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
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
Could star-planet magnetic interactions lead to planet migration and influence stellar rotation ?
恒星与行星之间的相互作用可能是重要的,热彗星的分布对系外系统的演化提出了质疑。我们的目标是遵循一个行星的轨道演化沿着主恒星的旋转和结构的演变,考虑到从从头算处方的潮汐和磁力矩的耦合效应。它使我们能够更好地理解恒星-行星系统的演化,并解释观测到的近距离行星分布的一些特性。为此,我们使用了一个共面圆形恒星-行星系统的数值模型,该模型考虑了恒星结构变化、风制动和恒星-行星相互作用,称为ESPEM(Benbakoura et al. 2019)。我们发现,根据系统的初始配置,磁效应可以主导潮汐效应在各个阶段的演变,导致一个重要的迁移的行星和显着的变化,对恒星的旋转演化。因此,在预测致密恒星-行星系统的演化时,必须考虑到这两种相互作用。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Kepler-411 Differential Rotation from Three Transiting Planets
太阳的差速自转是发电机理论的一个关键组成部分,它负责产生太阳的磁场。目前,可以估计一颗恒星的旋转轮廓,它拥有一个或多个凌日行星。通过在稍后的凌日中探测到同一个点,就有可能推断出该纬度上的恒星自转周期。本文首次应用凌日星点测绘确定了Kepler-411的微分自转。Kepler-411是一颗K ~ 2 V型恒星,平均自转周期为10.52天,半径为0.79 R $_\odot$,质量为0.83 M $_\odot$。开普勒-411至少有四颗行星,内侧行星是一颗半径为1.88 R $_\oplus$,轨道周期为3.0051天的超级地球,而两颗较大的凌日行星是半径为3.27和3.31 R $_\oplus$,轨道周期分别为7.834435和58.0204天的迷你海王星。它们的轨道是这样的,它们在纬度-11 $^{\circ}$,-21 $^{\circ}$和-49 $^{\circ}$的恒星过境。对这三颗行星的凌日光变曲线进行分析,总共发现了198个光点。对于每一个凌日纬度,估计恒星的自转周期,并独立估计差分自转模式。在不同纬度的三个自转周期上拟合出类太阳的差自转廓线,其结果与前人的结果非常吻合,得到了$0.0500\pm0.0006$ rd/d的差切变或$8.4\pm0.1$ %的相对差自转。
2021-01-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary tidal interactions and the rotational evolution of low-mass stars. The Pleiades' anomaly
低质量恒星的表面角速度演化现在已为全球所了解,而在观测上,其所涉及的主要物理机制受到相当的限制。此外,最近的观测表明,疏散星团主序星早期K型星的自转周期分布异常,这是目前的角动量演化模型无法再现的。在这项工作中,我们研究的参数空间的恒星-行星系统的配置,调查是否包括潮汐恒星-行星的角动量演化模型的相互作用可以重现这些旋转周期分布的异常。为了研究这种效应,我们使用一个参数角动量演化模型,该模型允许核心包络解耦和角动量提取磁化恒星风,我们耦合到一个轨道演化代码,在那里我们考虑到由于潮汐引起的扭矩在恒星上的行星。我们探索了不同的恒星和行星构型(恒星质量从0.5到1.0 $\rm M_{\odot}$,行星质量从10 $\rm M_{\oplus}$到13 $\rm M_{\rm jup}$),研究它们对行星轨道和恒星自转演化的影响。当行星在主序星相早期被吞没时,恒星的角动量受恒星-行星相互作用的影响最大。因此,如果一个接近木星的质量行星最初位于恒星共转半径的50%左右,在主序星早期,在晚K型恒星和早K型恒星周围的旋转周期分布中会出现一个扭结。潮汐恒星与行星的相互作用可以在低质量恒星的旋转周期分布中产生扭结,这可能解释了年轻星团旋转周期分布中出现的意外分散。
2018-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of the rotation and tidal dissipation history of stars on the evolution of close-in planets
20年来,人们发现了大量围绕各种低质量恒星(从M型到A型)运行的近距离行星。在这样的系统中,主恒星潮汐流动能的耗散可能会改变其旋转演化,并塑造周围行星系的轨道结构。在这种情况下,最近的工作表明,这种耗散的幅度可以在几个数量级上变化,作为恒星质量,年龄和旋转的函数。此外,恒星自转演化强烈影响恒星-行星系统的角动量交换。因此,现在在研究近距离行星的轨道演化时,有必要考虑恒星的结构和旋转演化。行星的存在也可能改变宿主恒星的旋转,从而改变它们的演化、磁活动和混合。在这项工作中,我们提出了第一次研究的各种质量的行星轨道低质量恒星(从$0.6$ $1.2~M_\star$),我们计算的同时演化的恒星的结构,旋转和潮汐耗散在其外部对流层。我们发现,由于恒星动力潮,即在对流区中激发的潮汐惯性波,潮汐摩擦可以比平衡潮汐大几个数量级,特别是在PMS阶段。因此,这颗行星的轨道迁移现在更加明显,更多地取决于恒星的质量,旋转和年龄。这对宜居带内的行星影响非常微弱,因为它们位于轨道距离处,恒星潮汐引起的迁移发生在非常长的时间尺度上。我们还表明,主恒星的旋转演化只有微弱的影响,除了大质量的同伴的行星的存在。
2016-03-20 astro-ph.EP 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
Stellar Rotation Periods of the Kepler Objects of Interest: A Dearth of Close-in Planets around Fast Rotators
我们提出了一个大样本的恒星自转周期开普勒对象的兴趣(KOIs),三年的基础上公开开普勒数据。这些是通过检测由星点引起的周期性光度调制来测量的,使用基于McQuillan,Aigrain和Mazeh(2013)最近开发的光变曲线自相关函数(ACF)的算法。在分析的1919个主序星系外行星宿主中,有737个被检测到了强劲的自转周期。将探测到的恒星周期与每个系统中最内层行星的轨道周期进行比较,发现快速旋转恒星周围明显缺乏近距离行星。似乎只有自转周期超过5-10天的缓慢旋转恒星,才有轨道短于3天的行星,尽管导致这种情况的机制尚不清楚。
