Unravelling tidal dissipation in gaseous giant planets
行星内部的潮汐耗散是驱动恒星-行星和行星-月球系统演化的关键物理机制之一。新的约束条件，现在都获得了太阳系和系外行星系统。行星中的潮汐耗散与其内部结构有着内在的联系。特别是，流体和固体层的行为不同的潮汐强迫。因此，必须对它们各自的消能水库进行比较。在这封信中，我们分别计算了潜在的致密岩石/冰核和对流流体包层的气态巨行星的贡献，作为核心大小和质量的函数。然后，我们比较相关的耗散水库，通过评估频率平均值的爱数$k^2_2$的虚部在每个区域。在木星和类土星行星的情况下，我们表明，在核心的粘弹性耗散可以占主导地位的湍流摩擦作用于潮汐惯性波的信封。然而，流体耗散将是不可忽略的。这表明，有必要建立完整的潮汐耗散在行星内部从他们的深内部到他们的表面没有任何任意的先验模型。
2014-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Does the innermost occurrence distribution measure tidal dissipation, reveal a flow of giant planets, or both?
开普勒发现的最短周期巨型系外行星的出现分布显示出一种下降，这与恒星潮汐引起的迁移所预期的下降非常匹配。我们提出了一个比较，可以显示的潮汐耗散（摩擦）作为恒星和行星系统的年龄分布的函数的水平，与已知的基本恒星和行星参数的依赖关系。利用这种关系，可以对潮汐耗散的值施加约束，这些约束将随着年龄分布的确定而得到改善。对于巨行星来说，这导致了一个出乎意料的低潮汐耗散值。这种短周期巨行星的过剩可能是由于长周期巨行星的持续补给迁移到短周期堆积中，破坏了沿途较小行星的存在。也许接近海王星大小的行星的出现分布将更好地测量潮汐摩擦，而木星大小的行星的分布揭示了巨行星更有可能完成逐渐迁移到恒星。
2012-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal dissipation in stars and giant planets
天体物理学中的流体体彼此靠近，会引起潮汐扭曲和流动，这些都是耗散过程。自旋和轨道运动在天文时间尺度上经历耦合演化，这与太阳系中许多类型的双星、短周期太阳系外行星系统和巨行星的卫星有关。我回顾的主要机制，已讨论的潮汐耗散在恒星和巨行星的线性和非线性制度。我还比较了基于理论模型的预期与最近的观察结果。
2014-06-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The fate of close-in planets: tidal or magnetic migration?
在近轨道上的行星与它们的宿主恒星在磁场和潮汐上相互作用。这些相互作用导致了一个净扭矩，使近距离行星根据轨道距离向内或向外迁移。我们系统地比较了典型的观测到的恒星行星系统（T-金牛座和热木星，M矮星和类地行星，K星和热木星）的基础上的国家的最先进的标度律的磁场和潮汐力矩的强度。我们发现，根据系统的特性，潮汐或磁效应可以占主导地位。对于非常接近的行星，我们发现这两种扭矩都可以使行星在10到10万年的时间尺度上迁移。因此，在预测紧凑系统的演化时，必须考虑这两种效应。
2017-09-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the equation of state of nuclear matter with gravitational wave observations: Tidal deformability and tidal disruption
研究了如何从由两颗中子星或一颗中子星与一个黑洞组成的双星系统并合过程中发射的引力波信号中提取中子星状态方程的信息。我们使用后牛顿模板，其中包括潮汐变形参数，当潮汐中断发生合并前，频率截止。假设这个信号被先进的LIGO/Virgo或ET检测到，我们使用基于Fisher矩阵方法的不同数据分析策略以及最近获得的相关量的分析拟合来评估这些参数的不确定性。我们发现，潮汐形变比恒星的紧凑性更有效地区分不同的可能的状态方程。
2013-11-19 astro-ph.SR gr-qc
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
Understanding tidal dissipation in gaseous giant planets : the respective contributions of their core and envelope
行星内部的潮汐耗散是驱动恒星-行星和行星-月球系统演化的关键物理机制之一。新的约束条件，现在都获得了太阳系和系外行星系统。行星中的潮汐耗散与其内部结构有着内在的联系。特别是，流体和固体层的行为不同的潮汐强迫。因此，必须对它们各自的消能水库进行比较。在这项工作中，我们分别计算潜在的致密岩石/冰的核心和对流流体包层的气态巨行星的贡献，作为核心的大小和质量的函数。然后，我们比较相关的耗散水库，通过评估频率平均值的爱数$k^2_2$的虚部在每个区域。我们证明，在一般情况下，这两种机制必须考虑。
2014-10-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Evolution of a Secularly Interacting Planetary System
在多行星系统中，一颗行星的半长轴的逐渐变化会影响所有行星的偏心率，因为角动量是通过长期相互作用分布的。如果行星中的潮汐耗散是半长轴变化的原因，那么它也会抑制行星的偏心率，这反过来也会导致所有偏心率的演变。对于双行星系统，本文导出了半长轴变化和偏心阻尼对整个系统综合影响的量化公式。以CoRoT 7系统为例。
2011-03-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
TATOO: a tidal-chronology standalone tool to estimate the age of massive close-in planetary systems
