Tesseral harmonics of Jupiter from static tidal response
朱诺轨道器正在测量木星的三维重力场扰动，这些扰动是由木星的快速旋转、纬向流和对其主要天然卫星的潮汐反应引起的。本文的目的是提供的贡献，田谐波系数Cnm，Snm，和勒夫数knm预期从静态潮汐响应的旋转木星的重力场。为此，我们应用同心麦克劳林椭球（CMS）的方法。由于我们对潮汐势随卫星轨道的变化感兴趣，我们考虑了卫星木卫一，木卫二和木卫三的同时存在。我们假设共面，圆形轨道与法线平行木星的自旋轴。在三个月亮的情况下，木卫一的行星中心经度被任意假设为varphi = 0。在这些假设下，我们发现C22的最大振幅和涨落为3.5 × 10^-8 +- 15%。对于Love数，k42和k62的变化最大，在10%到20%之间，而k2，k33和k44的变化范围很窄，不确定度小于0.1%。特别是，我们发现k2=k2，Io（1 +-0.02%），其中k2，Io=0.5897是对单独Io的静态潮汐响应。我们得到的重力场扰动导致的最大赤道形状变形高达28米。我们认为，如果朱诺号测量的knm偏离这些值，这可能是由于动态或耗散效应对木星的潮汐响应。最后，给出了任意卫星构型下静态潮汐响应的田次谐波贡献的解析表达式。
2019-03-02 astro-ph.EP
Hot Super Earths: Tidally Downsized hot jupiters? The hot jupiter around the metal poor star explained
最近的开普勒观测揭示了一个意想不到的丰富的“热”地球大小的海王星大小的行星在内部~0.02-0.2 AU从他们的母星。另一个最近观测的“怪事”是发现了一颗热木星行星围绕着一颗起源于河外的贫金属恒星。我们指出，这些意见有自然的解释框架内的潮汐缩小假说，一个新的和替代模型的行星形成。我们表明，分子氢的离解导致了巨行星胚胎的“第二次崩溃”。坍缩形成了密度更大的流体结构，非常类似于林轨道上孤立的原巨行星，然后它们进入了退化的“主序星”阶段。我们发现，在早期的富含气体的阶段，原行星盘，这些配置迁移向内更快地比他们的合同。因此，它们在距母星约0.05 - 0.1天文单位的特征距离处被潮汐瓦解。这种破坏很可能会留下固体核心，我们将其与开普勒观测到的热超级地球联系起来。此外，我们表明，单一的热木星（也发现了开普勒望远镜）在TD假说的背景下并不令人惊讶。最后，巨大胚胎的第二次坍缩会形成无核巨行星，这种情况发生在非常巨大的胚胎（超过20个木星质量）或非常贫金属的胚胎中。我们认为这个过程可以解释河外热木星。
2011-09-06 astro-ph.EP
Too Little, Too Late: How the Tidal Evolution of Hot Jupiters affects Transit Surveys of Clusters
热彗星的潮汐演化可能会改变对星团的凌日观测效率。热彗星遭受的轨道衰变可能导致它们的毁灭，在较老的星团中留下更少的凌日行星。我们计算了潮汐演化对不同假设的恒星星族的影响，包括47~Tuc，一个球状星团，它是HST寻找凌日的焦点。我们发现，在较老的星系团中，对轨道在0.5~AU范围内的类地行星敏感的巡天观测，预计探测到的凌日行星数量将减少2倍，而对轨道在0.08~AU范围内的类地行星敏感的巡天观测，预计探测到的凌日行星数量将减少25倍。此外，潮汐演化会影响凌日行星的分布，作为半长轴的函数，随着星团年龄的增加，凌日行星的轨道周期间隙会变大。潮汐演化可以解释在47~Tuc中没有发现系外行星，而不需要调用其他机制。四个位于{ \em Kepler}视野内的疏散星团的年龄跨度为0.4-8~Gyr--如果{ \em Kepler}能够在这些星团中观测到大量的行星，它将为我们的潮汐演化假说提供关键的检验。最后，我们的研究结果表明，希望在星团中发现凌日行星的观测者必须有足够的精度来探测质量较低的行星，搜索更多的星团成员，或者有更长的观测窗口来确信大量的凌日将发生在恒星群体中。
2010-09-07 astro-ph.EP
Resonance locking as the source of rapid tidal migration in the Jupiter and Saturn moon systems
木星和土星的内卫星由于行星内部的潮汐能量耗散而向外迁移，其细节仍然知之甚少。我们证明了卫星之间的共振锁定和行星的内部振荡模式可以产生快速的潮汐迁移。共振锁定是由于行星内部结构的演化而产生的，通常会产生与太阳系年龄相当的向外迁移速率。共振锁定预测一个类似的迁移时间尺度，但不同的有效潮汐品质因数$Q$管理每个月亮的迁移。它还预测了几乎恒定的迁移时间尺度的半长轴的函数，从而有效的$Q$值在过去更大。最近对木星和土星的卫星系统的测量发现，有效的$Q$值比预期的要小（并且在卫星之间是不同的），并且对应于$\sim$ 10 Gyr的迁移时间尺度。如果得到证实，这些测量结果与共振锁定作为木星和土星潮汐耗散的主要来源基本一致。共振锁定也提供了解决目前的测量所带来的几个问题：它自然地解释了异常小的$Q$管理土卫五的迁移，它允许土卫二的大加热率，以实现在平衡偏心配置，它解决了进化问题所产生的现代迁移/加热率。
2016-09-10 astro-ph.EP
The gravitational imprint of an interior-orbital resonance in Jupiter-Io
在任务中期的perijove 17，美国宇航局的朱诺号任务揭示了木星观测到的高度潮汐响应和理论平衡潮汐响应之间的$7σ$差异，即洛夫数$k_{42}$。在这里，我们提出了一个解释这个令人费解的分歧的基础上被困在木星的稀释核心和木卫一的轨道运动的内部重力波之间的走廊轨道共振。我们使用简单的木星模型来计算一个分数修正$Δk_{42}$的平衡潮汐响应，来自动态潮汐响应的$g$模式被困在木星的稀释核心。我们的研究结果表明，一个扩展的稀释核心（$r\gtrsim0.7R_J$）产生的走廊轨道共振木卫一修改木星的潮汐响应$Δk_{42}\sim-11\%$，使我们能够适应朱诺的$k_{42}$。在我们提出的自洽方案中，木星的稀释核心与木卫一的轨道迁移共振锁定，这使得走廊轨道共振在地质时间尺度上持续存在。这种情况需要一个稀释的核心，随着时间的推移变得更平滑或收缩，以及$_4^2g_1$模式（$\ell,m,n=4,2,1$）与共振潮汐耗散达到$Q_4\sim1000$。木星的稀释核心演化路径和共振$_4^2g_1$模式的耗散机制是不确定的，并激励未来的分析。到目前为止，还没有其他替代方法来解释Juno $k_{42}$中的$7σ$差异。我们提出的走廊轨道共振可以通过朱诺号观测在扩展任务结束时（2025年中期）获得的木卫二在木星上引起的$k_{42}$潮汐进行测试，并通过未来对木星$_4^2g_1…
2022-03-24 astro-ph.EP
Small Inner Companions of Warm Jupiters: Lifetimes and Legacies
