Dusty outflows in planetary atmospheres: Understanding "super-puffs" and transmission spectra of sub-Neptunes
“超级泡芙”是指平均密度极低的行星($\lesssim 10^{-1}~{\rm g\ cm}^{-3}$)。由于表面重力较低,扩展大气层很容易在比系统年龄短得多的时间尺度上发生极端的流体动力质量损失(“蒸发”)。更令人困惑的是,据估计超级泡芙的尺度高度为$\sim 3000~{\rm km}$,但最近的观测显示Kepler 51 b和51 d的透射光谱完全平坦。我们研究了一个新的情况下,解释这两个观测:非静态外流($\dot{M}\gtrsim 10^{-10}~M_\oplus~{\rm yr}^{-1}$)的大气,携带非常小的尘埃颗粒($\sim 10~{\rm A}$的大小,$\sim 10^{-2}$的质量分数)到高海拔($\lesssim 10^{-6}~{\rm bar}$)。高海拔地区的尘埃膨胀了观测到的行星过境半径,同时使透射光谱变窄。以前的静态大气模型很难在如此高的海拔地区实现云的升高和光化学烟雾的产生。我们建议通过扩展透射光谱的波长覆盖范围来测试这种情况。如果这是真的,尘埃大气外流可能会影响许多年轻的($\lesssim 10^9~{\rm yr}$),低质量($\lesssim 10~M_\oplus$)系外行星,从而限制了我们研究传输中大气成分的能力,并扩大了观测到的行星过境半径,从而模糊了潜在的质量-半径关系。
2019-02-11 astro-ph.EP
A Featureless Infrared Transmission Spectrum for the Super-Puff Planet Kepler-79d
极低密度行星(“超级喷气式”)是过境行星种群中的一个小而有趣的子集。质量在超地球范围($1-10$ M $_{\oplus}$),半径接近巨行星($>4$ R $_{\oplus}$),它们的大包络可能已经在水雪线之外吸积,许多似乎容易发生灾难性的质量损失。水的存在和质量损失的重要性都可以使用透射光谱来探索。在这里,我们提出了新的HST WFC 3光谱和更新的开普勒过境深度测量的超级喷气开普勒-79d。我们没有检测到任何分子吸收功能的$1.1-1.7$ $μ$ m WFC 3带通和开普勒和WFC 3数据的组合是一致的,与一个平线模型,表明气溶胶在大气中的存在。我们将开普勒-79d的透射光谱的形状与微物理霾模型的预测进行了比较,该模型包含了由于持续质量损失而导致的向外粒子通量。我们发现,光化学烟雾提供了一个有吸引力的解释,观察到的性质,如开普勒-79d,因为它们同时使近红外光谱无特征,并通过移动测量的半径(光学深度单位表面在运输过程中),以降低压力,从而减少推断的包络质量损失率。我们重新审视了更广泛的问题的质量损失率的超级泡芙,发现年龄估计和质量损失率的超级泡芙大多数可以调和,如果烟雾移动光球从通常假设的压力$\sim 10$毫巴到$\sim 10 \; μ$酒吧。
2020-08-19 astro-ph.EP
Transit Depth Variations Reveal TOI-216 b to be a Super-Puff
通过新TESS观测发现TOI-216 b轨道进动导致完全凌星,精确测量其半径为7.84倍地球半径,密度仅0.201 g/cm³,证实其为超级蓬松行星,并揭示其演化受平滑盘迁移驱动。
2023-04-17 astro-ph.EP
The Featureless Transmission Spectra of Two Super-Puff Planets
开普勒任务揭示了一类被称为“超级泡芙”的行星,其质量仅为地球的几倍,但半径大于海王星,使它们的平均密度非常低。所有三个已知的行星围绕年轻的太阳型恒星开普勒51都是超级喷气式飞机。因此,开普勒51系统为比较研究这类神秘行星的结构和大气层提供了机会,这可能会为它们的形成和演化提供线索。我们用哈勃太空望远镜上的宽视场相机3(WFC 3)观测了开普勒51 b和51 d的两次凌日。将新的WFC 3凌日时间与重新分析的开普勒数据和更新的恒星参数相结合,我们确认所有三颗行星的密度都低于0.1 g/cm $^{3}$。我们测量的WFC 3透射光谱在1.15和1.63 $μ$ m之间没有特征,排除了任何大于0.6标度高度的变化(假设H/He占主导地位的大气),因此没有显示出显着的吸水特性。我们将平坦的光谱解释为每个行星上高海拔气溶胶层(压力$<$ 3毫巴)的结果。将这一新结果添加到其他亚海王星行星观察到的平坦光谱集合中,我们发现支持Crossfield和Kreidberg(2017)提出的两个假设之一,即平衡温度较低的行星具有更多的高空气溶胶。我们强烈反对他们的另一个假设,即H/He质量分数驱动大振幅传输特征的出现。
2019-10-28 astro-ph.EP
Exploring Whether Super-Puffs Can Be Explained as Ringed Exoplanets
一个有趣的,不断增长的行星类别是“超级泡芙”,它们的质量半径非常大,因此密度相应地很低($\lesssim0.3\rm\,g\,cm^{-3}$)。这里我们考虑它们是否可以有大的推断半径,因为它们实际上是环形的。这自然可以解释为什么超级喷流到目前为止只显示出无特征的过境光谱。我们发现,这一假设可以在某些情况下工作,但不是所有。超级喷流与其母星的距离非常近,这使得环必须由岩石而不是冰组成。这限制了环的半径,并使得解释开普勒51 b,51 c,51 d和79 d的大尺寸变得具有挑战性,除非环由多孔材料组成。此外,开普勒18d、223d和223e的潮汐锁定时间尺度很短,这意味着这些行星可能旋转得太慢,导致扁率很小,环被它们的母星扭曲。开普勒87c和177c最有可能用环来解释。使用过境模拟,我们表明,测试这一假设需要测光精度约为10 ppm和50 ppm之间,这大致与行星和恒星的半径的比例。最后,我们对最近发现的超级蓬松HIP 41378f进行了总结。