一颗大质量的近距离行星的存在，其轨道周期为几天或更短，围绕着一颗低质量恒星，可能会导致中心恒星的性质发生强烈的变化。事实上，恒星与行星之间的潮汐相互作用会产生角动量的交换，从而导致潮汐的自旋上升。这种影响可能导致gyrochronological年龄偏向年轻的年龄。目的。TATOO是一个基于潮汐年代学的独立工具，它可以仅使用观测到的行星和恒星的质量、恒星旋转和行星轨道周期来估计大质量近距离行星系的年龄。我使用Gallet et al.（2018）中描述的数字代码创建了一个大型的合成恒星-行星系统演化的多参数网格，以及3D插值方法，使用潮汐年代学技术提供了一个相当精确的年龄估计，任何给定的行星系至少由一个巨大的近距离行星组成。在这项工作中，大约有一半的行星系受到潮汐自旋偏置的影响。我指出，这种偏差与旋转与轨道周期之间的比率成线性比例，使这个数量成为快速调查潮汐年表的必要性的有用代理。此外，虽然是模型相关的，但即使不存在旋转偏离，也可以使用TATOO。在这种情况下，它给出的结果与经典的陀螺年代学分析。TATOO是一个有用的工具，专门为大规模的近距离行星系设计，也可以作为一个经典的陀螺年代学工具。到目前为止，它是唯一一个可以公开使用的软件，可以用来估算受到潮汐自旋影响的大质量近距离行星系的年龄。在这个意义上，潮汐年代学可以被看作是潮汐相互作用对陀螺年代学影响的一阶修正。
2020-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of planets by tidal downsizing of giant planet embryos
我们假设行星是由迁移的巨行星胚胎潮汐缩小而形成的。提出的行星形成方案包括以下步骤：（1）一个大质量的年轻原行星盘在R ~几十到几百AU处碎裂在质量只有几个木星质量的气体团块上;（iii）如Boss（1998年）较早提出的，尘埃沉积在气团内部，形成陆地物质固体核;（iv）如果固体核的质量超过10个地球质量，一个巨大的气体大气层就会坍缩到固体核上;（v）当气体团到达恒星内部的几个天文单位时，恒星辐射引起的潮汐剪切和蒸发剥离了气体团的外层贫金属包层。如果潮汐破裂迅速发生，而系统仍处于阶段（iii），则留下一个类地行星核心。如果它发生在之后，在阶段（iv），一个富含金属的气体巨行星与固体核心从包层中出现。
2010-07-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal evolution of planets around brown dwarfs
由于褐矮星的类地行星形成区域非常靠近，因此围绕褐矮星（BD）运行的行星的潮汐演化是一个有趣的案例研究。事实上，BD的宜居带范围约为0.001至0.03 AU，质量最低的BD位于罗氏极限的内部。与恒星相比，BDs随着年龄的增长而旋转。因此，共转距离向内移动。这对BD周围行星的潮汐演化具有重要意义。我们使用了一个标准的平衡潮汐模型来计算一个大的合奏行星BD系统的轨道演化。我们测试了许多参数的影响，如初始半长轴和偏心率，BD的旋转周期，BD和行星的质量，以及潮汐耗散因素。我们发现，所有的行星，形成在或超过共转距离和初始偏心率小于\sim 0.1被排斥的BD。一些最初在同转轨道内部的行星，如果它们向内的潮汐演化比BD的自旋演化慢，则可以存活下来，但大多数最初靠近BD的行星会落在BD上。我们发现，潮汐演化的最重要的参数是相对于共转距离的初始轨道距离。有些行星可以在宜居带中生存一个亿年的时间尺度，尽管在许多情况下，宜居带向内移动，仅仅在几十到几百亿年的时间内就超过了行星的轨道。幸存的行星的轨道周期可能小于10天（小至10小时），因此它们可以通过凌日观测到。
2011-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Evolution of Close-in Planets
最近发现的几个凌日行星具有明显的非零偏心率和一些大的倾角，开始改变了近距离行星具有圆形和良好对齐轨道的简单图片。形成这种行星的两种主要情况是行星在盘中迁移，以及行星与行星之间的相互作用与潮汐耗散相结合。前一种情况可以自然地产生一个圆形和低偏心率的轨道，而后一种情况则隐含地假设一个初始高度偏心和可能的高偏心率的轨道，然后通过潮汐耗散使其圆形化并对齐。我们研究了偏心轨道上凌日行星的潮汐演化。我们表明，这些系统的当前和未来的轨道演化可能是由潮汐耗散，而不是由一个更遥远的同伴。虽然这些接近的行星大多数都经历了轨道衰减，一直到洛希极限，但它们有两条典型的演化路径，这取决于恒星和行星内部潮汐耗散的相对效率。我们指出，目前的观察结果可能与其中之一相一致。我们的研究结果表明，至少有一些轨道偏心率为非零的近距离行星可能是由潮汐圆化最初的偏心轨道形成的。我们还发现，即使恒星的自旋轨道错位是目前观察到的小，一些系统可能有一个高度失调的轨道在过去。最后，我们也重新审视最近的要求Levrard等。例如，他发现所有的轨道和自旋参数的演化都与轨道衰变的时间尺度相似。
2010-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Studying tidal effects in planetary systems with Posidonius. A N-body simulator written in Rust
在像TRAPPIST-1这样的紧凑轨道结构中有几颗行星的行星系肯定会受到潮汐效应的影响。它的研究为我们提供了重要的洞察力，它的演变。我们基于Mercury-T中使用的潮汐模型开发了第二代N体代码，使用Rust作为编程语言（包括易于使用的Python接口）和WHFAST集成器重新实现和改进其功能。新的开源代码确保了内存安全性，数值N体实验的可重复性，与Mercury-T相比，它改进了自旋积分，并允许考虑恒星对流包络中潮汐惯性波耗散的新处方。Posidonius也适用于演化恒星的双星系统模拟。
2017-12-04 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Tidal disruption versus planetesimal collisions as possible origins for the dispersing dust cloud around Fomalhaut