虽然温暖的木星通常离它们的恒星太远，潮汐并不重要，但温暖的木星的内行星伴星的存在会导致系统的潮汐演化。对这一过程及其影响的深入了解来自经典的长期行星摄动理论。内行星的寿命可能比系统的年龄短，因为温暖的木星保持着它的偏心率，因此促进了潮汐迁移到恒星。因此，一颗温暖的木星被观测到在它的系统中是孤独的，可能先前已经清除了所有的内部行星。在它消亡之前，即使一颗内行星是地球尺度的，它也可能促进温暖的木星离心率的衰减。因此，对一颗被观测到的暖木星的初始轨道的任何推论，都必须包括一个比假设它一直是单独存在时所估计的更大的初始偏心率的可能性。潮汐演化涉及多个行星也增强了行星的内部加热，这很容易超过恒星辐射的内行星，并可能大到足以影响温暖的木星的内部结构。长期理论提供了对潮汐过程的深入了解，提供了一种基于潮汐参数Q的估计来约束凌日行星偏心率的方法。
2014-01-28 astro-ph.EP
Semidiurnal thermal tides in asynchronously rotating hot Jupiters
热潮汐可以将热行星的大气扭转成异步旋转，而这些行星通常被认为与它们的主恒星锁定在自旋轨道同步。在这项工作中，我们的目标是表征的潮汐响应的旋转热木星的潮汐半日热强迫其宿主恒星，通过确定的结构负责质量分布的变化，潮汐波的依赖于潮汐频率和它们的能力，以产生强大的纬向流。我们开发了一个从头算全局模型，将Arras & Socrates（2010）的早期方法推广到旋转和非绝热行星。我们推导出解析的扭矩施加在身体和相关的时间尺度的演变，以及平衡的大气潮汐响应在零频率的限制。最后，我们对包含耗散和旋转的三种情况的热潮汐方程进行了数值积分。与潮汐产生的重力惯性波的共振显着放大所产生的潮汐扭矩在1-30天的范围内。这个扭矩可以驱动全球大气进入异步旋转，因为它的符号取决于潮汐频率。潮汐响应的共振行为通过旋转而增强，旋转在一般情况下将强迫耦合到几个Hough模式，而辐射冷却倾向于使其规则化并减小其振幅。
2018-01-23 astro-ph.EP
Viscoelastic Tidal Dissipation in Giant Planets and Formation of Hot Jupiters Through High-Eccentricity Migration
我们研究了巨行星固体核中潮汐耗散的可能性及其对通过高离心率迁移形成热彗星的意义。我们提出了一个一般的框架，通过该框架可以计算任何形式的潮汐耗散的行星系的潮汐演化，其特征在于作为强迫频率$ω$的函数的复潮汐勒夫数，${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$的虚部。利用最简单的粘弹性耗散模型（麦克斯韦模型）的岩石核心，包括非耗散流体包络的影响，我们表明，与合理的堆芯（但不确定）物理参数（尺寸、粘度和剪切模量），核心的潮汐耗散可以容纳潮汐-Q约束的太阳系气体巨星，同时允许外行星热彗星形成通过潮汐环流在高e迁移的情况下。相比之下，经常使用的平衡潮汐的弱摩擦理论将导致太阳系约束和高e迁移所需的耗散量之间的差异。我们还表明，潮汐加热的岩石核心可以导致适度的半径膨胀的行星，特别是当行星在高偏心率阶段（$e\sim 0.6$）在其高e迁移。最后，作为一个有趣的副产品，我们的研究，我们注意到，对于一个通用的潮汐响应函数${\rm Im}[{\tilde k}_2(ω)]$，它是可能的，自旋平衡（零扭矩）可以实现多个自旋频率（在一个给定的$e$），和实际的伪同步自旋速率取决于系统的演化历史。
2013-12-23 astro-ph.EP
Hot Jupiters are asynchronous rotators
该研究打破热木星因潮汐锁定同步旋转的传统认知，发现大气磁力矩积分非零的角动量反馈可驱动其异步旋转，经模型与多行星大气环流数据验证，高温/强磁化热木星非同步旋转程度显著，为热木星现象学研究提供新方向。
2025-01-14 astro-ph.EP
Tidal erasure of stellar obliquities constrains the timing of hot Jupiter formation
拥有热木星的恒星有时会有很高的折射率，这可能是热木星形成的遗迹。根据具有和不具有高折射率的系统的特征，当恒星具有厚的对流包层时，折射率被认为是潮汐阻尼的，就像温度低于~ 6100 K的主序星的情况一样，并且轨道在~8恒星半径内。一个很有前途的理论，潮汐阻尼的惯性波的恒星的对流信封内的耗散。在这里，我们考虑这一理论对热木星形成时间的影响。特别是，目前缺乏对流包层的热恒星在其主序前拥有一个。我们发现，热彗星的轨道在~ 0.02 au的临界距离内，从一个错位的主序星缺乏厚对流信封必须获得他们的紧凑的轨道后，几千万年，以保持其在整个前主序星。有4个已知的系统适用这一论点-XO-3b，Corot-3b，WASP-14 b和WASP-121 b-受惯性波耗散的不确定性影响。此外，我们的结论是，最近发现的过剩的近极地热彗星不太可能由潮汐塑造，而是反映了他们的原始配置。最后，经过几十亿年到达冷恒星周围的热彗星可能会发现主恒星旋转太慢，无法有效地阻尼。我们预测，当[Fe/H]从-0.3变化到+0.3时，分离对准星和未对准星的临界有效温度应该随金属丰度而变化，从6300 K变化到6000 K。
2022-01-10 astro-ph.EP
Hot Jupiters' Isolation Is Not Unique to High-Eccentricity Tidal Migration
Indiana University（印第安纳大学）；Caltech/IPAC-NASA Exoplanet Science Institute（加州理工学院/IPAC-NASA系外行星科学研究所）；Yale University（耶鲁大学）
通过数值模拟表明，热木星在形成后与伴星的动力学演化自然导致其比暖木星更孤立，无需依赖高偏心率潮汐迁移。
2026-05-26 astro-ph.EP
Unraveling the evolution of hot Jupiter systems under the effect of tidal and magnetic interactions and mass loss
各种相互作用影响着附近行星的数量。其中，潮汐和磁场相互作用驱动轨道衰变和恒星-行星角动量交换，导致恒星自旋上升。由于上述过程，一旦行星遇到洛希极限，它可能会开始向主恒星进行质量转移。另一个提供大量质量损失的机制与由光蒸发引起的大气逃逸有关，随后是轨道膨胀，这被认为对热海王星和超级地球很重要。因此，初始数量的热彗星的一小部分可能会通过罗氏瓣溢出（RLO）阶段转化为质量较低的行星，并在光蒸发的作用下继续长期演化。在本文中，我们汇编了潮汐和磁迁移和质量损失率的最新处方，以探索热木星系统的动力学。我们研究如何实现的相互作用形状的轨道结构的类木行星，以及它们的影响是否足以重现观测样本。我们的模型表明，潮汐相互作用是能够产生的上边界的热木星人口的质量分离图。为了重现亚木星沙漠，我们需要对RLO阶段或原行星盘的内边缘对初始行星位置的影响做出额外的假设。根据我们的估计，太阳质量恒星周围12-15%的热彗星已经被吞没或成为质量较低的行星。目前的巨行星人口中有0.20-0.25%经历了足以用现代设施检测到的衰变。
2023-01-22 astro-ph.EP
Equilibrium Tidal Response of Jupiter: Detectability by Juno