2013-08-08 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
The influence of planetary engulfment on stellar rotation in metal-poor main-sequence stars
陀螺年代学的方法将恒星的年龄与自转周期联系起来。然而,最近的证据偏离gyrochronology关系的文献报道。在这里,我们研究恒星和它的伴星之间的潮汐相互作用对恒星自转速度的影响,以解释奇特的恒星自转速度。一颗恒星和它的行星的相互作用是使用一个全面的数值框架,结合潮汐摩擦,磁制动,行星迁移,和详细的恒星演化模型从GARSTEC网格。我们专注于近距离的同伴从1至20 M $_{Jup}$轨道低质量,0.8和1 M $_{\odot}$,主序星具有广泛的金属量范围从[Fe/H] = -1太阳。我们的模拟表明,恒星与其伴星之间的动力学相互作用可能会产生不同的结果,这取决于初始半长轴和行星的质量,以及其宿主恒星的质量和金属丰度。在大多数情况下,特别是在行星被吞没的情况下,我们发现恒星的自转速度从1公里$^{-1}$增加到40公里以上$^{-1}$,而恒星仍然在主序星上。我们的模型的主要预测是,低质量的主序恒星与异常的旋转速度应该是更常见的低金属丰度,因为较低的[Fe/H]有利于更快的行星吞没,在大质量行星的发生率接近是在所有的金属丰度相似。我们的方案解释了特殊的旋转速度的低质量主序星的恒星和它的同伴之间的潮汐相互作用。目前的观测样本太小且不完整,因此不允许我们测试我们的模型。
2020-09-08 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
Chaotic rotation and evolution of asteroids and small planets in high-eccentricity orbits around white dwarfs
观测到的白矮星大气中的行星碎片主要来自高偏心率($>0.99$)轨道上的小天体的破坏。尽管它们很重要,但这些小行星的物理和轨道演化在很大程度上仍未被探索。在这里,我们提出了一种新的方法来估计快速混沌旋转对高偏心率三轴小行星的轨道演化的影响,并正式表征其角旋转速度和轨道要素的随机时间过程的传播。通过采用冲量近似,我们证明了在近星点通过期间,剧烈的引力相互作用在轨道和小行星的旋转之间传递能量。如果自旋脉冲的分布是围绕零对称的,那么最终的结果将是半长轴的长期减小和离心率的进一步增加。然而,我们发现的证据表明,混乱的旋转可能是自我调节的方式,这些影响减少或无效。我们发现,在高偏心轨道上的小行星可以打破自己除了-在一种类型的YORP-less旋转裂变-而实际上没有进入罗氏半径,具有潜在的重大后果的碎片的分布和能量需求的引力散射在金属污染的白矮星行星系统。这种机制提供了一个稳定的物质流冲击白矮星,而不会迅速耗尽恒星系统中的小天体。
2019-08-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bimodality in Rotational Modulation of Planet-Hosting Stars
Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie, Universidade Presbiteriana Mackenzie(麦肯锡大学 Presbyterian Mackenzie University 射电天文学与天体物理学中心)
通过分析开普勒光度数据,发现拥有确认系外行星的恒星在自转调制色散指标S_phot上显著更高且呈双峰分布,表明行星系统可能影响恒星磁活动的时域组织。
2026-05-25 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
Photospheric activity and rotation of the planet-hosting star CoRoT-Exo-4a
空间实验CoRoT最近探测到一颗在中等活跃的F型主序星(CoRoT-Exo-4a)周围轨道上的凌日热木星。这个行星系统特别令人感兴趣,因为它的轨道周期为9.202天,是迄今为止已知的凌日行星中第二长的。我们研究的表面旋转和活动的宿主恒星在一个不间断的光学观测序列的58天。我们的方法是基于最大熵点建模技术广泛测试的太阳总辐照度的变化建模。它假设恒星活动区由冷斑和亮光斑组成,类似于太阳黑子和太阳光球光斑,其可见度受恒星自转的调制。CoRoT-Exo-4a的光变曲线模型揭示了三个主要的活跃天体,其寿命在30至60天之间,与行星的轨道运动准同步旋转。不同的旋转速率的活动的岩石圈解释的表面差异旋转和下限为0.057 \pm 0.015推导出其相对振幅。在靠近亚行星际经度的地方观测到的活动增强表明了一种磁性恒星-行星相互作用,尽管时间序列的持续时间很短,使我们无法得出明确的结论。
2009-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Photospheric activity, rotation, and star-planet interaction of the planet-hosting star CoRoT-6
CoRoT卫星最近发现了一颗热木星,它以8.886天的周期穿过一颗名为CoRoT-6的F9 V恒星的圆盘。我们模拟了恒星的光球活动,并利用光球活动区的星图研究恒星的差异自转和星-行星相互作用。我们应用最大熵点模型来拟合CoRoT在约140天的不间断间隔期间观察到的光学调制。假设光球活动区由具有类似太阳对比度的固定比例的光斑和光斑组成。单个活性区域的寿命长达30-40天。它们大多数在五个活跃的星团内形成和衰变,它们的不同迁移速率归因于恒星的差旋,得到了差旋的下限ΔΩ/ Ω= 0.12 \pm 0.02。有几个活动区域在落后于亚行星点约200度的经度处显示出最大的活动,发生的概率小于1%。我们的现场模拟表明,CoRoT-6的光球活动可能部分受到某种恒星-行星磁相互作用的调制,而由于潮汐力的弱点,与潮汐有关的相互作用极不可能。
2010-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Red Dwarf Stars: Ages, Rotation, Magnetic Dynamo Activity and the Habitability of Hosted Planets