最近的分析表明，2004-2014年在北落师门周围观测到的微弱光学点源（北落师门b）正在逐渐衰减和扩大，支持了它可能是由微行星突然分裂造成的分散尘埃云的情况。这些类型的破坏可能是由微行星的灾难性碰撞引起的，微行星被附近的巨行星从它们在北落师门尘埃环中的原始轨道扰动。然而，当微行星经过最初扰动它们的行星的潮汐扰动场时，也会发生扰动，类似于在太阳系中观察到的舒梅克-列维事件。考虑到引力聚焦的巨行星有比微行星大得多的相互作用截面，潮汐扰动事件在参数空间的现实区域中可以匹配或超过微行星碰撞事件。有趣的是，北落师门尘埃云提供了一个直接区分这些场景的机会。一个潮汐破坏的情况下，导致一个非常具体的预测星历表的行星造成的事件。这颗行星最可能的质量为66 Mearth，半长轴为117 AU，系统年龄为400-500 Myr，可以用詹姆斯·韦伯太空望远镜轻易探测到。因此，这颗行星在预测的特定位置上的存在与否，是一个独特的指标，可以表明分散的云是来自两个星子的碰撞，还是来自一个巨大行星潮汐场中的星子的分裂。
2020-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The impact of tidal locking on Earth-like planetary dynamos
Dipartimento di Fisica, Sapienza, Università di Roma（罗马大学物理系）
本研究探究潮汐锁定对M型矮星宜居带类地行星发电机与磁层的影响，发现潮汐锁定会严重削弱行星磁场，中晚期M型矮星的潮汐锁定与强恒星风会彻底摧毁行星磁屏蔽。
2026-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Can tidal evolution lead to close-in planetary bodies around white dwarfs I: Orbital period distribution
本研究探讨白矮星周围行星系统的潮汐演化机制，预测小行星体轨道周期分布特征，并与观测对比，发现 WD 1145+017 周围 4.5 小时周期天体需具备铁陨石级抗拉强度。
2025-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining Tidal Quality Factor using Spin Period in Eclipsing Binaries
潮汐作用下双星的演化极大地影响了系统的观测特性。随着开普勒和TESS等任务发现大量近距离热木星系统和食双星，了解潮汐对其形成和观测性质的影响程度已变得至关重要。在双星系统中，有效的潮汐耗散可以导致恒星的自旋上升或下降，以及/或自旋-轨道同步，这取决于恒星和轨道之间的角动量交换。我们结合开普勒任务的食双星系统与恒星和轨道参数，在文献中创建一个目录的41食双星适合分析潮汐耗散。经验上，潮汐耗散的效率使用修改的潮汐品质因数（$Q_{\star}^{'}$）参数化。我们发现$Q_{\star}^{'}$上的限制使用所观察到的旋转周期的主星在食双星系统。我们详细计算了潮汐、恒星演化和恒星角动量损失对磁风的综合影响下双星系统的演化，并进行了马尔可夫链蒙特卡罗模拟以解释观测数据中的不确定性。我们的分析表明，$\log_{10}{Q^{'}_{\star}}=7.818\pm0.035$可以重现我们的样本中几乎所有系统中观察到的初级星自旋。
2022-03-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal star-planet interaction and its observed impact on stellar activity in planet-hosting wide binary systems
系外行星与其宿主恒星之间的潮汐相互作用是行星轨道与恒星自旋之间转移角动量的可能途径。在行星轨道周期短于恒星自转周期的情况下，这可能会导致角动量转移到恒星的自转中，可能会抵消由磁制动引起的恒星自转。在观测上，检测单个冷场恒星的旋转状态变化是一项挑战，因为很少有这样的恒星的精确年龄。在这里，我们提出了一个经验调查的旋转和磁活动的样本的行星托管恒星，伴随着广泛的恒星同伴。不需要了解恒星的绝对年龄，我们测试的相对差异，在活动和旋转的行星主机和他们的同时代的同伴，使用X射线观测测量恒星的活动水平。采用三种不同的潮汐相互作用模型，我们发现，主机恒星与行星，预计潮汐相互作用显示升高的活动水平相比，他们的伴星。我们还发现，这些活动水平同意观察到的旋转周期的主恒星沿通常的旋转活动的关系，这意味着效果确实是由潮汐相互作用，而不是一个纯粹的磁相互作用，预计将影响恒星的活动，但不一定是旋转。我们的结论是，大质量、近距离的行星对恒星的自转演化有影响，而较小、较远的行星则没有显着的影响。
2022-03-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Nonlinear tidal flows in short-period planets
我讨论了两个相关的非线性机制的潮汐耗散，需要有限的潮汐变形为他们的操作：椭圆形不稳定和岁差不稳定。两者都可能对短周期太阳系外行星的潮汐演化很重要。椭圆不稳定性是椭圆流线的流体不稳定性，例如在潮汐变形的非同步旋转或非圆形轨道行星中。我总结了本地和全球的模拟结果表明，这种机制是重要的潮汐自旋同步，行星自旋轨道对齐和轨道圆化的最短周期热彗星。岁差不稳定性是一种流体不稳定性，发生在轴向岁差的行星中，例如那些自旋轨道不对准（非零轨道）的行星。我总结了本地MHD模拟的结果，旨在研究湍流阻尼的轴向进动，这表明这种机制是重要的驱动潮汐演变的自旋轨道角热的湍流。还讨论了今后工作的途径。
2017-03-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Can tidal evolution lead to close-in planetary bodies around white dwarfs II: volcanism and transits
研究白矮星周围行星天体的潮汐演化，发现潮汐作用可改变小行星轨道并诱发火山活动产生尘埃，该机制在广阔参数空间内适用，可能解释观测到的光学凌星现象。
2025-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital Decay of Short-Period Exoplanets via Tidal Resonance Locking
