stability上公开提供
2018-02-09 astro-ph.EP
Uncovering Circumbinary Planetary Architectural Properties from Selection Biases
环双星行星系的新发现,为理解行星系的形成提供了新的思路。了解这些系统的结构特性对于约束不同的形成机制至关重要。我们首先重温了环双星行星的稳定极限。接下来,我们专注于食双星,并获得了一个解析表达式的过境概率在现实的设置,其中有限的观测周期和行星轨道岁差。然后,了解目前观察到的过境系统的建筑特性的基础上,贝叶斯分析和一系列的假设检验。我们发现:(1)在9个观测系统中,有8个系统的最内侧行星位于稳定极限附近,这与行星半长轴的对数均匀分布是一致的,而不是选择偏差; 2)行星轨道与恒星轨道几乎共面不是选择性偏差($\lesssim 3^\circ$),这与以前的研究一起可能意味着环联星行星的出现率类似于单恒星系统; 3)只有一颗凌日行星的环双星系统的优势可能是由选择效应引起的; 4)Lidov-Kozai振荡的形成机制,它可能导致行星和恒星双星之间的错位和大的分离,与以前的研究一致,短周期恒星双星周围缺乏凌日环绕双星行星。作为4)的结果,日食时间的变化可能更适合在这种配置中探测行星。
2016-08-05 astro-ph.EP
Outer-planet scattering can gently tilt an inner planetary system
混沌动力学预计在行星形成期间和之后,解释巨大气体系外行星大偏心率的主要机制是行星-行星引力散射。同样的散射也被用来解释行星轨道平面相对于其主恒星自旋的不对准。然而,开普勒-56提出了一个观测难题,它有两颗内行星(b和c),它们几乎彼此共面,但与恒星赤道的倾斜度超过45度。因此,自旋-轨道错位可能是最原始的。相反,我们进一步发展了发现论文中的假设,即在更宽轨道上的行星通过散射产生不对准,并因此轻轻扭转内行星远离恒星的赤道平面。我们整合了开普勒-56 b和c的运动方程,以及一个不稳定的外部系统,该系统初始化有两个或三个质量为1000亿的行星。我们在这里讨论的是,产生巨大相互倾斜的剧烈散射是否能使内部系统保持完整,使其轻轻倾斜。在几乎所有最初有两颗外行星的情况下,内行星要么在恒星的赤道平面上保持几乎共面,要么它们剧烈地分散到高的相互倾斜和高的自旋轨道错位。相反,在有三颗不稳定外行星的系统中,共面内行星有28%的时间会产生足以解释观测结果的自旋-轨道错位,这与迄今为止报道的这种现象的观测频率一致。我们的结论是,在系统的外部多行星散射可能占这个新的人口共面行星斜星托管。
2016-07-28 astro-ph.EP
The Number of Transits Per Epoch for Transiting Misaligned Circumbinary Planets
越来越多的环联星行星目录强化了行星在宇宙中各种条件下形成的概念。凌日环联星行星产生特别重要的见解和许多例子是现在已知的,在广泛的共面讣告相对于他们的二。对环双星盘的研究表明,错位的凌日例子也可能存在,但它们的存在会加剧自动检测已经具有挑战性的壮举。在这项工作中,我们综合了这些行星的人口,并考虑了它们产生的每个时代的凌日数量,形成整数序列。对于各向同性分布,这样的序列将出现在传统的预期之外,很少(~1%)产生我们对环双星所期望的签名双凌,而是产生由零凌时期主导的稀疏序列(~80%)。尽管它们很奇怪,但我们证明了这些序列将是非随机的,并且前两个时期预测了下一个高精度。此外,我们表明,即使在集群的凌成分组的时代,他们往往出现非物理的,如果错误地假设一个单一的明星,由于失踪的时代。至关重要的是,缺失的时期意味着高度各向同性的种群可能会在多达四分之一的情况下欺骗观察者分配错误的时期,从而增加了进一步的混乱。最后,我们证明了过境序列编码的倾斜分布,并展示了一个简单的推理方法,成功地匹配注入的真相。我们的工作突出了标记凌日的简单行为如何被用来提供对未对准的凌日环联行星的初始、审查级分析。
2022-05-06 astro-ph.EP
Linear Analysis of the Evolution of Nearly Polar Low Mass Circumbinary Discs
Martin & Lubow(2017)通过模拟表明,一个偏心双星周围的初始倾斜圆盘可以演变为极对齐,其中圆盘垂直于双星轨道平面。我们应用线性理论以解析和数值方式表明,接近极对齐的低质量环联星盘演变为极对齐并确定对齐时间尺度。显着的光盘演化对极性状态周围适度偏心的二进制可以发生典型的原恒星盘参数在不到一个典型的光盘寿命的二进制与轨道周期的顺序为100年或less.Resonant扭矩是有效得多,在截断的内部部分的circumbinary极盘比内部部分的共面盘。对于极盘,它们因二进制离心率为1而消失。结果与模拟一致,表明盘可以演化到极性状态。然后,环联星行星可能会在这样的圆盘中形成,并居住在极地轨道上。
2017-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Birth environment of circumbinary planets: are there CBPs on the inclined orbits?