我们报告我们的持续努力,以了解和描绘的磁发电机引起的行为/红矮星(K5 V - M6 V)在其漫长的生命周期的变化。这些特性包括:自转、光的变化(来自星点)、日冕色球极紫外线活动和耀斑。这项研究是作为NSF赞助的与红矮星共存计划的一部分进行的。与红矮星共存计划的dM恒星数据库与光度测定确定的旋转速率(从星点调制)继续扩大,因为没有档案XUV观测的库存。当所有的数据集与年龄从集群/人口成员和运动学相结合,确定的年龄旋转活动的关系是可能的。这种关系不仅对磁发电机理论和具有深对流区的低质量恒星的角动量损失的研究有广泛的影响,而且对红矮星上的行星是否适合维持生命也有广泛的影响。由于本质上的低光度(L <0.02 L_sun),液态水宜居带(HZ)非常接近它们的主星-通常在0.1-0.4 AU。位于其主星附近的行星有可能受到日冕和色球XUV辐射、耀斑和等离子体爆炸的破坏和大气损失,这些辐射是通过强风和日冕物质抛射产生的。此外,我们的关系允许通过测量恒星的自转周期(最佳方式)或XUV活动水平来确定恒星的年龄。这也允许确定其宿主行星的年龄。我们以系外行星系统的年龄测定为例来说明这一点:GJ 581和HD 85512(都在主星的HZ内有地球大小的大行星),GJ 1214(热的,近距离凌日的超级地球行星)和HD 189733(短周期,热木星行星与其主星相互作用-来自其dM 4伴星的年龄)。
2011-11-16 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
Towards a better understanding of tidal dissipation at corotation layers in differentially rotating stars and planets
星-行星潮汐相互作用在近距离行星系统的动力学演化中起着重要的作用。本文研究了恒星/行星对流区中潮汐惯性波的传播和耗散。我们考虑到纬度差异旋转的背景流,类似于在像太阳这样的低质量恒星的信封中观察到的。以前的工作已经表明,差异旋转显着改变惯性波的传播和耗散特性。特别是,当多普勒频移的潮汐频率消失在流体中,一个临界层的形式,潮汐耗散可以大大增强。我们目前的工作发展了一个局部的分析模型,以更好地了解潮汐强迫惯性波在临界层的传播和耗散特性。
2017-10-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asynchronous rotation of Earth-mass planets in the habitable zone of lower-mass stars
位于低质量恒星宜居带的行星通常被认为处于潮汐同步自转的状态,这将大大影响它们的宜居性。虽然热潮汐导致金星逆行旋转,但简单的尺度论证倾向于将这种特殊性归因于巨大的金星大气层。使用全球气候模型,我们表明,即使是一个相对较薄的大气层可以驱动类地行星的旋转远离同步。我们推导出一个更现实的大气潮汐模型,预测四个异步平衡自旋状态,两个是稳定的,当热潮汐的幅度超过一个阈值,满足了可居住的类地行星与1巴的大气周围的恒星质量超过0.5-0.7Msun。因此,许多最近发现的类地行星可以表现出异步的自旋轨道旋转,即使有一个薄的大气层。
2015-02-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
The Impact of Tidal Migration of Hot Jupiters on the Rotation of Sun-like Main-sequence Stars
本研究利用MESA模型网格模拟热木星潮汐迁移对太阳型主序星自转的影响,发现行星吞噬后自转差异取决于对流包层厚度,并约束了WASP-19的潮汐品质参数。
2024-04-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Secular orbital evolution of planetary systems and the dearth of close-in planets around fast rotators
最近对开普勒太空望远镜数据的分析表明,轨道周期短于2-3天的凌日行星通常被观测到围绕着旋转周期长于5-10天的晚型恒星。我们调查了不同的解释,这种现象,有利于解释的基础上长期扰动多行星系统的非共振轨道。在这些系统中,最内层行星的轨道偏心率可以通过其轨道要素在相空间中的混沌扩散过程达到接近1的值。当最内层轨道的离心率变得如此之高,以至于近星点变得比0.05天文单位更近时,潮汐会收缩并使轨道变圆,从而在短于5000万年的时间尺度上产生一颗靠近的行星。高偏心率激励和随后的循环的概率估计,并发现随着系统的年龄增加。因此,我们能够解释观测到的恒星自转和最内层行星的最小轨道周期之间的统计相关性,通过使用恒星自转周期作为其年龄的代理,通过陀螺年代学。此外,我们的模型是一致的,整个观察到的分布的旋转和轨道周期的轨道周期3至15天之间。
2014-06-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotation Periods, Variability Properties and Ages for Kepler Exoplanet Candidate Host Stars
我们报告的旋转周期,变化的特点,gyrochronological年龄的开普勒对象的兴趣主机恒星~950。我们发现一个广泛的分散的光度变化的幅度作为旋转的函数,可能表明恒星之间的斑点分布的差异。我们使用这些旋转周期结合已发表的光谱测量的vsini和恒星参数来推导恒星的视线倾角,并找到一些可能的自旋轨道不一致的系统。此外,我们还发现了几个系统与近距离的行星候选人,其恒星旋转周期等于或两倍的行星轨道周期,表明这些行星和它们的母星之间可能的潮汐相互作用。如果这些系统通过验证成为被确认的行星,它们将为这些系统的进化历史提供重要线索。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnetic Activity Cycles and Rotation in Planet-hosting and Non-hosting Solar-type Stars
CRAAG - Centre de Recherche en Astronomie, Astrophysique et Géophysique(CRAAG - 天文学、天体物理学和地球物理学研究中心);INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino(意大利国家天体物理研究所 - 都灵天文台);Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS(波尔多天体物理学实验室,波尔多大学,法国国家科学研究中心);Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute, Université de Liège(列日大学空间科学、技术与天体物理研究(STAR)研究所)
