arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2404.11005astro-ph.EP
收藏

行星的相互出现率 I：从RV样本中揭示热木星和暖木星起源的新线索

Mutual Occurrence Ratio of Planets. I. New Clues to Reveal Origins of Hot- and Warm-Jupiter from the RV Sample

Xiang-Ning Su, Hui Zhang, Ji-Lin Zhou

备注：
14 pages, 11 figures,accepted for publication in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
发表信息：
2024MNRAS.529.3958S
阅读 PDF
arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

AI总结：

本研究基于RV巡天数据提出按雪线位置划分的巨行星新分类，分析不同类型巨行星的相互出现率与恒星有效温度的关联，为热木星和暖木星的形成演化机制提供新线索。

摘要：

已有诸多研究分析了行星出现率及其对宿主恒星属性的依赖关系，为行星形成提供线索，但鲜有研究聚焦不同类型行星的相互出现率。这类关联能揭示一类行星是否以及如何演化为另一类行星，例如从冷木星演化为暖木星甚至热木星，还能阐明恒星属性如何影响行星系统的演化历史。我们根据巨行星在系统中相对于雪线的位置，提出了巨行星的新分类，即冷木星（CJ）、暖木星（WJ）和热木星（HJ）。随后，我们在考虑视向速度（RV）巡天（HARPS与CORALIE）探测完备性的前提下，推导了它们的出现率（$η_{\rm HJ}$、$η_{\rm WJ}$、$η_{\rm CJ}$）。最后，我们分析了相互出现率即$η{_{\rm CJ}} / η_{\rm WJ}$、$η{_{\rm CJ}} / η_{\rm HJ}$以及$η{_{\rm WJ}}/η_{\rm HJ}$与各类恒星属性（例如有效温度$T_{\rm eff}$）之间的相关性。我们的结果显示，当$T_{\rm eff}$处于(4600,6600] K区间时，$η_{\rm HJ}$、$η_{\rm WJ}$和$η_{\rm CJ}$均随$T_{\rm eff}$的升高而增大。此外，CJ与WJ之间的相互出现率即$η{_{\rm CJ}} /η_{\rm WJ}$随$T_{\rm eff}$升高呈现下降趋势。但$η{_{\rm CJ}}/η_{\rm HJ}$和$η{_{\rm WJ}}/η_{\rm HJ}$均随$T_{\rm eff}$升高而增大。进一步的一致性检验表明，WJ和HJ的形成过程可能由轨道变化机制主导，而非原位形成模型。不过，与更倾向于温和盘迁移的WJ不同，HJ更倾向于一种更为剧烈的形成机制，该机制仍需进一步研究。

英文摘要：

Many studies have analyzed planetary occurrence rates and their dependence on the host's properties to provide clues to planet formation, but few have focused on the mutual occurrence ratio of different kinds of planets. Such relations reveal whether and how one type of planet evolves into another, e.g. from a cold Jupiter to a warm or even hot Jupiter, and demonstrate how stellar properties impact the evolution history of planetary systems. We propose a new classification of giant planets, i.e. cold Jupiter(CJ), warm Jupiter(WJ), and hot Jupiter(HJ), according to their position relative to the snow line in the system. Then, we derive their occurrence rates($η_{\rm HJ}$, $η_{\rm WJ}$, $η_{\rm CJ}$) with the detection completeness of RV(Radial Velocity) surveys(HARPS$\&$ CORALIE) considered. Finally, we analyze the correlation between the mutual occurrence ratios, i.e. $η{_{\rm CJ}} / η_{\rm WJ}$, $η{_{\rm CJ}} / η_{\rm HJ}$ or $η{_{\rm WJ}}/η_{\rm HJ}$, and various stellar properties, e.g. effective temperature $T_{\rm eff}$. Our results show that the $η_{\rm HJ}$, $η_{\rm WJ}$ and $η_{\rm CJ}$ are increasing with the increasing $T_{\rm eff}$ when $T_{\rm eff}\in (4600,6600] K$. Furthermore, the mutual occurrence ratio between CJ and WJ, i.e. $η{_{\rm CJ}} /η_{\rm WJ}$, shows a decreasing trend with the increasing $T_{\rm eff}$. But, both $η{_{\rm CJ}}/η_{\rm HJ}$ and $η{_{\rm WJ}}/η_{\rm HJ}$ are increasing when the $T_{\rm eff}$ increases. Further consistency tests reveal that the formation processes of WJ and HJ may be dominated by orbital change mechanisms rather than the in-situ model. However, unlike WJ, which favors gentle disk migration, HJ favors a more violent mechanism that requires further investigation.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

↑