预计正在进行的朱诺号航天器任务将观测木星的潮汐反应。我们结合自洽的，数值模型的木星的平衡潮汐响应与观测到的多普勒频移从朱诺号重力科学实验测试的灵敏度的航天器的伽利略卫星和太阳提出的潮汐。同心麦克劳林球体（CMS）方法发现平衡的形状和重力场的旋转，液体行星与潮汐提出的卫星，扩大在爱数（$k_{nm}$）。我们提出了改进CMS理论，消除了非物理的质心偏移和详细研究的CMS方法的收敛行为。我们表明，$k_{nm}$与轨道距离的依赖关系是很重要的，当考虑木星的潮汐响应。相反，内部结构的细节对$k_{nm}$的影响可以忽略不计，对于与Juno已经高精度测量的带状谐波$J_2$、$J_4$和$J_6$相匹配的模型。随着任务的继续，在木卫一轨道的不同阶段改善木星重力场的覆盖范围，预计将产生2度Love数（$k_{22}$）的观测值，并可能选择更高度的$k_{nm}$。我们提出了朱诺多普勒信号的灵敏度测试计算的$k_{nm}$，这表明$k_{33}$，$k_{42}$和$k_{31}$的可检测性，除了$k_{22}$。朱诺号的观测结果与计算出的木卫一平衡$k_{22}=0.58976\pm0.0001$中非常小的范围不匹配，这将表明迄今为止对潮汐的动力学贡献是未知的。
2020-01-11 astro-ph.EP
Relationship Between Thermal Tides and Radius Excess
靠近太阳系外的气态巨行星--热彗星--显示出在零温度解以上的半径偏离，半径过剩，非常高。超热彗星的半径与热潮汐潮汐力矩有着相对密切的关系，其特征热潮汐能保持在约4 - 5个数量级，这与基本理论预期是一致的。这种关系表明，热潮汐力矩决定了热彗星的整体热力学和自旋状态。在经验的基础上，它表明，热木星膨胀的理论，调用一个恒定的分数的恒星通量沉积在很大的深度，基本上是伪造的。
2013-04-15 astro-ph.EP
Detecting and Monitoring Tidal Dissipation of Hot Jupiters in the Era of SiTian
热彗星的凌日时间变化（TTV）提供了行星潮汐耗散的直接观测证据。利用TTV探测潮汐耗散需要高精度的渡越定时和长的定时基线。本文预测并讨论了四天巡天在探测和分析系外行星TTV方面的潜在科学贡献。我们开发了一条用于四天巡天的潮汐耗散探测管道，该管道采用72台1米光学望远镜进行时域天文观测。流水线包括光变曲线去混、渡越时间获取和TTV建模等模块。四田能够探测到超过25,000颗系外行星，我们预计其中有$\sim$ 50个来源显示出潮汐耗散的证据。利用模拟的XO-3b和WASP-161 b的四田光变曲线，对潮汐消散目标进行了探测和分析。通过光变曲线建模，得到了与模拟光变曲线输入值在1 $σ$以内的一致结果。用蒙特卡罗马尔可夫链预测的参数不确定度与光变曲线1000次模拟得到的分布一致。四天观测的计时精度为$\sim$ 0.5分钟，一次凌日访问。我们发现TTV起源之间的差异，例如，考虑到计时精度和基线，潮汐耗散，拱点岁差，多行星，将是重要的。潮汐消散热彗星的探测率将回答一个关键问题，即行星是在早期形成阶段迁移还是由于扰动而随机迁移，例如，行星散射，长期相互作用司田确定的目标将是建设性的，因为样本将扩大十倍。
2022-02-21 astro-ph.EP
On the tidal origin of hot Jupiter stellar obliquity trends
人们争论的是，这两个热木星种群--那些位于与宿主恒星自转轴不对准的轨道上的种群和那些对准的种群--是由两个迁移通道还是两个潮汐重新对准机制造成的。在这里，我证明了平衡潮汐提出的行星在其恒星可以解释三个观察到的自旋轨道对齐的趋势：对齐的轨道热彗星绕冷恒星，行星质量截止逆行行星，分层由行星质量的冷宿主恒星的旋转频率。第一种趋势可能是由强磁制动与弱磁制动（克拉夫特破裂）引起的，而不是恒星的对流包络与整个恒星的重新排列。第二种趋势可能是由于一个小的有效恒星转动惯量参与了热恒星的潮汐重新排列，使大质量逆行行星部分重新排列成为逆行行星。第三个趋势是由于质量更大的行星更有效地抵消了制动，使其恒星旋转起来。热恒星和冷恒星都需要一个小的有效恒星转动惯量参与潮汐重定，例如，外层弱耦合到内部。我证明，通过蒙特卡罗，这个模型可以匹配观测到的趋势和分布的天空投影失调和恒星旋转频率。我讨论了推断热木星迁移机制的影响，强调即使是热恒星不构成一个原始的样本。
2014-07-12 astro-ph.EP
Tidal and Magnetic Interactions between a Hot Jupiter and its Host Star in the Magnetospheric Cavity of a Protoplanetary Disk
我们提出了一个简化的模型来研究一个年轻的热木星内的原行星盘的磁层腔的轨道演化。该模型考虑了恒星自旋的盘锁定以及恒星和行星之间的潮汐和磁相互作用。我们专注于轨道的演变开始在2：1共振的磁盘的内边缘的轨道，其次是向内，然后向外的轨道迁移驱动的潮汐和磁力矩，以及罗什叶溢出的潮汐膨胀的行星。本文的目的是研究磁层空腔内的轨道演化如何依赖于空腔的大小，行星质量和轨道偏心率。在目前的工作中，我们只针对0.7到2木星质量的质量范围。在大空洞对应的自转周期约为7天的情况下，质量大于1木星质量、初始偏心率中等（>~ 0.3）的行星可以在10^7年内移动到距离中心恒星< 0.03天文单位的区域，而质量小于1木星质量的行星则不能。我们估计的临界偏心率超过一个给定的质量的行星将溢出其罗氏半径，并最终失去所有的气体到恒星由于失控的质量损失。在对应于旋转周期~ 3天的小空腔的情况下，所有模拟的行星即使在圆形轨道上也会失去所有的气体。我们的结果年轻的热彗星的轨道演化可能有可能解释的低质量的巨行星内没有约0.03 AU从他们的矮星揭示的过境调查。
2009-11-24 astro-ph.EP
Further Evidence for Tidal Spin-Up of Hot Jupiter Host Stars
对于大多数围绕着主序星的类太阳恒星的热彗星，潮汐力矩预计会将行星轨道的角动量转移到恒星的自转中。这一过程的时间尺度很难计算，导致热彗星轨道演化历史的不确定性。我们目前的证据，潮汐自旋的优势，在行星探测和主机恒星表征的最新进展。我们比较了类似太阳的恒星与热彗星的投影旋转速度和旋转周期，以及光谱相似的恒星与（i）更宽的轨道巨行星和（ii）质量较小的行星。热木星的宿主倾向于比任何一个对照样本中的恒星旋转得更快。这些结果强化了早期的研究，暗示热木星在主序星上时会改变其宿主恒星的自旋，并且热木星宿主的年龄无法用陀螺年代学可靠地确定。
2021-07-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital decay of hot Jupiters due to nonlinear tidal dissipation within solar-type hosts
我们研究了太阳型宿主星中潮汐驱动的$g$模的激发和阻尼引起的热彗星的轨道演化。线性共振$g$模（动力潮）在恒星核心被驱动到如此大的振幅，以至于它们通过弱非线性相互作用激发了大量其他$g$模。通过求解非线性耦合模式的大型网络的动力学，我们表明，动力潮汐的非线性耗散率比线性耗散率大几个数量级。我们发现恒星潮汐品质因数$Q \approx 10^5-10^6$的系统与行星质量$M_p \geq 0.5 M_\mathrm{J}$和轨道周期$P \leq 2$天，这意味着这样的系统衰减的时间尺度是小的相比，其太阳型主机的主序星寿命。根据我们的研究结果，目前已知的系外行星系统中有$\approx 10$，包括WASP-19 b和HAT-P-36-b，其轨道衰变时间尺度比Gyr短。潮汐引起的快速轨道衰减可能解释了观测到的太阳型宿主周围$M_p \ge M_\mathrm{J}$和$P < 2$天的行星缺乏，并可能在不久的将来产生可检测的凌日变化。