研究通过径向速度测量和磁活动指标区分恒星活动与行星信号,发现行星宿主恒星中28.2%的径向速度信号与磁活动指标重合,但统计上不显著,部分之前归因于行星的信号可能源于恒星活动,揭示了自转周期与磁活动周期的关系及行星对恒星磁行为的潜在影响。
2026-04-26 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
Orbital period modulation in hot Jupiter systems
我们介绍了一个模型的轨道周期调制系统与附近的巨行星的基础上的自旋-轨道耦合,转移角动量从轨道到旋转的行星,反之亦然。耦合是由一个永久的非轴对称引力四极矩假设是目前在固体核心的行星。我们调查两个制度的内部行星旋转,也就是说,当行星旋转刚性和旋转时,其内部深处是依赖于时间的结果,在其外壳的摇摆不定或间歇性对流。该模型被应用到一个样本的非常热的天文台预测最大的过境时间偏差从一个恒定的周期星历约50秒的情况下,刚性旋转。WASP-12是目前唯一显示出非恒定周期证据的系统,它的过境时间变化不能通过假设刚性自转来解释,但可以在随时间变化的内部自转机制中进行建模,从而提供了一种替代行星轨道潮汐衰减的解释。
2020-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in Jupiter and other rotationally flattened planets and stars with stable stratification
开发数值方法计算快速旋转扁球星体和气态行星的耗散动力学潮汐响应,发现混合波共振可解释木星对Io潮汐响应的观测与静力学计算差异。
2023-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Is planetary inward migration responsible for GJ 504's fast rotation and bright X-ray luminosity? New constraints from eROSITA
针对GJ 504异常短自转周期和明亮X射线光度的问题,本研究通过两种演化场景模拟并结合eROSITA数据,发现行星向内迁移及吞噬的场景更符合观测,支持其受星-行星相互作用影响。
2025-01-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Rossiter-McLaughlin effect reloaded: Probing the 3D spin-orbit geometry, differential stellar rotation, and the spatially-resolved stellar spectrum of star-planet systems
当一颗行星经过它的主星时,它会挡住恒星表面的某些区域,这会导致谱线的扭曲和视线速度的改变,称为罗斯特-麦克劳克林(RM)效应。由于LOS速度部分取决于恒星的自转,RM波形对恒星-行星的排列很敏感(这提供了系统动力学历史的信息)。我们提出了一种新的RM建模技术,直接测量行星背后的空间分辨恒星光谱。这是通过调整(HARPS)光谱的连续通量由过境光变曲线,然后减去在-从过境光谱隔离行星后面的星光。该技术不假设任何形状的固有局部轮廓。在它,我们还允许差分恒星旋转和中心到肢体的对流蓝移的变化。我们将这种技术应用到HD 189733和比较三维磁流体动力学(MHD)模拟。我们拒绝刚体旋转的高置信度(> 99%的概率),这使我们能够确定被掩盖的恒星纬度和测量恒星倾角。反过来,我们确定天空投影(λ ~ -0.4 +/-0.2度)和真实的3D分辨率(psi ~ 7^+12_-4度)。我们也发现很好的协议与MHD模拟,没有显着的中心到肢体的变化,在当地的配置文件中检测。因此,这项技术提供了一个新的强大的工具,可以探测恒星光球,微分旋转,确定三维的几何形状,并消除天空投影的偏见,行星迁移理论。这种技术可以用现有的仪器来实现,但随着下一代高精度径向速度摄谱仪的出现,这种技术将变得更加强大。
2016-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the rotational behavior of parent stars of extrasolar planets
我们分析了太阳系外行星的母星自转速度的行为。投影旋转速度v sin i和角动量与恒星和行星参数相结合,为147颗恒星的独特样本,共计184颗太阳系外行星,包括25个多系统。事实上,对于目前的工作样本,我们只考虑了通过径向速度程序检测到的带有行星的恒星。我们的分析表明,沿着HR图的行星的恒星的v sin i分布遵循中到低主序星旋转的既定方案,在1.2 Msun附近旋转突然下降。下降发生在Teff ~ 6000 K附近,对应于晚F光谱区域。对有行星的恒星和没有行星的恒星的自转分布的统计比较表明,这两个恒星家族的v sin i分布来自相同的人口分布函数。我们还发现太阳系外行星母星的角动量至少在定性上遵循克拉夫茨关系J α(M/Msun)^α。与有行星的恒星相比,没有探测到行星的恒星表现出明显的角动量亏损趋势,特别是质量高于1.25 Msun的恒星。拥有最大质量行星的恒星往往具有与太阳相当或更高的角动量。
2010-07-02 astro-ph.SR
The impact of rotation on turbulent tidal friction in stellar and planetary convective regions
恒星和行星对流区的湍流摩擦是驱动恒星和行星内部潮汐流动能耗散和系统演化的关键物理机制之一。这种摩擦作用于这些层中的平衡/非波浪状潮汐和潮汐惯性波。因此,有必要获得这种摩擦的稳健处方。在目前的最先进的,它是由一个湍流涡粘性系数,混合长度理论的基础上,应用于潮汐的速度。然而,目前的处方都没有考虑到旋转的作用,可以强烈影响湍流对流。因此,我们使用的理论比例尺的对流速度和特征lengthscales在旋转的恒星和行星,最近已被证实的3-D高分辨率非线性笛卡尔数值模拟推导出一个新的处方。一个相应的本地模型的潮汐波是用来了解线性潮汐耗散的后果。最后,旋转恒星模型的新网格和行星对流Rossby数的公布值被用来讨论天体物理学的后果。旋转对对流的作用深刻地改变了作用在潮汐上的湍流摩擦。在快速旋转的制度(与对流Rossby数低于0.25),涡动粘度可能会减少了几个数量级。这可能导致平衡潮汐的粘性耗散效率的损失,并导致大部分对流区域中的潮汐惯性波的更有效的复杂和共振耗散。因此,有必要对恒星-行星系统和多恒星的潮汐/旋转演化进行完全耦合的处理,并对潮汐流的变化及其作为旋转函数的耗散进行连贯的处理。