大部分已知的系外行星的轨道周期都很短，主恒星内的重力波的潮汐激发导致行星的轨道衰减。我们研究潮汐共振锁定的影响，其中行星锁定到潮汐激发恒星引力模式的共振。由于恒星的重力模式频率通常会随着恒星的演化而增加，行星的轨道频率也会同步增加，这可能会导致比其他潮汐理论预测的更快的轨道衰减。由于非线性模式阻尼，类太阳恒星的共振锁定可能只适用于低质量行星（$M \lesssim 0.1 \, M_{\rm Jup}$），但在具有对流核心的恒星中，它可能适用于所有行星质量。共振锁定的轨道衰变时间尺度通常与恒星的主序星寿命相当，对应的有效恒星品质因数（$10^3 \lesssim Q' \lesssim 10^9$）范围很广，取决于行星的质量和轨道周期。我们对几个单独的系统进行了预测，并研究了共振锁定和非线性波耗散引起的轨道演化。我们的模型演示了短周期大质量行星如何被非线性模式阻尼迅速摧毁，而短周期低质量行星可以生存，即使它们通过共振锁定进行了大量的向内潮汐迁移。
2021-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic and tidal migration of close-in planets. Influence of secular evolution on their population
在过去的二十年里，在各种各样的宿主恒星周围发现了大量的近距离行星。这些系外行星很可能通过磁场和潮汐相互作用进行行星迁移。我们的目标是通过同时考虑潮汐和磁矩，沿着其宿主恒星的结构和旋转演化来跟踪行星的轨道演化，以解释观测到的近距离行星分布的一些特性。我们依赖于一个共面圆形恒星行星系统的数值模型，考虑到恒星结构的变化，风制动和恒星行星的相互作用，称为ESPEM。我们浏览恒星行星系统的配置参数空间，并评估长期演化的相对影响的磁场和潮汐力矩。然后，我们综合恒星行星人口和面对他们的分布在轨道和恒星旋转周期开普勒卫星数据。首先，我们发现，在原行星盘消散后，这两种类型的相互作用可以主导长期的演化取决于系统的初始配置和考虑的演化阶段。此外，根据行星显著迁移的演化阶段，恒星-行星系统的不同种群来自两种相互作用的联合作用。这可能会显著影响恒星-行星系统的可探测性，以及陀螺学的有效性。总的来说，恒星-行星相互作用显著影响了主序星轨道周期的全球分布，而恒星自转周期的全球分布受到的影响很小。更确切地说，恒星-行星的磁相互作用显著影响了缓慢旋转恒星周围超级地球的分布，而潮汐效应则被发现塑造了巨行星的分布。
2021-04-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal disruption of planetary bodies by white dwarfs I: A hybrid SPH-analytical approach
我们介绍了一种新的混合方法来执行高分辨率的潮汐中断模拟，在任意轨道。一个SPH代码是用来模拟潮汐中断仅在立即的空间域的恒星，即，在那里的潮汐力占主导地位的重力，然后在碎片化阶段，其中出现的潮汐流可能会崩溃下，其自身的重力，形成碎片。在每个流体动力学模拟之后，然后应用分析处理以在迭代过程中将每个碎片瞬间转移回潮汐球以进行随后的破坏。我们验证的混合模型进行比较，它的分析脉冲近似模型的单一潮汐中断，以及全尺寸的SPH模拟跨越整个磁盘的形成。混合模拟基本上是无法区分的全尺寸SPH模拟，而计算性能优于其同行的数量级。因此，我们的新的混合方法独特地使我们能够遵循长期的形成和连续的潮汐破坏的行星/星子碎片，没有以前的研究的分辨率和轨道配置的限制。此外，我们描述了各种未来的方向和应用，我们的混合模型，这是在原则上适用于任何恒星，而不仅仅是白矮星
2020-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Influence of Tidal Heating on the Habitability of Planets Orbiting White Dwarfs
本研究重新评估白矮星周围行星的宜居性，指出辐射加热与显著潮汐加热共同作用，可在狭窄参数范围内将持续宜居时间延长至 10 Gyr。
2025-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal obliquity evolution of potentially habitable planets
恒星日射量一直被用作行星适居性的主要限制。然而，随着在低质量恒星（LMS）周围发现更多类似地球的行星，重新审视潮汐对系外行星可居住性的作用已经开始。这些研究尚未考虑行星的旋转轴与轨道平面法线之间的错位，即行星的平行度。我们应用两种平衡潮汐理论计算了在大尺度星系周围的宜居带中运行的类地行星的质量演化。的倾斜侵蚀时间，从类地倾斜度23.5度到5度的倾斜度下降的时间，相比传统的日照宜居带（IHZ）作为半长轴，偏心率和恒星质量的函数。本文还计算了由潮汐引起的潮汐加热和平衡旋转。以超级地球G1581 d和候选行星G1581 g为例，研究了潮汐过程。在IHZ中，类地行星在小于0.25太阳质量（M_sun）的恒星中的倾斜侵蚀在<0.1 Gyr. Only terrestrial planets orbiting stars with masses >0.9 M_sun中发生，在整个IHZ中倾斜侵蚀次数大于1 Gyr。质量为0.3的类地行星<0.25 M_sun undergo significant tidal heating due to obliquity tides. The predictions of the two tidal models diverge significantly for e>。在我们的二体模拟中，Gl 581 d的自旋度被侵蚀到0，并且它的旋转周期在<0.…
2011-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of the stellar spin history on the tidal evolution of close-in planets
我们研究如何恒星的自旋速率的演变影响，并受到影响，在近轨道的行星，通过恒星行星潮汐相互作用。为此，我们使用标准的平衡潮汐模型来计算围绕类太阳恒星和0.1 M \odot M矮星运行的单个行星的轨道演化。我们测试了两个恒星的自旋演化曲线，一个是快速的初始旋转（P=1.2天），一个是缓慢的初始旋转（P=8天）。我们测试了改变恒星和行星耗散以及行星质量和初始轨道半径的影响。结论：潮汐演化允许区分早期行为的非常接近行星轨道无论是快速旋转的恒星或缓慢旋转的恒星。恒星的早期自旋使快速旋转体周围的近距离行星能够在早期演化中幸存下来。对于M矮星周围的行星来说，在早期演化中幸存下来意味着在Gyr时间尺度上幸存下来，而对于类太阳恒星来说，自旋下降带来了木星行星的后期合并。根据这项研究，我们可以说，在给定行星当前位置的情况下，区分一种自旋演化与另一种自旋演化是非常棘手的。除非我们能观察到以前演化的某些标志，否则几乎不可能区分这两种截然不同的自旋分布，更不用说中间自旋分布了。尽管如此，仍然可以从完全对流的M矮星周围行星的统计分布中得出一些结论。然而，如果潮汐演化在其历史的后期带来了合并，它也可能导致恒星在晚期的明显加速，因此有可能有快速旋转的老恒星。这就提出了更好地限制恒星年龄的问题。