2016-01-04 astro-ph.EP
A paucity of proto-hot Jupiters on super-eccentric orbits
气体巨行星的轨道距离其宿主恒星0.1天文单位，不太可能在原地形成，这是行星迁移的证据。有争议的是，典型的热木星是否从其形成的位置通过原行星盘顺利向内迁移，或者被另一个天体扰动到一个高度偏心的轨道上，随后潮汐耗散在近距离恒星通道中收缩和循环。苏格拉底和他的合作者预测，后一类模型应该产生一群超偏心的原热彗星，开普勒很容易观测到。我们在开普勒样本中发现了少量这样的行星，与理论预测不一致，置信度为96.9%。观察效应不太可能解释这种差异。我们发现，恒星-行星Kozai机制产生的轨道周期P > 3天的热彗星的比例不超过（在2 σ）44%。我们的研究结果可能表明，磁盘迁移是产生P > 3天的热彗星的主导渠道。或者，典型的热木星可能已经被扰动到一个高离心率与行星，而不是恒星的同伴相互作用，并开始潮汐循环远内部1天文单位后，多次散射。最后一种选择是，潮汐循环发生更迅速地在潮汐循环过程中早期在高偏心率比后来在低偏心率的过程中，与目前的潮汐理论。
2014-10-21 astro-ph.EP
Effects of Magnetic Braking and Tidal Friction on Hot Jupiters
潮汐摩擦被认为是决定短周期太阳系外行星系长期自旋轨道演化的重要因素。利用Eggleton，Kiseleva & Hut（1998）的潮汐摩擦轨道平均效应的简单模型，我们分析了恒星磁制动对这类系统演化的影响。本文对一个简化的方程组作了相平面分析，其中只包括Verbunt和Zwaan（1981）提出的恒星潮和制动力矩模型。恒星磁制动的列入被认为是非常重要的，在确定长期的演变，这样的系统，它的忽视结果在一个非常不同的轨道历史。然后，我们展示了完整的潮汐演化方程的数值积分的结果，使用不对准的旋转和轨道的XO-3系统作为一个例子，研究潮汐演化的简单时标估计的准确性。我们发现，它是必不可少的考虑耦合演化的轨道和恒星的自旋，以准确地模拟的行为。此外，我们发现，对于典型的热彗星的恒星自旋轨道对齐时间尺度是相同的顺序作为inspiral时间，这告诉我们，如果一个行星被观察到对齐，那么它可能形成共面。这加强了罗西特-麦克劳克林效应观测在确定凌日系统自旋-轨道对准程度方面的重要性。
2009-02-26 astro-ph.EP
Constraining Planetary Migration and Tidal Dissipation with Coeval Hot Jupiters
我们调查的限制，形成和潮汐耗散过程中，可以推断的基础上可靠的知识，系统或人口的年龄热对流层（HJ）。在这类研究中，特别注意年轻系统（如疏散星团或恒星形成区）的作用。对于同时代的HJ（或原HJ）系统的合奏，我们量化的年龄对轨道偏心率的分布相对于轨道周期以及所观察到的“堆积”功能的位置的影响。我们预计，前主序星恒星演化的影响是重要的，只有当一个相当大的比例的HJ方法在原恒星收缩早期（年龄小于10万年），他们目前的轨道。应用到目前已知的星团M67中的HJ产生的耗散约束大致与从该领域的行星收集到的一致;对于毕宿星团和Praesepe中的HJ，我们的研究结果表明，早期的耗散程度高于从其他种群推断的耗散程度。
2017-11-28 astro-ph.EP
Diffusive Tidal Evolution for Migrating hot Jupiters
我考虑一颗类木行星围绕其主星的高度偏心轨道，这种情况是由其行星或恒星同伴的长期相互作用产生的。每一次近星点通过时的潮汐相互作用都是轨道与行星2阶基本模态之间的能量交换。从零能量开始，如果f模的一次反冲能量增益大于轨道能量的10^-5，则f模可以扩散增长到大振幅。这需要近心点距离< 4潮汐半径（或1.6罗氏半径）。如果f模式具有不可忽略的初始能量，则扩散演化可以在较低的阈值处发生。第一个效应可以阻止长期迁移，因为f模式可以吸收轨道能量，使行星与长期扰动脱钩，将所有迁移的木星安全地停放在潮汐干扰区之外。第二个效应导致快速轨道圆化，因为它允许激发的f模式随着轨道偏心率的减小而持续吸收轨道能量。因此，在没有任何明显耗散的情况下，除了f模在振幅达到1时会非线性衰减的事实之外，这颗行星可以在大约10^4年内从几个天文单位转移到大约0.2天文单位。如此快速的圆化相当于耗散因子Q ~ 1，它解释了观测到的超偏心类木行星的不足。最后，重复的f模式破坏可能会在外层包层中储存能量和角动量，并避免热烧蚀行星。总的来说，这项工作促进了通过高偏心率长期迁移形成热彗星的情况。
2018-01-18 astro-ph.EP
Transit Timing Variation of XO-3b: Evidence for Tidal Evolution of Hot Jupiter with High Eccentricity
观测到的凌日时间变化（TTV）可能揭示了恒星-行星潮汐相互作用引起的周期衰减，这可以解释热彗星的轨道迁移。我们报告XO-3b的TTV，使用TESS观察到的时间和存档时间。我们生成了一个光度管道来从原始TESS图像中产生光变曲线，并发现我们的管道和TESS PDC之间的差异对于时序分析来说可以忽略不计。TESS的时间出现了17.6分钟（80 $σ$）的偏移，早于先前星历表的预测。所有可用时间的最佳线性拟合给出的贝叶斯信息准则（BIC）值为439。二次函数是一个更好的模型，BIC为56。从二次函数得到的周期导数为每轨道-6.2 $\times$ 10 $^{-9}$ $\pm$ 2.9 $\times$ 10 $^{-10}$，表明轨道衰变时标为140万年。我们发现，轨道周期衰减可以很好地解释潮汐相互作用。如果我们假设衰变是由行星中的潮汐引起的，那么"修正的潮汐质量因子" $Q_{p}'$将是1.8 $\times$ 10 $^{4}$ $\pm$ 8 $\times$ 10 $^{2}$;而如果潮汐消散主要发生在恒星中，那么$Q_{*}'$将是1.5 $\times$ 10 $^{5}$ $\pm$ 6 $\times$ 10 $^{3}$。岁差模型是解释观测到的TTV的另一个可能的来源。我们注意到，需要掩星定时和径向速度监测的后续观测，以充分区分不同的模型。
2022-02-23 astro-ph.EP
Thermal Tides in Rotating Hot Jupiters
我们计算由于半日热潮汐在旋转的热行星的潮汐扭矩，考虑到辐射冷却的信封和行星旋转的潮汐响应的影响。我们使用一个简单的木星模型组成的近等熵对流核心和薄辐射信封。为了表示旋转行星的潮汐响应，我们采用级数展开的球谐函数$Y_l^m$与不同的$l$ s对于一个给定的$m$。对于低强迫频率，强迫与包线中的$g$ -和$r$ -模态以及核中的惯性模态之间发生频率共振。我们发现，共振增强的潮汐扭矩，并与$g$ -和$r$ -模式的共振产生宽峰和与惯性模式非常尖锐的峰值，这取决于与振荡模式相关的非绝热效应的大小。我们还发现，作为强迫频率（或周期）的函数的潮汐扭矩的行为是不同的，特别是对于长的强迫周期，因为$r$ -模式，具有长的周期，只存在于逆行一侧。
2019-06-25 astro-ph.EP