2016-04-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) IV: seven transiting planets in the Praesepe cluster
疏散星团和年轻的星协是寻找行星和检验行星形成、迁移和演化理论的有吸引力的地点。我们提出了我们的搜索,和表征,凌日行星在~800万年前的Praesepe(蜂巢,M44)集群从K2光变曲线。我们确定了七个行星候选者,其中六个我们统计验证是真正的行星,最后一个需要更多的数据。对于每个宿主星,我们获得高分辨率的近红外光谱,以测量其预计的旋转增宽和径向速度,其中后者,我们用来确认集群成员。我们将低分辨率光谱与已知的星团距离和金属丰度相结合,以提供宿主恒星的精确温度,质量,半径和光度。结合我们的测量旋转加宽,旋转周期,和我们推导出的恒星半径,我们表明,所有的行星轨道是一致的对准他们的主恒星的旋转。我们拟合了K2光变曲线,包括恒星密度的先验,以限制行星的偏心率,所有这些都与零一致。在Praesepe和Hyades中发现的行星数量(8颗行星)与Pleiades的类似数据集(0颗行星,约1.25亿年)之间的差异表明了年龄的趋势,但可能是由于目前对年轻,快速旋转恒星的搜索管道不完整。我们看到越来越多的证据表明,一些行星在超过8亿年后继续失去大气,因为现在有两颗行星在这个年龄的半径明显大于开普勒的老行星。
2016-12-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The magnetic properties of the planet host star Kepler-78
开普勒-78是一个运行8.5小时的超级地球轨道的宿主。本文研究了行星-主星的自转和磁性质。我们首先回顾了开普勒光度数据,详细描述了开普勒78的旋转特性,表明该恒星似乎经历了一个持续时间约为1,300天的斑点模式周期。然后,我们使用分光偏振观测CFHT/ESPaDOnS测量圆偏振的恒星在其旋转周期中的线轮廓,以及光谱代理的色球活动。平均场的振幅为16 G。磁拓扑的特点是由一个极向和一个环形分量,分别涵盖60%和40%的磁能。检测到的差异旋转的估计速率为0.105 ± 0.039 rad/d。活动示踪剂随恒星的旋转周期而变化;没有迹象表明剩余活动水平与我们数据精度的行星轨道有关。然后,对恒星磁场特征的描述可以作为恒星与其附近行星之间相互作用模型的输入,例如,欧姆耗散和单极感应。
2016-05-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Convective Differential Rotation in Stars and Planets II: Observational and Numerical Tests
差速自转是恒星和行星中许多未解之谜的核心。在第一部分中,我们预测的数量级和缩放的差异旋转在流体动力学和磁流体动力学对流区。我们的研究结果适用于缓慢和快速旋转的系统,并提供了一个一般的图片,在恒星和流体行星的差异旋转。进一步计算了纬向环流、熵梯度和斜压性的标度。在这篇配套论文中,我们将这些预测与各种观测和数值模拟进行了比较。除了少数例外,我们发现,这些都是一致的,在缓慢旋转和快速旋转的限制。我们的结果有助于定位红巨星的核心包层剪切,建议在大质量恒星的内部重力波的旋转相关的频移,并可能解释观测到的偏离冯Zeipel的重力暗化晚型星。
2020-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Parent Stars of Extrasolar Planets. XV. Host Star Rotation Revisited with {\it Kepler} Data
我们利用已发表的{ \it开普勒}场恒星的自转周期来测试是否有行星的恒星比没有已知行星的恒星自转得更慢。对附近有行星的恒星的光谱vsini观测表明,它们往往具有较小的visni值。我们采用的数据{ \it开普勒}感兴趣的对象(KOI)从最初的16个季度的任务,恒星参数的基础上分析的前17个季度。我们证实,KOI恒星的旋转速度比我们以前发现的附近有行星的恒星要慢得多。此外,我们发现,拥有所有类型行星的恒星旋转得更慢,而不仅仅是拥有巨行星的恒星。
2015-04-21 astro-ph.SR
Measurements of Stellar Inclinations for Kepler Planet Candidates II: Candidate Spin-Orbit Misalignments in Single and Multiple-Transiting Systems
本文对{ \it Kepler}探测器探测到的25个候选行星系的主星进行了自旋-轨道对准测试。每颗恒星自转轴的倾斜角是根据其自转周期、自转线展宽和半径估算的。自转周期是用{ \it Kepler}测光时间序列确定的。转动谱线增宽是由Subaru/HDS的高分辨率光谱确定的。这些相同的光谱被用来确定恒星的光球参数(有效温度,表面重力,金属丰度),然后用恒星演化模型来解释,以确定恒星半径。我们将新样本与我们以前在这个问题上的工作中的7颗恒星相结合,发现这些恒星显示出统计趋势,倾角接近90 $^\circ$,与行星轨道对齐。在几个系统中,包括三个多行星系统(KOI-304、988、2261),都发现了可能的自旋-轨道错位。理想情况下,这些系统应该用补充技术-如罗西特-麦克劳克林效应、星点交叉异常或星震学-进行仔细检查,但由于这些系统中的视星等和凌日信号相对较弱,测量将很困难。
2014-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Examining the rotation of the planet-hosting M dwarf GJ 3942
本文重新分析HADES、Hipparcos、SuperWASP和TESS数据,检验M矮星GJ 3942的自转周期是16天还是32天,发现TESS证据因分辨率限制而存在歧义。
2024-11-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Li abundances in F stars: planets, rotation and galactic evolution