2012-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of the rotation, tidal dissipation history and metallicity of stars on the evolution of close-in planets
自1995年以来，在低质量恒星（M到A型恒星）周围发现了许多近距离行星。这些系统很容易潮汐演化，特别是主恒星潮汐流动能的耗散可能会改变其旋转演化，也会塑造周围行星系的轨道结构。最近的理论研究表明，恒星耗散的幅度可以随着恒星的演化而变化几个数量级，并且它还取决于恒星的质量和旋转。我们在这里提出的第一个研究的动力学接近行星轨道低质量恒星（从$0.6~M_\odot$ $1.2~M_\odot$），我们计算的同时演变的恒星的结构，旋转和潮汐耗散在其外部对流信封。我们证明了由于恒星动力潮，即在对流区激发的潮汐惯性波（其回复力是科里奥利加速度），潮汐摩擦可以比目前在天体力学中使用的平衡潮汐大几个数量级。这在主序前（PMS）阶段尤其如此，在次巨序（SG）阶段程度较轻。数值模拟表明，只有在PMS阶段发生的高耗散对近距离行星的半长轴有明显的影响。我们还研究了恒星金属丰度对行星潮汐演化的影响。我们发现，恒星的金属丰度越高，耗散越高，潮汐引起的行星迁移也越大。
2016-11-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal synchronization trapping in stars and planets with convective envelopes
本研究针对偏心系统中简单潮汐模型的预测偏差，发现具有对流包层的恒星和气态行星中潮汐驱动的惯性振荡会形成稳定同步俘获网络，可解释低质量恒星与热木星自转速率偏离伪同步或同步预期的现象。
2024-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidally driven inertial waves enhance eccentricity damping and spin evolution in planets and stars
University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校）
研究显示，潮汐驱动的惯性波能显著增强行星和恒星的偏心率阻尼，有助于解释双星系统圆化问题。
2025-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining Tidal Migration with the Hot Jupiter Population
Princeton University（普林斯顿大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics（加拿大理论天体物理研究所）；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文通过分析热木星周期分布，提出一个约束潮汐迁移的框架，发现χτ≈3的模型与观测最吻合，暗示新圆化热木星周期集中在3-4天。
2026-09-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal circularization of gaseous planets orbiting white dwarfs
一颗气态巨行星在许多天文单位的距离上经历了演化的巨分支阶段，随后又受到足够接近白矮星的扰动，由于恒星-行星潮汐，它将经历轨道收缩和圆化。圆化的时间尺度，当结合一个已知的白矮星冷却年龄，可以放置在散射时代以及活跃的潮汐机制的耦合约束。在这里，我们探索这种耦合在整个合理的参数相空间计算轨道收缩和潜在的自破裂由于混乱的f-模式的激励和加热的行星轨道上的偏心率接近统一，其次是弱耗散平衡潮汐。我们发现，混沌f-模式的演变激活只为轨道近心是两倍的白矮星洛希半径，很容易重组或摧毁冰巨星，但不是气体巨星。这种内部热破坏提供了白矮星金属污染的额外潜在来源。随后的潮汐演化为幸存的行星是占主导地位的非混沌平衡和动力学潮汐，这可能是很好的约束观测白矮星周围的巨行星在早期冷却年龄。
2019-08-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Evolution of Close-in Extrasolar Planets: High Stellar Q from New Theoretical Models
近年来的研究表明，太阳系外行星与其恒星之间的潮汐耦合可能是导致轨道演化的一个重要机制。这两个潮汐的行星提出的恒星，反之亦然是重要的和耗散效率范围超过四个数量级正在使用。此外，发现太阳系外行星非常接近其恒星，这清楚地表明，根据木星及其卫星系统和主序星双星观测对恒星潮汐品质因数Q的估计太低，导致最近行星的寿命比其年龄小几个数量级。我们认为，这些估计的潮汐耗散效率是不适用于恒星的自转周期远远长于太阳系外行星的轨道周期。我们解决这个问题，通过应用我们自己的价值观的潮汐耗散效率，基于我们的数值模拟外部扰动量的恒星状对流。我们发现主序星的耗散范围对应于$10^8$到$3{\times}10^9$的恒星$Q_*$。推导出的轨道寿命与观测到的太阳系外行星系统的年龄相当，或比其长得多。预测的轨道衰减过境时间变化，由于潮汐耦合是低于目前已知的系统ms/yr的速度，但在扩展开普勒任务的范围内，提供了这样的对象被发现在其领域。
2011-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal evolution of close-in giant planets : Evidence of Type II migration?