Warm Jupiters Beyond the Tidal Synchronization Limit May Exhibit a Wide Range of Secondary Eclipse Depths
本文通过三维大气模型研究潮汐同步极限外暖木星的自转速率与倾角对次食深度的影响，指出其多样性会造成食深离散，并评估食成像约束自转矢量的可行性。
2023-06-05 astro-ph.EP
The Ambiguous Age and Tidal History for the Ultra-Hot Jupiter TOI-1937Ab
本研究针对拥有大质量超短周期行星的TOI-1937A系统，通过潮汐模拟与凌日时间变化分析，发现行星可能正经历潮汐驱动的轨道衰减并给出衰减率上限，同时结合三种年龄估算方法探讨了系统的不确定年龄。
2025-03-20 astro-ph.EP
Dynamics of Colombo's Top: Tidal Dissipation and Resonance Capture, With Applications to Oblique Super-Earths, Ultra-Short-Period Planets and Inspiraling Hot Jupiters
本文对行星在潮汐耗散和外部伴星引力扰动共同作用下的自旋演化进行了全面的理论研究。这样的“自旋+伴星”系统（称为科伦坡顶）出现在许多行星环境中。潮汐力矩（驱动自旋-轨道对齐和同步）和来自伴星的引力力矩（驱动行星的轨道进动）之间的竞争产生了两种可能的自旋平衡（“潮汐卡西尼平衡”，tCE），它们是稳定和吸引的：“简单”tCE 1，通常具有较低的自旋重复性，和“共振”tCE 2，可以具有显著的重复性。后者是由自旋轨道共振引起的，当潮汐对准力矩强于伴星的岁差力矩时，它会被打破。我们描述了任意初始自旋方向的行星自旋的长期演化（包括星等和旋度），并发展了一种新的理论方法来解析地获得由潮汐耗散驱动的共振俘获几率.将我们的一般理论结果应用于系外行星系统，我们发现具有外部伴星的超级地球（SE）可能有很大的概率被困在高密度tCE 2中，假设SE具有广泛的原始密度。我们还评估了最近提出的“潮汐”的超短周期地球质量的行星的形成和热木星WASP-12 b的轨道衰变的情况。我们发现，在这两种情况下，共振捕获到tCE 2的概率一般是低的，这样一个高的dielity状态可以很容易地打破所需的轨道衰变。
2021-11-03 astro-ph.EP
Planet-star interactions with precise transit timing. V. Tidal decay of hot Jupiters through wave breaking
Institute of Astronomy, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学物理、天文与信息学学院天体物理研究所）
研究通过波破碎潮汐耗散机制，量化550颗热木星的潮汐质量因子和轨道衰减率，揭示年轻恒星中热木星轨道衰减的物理机制。
2026-03-30 astro-ph.EP
On a Possible Solution to the Tidal Realignment Problem for Hot Jupiters
热星有热的双折射率，而冷星有热的双折射率则倾向于低的双折射率。对这种模式的一个诱人的解释是冷宿主恒星的潮汐重新排列，尽管这种解释假设了引力衰减比轨道衰变更快，但这一假设需要进一步探索。在这里，我们重新审视这个潮汐调整问题，建立在以前的工作，确定一个低频分量的时变潮汐潜力，影响的dielity，但不是轨道分离。我们采用了最近的恒星潮汐品质因数和它的急剧增加强迫频率为基础的模型。这导致在低频下增强的耗散和有效的阻尼。我们模拟了46个观测到的绕冷恒星运行的热彗星的潮汐演化。一个关键参数是恒星年龄，我们利用Gaia DR 2数据以均匀的方式确定样本。我们探讨了各种潮汐的历史和未来的每个系统，发现在大多数情况下，恒星的引力被成功地阻尼之前，地球被摧毁。我们的模型的一个可检验的预测是，轨道周期短于2- 3天的热木星宿主应该具有比$1^\circ$小得多的质量。除了WASP-19 b之外，这些行星的预测寿命从$10^8$ \，yr到超过$10^{10}$ \，yr不等。因此，我们的模型意味着这些热彗星在主序星上时可能不会立即有被其宿主恒星吞噬的危险。
2021-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Empirical Tidal Dissipation in Exoplanet Hosts From Tidal Spin-Up
拥有热彗星的恒星往往比其他年龄和质量相同的恒星旋转得更快。这种趋势被归因于恒星和行星之间的潮汐相互作用。对耗散参数$Q_\star'$的约束来自于这样一个假设，即在系统的年龄内，潮汐已经设法使恒星旋转到观测到的速率。这项技术以前曾应用于HATS-18和WASP-19。在这里，我们分析了所有188个已知的热彗星的样本与轨道周期$< 3.5$天和一个"冷"的主星（$T_{eff} < 6100$ K）。我们发现的证据表明，潮汐耗散参数（$Q_\star'$）急剧增加，从$10^5$在0.5天$^{-1}$ $10^7$在2天$^{-1}$。这有助于解决双星、热彗星和暖彗星中潮汐耗散研究之间的一些明显差异。它也可能允许热木星在被潮汐衰变摧毁之前，对它的主星进行阻尼。
2018-02-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal evolution and diffusive growth during high-eccentricity planet migration: revisiting the eccentricity distribution of hot Jupiters
高偏心率潮汐运移是热储层的潜在形成通道。在这个过程中，行星f模式可能会经历一个扩散增长的阶段，使其能量迅速积累到很大的值。在Yu等人（2021，ApJ，917，31）中，我们证明了父f模与子f模和p模之间的非线性模相互作用扩展了参数空间，在该参数空间上触发了父模的扩散生长。我们通过结合（1）轨道和模式之间的角动量转移以及近心点距离的演变来扩展该研究，（2）对高母模能量下的非线性频移的唯象修正，以及（3）由于子模的湍流对流阻尼和强非线性波破碎事件而导致的母模能量的耗散。新的成分，使我们能够遵循的模式和轨道的耦合演变超过$\gtrsim 10^4$年，涵盖从其开始到终止的扩散演变。我们发现，半长轴收缩了近10倍以上的$10^4$年，对应的潮汐品质因数$\mathcal{Q}\sim10$。f模式的扩散生长终止，而偏心率仍然很高，在约e=0.8-0.95。利用这些结果，我们重新审视了原热彗星的偏心率分布。我们估计，在开普勒的数据中，一旦考虑到扩散机制，偏心率>0.9的原始HJ应该少于1个，这解释了观测到的这种人口的缺乏。
2021-11-08 astro-ph.EP
Formation of Retrograde Hot Jupiter Triggered by Close Encounter with Tidal Circularization
本文提出木星质量行星与褐矮星质量行星密切接触后进入高偏心率逆行轨道，再经恒星潮汐圆化快速收缩轨道，从而形成逆行热木星的新机制。
2024-10-22 astro-ph.EP astro-ph.HE