我们发现,热木星宿主恒星的T $_\mathrm{eff}$范围5900- 6300 K显示较低的锂丰度,由0.14德克斯,比没有检测到行星的恒星。这种偏移在7级$σ$中具有重要意义,表明当行星质量更大并迁移到恒星附近时,行星形成对Li丰度的影响更大。然而,我们也发现,平均v \textit{sin} i的(一小部分)与热木星的恒星是高于平均在同一T $_\mathrm{eff}$区域的单个恒星,这表明旋转引起的混合(而不是行星的存在)可能是一个更大的损耗锂的原因。我们确认,质量-金属丰度的依赖性的Li浸扩展到[Fe/H] $\sim$ 0.4 dex(开始在[Fe/H] $\sim$ -0.4 dex为我们的恒星),这可能反映了质量-金属丰度的相关性的恒星相同的T $_\mathrm{eff}$的主要序列。我们发现,对于最年轻的恒星($<$ 1.5陀螺仪)周围的锂浸,消耗的锂增加与v \textit{sin} i值,提出的旋转引起的耗尽模型。这表明,锂倾角由年轻时的快速旋转体组成,而大多数锂耗尽的老恒星显示出较低的旋转速率(可能是由于它们在漫长的生命中自旋下降)。我们还探讨了锂的演变与[Fe/H]利用我们的样品中包含的富含金属的恒星。我们发现,锂丰度达到其最大值太阳周围的金属丰度,但在最富金属的恒星,如预测的一些模型的锂银河系生产减少。
2014-12-15 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
Rotation periods and seismic ages of KOIs - comparison with stars without detected planets from Kepler observations
恒星最难推导的性质之一是它们的年龄。对于冷的主序星,可以利用自转年代学关系从实测自转周期和HR图位置推断恒星年龄。这些关系有几个校准与已知的年龄老,长的旋转周期的恒星。有一个重要的老开普勒对象的样本,或KOI,既有可测量的表面旋转周期和精确的小行星地震测量,从中可以准确地得出年龄。在这项工作中,我们确定的年龄和太阳般的脉动KOIs的旋转周期都比较恒星的旋转特性与已知的行星和放大的gyrochronology校准样本的老恒星。我们使用开普勒光度光变曲线推导出恒星表面自转周期,同时使用星震建模门户(AsteroseismoldingPortal)结合高分辨率光谱参数获得星震学年龄。因此,我们确定表面旋转周期和年龄的11个行星托管恒星,所有超过2 Gyr老。我们发现,行星托管恒星表现出的旋转行为,是符合最新的年龄旋转模型和类似的旋转行为的恒星没有检测到行星。我们的结论是,这些旧的KOI可以用来测试和校准陀螺仪与恒星不知道主机行星。
2015-10-30 astro-ph.SR
Stellar activity mimics a habitable-zone planet around Kapteyn's star
卡普坦的恒星是一颗古老的M型亚矮星,被认为是银河系恒星晕群的一员。最近的一项研究声称,根据径向速度(RV)观测,该恒星周围存在两颗超级地球行星。这些候选行星中最里面的一颗--卡普坦b(P = 48天)--位于星周宜居带内。鉴于最近的进展,了解恒星活动在探测行星信号的影响,我们分析了所观察到的HARPS数据的恒星活动的签名。我们发现,虽然Kapteyn的恒星是光度非常稳定,一套光谱活动指数揭示了一个大幅度的旋转信号,我们确定的恒星旋转周期为143天。光谱活动示踪剂与所谓的“行星b”的RV信号有很强的相关性,48天的周期是恒星自转周期的整数分之一(1/3)。我们的结论是卡普坦b不是一颗位于宜居带的行星,而是恒星活动的产物。
2015-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Gaussian Process Regression Reveals No Evidence for Planets Orbiting Kapteyn's Star
径向速度(RV)行星搜索经常受到恒星表面气体运动引起的信号的污染。恒星活动可以模仿或掩盖轨道行星引起的RV变化,导致误报或错过检测。在这里,我们使用高斯过程(GP)回归来解开卡普坦恒星中行星与旋转伪影的矛盾报告(Anglada-Escude et al. 2014,Robertson et al. 2015,Anglada-Escude et al. 2016)。为了对旋转进行建模,我们对RV和H-alpha信号使用联合准周期内核,要求它们的周期和相关时间尺度相同。我们发现Kapteyn星的自转周期是125天,而活动区的特征寿命是694天。在RV模型中加入一颗行星,产生的最佳轨道周期为100年,或观测时间基线的10倍,这表明观测到的RV最好只用恒星旋转来解释。我们还发现,通过减去最佳拟合旋转模型的实现,并得出结论,这两个以前报道的“行星”是恒星的旋转和活动的文物,在剩余RV数据集没有显着的周期性信号。我们的研究结果突出了使用正弦曲线来模拟准周期旋转信号的陷阱。
2021-03-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
On the multiscale behaviour of stellar activity and rotation of the planet host Kepler-30
开普勒-30是一个独特的目标,研究恒星活动和旋转的年轻太阳般的恒星伴随着一个紧凑的行星系统。我们使用大约4年的高精度测光收集的开普勒任务,调查的波动所造成的光球对流,恒星旋转,和星点演化的时间尺度的函数。我们的主要目标是应用时间序列分析的方法来找到影响光变化的现象的时间尺度。我们将这些时间尺度与恒星和行星系统的周期性联系起来。我们模拟的磁通量旋转调制活动区域使用现货建模和应用MFDMA在标准和多尺度版本的分析行为的变化和光的波动,可以与恒星对流和演变的磁场的时间尺度范围从不到1天到约35天。恒星活动产生的光波动可以用多重分形赫斯特指数来描述,该指数提供了对其持续性的衡量。斑点模型显示了$ΔΩ/Ω\sim 0.02\pm 0.01$的相对表面差异旋转的下限,并建议在恒星黑子区域的短期周期变化与$\sim 34$天,几乎接近行星开普勒30 b的35.2天的会合周期。通过减去SAP和PDC开普勒管道的两个时间序列,我们减少了旋转调制,并找到一个23.1天的周期接近开普勒30 c的会合周期。这一时期也出现在多重分形分析作为交叉的波动功能与开普勒-30的活动区域的特征演化时间尺度证实了现场建模。这些程序和方法对于分析当前TESS和未来PLATO资料可能是非常有用的。
2021-03-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spinning up the Surface: Evidence for Planetary Engulfment or Unexpected Angular Momentum Transport?