环联行星的倾角分布是一个重要的科学问题。这对估算煤层气赋存速率、研究煤层气形成演化具有重要意义。虽然目前通过中星法发现的CBPs几乎是共面的,但CBPs的真实倾角分布仍然未知。以往对CBPs的研究大多将其视为孤立的双星系统,而没有考虑其宿主双星的诞生环境。一般认为,几乎所有的恒星都是在星团中诞生的。因此,有必要考虑恒星近距离碰撞对CBP系统的影响。本文讨论了近距离擦肩星碰撞对CBP倾角的影响。基于大量的数值模拟,我们发现,CBPs在密近双星的间距约0.2 AU几乎不受恒星飞掠。它们的轨道保持共面。当双星间距大于1au时,即使在双星不稳定边界附近,入侵星的2-3次飞掠也能激发出相当大的倾斜角。对于外区的行星,一颗恒星的掠过可以激发出超过5度的倾角。特别是,在近极或逆行轨道上的CBPs可以通过双星相遇自然形成。如果密近双星诞生于疏散星团,我们的模拟表明,可能有高倾角的CBPs的双星间距> 1 au。
2020-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stability Limits of Circumbinary Planets: Is There a Pile-up in the Kepler CBPs?
环联星行星的稳定极限并没有很好的定义,它可能依赖于定义行星轨道或内联星轨道的初始参数。我们扩展了Holman & Wiegert(1999,AJ 117,621)的工作,开发了快速、简便、准确地确定稳定性极限的数值工具。我们的模拟结果,以及我们的数值工具,可供社区通过$\texttt{Zenodo}$和$\texttt{GitHub}$,分别。我们采用网格插值方法的基础上$\sim$ 1.5亿全N体模拟的最初圆形,共面系统和9个已知的开普勒CBP系统进行比较。使用来自行星包装研究的形式主义,我们发现55%的开普勒CBP系统允许一个额外的等质量行星可能存在于相对于观测行星的内部轨道上。因此,我们做$\textit{not}$发现强有力的证据堆积在开普勒CBP系统和更多的检测需要充分表征CBP人口的形成机制。预计凌日系外行星勘测卫星的观测将大大增加利用CBP系统独特几何结构的探测数量,在CBP系统中,在一次会合期间可能发生多次凌日系外行星。
2018-02-24 astro-ph.EP
Transits of Planets with Small Intervals in Circumbinary Systems
单颗恒星的凌日时间可以用线性星历很好地描述。然而,在环双星系统中,凌日时间同时受到引力摄动和中心双星轨道相位变化的影响。以开普勒-16的共面类似物为例,我们发现环双星行星在一个行星轨道上可以不止一次地经过同一颗恒星,这种现象我们称之为“紧凌日”。在某些几何学中,行星和第二颗恒星的轨道速度可以接近零并改变符号,导致在一个双星轨道中有很长的凌日和/或2-3次凌日。对于一个特定的系统来说,是否有可能发生紧凌主要取决于双星的质量比以及双星和行星的轨道结构。我们导出了一个依赖于时间的判据,用以判断任何环双星系统何时可能发生紧凌日。这些结果与全动力学积分,也揭示了其他紧过境特性,即,凌日持续时间和紧密凌日之间的间隔。对于目前已知的七个环双星系统,我们估计这些关键参数分析和数值。由于行星和双星之间的相互倾斜,紧凌只能发生在开普勒-16、-34、-35和-47中质量较小的恒星B上(对于两颗行星)。开普勒-16、-34和-35的紧密凌日(与典型凌日相比)的长期平均频率估计为百分之几。使用完整的数值积分,预测每个系统的下一个紧凌,最快的例子似乎是开普勒-47 b和-47 c,它们可能在2025年之前有紧凌。这些独特而有价值的事件往往值得特别的观察仔细检查。
2014-07-03 astro-ph.EP
AC Her: Evidence of the first polar circumbinary planet
本文通过分析 post-AGB 双星 AC Her 的轨道与盘面几何关系,发现其环双星盘接近稳定极向排列,并首次提出盘内存在极轨环双星行星的证据,同时讨论了盘的大小、质量及气体供给对 circumstellar disk 倾角的影响。
2023-10-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
The fraction of polar aligned circumbinary disks
本研究量化了环双星盘达到极向对齐的比例 $f_\text{polar}$,发现该比例在低质量盘中取决于双星偏心率,而在大质量盘中约为0.37且与偏心率无关,为理解盘演化提供了预测依据。
2025-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- I. Dust ring formation
通过三维气体-尘埃 SPH 模拟,本文证明高度倾斜环双星盘在极向对齐过程中因气尘进动差异形成长寿命尘埃环,并分析其漂移与尘气比效应。
2024-06-11 astro-ph.EP
Tilted circumbinary planetary systems as efficient progenitors of free-floating planets
本研究发现,围绕倾斜双星系统的行星由于行星-双星和行星-行星相互作用易被抛射,从而高效形成自由漂浮行星,并预测低质量自由漂浮行星数量应多于高质。
2023-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Stability of exomoons around the Kepler transiting circumbinary planets
开普勒任务已经探测到了一些凌日的环联行星(CBPs)。虽然目前还没有探测到,但系外卫星可能围绕其中一些CBP运行,它们可能适合庇护生命。这种外卫星存在的一个必要条件是它们的长期动力学稳定性。在这里,我们调查的稳定性外卫星周围的开普勒CBPs使用数值$N$体积分。我们确定的稳定区域,并获得稳定地图(a_m,i_pm)平面,其中a_m是初始的外月半长轴相对于CBP,和i_pm是初始倾角的外月围绕行星的轨道相对于行星的轨道围绕恒星双星。忽略对i_pm的任何依赖,对于大多数开普勒CBP,稳定区域可以很好地描述为双星轨道与绕CBP的月球轨道的1:1平均运动可互换性的位置。这与双星系的不稳定效应有关,而与双星系被单星系取代的情况相比,这一点可以通过相应的三体积分得到证实。对于高倾角,演化以Lidov-Kozai振荡为主,它可以使处于动态稳定轨道的卫星在CBP内靠近,引发潮汐演化、潮汐破坏或直接碰撞等强相互作用。这表明开普勒CBPs周围缺乏高度倾斜的外卫星,而共面的外卫星是动态允许的。
2018-08-02 astro-ph.EP
Discovery of a Third Transiting Planet in the Kepler-47 Circumbinary System
在九个已确认的凌星环联行星系统中,只有开普勒-47已知包含一颗以上的行星。开普勒-47 b(“内行星”)的轨道周期为49. 5天,半径约为$3\,R_{\oplus}$。开普勒-47 c(“外行星”)的轨道周期为303. 2天,半径约为$4.7\,R_{\oplus}$。在这里,我们报告发现了第三颗行星,开普勒-47 d(“中间行星”),它的轨道周期为187.4天,半径约为$7\,R_{\oplus}$。中间行星的存在使我们能够对所有三颗行星的质量进行更好的约束,其中$1σ$范围分别小于$26\,M_{\oplus}$,介于$7-43\,M_{\oplus}$和$2-5\,M_{\oplus}$之间。中、外行星的体积密度较低,在$1σ$水平上的密度分别为$ρ_{\rm middle} < 0.68$ g cm $^{-3}$和$ρ_{\rm outer} < 0.26$ g cm $^{-3}$。这两颗外行星是“紧密堆积的”,假设标称质量,这意味着没有其他行星可以稳定地在它们之间运行。所有的轨道都有低偏心率,几乎是共面的,不利于暴力散射的情况下,并建议温和的迁移在原行星盘。
2019-04-15 astro-ph.EP
Forced Eccentricity in Circumbinary Discs
分析了低质量共面环双星盘对开普勒偏心轨道中心双星长期潮汐强迫的偏心响应。圆盘获得一个强迫偏心,其大小取决于双星和圆盘的性质。最大的偏心率发生时,有一个全球拱点共振的光盘。二进制的驱动频率是它的拱点频率,它等于零。当圆盘的特性允许存在零拱点频率自由偏心模式时,会发生全局共振。共振发生在不同的自由偏心模式,不同的径向节点的数量。对于不处于共振的盘,偏心率分布具有与处于共振的盘中的偏心率分布稍微类似的形式,所述盘具有最接近匹配的盘纵横比。对于更高的光盘纵横比,强迫偏心分布在2D光盘是类似的基本自由模式。在3D光盘中的强制偏心率分布类似于高阶自由模式,而不是基本模式,除非光盘非常冷。对于接近共振的参数,在相位锁定的盘和二进制偏心率之间发生大的相移。强迫偏心率在环双星盘及其中心双星的演化中可能起着重要的作用。
2022-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polar alignment of a dusty circumbinary disc -- II. Application to 99 Herculis
本研究通过三维流体模拟与二维剪切盒计算,证实99 Herculis双星系统的极向对齐环绕双星盘内可形成长寿命高尘气比尘埃环,流不稳定性或能促进该系统极向行星的形成。
2024-10-07 astro-ph.EP
Detection of 27 candidate circumbinary planets through apsidal precession of eclipsing binaries observed by TESS
University of New South Wales(新南威尔士大学);The SETI Institute(SETI研究所);California Institute of Technology(加州理工学院)
利用食双星apsidal进动作为行星伴星的动力学特征,研究发现27个候选circumbinary行星及6个高最小质量伴星,但其性质仍存在退化,需径向速度进一步确认。
2026-03-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
New developments for modern celestial mechanics. I. General coplanar three-body systems. Application to exoplanets
天体力学的现代应用包括研究紧密堆积的系外行星系统、环联行星系、星团中的联星相互作用以及银河系中心附近恒星的动力学。虽然历史上的发展一直是由太阳系的结构,需要更一般的公式与尽可能少的限制参数是显而易见的。在这里,我们提出了清晰和简洁的概括的两个经典的扩展的三体扰动函数,大大简化其原始形式,使他们访问的非专业人士。控制的内部和外部轨道之间的相互作用的分层三元组,在其一般形式的干扰功能是管道的能量和角动量交换,并因此,控制长期和共振演化的系统及其稳定性特征。这里集中在共面系统,第一个扩展是一个在比的内部到外部半长轴,是有效的所有偏心率,而第二个是一个扩展的偏心率,是有效的所有半长轴比[.]。我们的推广使这两个配方有效的任意质量比。[...].我们证明了新的扩展的等价性,确定球谐阶m在这两个和它的物理意义的三体问题中的作用,并引入主共振的概念。两个扩展的可访问性的几个例子,包括谐振宽度和长期的变化率的元素。在其最终形式的结果聚集在一起,在纸的最后,读者主要感兴趣的应用,包括扩展的选择指南。
2013-08-02 astro-ph.EP
99 Herculis: Host to a Circumbinary Polar-ring Debris Disk
我们提出了解决赫歇尔图像的circumbinary碎片盘在99武仙座系统。主星是一颗晚期的F-型恒星。的二进制轨道的特点,我们得出结论,磁盘是错位的二进制平面。两种不同的模型可以解释观察到的结构。第一个模型是一个环的极轨道,在一个平面上垂直于二进制近心方向移动。我们赞成这种解释,因为它包括长期扰动的影响和磁盘可以生存的陀螺时间尺度。第二种模型是错位环。由于环的方向存在模糊性,这可能反映在天空平面上,因此该环要么具有类似于第一模型的近极轨道,要么具有30度的失准。的错位环,解释为最近的碰撞的结果,被证明是难以置信的碰撞和动力学演化的约束。由于盘+恒星系统的分离类似于99武仙座应该形成共面,可能的形成场景涉及近距离的恒星相遇或双星交换存在的拱星和/或拱双星盘。发现和描述像99武仙座这样的系统将有助于理解导致行星系围绕单个和多个恒星不对准的过程。
2012-01-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Hot Jupiters from Coplanar High-eccentricity Migration
我们研究的可能性,热彗星是通过两个行星之间的长期引力相互作用,在偏心轨道相对较低的相互倾斜($\lesssim20^\circ$)和摩擦,由于潮汐提出的行星上的主机恒星。我们称这种迁移机制为共面高偏心率迁移,因为像磁盘迁移一样,它允许迁移发生在行星形成的同一平面上。共面高偏心率迁移可以从以下典型的初始配置操作:(i)在圆形轨道的内行星和外行星与偏心率$\gtrsim0.67$为$m_{\rm in}/m_{\rm out}(a_{\rm in}/a_{\rm out})^{1/2}\lesssim0.3$ ;(ii)两个偏心($\gtrsim0.5$)轨道为$m_{\rm in}/m_{\rm out}(a_{\rm in}/a_{\rm out})^{1/2}\lesssim0.16$。利用观测到的巨行星偏心率分布对两颗巨行星的等级系统进行的星族合成研究表明,共面高偏心率迁移产生了低恒星偏心率的热彗星($\lesssim30^\circ$),其半长轴分布与观测结果相匹配,并且其速率可以解释它们的观测发生率。需要一种不同的机制来创造大的热行星,或者是一种不同的迁移通道,或者是一种使恒星或原行星盘倾斜的机制。共面高偏心率迁移预测,热木星应该有远距离($a\gtrsim5$ AU)和大质量(最有可能$\sim1-3$比热木星更大)的伴星,它们的相互倾角($\lesssim 20^\ci…
2015-07-16 astro-ph.EP
Two possible circumbinary planets in the eclipsing post-common envelope system NSVS 14256825
我们提出了一个共同的信封后二进制NSVS 14256825,这是由一个sdOB星和一个dM星在一个接近的轨道(P_{orb} = 0.110374天)的日食时间的分析。2010年7月至2012年8月对该系统进行了高速测光。十个新的日食中期时间与文献中所有可用的日食时间一起进行了分析。我们使用线性星历重新查看了(O-C)图,并验证了明确的轨道周期变化。假设这些轨道周期的变化是由光的旅行时间效应引起的,(O-C)图可以用两个环双星的存在来解释,尽管这个解释需要更长的观测基线来充分检验。最佳解的轨道周期P_c ~ 3.5年,P_d ~ 6.9年。相应的投影半长轴为a_ci_c ~ 1.9 AU和a_di_d ~ 2.9 AU。外天体的质量为M_c ~ 2.9 M_{Jupiter}和M_d ~ 8.1 M_{Jupiter}。因此,NSVS 14256825可能是由一颗近距离双星和两颗环双星行星组成,尽管轨道周期的变化仍然有其他解释。
2013-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of polar circumstellar discs in binary star systems
我们调查的材料流从高度错位和极性的circumbinary光盘,饲料周围的每个二进制组件的拱星盘的形成。用三维流体动力学模拟,我们考虑等质量的低偏心率的双星。我们还模拟了倾斜的测试粒子和高度错位的拱星盘周围的一个二元组件进行比较。在Kozai-Lidov(KL)周期中,星周盘结构通过盘偏心率与盘倾斜的交换而改变。高度倾斜的拱星盘和测试粒子周围的个别二元组件可以经历非常强烈的KL振荡。从环双星盘的高度错位的材料的连续吸积允许KL振荡的拱星盘是长寿的。在这个过程中,环双星物质以高倾角连续地输送到倾角较低的环星盘。我们发现,模拟分辨率是很重要的建模寿命的KL振荡。一个最初的极环双星盘形成近极的,经历KL循环的星周盘。在每一个双星轨道周期内,吸积在极地星周盘上的气体流的倾斜度都不同,这决定了有多少物质被吸积在盘上。极区星周盘中的长寿命KL旋回可能导致双星系统中极区S-型行星的形成。
2023-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Binary tidal evolution as a sculptor of circumbinary planet architectures
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG(格勒诺布尔阿尔卑斯大学,法国国家科学研究中心,天体物理学与行星学研究所)