On the tidal evolution of Hot Jupiters on inclined orbits
潮汐摩擦被认为是决定短周期太阳系外行星系长期自旋轨道演化的重要因素。利用潮汐摩擦的轨道平均效应的一个简单模型，我们研究了倾斜轨道上的近距离行星的演化，由于潮汐。我们分析了恒星磁制动的影响，包括制动力矩通过执行一个简化的方程组的相平面分析。磁制动的列入被认为是重要的，它的忽视可能会导致一个非常不同的系统的历史。然后，我们提出的潮汐演化方程的数值积分的结果，在那里我们发现，它是必不可少的考虑耦合演化的轨道和旋转元素，包括耗散在恒星和行星，准确地模拟的演变。我们积分的主要结果是，对于典型的热彗星，潮汐摩擦使恒星自旋与轨道在相似的时间对齐，因为它导致轨道衰减。这意味着，如果一颗行星被观测到是排成一行的，那么它可能是共面形成的。这加强了罗西特-麦克劳克林效应观测在确定凌日系统自旋-轨道对准程度方面的重要性。我们将这些结果应用到XO-3系统中，并约束了该系统中恒星和行星的潮汐品质因数Q'。使用的模型中，惯性波被激发的潮汐强迫在外部对流信封和耗散的湍流粘性，我们计算Q'的范围内的F-星模型，并发现它在这一类的恒星变化很大。这意味着假设一个单一的Q'适用于所有的恒星可能是不正确的。我们提出了一个解释的生存WASP-12 b和OGLE-TR-56 b，在弱耗散的恒星。
2009-02-26 astro-ph.EP
Consequences of semidiurnal thermal tides on hot Jupiters zonal mean flows
炽热的恒星受到强烈的恒星加热。由此产生的热潮汐可以扭转它们的大气层进入异步旋转，而这些行星通常被认为与它们的主恒星锁定在自旋轨道同步。特别是，热大气扭矩可以大大增强的潮汐响应的动力成分，即与内波的传播相关的组件。由于涉及复杂的动力学，半解析方法是至关重要的，以了解的物理机制，负责的热潮汐的频率共振行为，并量化大气潮汐扭矩。在这项工作中，我们回顾了Arras \& Socrates（2010）的早期工作，并提出了一个改进的热潮汐模型，考虑到旋转和辐射冷却。使用这种新的建模，我们计算分析的大气潮汐响应的热对流，并显示与低频内部重力波的共振能够驱动异步纬向流的范围内1-30天。
2018-11-22 astro-ph.EP
Evidence for the Tidal Destruction of Hot Jupiters by Subgiant Stars
角动量的潮汐转移预计会导致热彗星螺旋进入它们的宿主恒星。虽然轨道衰变的时间尺度非常不确定，但对于具有更大和更进化的恒星的系统来说，它应该更快。事实上，人们已经确定，在次巨星周围发现热彗星的频率要比在主序星周围少。然而，对这一发现的解释一直是模棱两可的，因为亚巨星也被认为比主导主序星样本的F型和G型恒星质量更大。因此，目前还不清楚没有热彗星是由于潮汐破坏，还是这些行星在大质量恒星周围的形成受到抑制。在这里，我们表明，银河系的空间运动的行星托管次巨星的要求，平均而言，他们是类似的质量，以行星托管主序星的F-和G-型。因此，这两个样本可能只是年龄不同，并提供了潮汐演化前后相同的系外行星种群的一瞥。因此，缺乏围绕亚巨星运行的热彗星是它们潮汐破坏的明确证据。然而，关于亚巨星和主序星周围的行星群之间的其他差异的解释仍然存在问题，例如它们的周期和偏心率分布以及整体出现率。
2013-06-03 astro-ph.EP astro-ph.GA
TOI-3362b: A Proto-Hot Jupiter Undergoing High-Eccentricity Tidal Migration
高偏心率潮汐迁移是巨行星进入短周期轨道的一种可能途径。如果它正常运行，人们将期望在高椭圆轨道上捕获正在进行高偏心率潮汐迁移的原热彗星。到目前为止，很少有这样的系统被发现。在这里，我们介绍TOI-3362 b（TIC-464300749 b），一个18.1天，5 $M_{\rm Jup}$行星轨道的主序星F型恒星，可能正在经历高离心率潮汐迁移。轨道离心率为0.815 $^{+0.023}_{-0.032}$。半长轴为0.153 $^{+0.002}_{-0.003}$ au，在完成潮汐循环后，行星的轨道预计将缩小到最终的轨道半径为0.051 $^{+0.008}_{-0.006}$ au。有几种机制可以解释行星偏心率的极端值，例如行星-行星散射和长期相互作用。这些假设可以通过对系统的后续观察来检验，例如，通过精确的、长期的径向速度观测，测量恒星的相似性，并在系统中寻找同伴。当它围绕主星运行时，行星平衡温度的变化和近点的潮汐加热使这颗行星成为大气建模和观测的有趣目标。由于这颗行星的轨道周期为18.1天，接近TESS的周期敏感度极限，即使是一些这样的发现也表明原热彗星可能很常见。
2021-09-08 astro-ph.EP
Why hot Jupiters can be large but not too large
潮汐加热常被用来解释热彗星的“半径异常”（即大部分热彗星的半径超过木星半径的1.2倍，无法用行星演化的标准理论来解释）。在本文中，我们发现潮汐加热引起另一种现象“失控膨胀”（即行星膨胀变得不稳定和失控时，潮汐加热率超过其临界值）。在足够强的潮汐加热下，光度最初会随着暴胀而增加，但在其峰值时，光度会随着暴胀而减少，这样加热会比冷却更强，从而发生失控的暴胀。在这种机制中，辐射对流边界（RCB）附近的不透明度近似于温度的四次方，热量无法有效地从行星内部辐射出去，这会导致失控的膨胀（类似于沸腾的锅上的紧盖子）。基于这一机制，我们发现热夸克团的半径不能超过$2.2R_J$，这与观测结果是一致的。我们还给出了热彗星轨道偏心率的上限。此外，通过与观测资料的比较，我们推断RCB附近存在潮汐加热。
2022-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Saving Doomed Planets: Mass Loss and Angular Momentum Return Boost Hot Jupiter Survival Rates
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
研究通过改进潮汐扰动行星的质量损失和角动量返回机制，发现热木星存活率提升约2-3倍，结果与观测一致，并指出高偏心迁移结合潮汐质量损失可能是热木星形成的主要途径。
2026-03-13 astro-ph.EP
Planet Across Space and Time (PAST). VII. The origin and tidal evolution of hot Jupiters constrained by a broken age-frequency relation
Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics, Ministry of Education（教育部现代天文与天体物理重点实验室）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Center of CSST in the great bay area, Sun Yat-sen University（中山大学粤港澳大湾区宇宙线研究中心）；Institute for Astronomy, University of Hawai’i（夏威夷大学天体物理研究所）；Department of Astronomy, Indiana University（印第安纳大学天文学系）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