在本文中,我们报告了一个低质量低光度巨星的非单调径向旋转轮廓的潜在检测。对于大多数低质量和中等质量的恒星,主序星的自转似乎接近于刚性。当这些恒星演化成巨星时,核心收缩,包层膨胀,这应该表明一个径向旋转的轮廓,核心快速,包层和表面缓慢。然而,KIC 9267654的表面自转速率似乎比它的体包层自转速率快,这与简单的角动量守恒论证相矛盾。我们改进了光谱表面约束,表明脉动频率与先前公布的核心和信封旋转速率是一致的,并证明恒星没有表现出很强的化学特性。我们讨论的证据反对任何潮汐相互作用的恒星伴侣。最后,我们讨论了这种不寻常的旋转配置文件的可能起源,包括一个巨大的行星或不寻常的角动量运输的潮汐惯性波引发的一个密切的亚恒星同伴的潜在摄入,并鼓励进一步的观测和理论的努力。
2022-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Starspot activity and rotation of the planet-hosting star Kepler-17
上下文开普勒17是一颗G2 V类太阳恒星,伴随着一颗质量约为2.5木星质量的凌日行星,轨道周期为1.486 d,最近由开普勒太空望远镜发现。这颗恒星作为一个年轻的太阳类似物非常有趣。目标。我们使用开普勒收集的大约500天的高精度,高占空比的光学测光来研究恒星的旋转及其光球活动区的演化。方法.我们应用最大熵光变曲线反演技术来模拟由具有固定面积比的暗斑和明亮的类太阳光斑组成的活动区域引起的通量旋转调制。在固定的时间间隔后,它们的配置会发生变化,以考虑它们的演变。活动区被用作示踪剂来研究恒星的差异旋转,行星掩星被用来限制一些点的纬度。结果我们的建模方法再现了开普勒-17的光的变化与开普勒测光的精度可比的残差的标准偏差。我们发现了几个活跃的星团,其中个别活跃区域的出现,演变和衰变与太阳中观察到的寿命相当,尽管在11年周期的最大值时,恒星的斑点面积比太阳大10-15倍。开普勒-17显示出类似太阳的纬度差异旋转,但快速的斑点演变阻止了对其振幅的精确测定。此外,这颗恒星显示了一个47.1 \pm 4.5 d的星斑面积周期变化,在最后200天的观测中特别明显,类似于太阳的Rieger周期。这颗近距离大质量行星对恒星光球活动的可能影响不能排除,但需要长期监测才能明确检测到。
2012-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
M-dwarf stellar winds: the effects of realistic magnetic geometry on rotational evolution and planets
我们进行三维数值模拟的早期M矮星的恒星风。我们的模拟纳入观测重建的大规模表面磁地图,表明磁场的复杂性可以发挥重要作用的角动量演化的恒星,可能解释大的分布周期在外地dM星,在最近的工作报告。尽管在我们的样本中的恒星之间的磁场拓扑结构的多样性,我们发现,恒星风(旋转)赤道面附近流动进行大部分的恒星角动量,但没有首选的余纬有助于质量损失,因为质量通量是最大的不同的余纬不同的恒星。我们发现,更多的非轴对称磁场的结果在更多的不对称的质量通量和风总压$p_{\rm tot}$(定义为热,磁和冲压压力的总和)。因为行星磁层的大小是由行星磁场和$p_{\rm tot}$之间的压力平衡决定的,所以在$3$中,(如在行星轨道上离恒星几个恒星半径的情况下所发现的)导致沿行星轨道路径的磁层半径变化约20%。与撞击地球的宇宙射线通量类似,这是反向调制的总开放太阳磁通量的非轴对称分量,我们得出结论,行星绕M矮星像DT~Vir,DS~狮子座和GJ~182,这有显着的非轴对称场分量,应该更有效地屏蔽银河系宇宙射线,即使行星缺乏保护自己的厚大气层/大磁层。
2013-11-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Convective Differential Rotation in Stars and Planets I: Theory
我们推导出缩放的微分旋转在缓慢和快速旋转的对流区使用数量级的方法。我们的计算适用于恒星和流体行星和所有旋转速率,以及磁化和纯流体动力系统。我们发现剪切$|R\nablaΩ|$的顺序的角频率$Ω$的缓慢旋转系统与$Ω\ll |N|$,其中$N$是\brvs \频率,并发现它下降的幂律$Ω$的快速旋转系统与$Ω\gg |N|$。进一步计算了纬向环流率和斜压性,并检验了快速旋转极限下的磁场强度。我们的结果与模拟和观测结果基本一致,我们与同伴论文中的结果进行了详细的比较。
2020-08-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
The key impact of the host star's rotational history on the evolution of TOI-849b
TOI-849 b是少数几颗居住在海王星沙漠的行星之一,也是迄今为止发现的海王星大小的行星。它与主星的距离非常近,加上在$40.8 ~M_{\oplus}$岩石核心的顶部没有大质量的氢/氦包层,这使得人们对主星在系统演化中所扮演的角色提出了质疑。我们的目标是研究的主恒星的旋转历史上的TOI-849 b的演化的影响,重点是行星迁移,由于动力潮汐消散在恒星对流信封和高能量的排放。将TOI-849的旋转恒星模型与我们的轨道演化代码耦合,以研究行星轨道的演化。行星大气的演化研究的JADE代码,它使用现实的XUV通量提供我们的旋转恒星模型的装置。假设这颗行星处于现在的位置($a=0.01598 \rm AU$)在原行星盘分散时,质量为$40.8~ M_{\oplus}$,并考虑$ [3.2, 18]~ Ω_{\odot}$范围内的大范围宿主星初始表面旋转速率($Ω_{\rm in}$),我们发现只有对于$Ω_{\rm in} \leq 5 Ω_{\odot}$,我们才能重现行星的当前位置,因为对于大于$5 Ω_{\odot}$的$Ω_{\rm in}$,其轨道被动态潮汐有效偏转。我们测试了增加行星初始质量对潮汐效率的影响,发现较高的初始质量($1~M_{\rm Jup}$)不会改变上述结果。基于这些结果,我们用JADE代码计算了行星大气层的演化,初始质量在核心质量$40.8~M_{\oplu…