人们普遍认为，“热行星”不是在原地形成的，因为在它们现在的轨道半径处，原行星盘的温度太高，不可能形成行星形成。相反，这些行星在更大的半径上形成，然后进入它们现在的轨道区域。然而，导致这些近距离行星形成的确切过程尚不清楚，似乎可能有不止一种机制可以产生这些短周期系统。多行星系统中的动力学相互作用可以将行星分散到高度偏心的轨道上，如果近心点足够接近母恒星，行星和恒星之间的潮汐相互作用可以使其潮汐循环。此外，有遥远的行星或恒星伴星的系统可能会经历Kozai循环，这可能导致行星轨道非常接近其母星。然而，对于短周期行星的起源，最成熟的模型是行星与周围的原行星盘交换角动量，并螺旋向中心恒星移动。在“热彗星”的情况下，行星预计会在圆盘上打开一个缺口，并通过II型迁移进行迁移。如果这是产生“热行星”的主要机制，那么我们预计所观察到的近距离巨行星的当前特性与II型迁移导致的初始人口一致，随后由于与中心恒星的潮汐相互作用而演变。我们认为初始分布是一致的II型迁移，并发现潮汐演变后，最终的分布可以与观察到的一致。我们的研究结果表明，一个温和的初始堆积在一个~ 0.05 au是必需的，初始偏心率分布必须达到峰值在e \sim 0。
2012-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Correction to: Effect of the rotation and tidal dissipation history of stars on the evolution of close-in planets
这是Bolmont & Mathis 2016出版物的勘误表（天体力学和动力天文学，126，275-296，https：//doi.org/10.1007/s10569-016-9690-3）。有一个小错误的自旋积分我们的代码，我们纠正了，我们利用这个勘误表，以进一步调查的影响，一个行星的自旋其宿主恒星。
2019-02-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Scaling laws to understand tidal dissipation in fluid planetary regions and stars I - Rotation, stratification and thermal diffusivity
行星和恒星中的潮汐耗散是驱动星-行星和星-月系统演化的关键物理机制之一。在行星系中，由于它们的轨道结构及其组成部分的旋转状态，可以观察到它的一些行动特征。天体流体层内的潮汐耗散与天体的动力学和物理性质有着内在的联系。这种复杂的依赖关系必须加以描述。本文计算了在周期性潮汐力作用下，恒星/行星/月球旋转局部流体笛卡尔剖面中粘性摩擦和热扩散所耗散的潮汐动能。由扰动激发的潮汐重力惯性波的属性解析地导出为潮汐频率和局部流体参数（即旋转，表征熵分层的浮力频率，粘性和热扩散率）的周期性正常模式的显式函数。由此产生的可能是高度共振耗散频谱的系统的控制参数的灵敏度是重要的或可以忽略不计的状态图中的位置相关的行星和恒星的内部。对于由粘性摩擦和热扩散耗散的重力惯性潮汐波的渐近行为，导出了频率、数量、宽度、高度和与非共振背景的对比度的标度律，以量化这些变化。我们描述了流体行星层和恒星的内部物理和动力学对潮汐动能耗散的强烈影响。我们指出了关键的控制参数，真正发挥作用，并演示了它是如何现在有必要开发从头算建模天体中的潮汐耗散。
2015-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Nonlinear evolution of the tidal elliptical instability in gaseous planets and stars
潮汐扭曲的旋转恒星和气态行星受到众所周知的线性流体不稳定性-椭圆不稳定性的影响。有人提出，这种不稳定性可能会驱动足够的能量耗散，以解决长期存在的恒星和行星中潮汐耗散的起源问题。但是，椭圆不稳定性的非线性结果还有待于在感兴趣的参数范围内进行研究，并且由此产生的湍流能量耗散还没有被量化。我们这样做是通过执行三维流体动力学模拟的一小块潮汐变形的流体行星或恒星受到椭圆形不稳定。我们发现，当潮汐变形是弱的，非线性的不稳定性的结果导致形成的长寿的柱状涡与旋转轴对齐。这些涡旋关闭了椭圆不稳定性，最终结果是能量耗散不足以解释潮汐耗散。然而，需要进一步的工作来解释这里忽略的影响，包括磁场，湍流对流和现实的边界条件。
2013-08-31 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
The impact of tidal friction evolution on the orbital decay of ultra-short period planets
揭示超短周期（USP）行星的命运可能有助于我们理解潮汐理论与观测到的系外行星分布之间的定性一致性。然而，由于恒星-行星系统中自旋-轨道角动量的时变交换，潮汐摩擦的预期量是未知的，取决于恒星和行星内部的耗散性质。在这项工作中，我们耦合结构变化的恒星和行星所产生的能量释放每个潮汐周期和模拟的轨道演化的USP行星和自旋上产生的主恒星。这是第一次，我们允许磁制动的强度在一个模型内变化，该模型包括光蒸发，恒星风引起的阻力，恒星质量损失和由于USP行星下落引起的恒星风增强。我们将我们的模型应用于迄今为止已知周期最短的两颗系外行星NGTS-10 b和WASP-19 b。我们预测，它们将经历轨道衰变的时间尺度，这取决于恒星内部的潮汐耗散水库的演变，以及恒星对流信封的角动量转移的贡献。与以前的工作，预测中期运输时间的变化超过10年的$\sim30-190$，我们发现，这样的变化将小于10秒。我们注意到，这是敏感的假设系统的耗散性质。我们的研究结果具有重要的意义，在USP行星的轨道衰减的观测证据的搜索，使用目前和未来的观测活动。
2021-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
A tidally destructed massive planet as the progenitor of the two light planets around the sdB star KIC 05807616