通过分析热木星的年龄-频率关系，发现其具有不同时间尺度的多重起源，其中约40%通过长期机制形成，为热木星的形成机制提供了统一框架。
2025-12-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Dissipation in Planet-Hosting Stars: Damping of Spin-Orbit Misalignment and Survival of Hot Jupiters
对轨道周期非常短（~天）的太阳型恒星周围的热行星的观测表明，这种恒星中的潮汐耗散不是太有效，因此这些行星可以在快速的轨道衰变中生存下来。这与最近的理论工作是一致的，这些理论工作表明，行星宿主恒星的潮汐Q确实可以比从恒星双星推断的值大得多。另一方面，最近对凌日热木星系统的罗西特-麦克劳克林效应的测量不仅揭示了许多这样的系统相对于轨道轴有不对准的恒星自旋，而且还表明具有较冷的宿主恒星的系统倾向于有对准的自旋和轨道轴。温恩等人认为，这种温度-温度的相关性可以用恒星内部的潮汐耗散对恒星温度的有效衰减来解释。然而，这种解释显然与这些短周期热中子的存在相矛盾。我们发现，在太阳型的近距离系外行星系统的母星，有效的潮汐Q控制的阻尼恒星的引力可以远远小于管理轨道衰减。这是因为对于未对准的系统，潮汐势包含频率等于恒星自旋频率的傅立叶分量（在恒星的旋转框架中）。这个分量可以在恒星的对流包层中激发惯性波，惯性波的耗散会导致自旋-轨道对准力矩，但不会导致轨道衰减。相比之下，对于对齐的系统，这样的惯性波激发是禁止的，因为潮汐强迫频率比恒星的自旋频率大得多。我们推导出一个一般的有效潮汐演化理论错位双星，考虑到不同的潮汐响应和耗散率为不同的潮汐强迫分量。
2012-06-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Case Study of a Super-eccentric Warm Jupiter Migrating via Equilibrium and Dynamical Tides
University of Michigan（密歇根大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Brown University（布朗大学）
以TIC 241249530 b为案例，研究热木星高偏心率迁移，测试平衡潮和混沌动力学潮模型，发现只有平衡潮能解释其特性, 混沌动力学潮因要求行星更靠近恒星而无法解释该系统。
2026-07-21 astro-ph.EP
Tidal Response and Shape of Hot Jupiters
本文利用同心麦克劳林球体方法研究热木星在静态潮汐下的响应，计算其形状、洛夫数及凌星半径修正，并指出潮汐锁定巨行星的 k_22 不应超过 0.6，从而对若干已报道的高 k_22 行星提出质疑。
2023-08-09 astro-ph.EP
Layered semi-convection and tides in giant planet interiors - II. Tidal dissipation
最近的朱诺号观测表明，木星中的重元素可能在其大部分气体包层中被稀释，从而在行星的扩展区域提供稳定的成分梯度。这可能会引发分层的半对流，在更普遍的巨行星背景下，这可能解释了土星的光度过剩，并在导致一些热彗星异常大的半径方面发挥了作用。在巨大的行星内部，它可以采取密度阶梯的形式，这是由薄的稳定分层界面分离的对流层。此外，已知潮汐耗散的效率强烈依赖于行星的内部结构。我们的目标是研究所产生的潮汐耗散时，内波被激发在一个区域的分层半对流的潮汐引力强迫由于其他机构（如卫星在巨大的行星系统，或在热木星系统的恒星）。我们采用了一个本地笛卡尔模型与背景分层的密度剖面进行了强加的潮汐强迫，我们计算的粘性和热耗散率数值。我们发现，潮汐耗散率可以提高分层半对流区域相比，均匀对流介质，后者对应于通常的假设，通过在巨行星内部模型。特别是，分层半对流区域拥有更丰富的共振，允许增强耗散更广泛的潮汐频率。这些结果的细节显着依赖于层状半对流区的结构特性。分层的半对流可以解释在木星和土星上观测到的高潮汐耗散率，这还没有被理论完全解释。需要进一步开展工作，以探索这一机制在全球模型中的效率。
2019-02-13 astro-ph.EP
Where Do Hot Jupiters Come From? Revisiting Tidal Disruption and Ejection in High-Eccentricity Migration
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；CSST Science Center for the Guangdong-HongKong-Macau Great Bay Area, Sun Yat-sen University（中山大学中国空间站科学中心粤港澳大湾区分中心）
研究通过三维水动力模拟揭示了具有真实致密核心的巨行星在高偏心迁移中的行为，发现核心质量对潮汐破坏和抛射有重要影响，改写了传统模型的结论。
2026-05-14 astro-ph.EP
Observational imprints of tidal internal gravity wave dissipation in star-planet systems
Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University（列昂尼德·斯特恩伯格天文研究所，莫斯科国立大学）；School of Mathematics, University of Leeds（利兹大学数学学院）
研究通过分析潮汐相互作用，探讨内部重力波耗散对近星行星系统轨道演化的影响，发现热木星吞噬与重力波阻尼有关，区分了年轻和年长的热木星子群，揭示了重力波耗散在塑造热木星轨道结构中的关键作用。
2026-02-24 astro-ph.EP
Angular Momentum and Heat Transport on Tidally Locked Hot Jupiter Planets
热木星行星上层大气中的大气环流受到入射恒星辐射的强烈影响。在这项工作中，我们探索了3D大气模型的结果，并重新审视了驱动热木星行星环流的主要过程。我们使用角动量传输作为诊断，并进行傅立叶分析，以确定所涉及的大气波。我们发现，半日潮水平输送的角动量与平均环流之间的耦合是低纬强急流产生的机制。我们的模拟表明，在低纬度地区的大气间接细胞的可能形成。这些细胞的形成是由恒星辐射驱动的半日潮引起的。热带环流在从高层大气向低层大气输送热量和动量方面具有重要影响。这种热量和动量传输的后果之一是全球温度的升高。我们表明，初始条件不影响参考模拟的输出。然而，当行星的自转周期增加（$P_{rot} > 5$地球日）时，驻波的垂直传输变得更强，瞬态波变得不可忽略，科里奥利影响不那么占主导地位，这使得具有强大逆行喷流的稳定状态变得稳定。我们发现，至少有两个静态稳定状态的解决方案存在相同的行星参数。
2019-10-23 astro-ph.EP
Formation of Hot Jupiters through Secular Chaos and Dynamical Tides