2021-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Connecting the formation of stars and planets. II: coupling the angular momentum of stars with the angular momentum of planets
46颗恒星的样本,系外行星的宿主,被用来寻找它们的形成过程和围绕它们旋转的行星的形成之间的联系。将我们的样本分为两个,拥有高质量系外行星(HME)和低质量系外行星(LME)的恒星,我们发现前者比后者质量更大,旋转速度更快。我们还发现HME比LME具有更高的轨道角动量,并且通过迁移失去了更多的角动量。这些结果与恒星质量越大、自转速度越高的观点一致,其原行星盘和自转的质量就越大,从行星中提取角动量的效率就越高。
2021-01-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotational Synchronization May Enhance Habitability for Circumbinary Planets: Kepler Binary Case Studies
我们报告一种机制,能够减少(或增加)恒星活动的双星,从而可能提高(或破坏)circumbinary可居住性。在单颗恒星中,恒星对行星大气的侵略会导致质量损失,这对晚型恒星尤其不利,因为宜居带非常接近,活动持续时间很长。在双星系统中,潮汐旋转破碎减少了磁活动,从而减少了有害的XUV辐射和恒星质量损失,这些辐射和质量损失能够侵蚀行星大气。我们研究了所有已确认的环双星(p型)行星的这种机制。我们发现,主序星双胞胎提供最小的通量变化,并在某些情况下改善环境,如果恒星旋转同步内的第一陀螺仪。像开普勒34号和开普勒35号这样的类太阳双星,提供了低的宜居带XUV通量和恒星风压。这些宽阔、潮湿的宜居带可能潜在地支持多个宜居行星。有着较低质量伴星的太阳型恒星,如开普勒47,允许在很大范围的次级质量和双星周期内保护行星。开普勒38和相关的双星是边缘情况。开普勒64和类似物由于主星的同步而大大减少了恒星的侵略,但受到短寿命的限制。开普勒16似乎不适合行星,因为极端的XUV通量。这些结果有重要的影响,估计在银河系中含有可居住行星的恒星系统的数量,并允许选择适合于后续搜索可居住行星的双星。
2013-07-17 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Stellar rotational periods in the planet hosting open cluster Praesepe
利用太阳系外行星巡天计划HATNet的密集覆盖范围,我们对附近的疏散星团Praesepe(Beehive/M44/NGC 2632)的381个高概率成员进行了傅立叶分析。除了探测到10个变星(盾牌座δ和其他类型的变星),我们还确定了180个旋转变星(包括两个已知的行星宿主)。这个样本增加了这个集群中已知的旋转变量的数量,对于早于M的光谱类,增加了三倍以上。这些恒星密切遵循的颜色/星等-周期关系,从早期的F晚K星。我们近似这个关系的多项式更容易参考不同颜色的旋转特性。这些变量中的绝大多数(94%)的总(峰-峰)振幅范围为0.005至0.04磁。周期范围为2.5至15天。这些数据有力地证实了Praesepe和Hyades具有相同的陀螺年代学年龄。关于这两颗行星的宿主,Pr 0211(轨道周期较短的一颗)的自转周期比这个星团中的主自转模式预期的要短2天。这一点,以及文中讨论的其他例子,可能暗示通过潮汐耗散的恒星-行星相互作用在某些情况下可能对热彗星所在恒星的旋转演化具有重要意义。
2014-05-15 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
Asteroseismic inference on rotation, gyrochronology and planetary system dynamics of 16 Cygni
太阳类似物16 Cyg A和16 Cyg B是\Kepler视野中的优秀星震目标,与红矮星和木星一起形成一个有趣的系统。对于这些更演化的类太阳恒星,我们无法用现有的\Kepler数据检测到表面旋转,而是使用星震学技术来确定天鹅座16 A和B的旋转特性。我们发现A和B的自转周期分别为$23.8^{+1.5}_{-1.8} \rm \, days$和$23.2^{+11.5}_{-3.2} \rm \, days$,倾角分别为$56^{+6}_{-5} \, ^{\circ}$和$36^{+17}_{-7} \, ^{\circ}$。连同这些结果,我们使用公布的质量和年龄的建议,假设太阳一样的旋转配置文件,16天鹅座A可以用来校准gyrochronology关系。此外,我们还讨论了已知的16 Cyg B星-行星偏心率和测量的低行星度,这与Kozai循环和潮汐理论是一致的。
2014-11-05 astro-ph.SR
Excitation of Inertial Modes in 3D Simulations of Rotating Convection in Planets and Stars
TAPIR, California Institute of Technology(加州理工学院);Department of Earth and Planetary Sciences, The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学)
本研究通过3D模拟揭示了旋转对流中惯性模的激发机制,发现其由差异旋转不稳定性驱动,而非随机对流力。
2026-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn