Moderately Eccentric Warm Jupiters from Secular Interactions with Exterior Companions
最近的研究提出,大多数温暖的行星(WJ,半长轴在0.1-1 AU范围内的巨行星)可能是在原地形成的,或者通过盘迁移到达它们的观测轨道。然而,无论是在原地形成和磁盘迁移,在其最简单的口味,预测WJ是在低偏心率轨道,在矛盾与许多观察到的WJ是适度偏心(e=0.2-0.7)。本文探讨的可能性,WJ偏心率提出长期的相互作用与外部巨行星的同伴,在原地形成或迁移的圆形轨道。偏心率增长可能来自倾斜的伴星(通过Lidov-Kozai循环),或者来自偏心的、几乎共面的伴星(通过拱点进动共振)。我们量化的必要条件(偏心率,半长轴和倾角)的外部扰动的各种质量,以提高WJ偏心。我们还考虑了检测到的外部同伴的偏心WJs的样本,并为每个系统,确定所需的相互倾斜的范围,以产生所观察到的偏心率。对于大多数系统,我们发现,相对较高的倾角(至少$\sim 40^\circ$)是必要的,使Lidov-Kozai周期诱导;观察到的外部同伴通常没有足够的偏心率,以产生观察到的WJ偏心率在低倾角配置。本文的结果可能看不见的外部同伴偏心WJ的限制。探测巨行星系统相互倾斜的观测将有助于澄清偏心WJ的起源和外部同伴的作用。
2017-08-30 astro-ph.EP
Compact planetary systems perturbed by an inclined companion: I. Vectorial representation of the secular model
紧凑型行星系的非共振长期动力学模型是由一个扰动函数,通常是展开的偏心率和绝对倾角相对于不变平面。这里,表达式以矢量形式给出,这自然导致偏心率和相互倾斜的扩展。这两种方法在大多数情况下是等价的,但矢量方法是专门针对准共面系统作为一个整体倾斜了很大的量。此外,哈密顿量和运动方程的矢量表达式比用通常的椭圆元素给出的表达式略简单。我们还提供了长期的扰动函数的矢量形式展开的半长轴比允许任意偏心率和倾角。还提供了中央恒星的赤道隆起与其行星之间的相互作用,以及由中央恒星引起的任何行星的相对论近点岁差。我们说明了使用这种表示的长期振荡的太阳系的类地行星,和Kozai周期可能发生在系外行星系统。
2014-05-29 astro-ph.EP
On the Spin States of Habitable Zone Exoplanets Around M Dwarfs: The Effect of a Near-Resonant Companion
对于M矮星系统中行星的可居住性,一个长期存在的问题是它们可能被潮汐锁定在同步旋转的自旋状态。到目前为止,这个问题主要是通过考虑两个物体来解决的:恒星和行星本身。然而,已经发现许多系统拥有多颗行星,其中一些处于或非常接近平均运动共振。平均运动共振附近的行星伴侣的存在下,可以诱导振荡的变化,平均运动的行星,我们证明可以有显着的影响,否则同步旋转的行星的自旋状态。特别是,我们发现,一个行星伴星附近的平均运动共振可以激发自旋态的行星在宜居带的小,冷的恒星,推动否则同步旋转的行星进入更高振幅的振动的自旋状态,甚至完整的循环,从而导致有效的恒星天与完整的表面覆盖的顺序上几年或几十年。这种照明面积的增加可能对气候产生潜在的巨大影响,从而对可居住性产生影响。我们还发现,所得到的自旋状态可以是非常敏感的初始条件,由于在某些制度内的早期自旋状态的混沌性质。我们将我们的模型应用到两个假设的行星系的灵感来自K 00255和TRAPPIST-1系统,这两个系统都有地球大小的行星在平均运动共振轨道冷恒星。
2017-08-16 astro-ph.EP
Secular Perturbations from Exterior Giants Strongly Influence Gap Complexity in Peas-in-a-Pod Exoplanetary Systems
本研究探讨外部巨行星伴星的长期摄动如何通过放大内行星轨道倾角导致非相互凌日,从而解释紧密排列内行星系统观测到的间隙复杂性增加现象。
2024-12-24 astro-ph.EP
Obliquity Evolution of the Potentially Habitable Exoplanet Kepler-62f
类地行星的轴向倾斜或倾斜度的变化会影响它们的气候,从而影响它们的可居住性。开普勒62 f是一颗1.4 R的$_\oplus$行星,在其K2矮星的宜居带内运行(Borucki et al. 2013)。我们进行了N体模拟,监测开普勒-62 f在1000万年时间尺度内的演化,以探索对模型假设的影响,例如开普勒-62行星的质量和外部天体的可能性。当旋转进动频率与一个或多个长期轨道频率重叠时,会发生显著的周期性变化,但大多数变化限于$\lesssim$ 10 $^\circ$。当相对波节经度($ΔΩ$)与给定的长期波型的频率和相位重叠时,在较宽的初始波型范围内会出现中等变化($\sim$ 10 $^\circ - 20^\circ$)。然而,我们发现,如果开普勒-62 f有一个非常快的(4小时)旋转周期,在长周期轨道($\gtrsim$ 1000天)上添加外部气体巨星可以产生大的($\sim$ 60 $^\circ$)的结晶度变化。在长周期轨道上存在巨行星的可能性会通过纬向表面通量的变化影响开普勒-62f的气候和可居住性,其中大变化的时间尺度可能发生在百万年的时间尺度上。
2019-07-23 astro-ph.EP
Forming Habitable Planets around Dwarf Stars: Application to OGLE-06-109L
矮恒星被认为有小的原恒星盘,行星可以在那里生长。在行星形成阶段,经历I型迁移的胚胎预计将停滞在磁性非活跃盘($a_{\rm crit} \sim 0.2-0.3 ~$ AU)的内边缘。这种机制使得$a_{\rm crit}$周围的位置成为形成行星的最佳地点。特别是,质量为$\sim 0.5 M_\odot$的矮星的$a_{\rm crit}$大致位于系统的可居住带内。在本文中,我们研究了形成的宜居行星由于这种机制与模型系统OGLE-06- 109 L。它有一颗$0.51 M_\odot$矮星和两颗巨行星,通过微透镜观测,它们的距离分别为2.3和4.6天文单位。我们模型的胚胎进行I型迁移的气体盘与恒定的磁盘吸积率($\dot M$)。外轨道巨行星通过早期的长期扰动和后期的长期共振影响宜居行星的形成。我们发现OGLE-06- 10 L系统中适居行星的存在性和质量依赖于$\dot M$和I型迁移速度。如果行星形成较早,$\dot M$较大($\sim 10^{-7} M_\odot $ yr $^{-1}$),则类地行星只有在第一类迁移率小一个数量级的情况下才能存活;如果行星形成较晚,$\dot M$较小($\sim 10^{-8} M_\odot $ yr $^{-1}$),则通过外行星核的向内迁移,将形成单个高质量、高含水量的类地行星($\sim 5% $)。较慢的迁移速度会导致胚胎…
2010-11-29 astro-ph.EP
The Stability and Prospects of the Detection of Terrestrial/Habitable Planets in Multiplanet and Multiple Star Systems