短周期轨道上的巨行星的数量可能可以用一些高偏心率迁移的味道来解释。在本文中，我们调查这样一个机制，涉及“长期混沌”，其中至少有三个巨行星之间的长期相互作用，推动内行星的高度偏心轨道，其次是潮汐循环和轨道衰变。除了平衡潮汐摩擦，我们将耗散由于动力学潮汐内激发的巨行星。使用高斯环的方法来考虑行星-行星的相互作用，我们探讨了极端偏心率激发通过长期混沌的条件和在这个迁移通道中形成的热超导体的属性。我们的计算表明，一旦内行星达到足够大的偏心率，动力潮汐很快就会耗散轨道能量，产生一个偏心的温暖木星，然后通过平衡潮汐在半长轴上衰变，成为一个热木星。动态潮汐有助于行星避免潮汐破坏，增加形成热木星的机会，尽管不是所有行星都能在这个过程中幸存下来。我们发现，最后的轨道周期通常在2-3天的范围内，比观测到的热木星人口略短。我们耦合行星迁移到恒星的自旋演化预测最终的自旋轨道失调。我们得到的失准角的分布表明，与观测相比，缺乏逆行轨道。我们的研究结果表明，通过长期混沌的高偏心率迁移只能占所观察到的热木星人口的一小部分。
2019-01-15 astro-ph.EP
Decaying Orbit of the Hot Jupiter WASP-12b: Confirmation with TESS Observations
理论表明，一些靠近的巨行星的轨道应该由于与其宿主恒星的潮汐相互作用而衰减。到目前为止，WASP-12 b是唯一一个被报道有衰变轨道的热木星，衰变率为29 PDMATHAMN 2 msec/年$^{-1}$。我们分析了来自美国宇航局过境系外行星调查卫星（TESS）的数据，以验证WASP-12b的轨道确实在变化。我们发现，TESS过境和掩星数据是一致的衰减轨道的更新周期为1.091420090 $\pm$ 0.00000041天和衰减率为32.53 $\pm$ 1.62毫秒年$^{-1}$。我们发现轨道衰变时标为$τ$ = P/$|\dot P|$ = 2.90 $\pm$ 0.14百万年。如果观测到的衰变是由潮汐耗散引起的，则修正的潮汐品质因子为Q '$_{\star}$ = 1.39 $\pm$ 0.15 $\times 10^{5}$，这一数值落在双星系统和热彗星的数值的低端。我们的研究结果突出了天基测光研究短周期系外行星轨道演化的能力。
2020-12-03 astro-ph.EP
The tidal quality of the hot Jupiter WASP-12b
WASP-12 b在热彗星类行星中脱颖而出，因为观测到的快速轨道衰减归因于潮汐耗散。轨道周期的测量速率为$\stackrel{\bf\centerdot}{\textstyle{P}}_{\rm orb}\,=\,-\,29\pm3\;\mbox{ms/yr}\;$ = $\;(9.2\pm1.0)\times10^{-10}\;\mbox{s/s}$。在迄今为止的文献中，所有试图解释这种高速率的尝试都是基于这样的假设，即轨道演化是由恒星中的潮汐主导的。由于黄矮星的修正潮汐品质因数不足以保证这样的衰变率，因此提出了一个假设，即该恒星可能实际上是一颗亚巨星。利用盖亚任务的最新数据，我们推断，WASP-12 a在$1.36\,{M_{Sun}}$是一个正在发展的矮星，处于关闭后演化的早期阶段，其核心尚未耗尽氢。它在色星等图中的不起眼的位置，以及围绕着类似质量的红巨星运行的近距离行星的存在，与由于结构内部变化导致潮汐质量突然提升的假设相矛盾。另一方面，以前的研究忽略了行星中的潮汐耗散，假设它是可以忽略不计的，因为它的旋转可能是同步的，而且假定的品质因数很高。我们根据最近木星和土星的天体测量结果，对这一假设进行了批判性的重新评估。假设WASP-12 b的结构与我们的木星和土星相似，我们发现观测到的轨道衰减很好地解释了行星的潮汐。这颗行星修正后的品质因数的估计值几乎与我们的木星完全一致。
2022-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamical tides in Jupiter as revealed by Juno
自2016年以来，朱诺号轨道飞行器继续以前所未有的精度收集木星重力场的数据，最近报告了木星潮汐响应中的非流体静力分量。在任务中期的perijove 17上，朱诺号记录了一个洛夫数$k_2=0.565\pm0.006$，它是来自理论流体静力学$k_2^{(hs)}=0.590$的$-4\pm1\%$（$1σ$）。在这里，我们评估是否上述偏离潮汐流体静力平衡的动力潮汐的引力贡献被忽视。我们采用微扰理论和简单的潮汐模型计算一个分数动力校正$Δk_2$著名的静水$k_2$。利用玩具均匀密度模型的分析简单性，我们展示了科里奥利加速度如何激励朱诺观测到的$Δk_2$中的负号。通过将木星内部简化为一个无核、完全对流和化学均匀的天体，我们在一个遵循$n=1$多方状态方程的模型中计算了$Δk_2$。我们的数值计算结果的$n=1$多变定性遵循的行为的均匀密度模型，主要是因为潮汐流的主要组成部分是在每种情况下是相似的。我们的结果表明，碘诱导的动力潮的引力效应导致$Δk_2=-4\pm1\%$，与朱诺报告的非静力分量一致。因此，我们的研究结果表明，朱诺号首次明确探测到了气体巨行星中动力潮汐的引力效应。这些结果有利于未来的解释朱诺潮汐重力数据的目的是阐明在木星的稀释核心的存在。
2021-02-17 astro-ph.EP
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
Giant Tidal Tails of Helium Escaping the Hot Jupiter HAT-P-32 b
研究通过覆盖 HAT-P-32 b 完整轨道的高分辨率光谱，发现显著逃逸氦及长度逾行星半径 53 倍的巨大前导、后随潮汐尾，并以三维流体动力学模拟解释其 Roche 瓣溢出机制。
2023-06-06 astro-ph.EP
Nodal Precession and Tidal Evolution of Two Hot-Jupiters: WASP-33 b and KELT-9 b
在倾斜轨道上绕着快速旋转恒星运行的热彗星经历了潮汐引起的节岁差，这在几年的观测中是可以测量的。热行星WASP-33 b和KELT-9 b是特别有趣的目标，因为它们是迄今为止发现的最热的行星之一，绕着相对大质量的恒星运行。在这里，我们分别分析了WASP-33 b和KELT-9 b的11年和5年的档案和新数据，以模拟和改进它们的潮汐进动参数。我们的工作证实了WASP-33 b的节点进动，并首次明确检测到KELT-9 b的进动。我们确定WASP-33和KELT-9的引力四极矩分别为$(6.3^{+1.2}_{-0.8})\times10^{-5}$和$(3.26^{+0.93}_{-0.80})\times10^{-4}$。我们估计这两颗行星的岁差周期分别为$1460^{+170}_{-130}$年和$890^{+200}_{-140}$年，它们将分别在$2090^{+17}_{-10}$ ~CE和$2074^{+12}_{-10}$ ~CE年停止凌日。此外，我们调查了这两颗行星的潮汐和轨道演化，这表明高偏心率潮汐迁移的情况是可能产生的系统架构，他们将很可能不会被他们的主机之前，他们的主序列寿命结束吞没。
2022-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