我们认为，这两个新发现的地球大小的行星周围的热B亚矮星KIC 05807616是一个大质量行星的潮汐破坏金属核心的残余物。一颗巨大的气体巨行星正在极端水平分支（EHB）恒星KIC 05807616的红巨星分支恒星祖先的外壳内盘旋。释放出的引力能释放了大部分的恒星外壳，使其成为EHB恒星。这颗巨大的行星从核心到达了~Ro的潮汐破坏半径，在那里行星的气体外壳被潮汐带走了。在我们的场景中，在行星的气体外壳被移除后，大质量行星的金属核心立即被潮汐破坏成几个类似地球的物体。两个，可能更多，地球大小的碎片在气体盘内的轨道分离> Ro时幸存下来。这些天体与圆盘相互作用，并在它们之间迁移，达到接近3：2共振的轨道。这些被观测到的行星可以有一个行星磁场，大约是地球的十倍。这种强大的磁场可以大大降低行星的蒸发率，并解释了它们在EHB恒星强烈的紫外线辐射下的生存能力。
2012-02-06 astro-ph.SR
Evolution of star-planet systems under magnetic braking and tidal interaction
随着过去20年来发现了大量不同的系外行星系统，现在最重要的是确定恒星-行星相互作用的特征以及这些系统如何演变。我们通过研究由类太阳恒星和近距离行星形成的系统来解决这个问题。我们着重于恒星风旋转下来的恒星沿其主序星相和潮汐相互作用引起的轨道演化的系统。尽管最近在这些领域取得了重大进展，但所有当前模型都使用参数描述来研究这些效应中的至少一种。我们的目标是同时介绍潮汐和制动力矩的从头算处方，以提高我们对基础物理的理解。我们开发了一个共面圆形恒星行星系统的一维数值模型，考虑到恒星结构的变化，风制动和潮汐相互作用，并实现它在一个代码称为ESPEM。我们遵循长期的演化恒星旋转假设一个双层的内部结构，和半长轴的轨道。在将我们的预测与最近的观测和模型进行比较后，我们进行了测试，以强调从头算处方的贡献。我们的恒星风制动长期模型很好地再现了最近在疏散星团中恒星自转的观测。我们的研究结果表明，一颗行星可以影响其宿主恒星的旋转，所产生的自旋向上或向下取决于轨道半长轴和磁场和潮汐效应的联合影响。我们使用的潮汐耗散的从头计算公式预测了围绕快速旋转的年轻恒星运行的大质量行星的快速向外迁移。最后，我们为读者提供了一个标准的基础上，系统的特性，使我们能够评估是否行星将经历轨道衰减，由于潮汐相互作用。
2018-11-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining modified gravity from tidal phenomena in binary stars
在超越霍恩代斯基的引力理论中，范施泰因屏蔽机制在恒星物体内部可能只部分有效。这导致了恒星内部压力平衡方程的修改，在各向同性系统中通常由单个参数（$Υ$）表征。我们将展示如何约束这种理论的修改重力，利用潮汐效应。我们研究这样的影响，在激变变星双星和数值上获得的捐助者恒星的临界质量的限制，低于它，他们潮汐中断，通过建模超越Horndeski理论。这是对比与捐助者的群众，使用现有的观测数据，通过蒙特卡罗误差级数法获得的值。两者的最佳拟合方案在我们考虑的理论中产生了一个参数约束，在所使用的近似值内。这里，我们获得允许范围$ 0 \le Υ\le 0.47 $。
2020-06-02 astro-ph.SR gr-qc hep-th
Ultra-short-period Planets are Stable Against Tidal Inspiral
无论是在单个系统还是在总体水平上，都已经清楚地表明，热彗星在其宿主恒星的主序星寿命结束之前都会经历潮汐螺旋。超短周期（USP）行星的轨道周期为$P < 1$天，岩石成分，如果其宿主恒星内的潮汐耗散效率参数为$Q_\ast'$，则其潮汐衰变的时间尺度与热彗星相似，并且与$P$和/或次级质量$M_{\mathrm{p}}$无关。这两类系统之间的任何差异都表明，恒定的$Q_\ast'$模型是不够的。如果USP行星经历潮汐螺旋，那么USP行星系统与没有USP行星的类似恒星相比将相对年轻。因为它是一个代理相对年龄，我们计算的银河系速度分散的USP行星候选人的主机和非主机使用盖亚数据发布2补充地面径向速度的数据。我们发现主序USP行星候选宿主星的运动学与开普勒场中没有观测到USP行星的类似恒星一致。这表明USP行星的宿主与场星的年龄相似，并且USP行星在其宿主恒星的主序寿命期间不会经历潮汐螺旋。USP行星的生存需要$Q_\ast'\gtrsim10^7$在$P\approx0.7$日和$M_{\mathrm{p}}\approx2.6~M_{\oplus}$。这一结果要求$Q_\ast'$依赖于轨道周期和/或质量的范围内$0.5\mathrm{~days}\lesssim P\lesssim5$天和$1~M_{\oplus}\lesssim M_{\mathrm{p}}\lesssim1000…
2020-07-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Dynamical tidal Love numbers of rapidly rotating planets and stars
本文提出一种基于简正模求和的精确方法计算快速旋转行星和恒星的动态非耗散潮汐响应，发现逆行惯性模与田谐分量的强耦合及顺行模混合显著影响共振响应，且CFS机制可改变极快旋转体的潮汐行为。
2021-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The limit of the gyrochronology - A new age determination technique: the tidal-chronology