鉴于行星倾向于形成多个,以及观测证据支持在双星或星团中存在潜在的行星宿主恒星,预计太阳系外的地平面更有可能在多体系统中被发现。本文讨论了在多体系统中探测类地/适居行星的前景,介绍了这些物体在多个巨行星系统(特别是在偏心和/或平均运动共振轨道上的系统)、近距离类地行星系统和双星系统中的长期稳定性研究结果。模拟结果表明,虽然在与迁移巨行星的近平均运动共振中捕获的短周期陆地类天体可能通过凌日测光或测量由于其接近木星质量的行星同伴而引起的凌日时间变化来检测,在宜居带之外有多颗巨行星的系统中,用径向速度技术探测宜居行星的前景更大,双星系统与适度分离的恒星同伴。
2009-08-30 astro-ph.EP
The influence of orbital resonances on the water transport to objects in the circumprimary habitable zone of binary star systems
我们调查的作用长期和平均运动共振水运输从一个带的冰冷的小行星到行星或胚胎轨道内的环绕主宜居带(HZ)的双星系统。此外,主恒星还有一颗伴随的气体巨行星。为了进行比较,我们进行两个案例研究,其中一个长期的共振(SR)位于内的HZ接近1.0 AU(造成偏心运动的行星或胚胎)或在小行星带,超越雪线。在后一种情况下,预计会有更多的冰冷物体向HZ移动。小行星和物体之间的碰撞在HZ的处理分析。我们的纯动力学研究表明,在HZ的SR促进水的运输,但是,碰撞可能会发生在非常高的冲击速度。在本文中,我们处理的第一次,现实的碰撞,使用GPU的3D-SPH代码来评估水的损失在弹丸。将水分损失包括在动力学结果中,我们得到了撞击过程中小行星的水团分数的更真实的值。我们强调,在高速发生的碰撞大大减少了抛射体的水含量,从而减少了输送到HZ内轨道运行的行星或胚胎的水量。此外,我们还讨论了其他影响,可能会修改我们的结果,即小行星的表面率衰退,由于冰升华和大气阻力对小行星的质量损失的贡献。
2017-05-30 astro-ph.EP
Can there be additional rocky planets in the Habitable Zone of tight binary stars with a known gas giant?
在其他恒星周围的可探测带(HZ)中定位行星是当代天文学中一个不断发展的领域。由于在太阳附近的所有G-M恒星中有很大一部分预计是双星或多恒星系统的一部分,因此科学界对在这种环境中是否可能发现可居住行星的调查是最感兴趣的。由于目前的系外行星统计数据预测,在已知有行星的系统中发现新世界的机会更高,我们研究了四个已知的太阳系外行星系,以确定它们容纳更多可居住的类地行星的能力。这些系统是Gliese 86,Gamma Cephei,HD 41004和HD 196885。在仙王座γ的情况下,我们的研究结果表明,只有M矮伴星可以容纳额外的潜在可居住世界。我们也无法在HD 196885 A周围确定稳定的、潜在的宜居区域。HD 196885 B可以被认为是寻找地球孪生子的一个稍微有希望的目标。假设系统的历史并不过于剧烈,格利泽86 A被证明是一个非常好的候选者。对于HD 41004,我们已经确定了可居住行星的容许稳定轨道,但这些轨道强烈依赖于系统的参数。更详细的研究表明,在某些初始条件下,HD 41004 A的HZ中可能有稳定的行星运动。尽管HD 41004 Bb有巨大的伴星,但我们发现HD 41004 B也可以拥有更多的可居住世界。
2015-05-27 astro-ph.EP
Ultra-short-period planets from secular chaos
开普勒任务发现了100多颗以很短的轨道周期(<1天)围绕类太阳恒星运行的岩石行星。这些行星被称为超短周期(USP)行星,不太可能在原地到达它们的轨道。相反,他们必须迁移进来。在这里,我们提出,这些行星到达它们目前的轨道高偏心率迁移。在一个缩小版本的动力学,可能已经经历了他们的高质量的类似物,热彗星,这些行星达到高偏心率通过混乱的长期相互作用与他们的同伴行星,然后经历轨道圆化由于耗散的潮汐上升的行星。这一提议的动机是以下观察:开普勒观测到的行星系通常包含几个具有不可忽略的偏心率和倾角的超级地球,并且可能延伸到AU距离之外;虽然只有一小部分USP行星有已知的凌日伴星,并且没有一个是紧密间隔的,但我们认为它们中的大多数应该在大约10-50天的周期内有伴星。外部的兄弟行星,通过长期的混沌,可以从最内部的行星上移除角动量,最初的周期是5-10天。当后者的离心率超过0.8时,它会被中央恒星潮汐捕获,成为USP行星。这种情况自然解释了这样的观察结果,即大多数USP行星与其对应行星相比,在稍长的周期(1-3天)内有明显更远的凌日伴星,这一特征在其他提出的情况中没有得到解释。我们的模型还预测USP行星应该有:(i)自旋轨道角,相对于外行星的倾角,在~10-50度的范围内;(ii)几个外行星同伴延伸到超过AU的距离,这两者都可以通过TESS及其后续观测进行测试。
2018-04-13 astro-ph.EP
Planet-Planet Secular Migration Predicts a Stellar Obliquity-Period Anti-Correlation
Indiana University(印第安纳大学);Technion-Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Northern Arizona University(北亚利桑那大学)
通过模拟行星-行星长期高偏心率迁移,发现短周期热木星因von Zeipel-Lidov-Kozai机制产生宽范围恒星倾角,长周期热木星因共面迁移保持低倾角,从而解释观测到的倾角-周期反相关。
2026-06-24 astro-ph.EP
Secular chaos in white-dwarf planetary systems: origins of metal pollution and short-period planetary companions
多行星系统中的长期振荡可以通过非线性共振扰动驱动小内部物体的混沌演化。这种“长期混沌”很容易将内部天体推向极端偏心率,引发潮汐相互作用或与中心恒星碰撞。我们提出了一个数值研究的长期混沌系统中的两个行星和测试粒子使用环平均法,重点是行星的属性和混沌扩散的时间尺度和效率之间的关系。我们发现,长期混沌可以激发极端的偏心率的时间尺度上跨越几个数量级在一个给定的系统。我们将我们的结果应用于白矮星(WD)周围的行星系的演化,特别是星子和行星的潮汐破裂和高偏心率迁移。我们发现,长期的混沌在一个小行星带驱动的大($\gtrsim 10 M_{\oplus}$),遥远的($\gtrsim 10 \, {\rm au}$)行星可以维持金属吸积到WD超过Gyr时间尺度。我们约束的星子的总质量最初存在于混乱的区域内,要求预测的质量输送率的罗氏限制与观察到的金属吸积率的WD与大气污染在整个冷却序列是一致的。基于长周期系外行星和系外小行星带的出现,我们得出结论,长期混沌可以是一个重要的(也许是占主导地位的)渠道污染孤立WD。长期混沌也可以产生短周期的行星和星子周围的WD与各种循环机制。我们讨论了利用直接成像和微透镜探测驱动WD周围长期混沌的系外行星的前景。
2022-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Analytic Method to determine Habitable Zones for S-Type Planetary Orbits in Binary Star Systems