本研究通过N体模拟揭示双星潮汐收缩使稳定边界后退,过滤近边界环双星行星并增大其轨道偏移,从而解释观测到的非边际构型与环双星沙漠现象。
2026-10-14 astro-ph.EP
Planet formation and stability in polar circumbinary discs
上下文动力学研究表明,大多数环双星盘(CBD)应该是共面的。然而,一些理论工作表明,在某些条件下,CBD可以成为极坐标,这意味着它的旋转矢量相对于双星轨道平面是正交的。有趣的是,最近的观察表明,极性CBD存在于自然界中(例如HD 98800)。目的。我们测试的预测CBD对齐偏心二进制的基础上线性理论。特别是,我们比较了逆行和逆行CBD配置。然后,假设行星形成在这些系统中,我们彻底的轨道行为和不对准(P型)粒子的稳定性。这是对无质量和有质量的粒子做的。方法.通过三维流体动力学模拟,模拟了各种配置的CBD对齐的演变。对于轨道特征和分析稳定性,我们依赖于长期N体积分和结构和混沌指标,如$Δe$和MEGNO。结果我们证实了以前的分析预测CBD对齐,但发现一个意想不到的对称性破缺之间的逆和逆行配置。因此,高度错位的CBD成为极性的可能性比以前认为的要高。关于环联星P型行星(也称为塔图因)的稳定性,极轨道在很大范围的联星参数上都是稳定的。特别地,对于偏心率低于0.4的双星,轨道对于任何双星质量比都是稳定的。在没有气体的情况下,质量低于$10^{-5}\,M_{\odot}$的行星对双星轨道的影响可以忽略不计。最后,我们建议,轻度偏心等质量的二进制应搜索极地塔图因。
2019-08-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
The EBLM project. VII. Spin-orbit alignment for the circumbinary planet host EBLM J0608-59 A/TOI-1338 A
已知有十几个短周期的分离双星拥有凌日环双星行星。到目前为止,在所有的环双星系统中,行星和双星的轨道都在几度之内对齐。然而,作为其形成、演化和潮汐历史的重要示踪物的主星的双折射率,迄今为止只在一个环双星系统中测量过。EBLM J 0608 -59/TOI-1338是一个低质量食双星系统,最近发现了一颗由TESS确定的环双星行星。在这里,我们在主食期间进行高分辨率光谱学测量主要成分的投影恒星质量。主星的自转轨道角很低,因此主星与双星和行星轨道成一条直线,投影的自转轨道角为$β= 2.8 \pm 17.1$ deg。由我们对$v\sin{i_\star}$的测量得出的$18.1 \pm 1.6$日的自转周期表明,主星还没有与双星轨道伪同步,但与陀螺年代学和与双星伴星的弱潮汐相互作用是一致的。我们的结果,结合已知的共面性的双星和行星轨道,是暗示形成从一个单一的磁盘。最后,我们还考虑了微弱的二级恒星的光谱是否会影响我们的测量。我们通过模拟表明,我们的系统的效果是可以忽略不计的,但可以导致强烈的偏见,在$v\sin{i_\star}$和$β$较高的通量比。我们鼓励未来的研究在日食光谱测试通量比$\gtrsim 1$ ppt暗二次的假设。
2020-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Transiting Circumbinary Planets Kepler-34 and Kepler-35
银河系中大多数类似太阳的恒星都存在于被称为“双星”的引力束缚的恒星对中。虽然人们早就预料到了,但直到开普勒-16的发现,围绕这对正常恒星运行的“环联星行星”的存在才被确定。无可争议的证据是由行星的恒星的微型日食(“凌日”)提供的。然而,关于环联星行星的普遍性及其轨道和物理特性的范围仍然存在问题。在这里,我们提出了另外两个凌日环联星行星,开普勒-34和开普勒-35。每一颗都是低密度的气体巨行星,其轨道与其母星的轨道紧密对齐。开普勒-34每289天绕两颗类太阳恒星公转一周,而开普勒-35每131天绕一对较小的恒星(太阳质量的89%和81%)公转一周。由于恒星的轨道运动,行星在入射恒星辐射中经历大的多周期变化。观测到的环联星行星的比率意味着> ~1%的近距离双星在几乎共面的轨道上有巨行星,产生至少几百万的银河系人口。
2012-04-18 astro-ph.EP astro-ph.SR