虽然自1995年以来发现的行星数量不断增加，但它们对中心恒星的影响仍然知之甚少。然而，一个巨大的近距离行星的存在可以强烈地改变恒星表面的角速度演化。在这种情况下，基于自转的年龄估计技术，如陀螺年代学，不能应用于在演化过程中经历了显著的恒星-行星磁场和潮汐相互作用的恒星。利用一个结合角动量演化和轨道演化的数值模型，研究了恒星-行星系统初始分布的演化，其中行星的轨道演化是由潮汐耗散形式驱动的.基于这些初始分布，我们强调了陀螺年代学分析的适用性的局限性，并提出了一种新的年龄测定技术的基础上对观测的$\rm P_{rot,\star}$ - $a$，其中$\rm P_{rot,\star}$是恒星旋转周期和$a$行星半长轴。这种被称为潮汐年代学的技术对于由0.3 - 1.2 $\rm M_{\odot}$的恒星和质量大于1 $\rm M_{jup}$的行星组成的行星系非常有用。
2018-10-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the High-Density Behavior of Nuclear Symmetry Energy with the Tidal Polarizability of Neutron Stars
利用一套满足地球核实验和天体物理观测的最新约束条件的模型状态方程，以及纯中子物质状态方程的最新核多体计算，在聚结双星中正则中子星的潮汐极化率被发现是一个非常敏感的高-核对称能的密度行为是致密丰中子核子物质最不确定的性质之一。此外，它的变化小于$\pm 10%$通过改变对称的核物质和对称能量的各种性质周围的饱和密度在其各自的范围内的剩余的不确定性。
2012-10-12 astro-ph.SR gr-qc nucl-ex
On turbulence driven by axial precession and tidal evolution of the spin-orbit angle of close-in giant planets
如果自转变形的行星的自转轴与轨道角动量矢量方向不一致，则由于其主星的潮汐引力，自转轴被迫围绕轨道角动量矢量进动。这导致行星内部的流体运动受到流体动力学不稳定性的影响。我们研究的湍流阻尼的岁差流体运动，由于这种不稳定性，在最简单的本地计算模型的一个巨大的行星（或恒星），有和没有一个弱的内部磁场。我们的目标是确定这种不稳定性的结果，以及它在驱动旋进行星（和恒星）的自旋轨道角的潮汐演化中的重要性。我们发现，这种不稳定性产生的湍流耗散是足够强大的，它可以驱动显着的潮汐演化的自旋轨道角的热彗星的轨道周期短于约10-18天。如果这种机制单独起作用，这种演变将是朝向对齐或反对齐，这取决于初始角度，但最终的演变（如果其他潮汐机制也有贡献）预计将朝向对齐。湍流耗散与岁差频率的立方成正比，因此它导致恒星自旋轨道角的衰减慢得多，这意味着这种不稳定性不太可能驱动恒星（无论是行星还是近距离双星系统）的自旋轨道角演化。我们还发现，不稳定性驱动的流动可以作为一个系统尺度的发电机，这可能会在短周期行星中产生磁场的作用。
2016-05-12 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Interstellar Meteors from Tidal Disruption of Rocky Planets on Eccentric Orbits Around M Dwarfs
研究M型矮星周围岩石行星因潮汐瓦解产生星际流星的机制，模拟显示瓦解抛射物可解释候选星际流星体IM1的速度和成分，并估算需瓦解约10倍地球质量岩石行星才能重现其观测率。
2024-02-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Tidal dissipation due to the elliptical instability and turbulent viscosity in convection zones in rotating giant planets and stars
本文通过旋转瑞利-贝纳德对流模拟研究巨行星和恒星中椭圆不稳定性与湍流对流对潮汐耗散的贡献，推导并验证了有效黏性标度律，发现椭圆不稳定性对短周期热木星有效，而湍流对流黏性相对惯性波可忽略。
2023-06-30 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Prospects of Constraining Equilibrium Tides in Low-Mass Binary Stars
本文利用全局敏感性分析和基于模拟的推断，研究低质量短周期双星中潮汐品质因子与初始条件的简并性对约束潮汐耗散的阻碍，并提出群体合成方法可能是验证潮汐理论更有前景的途径。
2025-07-16 astro-ph.SR
Surveying Planetary Nebulae Central Stars for Close Binaries: Constraining Evolution of Central Stars Based on Binary Parameters
发现的行星状星云的近距离双星中心恒星的增加导致了足够大的样本，开始对近距离双星对共同的包络演化和行星状星云形成的影响做出更广泛的结论。在这里，我回顾了最近的一些结果和结论，特别是密切联系的双中心恒星的星云成形，共同的信封演变关闭红巨星分支，和总的二进制分数和双退化分数的中心恒星。最后，利用已知双星的参数探讨了原行星状星云与行星状星云阶段之间的关系，证明了已知的原行星状星云不是具有近距离双星的行星状星云的前身。
2018-08-07 astro-ph.SR
The Formation of Discs in the Interior of AGB Stars from the Tidal Disruption of Planets and Brown Dwarfs
相当一部分孤立的白矮星拥有超过兆高斯的磁场。观测表明，这些磁场起源于相互作用的双星系统，在那里伴星被摧毁，从而留下一个奇异的、高度磁化的白矮星。在主序星后的演化中，母星的径向膨胀可能会导致轨道伴星被吞没。在共同包层阶段，随着轨道间距迅速减小，低质量的伴星在接近巨星核心时会发生潮汐分裂。我们流体动力学模拟潮汐破坏的行星和褐矮星，以及随后的吸积盘的形成，在内部的一个渐近巨星分支星。这些动态形成的磁盘是相称的与以前的估计，这表明强磁场可能源于这些潮汐破坏事件。
2021-04-30 astro-ph.SR