随着越来越多的太阳系外行星在双星系统中或其周围被发现,经典宜居带的确定问题也随之产生。第二颗恒星的辐射和引力扰动是否对宜居带的范围有显著的影响,或者仅仅考虑主星就足够了?在这篇文章中,我们研究了恒星的同伴与不同的光谱型的太阳辐射的类地行星收到的影响,围绕太阳的主要。我们目前的时间独立的分析估计,并比较这些通过高精度数值轨道计算得到的日照统计。结果表明,一个强烈的依赖永久的可居住性的二进制的偏心率,以及可能的扩展宜居带向二次密近双星系统。
2012-04-11 astro-ph.EP
Warm Jupiters from secular planet-planet interactions
大多数暖行星(具有$0.1~{\rm AU}\lesssim a \lesssim1$ AU的气体巨行星)的近心距离太大,无法通过潮汐摩擦进行显著的轨道迁移。我们研究的可能性,温暖的彗星正在经历长期的偏心率振荡的外部同伴(行星或恒星)在偏心和/或相互倾斜的轨道。在这个模型中,温暖的彗星周期性地迁移,在近心点距离很小时的振荡的高偏心率阶段,但通常在低得多的偏心率下观察到。我们表明,通过这种机制迁移的暖彗星的稳态偏心率分布是近似平坦的,当且仅当我们将样本限制为具有由径向速度测量检测到的外部同伴的暖彗星时,这与观察到的分布是一致的。没有伴星的暖彗星的偏心率分布在低偏心率($e\lesssim 0.2$)处出现峰值,这必须由不同的形成机制来解释。基于粒子数合成研究,我们发现由外行星伴星激发的高离心率迁移(i)可以解释暖彗星的$\sim20\%$和大多数具有$e\gtrsim 0.4$的暖彗星,这一部分与观测到的暖彗星与外行星伴星的粒子数一致;(ii)可以产生大多数观测到的热彗星,其半长轴分布与观测结果相匹配,但是不能充分考虑具有预计的结晶度$\lesssim 20^\circ$的热蒸发器的$\sim 60\%$。因此,通过高偏心率偏移,可以产生暖地幔柱的$\sim 20\%$和热地幔柱的$\sim 60\%$。我们还提供了预期的相互倾斜和自旋轨道角的行星系与热和暖的高偏心率迁移产生的彗星的…
2016-07-05 astro-ph.EP
Astrometric Accelerations of Provisional Targets for the Habitable Worlds Observatory
本研究利用Hipparcos和Gaia EDR3天体测量数据,识别HWO临时目标中表现出星测量加速度的恒星,发现54个目标有显著加速度,并评估了伴星对宜居带行星动力学稳定性的潜在影响。
2025-06-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Dynamical Architecture and Habitable Zones of the Quintuplet Planetary System 55 Cancri
利用Fischer等人(2008)的自洽轨道解,对巨蟹座行星系55的长期轨道演化和动力学结构进行了数值模拟.在模拟中,我们表明,该系统至少可以稳定$10^{8}$年。此外,我们广泛调查的行星配置的四个外部同伴与一个类地行星在广泛的区域0.790 AU $\leq a \leq $ 5.900 AU检查潜在的小行星结构和宜居带(HZ)的存在。结果表明,该系统与最外层行星的平均运动共振(MMR)在4:1、3:1和5:2附近存在不稳定区域,在3:2和1:1 MMR附近存在稳定轨道,这与太阳系的小行星带相似。在一个动力学点上,1.0 ~ 2.3AU的范围内,存在更多潜在类地行星的合适候选区,其偏心率相对较低。
2009-02-25 astro-ph.EP
High-Eccentricity Tidal Migration Driven by Secular Chaos in Wide-Binary Systems
Yale University(耶鲁大学);Indiana University(印第安纳大学)
研究宽双星系统中第三体扰动如何通过长期混沌激发极端偏心率,驱动行星潮汐迁移形成热木星,并预测了轨道倾角分布。
2026-06-17 astro-ph.EP
Prospecting for exo-Earths in multiple planet systems with a gas giant
在这项工作中,我们在目前已知的系外行星种群中寻找找到系外地球的最佳位置。虽然目前还不清楚木星是否对创造适合居住的地球发展的环境产生了有益或有害的影响,但我们专注于51个多行星系统,这些系统至少有一个类似木星的行星,并旨在确定哪些是托管系外地球的好候选者。我们进行了一系列的数值模拟,以确定动态稳定的区域的宜居带的多个系外行星系统能够容纳一个地球质量的行星。我们产生了一个候选名单的16个系统,可以在其宜居带,这样一个稳定的系外地球,并为其中诱导径向速度信号的一个假设的一个,两个或四个地球质量的行星在主恒星将可检测到的ESTERO光谱仪。我们发现,虽然与大质量行星最接近的宜居带的引力相互作用是至关重要的,在确定稳定性,多个行星之间的长期共振相互作用也可以有一个戏剧性的影响整体稳定的宜居带。
2018-09-11 astro-ph.EP
Secular Orbital Evolution of Compact Planet Systems
最近的观测表明,至少有一些近距离的系外行星保持着偏心轨道,尽管潮汐循环时间尺度通常比恒星年龄短。我们探索与遥远的行星同伴的引力相互作用作为这些非零偏心率的可能原因。为了简单起见,我们专注于一个平面的两行星系统的缓慢偏心阻尼的演变,并提供了一个直观的解释所产生的长期轨道演变。我们发现,耗散移动的两个正常的本征模频率和偏心率的标准长期理论略有不同,并且每个模式以自己的速度衰减。偏心率的潮汐阻尼驱动轨道在近心环流和天平动周期之间过渡,并且行星系进入近心几乎对齐或反对齐的锁定状态。一旦处于锁定状态,两个轨道的偏心率由于潮汐而非常缓慢地下降,而不是以更快的单行星速率下降,因此偏心轨道,即使是近距离的行星,通常也可以比系统的年龄长得多。假设一个在椭圆轨道上被观测到的近距离行星被一个更远的,也许是看不见的伴星近似锁定,我们提供了一个对伴星质量,半长轴和偏心率的约束。我们发现观测到的双行星系统HAT-P-13可能就处于这样一种近似锁定状态,其参数很好地遵守了我们的约束。我们还调查了近距离的单行星,发现没有一颗行星能提供令人信服的证据来证明有看不见的伴星存在。相反,我们怀疑(1)轨道是圆形的,(2)潮汐阻尼率比我们的假设慢,或者(3)最近的事件激发了这些偏心率。我们的方法应该被证明对解释当前和未来行星搜索的结果是有用的。
2013-10-24 astro-ph.EP
Secular Chaos and the Production of Hot Jupiters
在一个行星系中,如果有两个或两个以上的行星间隔良好、偏心、倾斜,长期的相互作用可能会导致混乱。最里面的行星可能会逐渐变得非常偏心和/或倾斜,这是长期自由度向角动量亏损均分漂移的结果。众所周知,长期的混乱是导致水星在我们自己的太阳系中最终不稳定的原因。在这里,我们专注于有三颗巨行星的系统。我们描述了长期混沌的特征,并证明了它发生的标准,但将对长期混沌的详细理解留给了一篇配套论文(Lithwick & Wu,2010)。经过一段长时间的离心率扩散,内行星的近心点可以接近恒星的几个恒星半径。强烈的潮汐相互作用和随之而来的潮汐耗散从行星上提取轨道能量并将其向内拉,创造了一个热木星。与其他提出的用于生产热蒸发器的通道相比,(我们称之为“长期移徙”)解释了一系列观察结果:在3天的轨道周期内热彗星的堆积,热彗星的质量一般比其他RV行星小,它们可能相对于恒星旋转有不对准的倾角,它们几乎没有容易探测到的伴星(但在遥远的轨道上可能有巨大的伴星)。长期迁移也可以解释像海王星这样低质量的近距离行星;而一次失败的长期迁移可以解释中距离的“温暖彗星”。此外,通过长期迁移形成的热彗星的频率随着恒星年龄的增加而增加。我们进一步认为,长期的混乱可能是负责在更大的距离观测到的巨行星的偏心率,这些行星可能会表现出显着的自旋轨道错位。
2010-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical Stability of Terrestrial Planets in the Binary α Centauri System
在这篇论文中,我们研究了假设的类地行星是否有很高的概率保持在半人马座α星A和B周围的宜居带内的稳定轨道上,并保持与生命进化相适应的时间长度。本文介绍了一个基于限制性三体问题解的稳定性判据,并将其应用于半人马座α系统。通过这种方式,我们确定的卫星型(S型)行星轨道的短期稳定性的区域,在平面和三维的情况下。我们还通过恒星宜居带的动态映射研究了假想行星的长期稳定性。的拓扑结构的地图进行了分析,使用半解析长期哈密顿模型和可能的过程负责长期的不稳定性被确定。我们验证了行星在宜居带内的运动是有规律的,无论高偏心率,倾角小于40°。我们表明,位于双宜居带的行星的轨道距离的变化是可比的地球,如果行星是接近的模式I定态解。这一结果为在双星中找到可居住的行星带来了积极的期望。
2014-08-05 astro-ph.EP
Where to Find Habitable "Earths" in Circumbinary Systems
目前,在开普勒-16 b,34 b,35 b,38 b,47 b,c五个双星系统周围发现了六颗P型行星,它们都是海王星或类海王星行星。行星和宜居带的稳定性受到双星伴星引力和辐射扰动的影响。在这封信中,我们检查了每个系统中额外的可居住地球质量行星的稳定性。根据我们在1000万年的模拟,一个可居住的“地球”在开普勒-16中很难稳定,而一个稳定的“地球”在开普勒-47中接近宜居带的边界是可能的。相比之下,开普勒-34、35和38似乎有很高的概率能够在它们的宜居带内容忍一个稳定的“地球”。由于未被探测到的“地球”的质量很小,所以渡越时间变化的影响很小,除了开普勒-16 b。在0.001天(~ 88秒)的时间精度下,与开普勒-16 b共转共振的“地球”可以在3年内被探测到,而开普勒-34和38系统中的可居住“地球”可以在10年内被探测到。在这个精度下,开普勒-35和47中的可居住“地球”不太可能在10年内被发现。
2013-04-10 astro-ph.EP
General Relativity Can Prevent a Runaway Greenhouse on Potentially Habitable Planets Orbiting White Dwarfs
本研究分析白矮星宜居带行星因伴星引发偏心率振荡和潮汐加热而可能进入失控温室的问题,证明广义相对论轨道进动在部分系统架构下可抑制该效应并保护宜居性。
2025-09-30 astro-ph.EP astro-ph.SR gr-qc
Paving the Road to the Habitable Worlds Observatory with High-Resolution Imaging I: New and Archival Speckle Observations of Potential HWO Target Stars
NASA Ames Research Center(美国国家航空航天局艾姆斯研究中心);NASA Exoplanet Science Institute, IPAC, California Institute of Technology(加州理工学院IPAC NASA系外行星科学研究所);Mount Holyoke College(芒特霍利奥克学院);Bay Area Environmental Research Institute(湾区环境研究所);NSF NOIRLab(美国国家光学红外天文研究实验室);International Gemini Observatory/ NSF NOIRLab(国际双子星观测台/美国国家光学红外天文研究实验室);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室);Institute for Astronomy, University of Hawai’i(夏威夷大学天体物理研究所);NASA Goddard Space Flight Center(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心)
本文通过高分辨率散斑成像研究潜在HWO目标恒星的伴星,确认部分候选伴星并评估探测灵敏度,为HWO直接成像任务提供关键数据支持。
2026-01-08 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Formation of Gaps in Self-Gravitating Debris Disks by Secular Resonance in a Single-planet System I: A Simplified Model
碎片盘的空间分辨图像经常显示复杂的形态,如间隙、螺旋和扭曲。大多数现有的解释这种形态的模型都集中在大质量扰动(即行星,恒星伴星)的作用上,忽略了盘本身的引力效应。在这里,我们调查一个偏心行星和一个大规模的,外部碎片盘使用一个简单的分析模型之间的长期相互作用。我们的框架既考虑了盘和行星之间的引力耦合,也考虑了盘的自引力--但有一个限制,即它忽略了盘(自)引力的非轴对称分量。我们一般发现,即使当盘的质量小于行星时,系统也可能在盘内具有长期共振(与天真的预期相反),其中微行星的偏心率得到显着激发。鉴于这一结果,我们认为双环碎片盘,如HD 107146和HD 92945周围的碎片盘,可能是与盘内部尚未探测到的行星长期共振的结果。我们的特征的长期共振的性质(即位置,时间尺度和宽度)对行星和磁盘参数的依赖性,发现该机制是强大的磁盘是足够大的。作为一个例子,我们将我们的结果应用到HD 107146,发现这种机制很容易产生$\sim 20$ au宽的非轴对称的差距。我们的研究结果可用于设置约束的双环碎片盘的总质量。我们证明了这一点HD 206893,我们推断磁盘质量的$\approx 170$地球质量考虑扰动从已知的褐矮星同伴。
2021-01-08 astro-ph.EP
Obliquity Variations of Habitable Zone Planets Kepler-62f and Kepler-186f
倾角变化在行星的气候和可居住性方面可以发挥重要作用。由行星伴星引起的轨道调制和行星的自转轴进动(由于来自主星的扭矩)可能导致共振相互作用,并导致大幅度的行星度变化。在这里,我们考虑开普勒-62 f和开普勒-186 f的自旋轴动力学,这两个都居住在其宿主恒星周围的宜居带。利用{\emph{N}}-体模拟和长期数值积分,我们描述了它们在特定实现的行星系的质量演化。然后,我们使用一个广义的分析框架来表征参数空间中的区域,其中的结晶度是可变的大幅度。我们发现,在低倾角区域($\lesssim 40^\circ$)中,变化的位置会根据行星属性和系统架构进行微调。例如,假设自转周期为24小时,开普勒-62 f和开普勒-186 f的结晶度在$\sim 40^\circ$以下是稳定的,而高结晶度区域($60^\circ - 90^\circ$)允许适度的变化。然而,对于Kepler-62f或Kepler-186f的一些其他旋转周期,由于共振相互作用,低折射率区域可能变得更加可变。即使是与共面性的微小偏差(例如,相互倾斜$\sim 3^\circ$)也会引起峰间结晶度变化,最高可达$\sim 20^\circ$。未被发现的行星伴星和/或卫星的存在也可能破坏低轨道区域的稳定。在所有情况下,高重复性区域允许适度变化,并且对应于逆行运动的所有重复性(即$> 90^\circ$)都是稳定的。
2018-05-04 astro-ph.EP
Tidal evolution of exoplanetary systems hosting Potentially Habitable Exoplanets. The cases of LHS-1140 b-c and K2-18 b-c
我们提出了一个模型来研究由两个低质量行星绕一颗恒星旋转组成的三体系统的长期和潮汐演变,在这种情况下,机构的旋转轴总是垂直于轨道平面。潮汐理论使我们能够研究坚硬的类地行星和主要是气态的类海王星行星的自旋和轨道演化。该模型被应用于研究两个最近发现的含有潜在宜居系外行星(PHE)的系外行星系统:LHS-1140 b-c和K2-18 b-c。对于前一个系统,我们表明,LHS-1140 b和c必须在近圆轨道。对于K2-18 b-c,结合轨道演化时间尺度和目前对K2-18 b的偏心率估计,我们可以得出结论,内行星(K2-18 c)必须是一个类似海王星的气态天体。只有这样,K2-18 b的偏心率才能在最近的工作($e=0.20 \pm 0.08$)中估计的值的范围内,只要K2-18 b的均匀粘性系数大于$2.4 \times 10^{19} \ \textrm{Pa s}$(这是刚体的一个特征值),并假定这种系统的年龄为某个Gyr。
2020-05-20 astro-ph.EP
The influence of the secular perturbation of an intermediate-mass companion: I. Eccentricity excitation of disk stars at the Galactic center
在银河系中心的超大质量黑洞(SMBH)的几分之一秒差距内,有一个密集的OB和沃尔夫-拉叶星群。这些恒星似乎是同时代的,相对来说质量很大。这些恒星的一个子群在同一平面上运行。如果它们从围绕中心超大质量黑洞的普通气体盘中以低到中等的偏心率轨道出现,那么它们的推断寿命将不足以解释通过动力学弛豫激发它们的高轨道偏心率。在这里,我们分析了银河系中心恒星的长期摄动的一个中等质量的同伴(IMC)作为一个潜在的机制,以解释这些年轻的盘星的高偏心率。这个IMC可能是一个中等质量黑洞(IMBH),也可能是一个紧凑的星系团,如IRS-13 E。如果它的轨道角动量矢量与盘星的角动量矢量反平行,这种扰动将有效地激发轨道进动率与IMC的进动率共振的恒星的偏心率。如果它以与盘星相同的方向围绕SMBH运行,那么年轻恒星的离心率仍然可以在其出生盘耗尽期间被IMC高度激发,这可能与费米泡的发射有关。在这种情况下,IMC的岁差率降低,其长期共振扫过年轻恒星附近。我们进行了数值模拟与各种倾角之间的轨道IMC和盘星,并显示这种长期的相互作用是一个强大的机制,激发偏心率和倾斜的一些盘星。
2020-11-09 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
A Quasi-Stationary Solution to Gliese 436b's Eccentricity
我们调查的可能性,大的轨道偏心率的过境海王星质量的行星格利泽436 b保持在面对潮汐耗散的第二颗行星在系统中。我们发现,目前观察到的配置可以理解,如果格利泽436 b和一个假定的同伴已经发展到一个准静止的固定点,其中行星的轨道拱是共线的,其中长期变化的轨道偏心率的两个行星已几乎完全阻尼了。我们采用基于半长轴比勒让德展开的八极序久期理论,在(P_c,M_c,e_c)空间中刻画出可以被扰动伴星占据的明确区域。我们将潮汐耗散的演化效应纳入我们的长期模型的系统,并解决由此产生的初始值问题的大样本的允许配置。然后,我们抛光来自长期理论与完整的数值积分的固定配置。我们以Gliese 436 b的候选伴星的形式呈现我们的结果。对于这些候选者,径向速度半振幅K_c为3 m/s量级,轨道-轨道过境时间变化的最大振幅为Δ t=1 s至Δ t= 5 s量级。对于轨道周期P_c=40 d,质量M_c=8.5 M_Earth,偏心率e_c=0.58的微扰子的特殊例子,我们用包括潮汐阻尼和自旋演化在内的轨道衰变的完整数值三体积分来证实我们的半解析计算。此外,我们讨论了多微扰稳态配置的可能性,利用修改后的拉普拉斯-拉格朗日长期理论。
2009-04-28 astro-ph.EP
Tides Tighten the Hycean Habitable Zone
本文纳入恒星—行星潮汐作用重估 Hycean 行星宜居带,证明中等偏心率引发的潮汐加热会在更大轨道半径处截断宜居带。
2025-06-14 astro-ph.EP
Secular Excitation of Polar Neptune Orbits in Pure Disk-Planet Systems
California Institute of Technology(加州理工学院)
本研究提出了一种机制,通过光蒸发在无巨行星扰动的系统中将海王星激励到极轨道。
2026-01-07 astro-ph.EP
A quarter century of spectroscopic monitoring of the nearby M dwarf Gl 514. A super-Earth on an eccentric orbit moving in and out of the habitable zone
我们研究了附近(7.6 pc)和明亮($V=9$等)的早期M型矮星Gl 514周围行星伴星的存在,分析了近25年来用HIRES,HARPS和CARMENES光谱仪收集的540个径向速度。由于恒星活动,数据受到2-3 ms $^{-1}$水平的时间相关信号的影响,我们根据高斯过程回归测试了三种不同的模型。作为一个健全的交叉检查,我们重复分析使用HARPS径向速度提取三种不同的算法。我们使用HIRES径向速度和依巴谷-盖亚天体测量来限制长周期伴星的存在,并分析了TESS测光数据。我们发现了强有力的证据,表明G1 514在一个可能的偏心轨道上拥有一个超级地球,在其轨道周期的近$34\%$时间里,它都居住在保守的宜居带中。行星Gl 514 b的质量最小,轨道周期最小,离心率最小。在TESS光变曲线中没有发现凌日的证据。没有证据表明在径向速度上有更长周期的伴星,基于天体测量学,我们可以排除距离$\sim3-10$ au的$\sim0.2$ $M_{\rm Jup}$行星,以及数十au的大质量巨行星/褐矮星。我们讨论了可能存在的第二个低质量的同伴在一个较短的距离主机比Gl 514 b。Gl 514 b是研究偏心轨道上行星可居住性的一个有趣的科学案例。我们主张进行额外的光谱跟踪,以获得更准确和精确的行星参数。还需要进一步随访,以研究亚\ms和较短周期信号。
2022-04-13 astro-ph.EP
Relative Habitability of Exoplanet Systems with Two Giant Planets
行星系的结构可以通过轨道效应影响行星的可居住性,特别是在稳定性和离心率方面。其中一些影响是显而易见的,特别是当它们发生在很容易数值计算的短时间尺度上时。然而,生命的出现和进化可能发生在十亿年的时间尺度上,足够长的时间使长期影响变得重要。这些影响很难调查,因为直接积分需要大量的计算时间。在本文中,我们应用半解析框架结合N体积分和预测技术,以确定一个系统中的一个类地行星的相对可居住性与两个巨大的同伴在一个多维参数空间。相对可居住性量化了与只包含一颗类地行星的系统相比的综合可居住性概率。我们发现了巨行星的质量、偏心率、位置、间距、倾角和排列的趋势,包括由于巨行星而使系统更适合居住的配置。只要系统保持稳定,适度的离心率激励的类地行星可以通过增加宜居带的外边界,通过更高的平均辐照度是有益的。在我们的模拟中,中位数($\pm 1 σ$)的可居住行星的离心率为0.11(+0.16,-0.08),尽管它开始是圆形的。低质量、广泛分离、适度偏心的扰动巨星可以做到这一点,这是一种“超适宜居住”的伴星配置。
2022-06-15 astro-ph.EP
Massive Debris Disks May Hinder Secular Stirring by Planetary Companions: An Analytic Proof of Concept
该研究通过解析模型证明,大质量碎屑盘的自引力会加速拱线进动,抑制星子偏心率,从而可能阻碍偏心行星的长期搅动,对行星推断和盘质量约束有重要意义。
2024-03-15 astro-ph.EP astro-ph.GA
Searching the Entirety of Kepler Data. I. 17 New Planet Candidates Including 1 Habitable Zone World
我们提出了一个独立的搜索的所有~ 200,000颗恒星观测到的四年开普勒任务(Q1-Q17)的多行星系统,使用三个过境最低检测标准搜索轨道周期长达数百天的结果。我们结合了自动和手动分诊,并提供我们的审查管道的完整性和可靠性的估计。我们的搜索返回了17颗行星候选者(PC),以及数千个已知的开普勒感兴趣天体(KOI),其中98.8%的已确认行星的回收率。我们强调发现一个候选者,KIC-7340288 b,这是岩石(半径< 1.6 $R_{\bigoplus}$)和宜居带(日照0.25和2.2倍之间的地球的日照)。另一个候选者是对已知的KOI-4509系统的补充。我们还提出了自适应光学成像后续的六个我们的新的个人电脑,其中两个揭示了一个视线恒星伴侣在4“。
2020-03-09 astro-ph.EP
Sweeping Secular Resonances and Giant Planet Inclinations in Transition Discs
本研究提出转移盘消散时扫掠的行星-行星、行星-盘长期共振可放大倾角,解释了热木星高轨道倾角、转移盘内外不对准等现象,并识别相关候选系统、估算盘翘曲参数。
2023-10-03 astro-ph.EP
Circumstellar Habitable Zones of Binary Star Systems in the Solar Neighborhood
双星和多星系统构成了太阳附近恒星星族总数的一半以上(Kiseleva-Eggleton and Eggleton 2001)。它们的频繁出现以及超过70颗(Schneider et al. 2011)行星已经被发现处于这样的配置-最值得注意的是半人马座α B的大地伴星(Dumusque et al. 2012)-使它们成为寻找可居住世界的有趣目标。最近的研究(Eggl et al. 2012 b,Forgan 2012)表明,尽管引力和辐射环境存在变化,但确实存在行星可以在长期动力学时间尺度上保持在可居住日射限制内的星周区域。在这篇文章中,我们提供了宜居带的19个近S型双星系统的依帕科斯和WDS目录的半长轴之间的1和100 AU。据此,我们解释了第二颗恒星对类地行星的动力学和辐射影响。在提出的19个系统中,17个系统在至少一个组件周围提供动态稳定的宜居带。这17个潜在宜居系统包含5颗F、3颗G、7颗K和16颗M类恒星。由于它们靠近太阳系(d < 31 pc),使得选定的双星成为观测活动的精致目标,我们提供了对偏心拱星轨道上可居住的类地行星产生的径向速度,天体测量和过境签名的估计。
2012-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Small Inner Companions of Warm Jupiters: Lifetimes and Legacies
虽然温暖的木星通常离它们的恒星太远,潮汐并不重要,但温暖的木星的内行星伴星的存在会导致系统的潮汐演化。对这一过程及其影响的深入了解来自经典的长期行星摄动理论。内行星的寿命可能比系统的年龄短,因为温暖的木星保持着它的偏心率,因此促进了潮汐迁移到恒星。因此,一颗温暖的木星被观测到在它的系统中是孤独的,可能先前已经清除了所有的内部行星。在它消亡之前,即使一颗内行星是地球尺度的,它也可能促进温暖的木星离心率的衰减。因此,对一颗被观测到的暖木星的初始轨道的任何推论,都必须包括一个比假设它一直是单独存在时所估计的更大的初始偏心率的可能性。潮汐演化涉及多个行星也增强了行星的内部加热,这很容易超过恒星辐射的内行星,并可能大到足以影响温暖的木星的内部结构。长期理论提供了对潮汐过程的深入了解,提供了一种基于潮汐参数Q的估计来约束凌日行星偏心率的方法。
2014-01-28 astro-ph.EP
Twisted debris: how differential secular perturbations shape debris disks
解析图像表明,不对称结构是冷碎片盘的一个共同特征。虽然靠近这些圆盘的行星很少被发现,但它们隐藏的存在和引力摄动为其中一些特征提供了合理的解释。为了限制尚未发现的行星同伴的属性,我们的目标是预测这样一个行星在经历连续碰撞演化的碎片盘中留下的印记。我们讨论的基本方程,解析近似和时标管辖的碰撞,辐射压力和长期扰动。此外,我们结合我们的数值模型的碰撞演化的大小和空间分布的碎片盘的引力扰动由一个单一的行星。我们发现,在磁盘中的轨道元素的分布强烈依赖于晶粒尺寸。长期岁差相对于所涉及的半长轴和晶粒尺寸是不同的。这就导致了追踪母带的大颗粒和尾随晕中的小颗粒之间的可观察差异。不同波长的观测可以用来限制一颗可能行星的性质。
2019-11-17 astro-ph.EP
The M dwarf planet search programme at the ESO VLT + UVES. A search for terrestrial planets in the habitable zone of M dwarfs
我们目前的径向速度(RV)测量我们的样本40 M矮星从我们的行星搜索计划与VLT+UVES开始于2000年。虽然我们的RV精度下降到2 - 2.5米/秒,时基线长达7年,我们能够在M矮星的近宜居带中找到几个地球质量的行星,但没有探测到行星伴星。为了证明这一点,我们提出了质量检测极限,使我们能够排除我们的大多数样本恒星的1天文单位质量的行星。我们确定了6 M矮星,拥有一颗褐矮星或低质量恒星伴星。除此之外,所有其他样本星都显示出低RV变化,均方根< 20 m/s。一些高自行星表现出与其长期加速度一致的线性RV趋势。此外,我们检查我们的数据集的RV和恒星活动之间的可能的相关性,看到的变化的H α线强度。对于巴纳德星,我们发现了一个显着的相关性,但大多数样本星没有显示出这样的相关性。
2009-08-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroids and life: How special is the solar system?
小行星与地球的碰撞可能通过创造有利于生命的生境、改变大气层和提供水,在地球生命的出现中发挥了至关重要的作用。因此,我们提出了系外行星系统中生命的两个潜在要求:首先,该系统具有小行星带,其次,存在驱动小行星撞击陆地宜居行星的机制。由于在太阳系中,$ν_6$长期共振已被证明是重要的驱动这些影响,我们探讨如何的质量和两个巨大的行星的位置确定的位置和强度的长期共振。通过研究观测到的有两颗巨行星的系外行星系统,我们发现小行星带区域内的长期共振可能并不罕见。因此,太阳系有些特殊,但生命出现所必需的微调程度并不过分。最后,通过$n$ -天体模拟,我们发现当两颗巨行星接近2:1的平均运动共振时,小行星带是不稳定的,但这并不导致小行星输送量的增加。
2022-02-03 astro-ph.EP
Laplace surface dynamics, revisited: satellites, exo-planets and debris with distant, eccentric companions
迄今为止,对$\textit{Laplace Surface}$动力学的研究都是在一个扁中心体(粒子与之结合)和一个被捕获到四极级的遥远的倾斜伴星的组合场中,研究形状和方向固定的测试粒子轨道。虽然四极近似对于在近圆形轨道上围绕行星的卫星来说足够了,但它无法捕捉到在相当偏心的轨道上的宽的双星伴星(无论是恒星、行星还是黑洞)所引起的基本动力学特征。考虑到类似的天文环境,我们将经典的拉普拉斯框架扩展到更高的多极,并绘制出静止轨道的主干,现在由于轴对称破缺而变得复杂。偏心和倾斜的拉普拉斯平衡,这已经预示在系统足够大的相互倾斜,在这里描绘了一个广泛的相互倾斜的扰动。我们恢复他们的测试粒子在一个热的木星和广泛的偏心恒星二进制领域,突出了它们的相关性的架构的多行星系统的二进制文件。然后,我们扩展和部署我们的机器离家更近,因为我们认为在一个假定的第九颗行星的存在下,海王星外天体(TNOs)的长期动力学。我们展示了如何广义拉普拉斯平衡种子岛屿的外海王星对象被庇护周围,岛屿内的混乱的海洋,我们通过庞加莱$é$部分捕获,同时突出了一个美丽的拉普拉斯和Kozai Lidov长期动力学结构之间的相互作用。一个非常经典的故事复活的外行星21世纪!
2021-07-20 astro-ph.EP
Analytical estimates of secular frequencies for binary star systems
双星系统和多星系统是太阳系外行星形成和长期存在的极端环境。星周行星受到来自遥远伴星的引力扰动,这种相互作用导致其轨道的长周期进动。我们调查的分析模型,允许量化这些扰动和计算的长期进动频率的动力学模型的限制性三体问题。这些模型被应用到测试用例中,我们讨论了它们的一些缺点。此外,我们引入了一个修改后的拉普拉斯-拉格朗日模型,它允许获得更好的频率估计比传统的大偏心率的扰动模型。然后,我们将这个模型推广到任何数量的扰动,并提出了一个应用程序的四体问题。
2019-08-02 astro-ph.EP
The Evolution of Planet-Disk Systems That Are Mildly Inclined to the Orbit of a Binary Companion
我们确定一个巨大的行星盘系统的演变,轨道的一个成员的双星系统,是温和的倾斜相对于双星轨道平面。行星轨道和圆盘最初是共面的。我们通过解析方法和流体动力学模拟分析了行星和盘的演化。我们通常会发现行星和盘不会保持共面,除非盘的质量非常大,或者行星和盘之间的间隙非常小。行星-盘的相对倾斜经历长期振荡,其初始振幅通常为盘相对于双星轨道平面的初始倾斜的量级,盘质量约为双星质量的1%或更小。长期共振和盘倾斜衰减的影响增强了行星-盘的不对准。长期共振起着重要的作用,盘质量大于行星质量。在稍后的时间里,如果盘的质量足够大,行星吸积盘的气体会导致它的轨道朝着对齐的方向发展。这些结果对双星系统中大质量行星的演化有几个意义。
2015-12-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Peekaboo: Secular Resonances from Evolving Stellar Oblateness Impede Transit Detection
本文以 Kepler-619 为例研究恒星扁率演化驱动的扫频长期共振如何影响行星轨道对齐与错位,发现该机制会降低多行星凌星系统的可探测概率,从而偏向观测到单行星系统。
2025-05-08 astro-ph.EP
Secular chaotic dynamics in hierarchical quadruple systems, with applications to hot Jupiters in stellar binaries and triples
等级四星系统自然出现在恒星双星和恒星三星中。例如三重恒星系统中的热彗星(HJs),以及双星系统中HJs的行星伴星。这些系统的长期动力学演化一般是复杂的,长期混沌运动可能在某些参数制度。后者可导致极高的离心率,因此,强相互作用,如有效的潮汐演变。这些相互作用被认为是通过高偏心率迁移形成HJs的重要作用。然而,对这些系统的长期动态仍然缺乏更深入的了解。在这里,我们详细研究的长期动力学的特殊情况下的层次四重系统的“2+2”或“3+1”的配置。我们展示了如何可以铸造的运动方程的形式表示一个受扰的层次三体系统,其中的外轨道角动量矢量是进动稳定地围绕一个固定的轴。在这种情况下,我们表明,偏心率激发可以显着增强时的进动周期是可比的Lidov-Kozai振荡的内轨道的时间尺度。这是由于外轨道的进动导致内外轨道之间的相互倾斜,即使初始相互倾斜很小。我们提出了一个简化的半解析模型,描述了后者的现象。
2017-06-16 astro-ph.EP
The Dynamical Environment within the Habitable Zone of the Gaia-4 and Gaia-5 Planetary Systems
该研究通过动力学分析揭示Gaia-4和Gaia-5系统中的高偏心巨行星排除了宜居带内行星的存在,并探讨了此类“破坏球”系统对直接成像任务目标选择的影响。
2025-10-27 astro-ph.EP
Long-Term Stability of Tightly Packed Multi-Planet Systems in Prograde, Coplanar, Circumstellar Orbits within the $α$ Centauri AB System
我们进行长期的模拟,长达100亿年,2 - 6个行星的密集配置,每个行星的质量与地球一样,在围绕$α$ Centauri AB中的恒星组件的嵌套轨道上运行。最内侧的行星最初的轨道要么在恒星经验宜居带(HZ)的内边缘,要么在恒星保守的HZ的内边缘。虽然在低倾角、低离心率的轨道上的个别行星可以在两颗恒星的宜居带中存活,但来自伴星的扰动要求在每颗恒星的宜居带内的多行星系统中行星的最小间距必须明显大于围绕单颗恒星运行的类似多行星系统的间距,以便长寿。双星伴星会使围绕其中一颗恒星运行的行星轨道产生强制偏心率。在相控适当的拱星轨道上,初始偏心率等于其强迫偏心率的行星可以在比初始圆形轨道的行星更接近的轨道上生存,尽管所需的间距仍然高于绕单恒星运行的行星。在这两颗恒星的经验HZ范围内,总共有多达9颗行星在嵌套的椭圆轨道上可以存活到系统的当前年龄,其中5颗围绕着半人马座$α$ B,4颗围绕着半人马座$α$ A。
2018-01-18 astro-ph.EP
Modeling resonant trojan motion in planetary systems
我们考虑一个小特洛伊伙伴的一个假设的巨大的系外行星下的长期扰动的额外的行星的动力学。通过一个适当的选择的作用角变量,这个问题是服从于缓慢的调制的研究,引起长期的扰动,否则称为“基本”的两个自由度的哈密顿模型(平面的情况下)的动态。我们提出了这种哈密顿分解,这意味着在共振的慢混沌扩散是最好的描述的调制扩散的范例。
2014-09-24 astro-ph.EP
Dynamical Stability and Habitability in the HD 20794 System
University of California, Riverside(加州大学河滨分校)
通过N体模拟和轨道分析,研究HD 20794系统中高偏心率行星d的动力学稳定性及其对宜居性的影响。
2026-05-25 astro-ph.EP
The cold Jupiter eccentricity distribution is consistent with EKL driven by stellar companions
本研究重新审视冷木星偏心率分布与恒星伴星驱动的EKL机制的一致性,考虑行星-行星散射导致的初始小偏心率,通过数值模拟发现适度初始偏心率群体的模拟结果与观测一致,且行星伴星会抑制恒星EKL。
2025-02-12 astro-ph.EP
Extreme orbital evolution from hierarchical secular coupling of two giant planets
在过去的二十年里,对系外行星的观测揭示了一类新的行星,它们的轨道周期只有几天,即所谓的“热行星”。最近使用罗西特-麦克劳克林效应的测量显示,这些行星中有许多(约50%)是不对齐的;此外,一些(约15%)甚至是相对于恒星自转轴逆行的。受这些观测的启发,我们探索了在一个更宽的轨道上形成逆行轨道的可能性,逆行轨道由一个恒星-行星内部对与另一个巨行星或褐矮星组成。最近Naoz等人(2011年)表明,在这样的系统中,内行星的轨道可以从逆行到逆行来回翻转,也可以达到极高的偏心率。在这里,我们映射这些系统的动态结果的参数空间的重要部分。我们推导出强烈的约束外摄动的轨道配置,可能会导致形成的热彗星与错位或逆行轨道。我们只关注长期演化,忽略了其他动力学效应,如平均运动共振,以及所有的耗散力。例如,一颗类似木星的内行星最初在5天文单位的近圆形轨道上,我们表明,一颗错位的热木星很可能在140天文单位内的一颗更大质量的行星伴星(> 2 MJ)的存在下形成,相互倾斜50度,离心率超过0.25。这与测试粒子近似形成了鲜明的对比,在测试粒子近似中,几乎垂直的配置仍然可以引起大的偏心率激发,但内部类似木星的行星的翻转不太可能发生。我们得出的约束条件可以用来指导未来的观测,特别是在包含热木星的系统中寻找更遥远的同伴。
2013-11-30 astro-ph.EP
Spin-orbit angle in compact planetary systems perturbed by an inclined companion. Application to the 55 Cancri system
恒星相对于多行星系统轨道平面的自旋方向越来越容易观测。例如,巨蟹座55是一个由5颗行星组成的系统,它围绕着一个双星系统的一个成员运行,据报道,它相对于最里面的行星的轨道的投影倾斜度为72+-12度(Bourrier & Hebrard 2014)。这种大的双折射率是由双星引起的微扰引起的。在这里,我们描述了类似系统的长期演化,我们更深入地讨论了55 Cancri系统的情况。我们提供了两种不同的轨道配置与目前可用的观测兼容。
2014-10-20 astro-ph.EP
Habitable Zones for Earth-mass Planets in Multiple Planetary Systems
本文通过数值模拟研究了多行星系中地球质量行星的宜居带和动力学结构。例如,在HD 69830系统中,我们广泛地探索了三个海王星质量的同伴的行星配置,其中一个大质量的类地行星居住在0.07 AU $\leq a \leq$ 1.20 AU,以研究该系统中的小行星结构。我们强调,有至少$10^5$年的稳定区的低质量类地行星位于0.3和0.5 AU之间,和0.8和1.2 AU的最终偏心率为$e < 0.20$。此外,我们还发现小行星带的积累或耗尽也受到外行星轨道共振的影响,例如,与行星C的2:1和3:2平均运动共振(MMRs)以及与行星D的5:2和1:2 MMRs的小行星间隙。在动力学意义上,潜在类地行星或HZ存在的合适候选区域为0.35 AU $< a < $ 0.50 AU,以及0.80 AU $< a < $ 1.00 AU,这对于该系统中可能存在的小行星结构是有意义的。
2009-03-13 astro-ph.EP