2020-01-29 astro-ph.EP
Puffy Venuses: the Mass-Radius Impact of Carbon-Rich Atmospheres on Lava Worlds
本研究提出“蓬松金星”理论模型,探究富碳大气对熔岩类系外行星质量-半径关系的影响,发现其大气可造成显著半径膨胀,并为两颗低密度系外行星提供了可检验的结构解释。
2024-08-15 astro-ph.EP
A Cold and Super-Puffy Planet on a Prograde Orbit
Princeton University(普林斯顿大学);Pontificia Universidad Católica de Chile(智利天主教 Pontificia 大学);Millennium Institute for Astrophysics(天体物理学千年研究所);Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学);Indiana University(印第安纳大学);Data Observatory Foundation(数据观测基金会);Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所)
发现了一颗密度极低、公转周期长且年轻、具有顺行轨道的超膨胀行星TOI-4507 b。
2025-12-24 astro-ph.EP
Helium in the Extended Atmosphere of the Warm Super-Puff TOI-1420b
本研究通过观测与模拟大质量超级泡芙行星TOI-1420b的氦大气外流,验证了10倍地球质量以上的该类行星可长期保留大气,为其形成与演化机制提供了观测约束。
2024-03-08 astro-ph.EP
Kepler-90: Giant transit-timing variations reveal a super-puff
由行星间引力引起的系外行星凌日时间变化(TTV)可以用来确定行星质量和轨道参数。大多数观测到的TTV是小的,正弦的时间,导致质量和轨道参数之间的简并。在这里,我们报告了Kepler-90 g和Kepler-90 h的TTV分析,它们表现出长达25小时的大TTV。通过优化,我们找到了一个唯一的解决方案,使我们能够约束所有的轨道参数。开普勒90 g和90 h的最佳拟合质量分别是$15.0^{+0.9}_{-0.8}$ $M_{\bigoplus}$(地球质量)和$203^{+5}_{-5}M_{\bigoplus}$,开普勒90 g的表观密度非常低,为$0.15\pm 0.05\, {\rm g\,cm^{-3}}$。轨道参数解的唯一性使得可以进行长期动力学积分,这表明虽然它们的周期接近2:3轨道共振,但它们并没有被锁定在共振中,并且在数十亿年的时间里构型是稳定的。该系统的动力学历史表明,行星的相互作用能够提高偏心率,并打破初始形成后的共振锁定。
2020-11-17 astro-ph.EP
The Super-Puff WASP-193b is On A Well-Aligned Orbit
该研究测量了超级蓬松行星 WASP-193b 的轨道倾角,发现其与恒星赤道良好对齐,并确定其由等量金属和 H/He 组成,表明这类行星的形成路径多样。
2025-02-24 astro-ph.EP
Resonant sub-Neptunes are puffier
本研究发现近共振次海王星的密度显著低于非共振行星,且该差异源于星盘后碰撞导致非共振系统密度增加,表明共振系统是行星诞生时的原型。
2024-06-27 astro-ph.EP
The James Webb Space Telescope NIRSpec-PRISM Transmission Spectrum of the Super-Puff, Kepler-51d
针对超级 puff 行星 Kepler-51d,利用 JWST NIRSpec-PRISM 透射光谱检验其低密度成因,发现其大气可能富含高层霾,或存在倾斜环,并探讨了宿主恒星活动的影响。
2025-05-27 astro-ph.EP
Grain Growth in Escaping Atmospheres: Implications for the Radius Inflation of Super-Puffs
超级喷气式飞机-具有极低体积密度的低质量系外行星-是探索其大气层和形成过程的有吸引力的目标。最近的研究表明,超级喷流的大半径可能是由逃逸大气中夹带的大气尘埃引起的。在这项研究中,我们调查如何尘埃增长逃逸大气和影响过境半径使用晶粒生长的微物理模型。碰撞增长在许多情况下是有效的,导致通过增强的重力沉降阻碍尘埃的向上运输。我们发现,尘埃丰度在外流几乎没有超过马赫数的尘埃生产区。因此,在高层大气中形成的尘埃,比如说$P\lesssim{10}^{-5}$棒,需要发射具有高尘埃丰度的尘埃外流。在足够高的粉尘产生高度和速率下,粉尘流出可将可观测半径提高$\sim$ 2倍或更大。我们认为,光化学烟雾是一个很有前途的候选人高海拔灰尘,可以夹带在外流。我们还计算了合成的透射光谱的超级喷流大气,并表明,尘埃流出产生一个广泛的光谱斜率和模糊的分子特征,与最近报道的无特征光谱。最后,使用内部结构模型,我们认为,大气尘埃可以大大提高可观测的半径,只有在一个狭窄的质量范围内的行星$\sim2$- $5M_{\rm \oplus}$,其中蒸发往往会导致总的大气损失。这也许可以解释为什么尽管光化学烟雾普遍存在,但超级烟雾并不常见。
2021-09-15 astro-ph.EP
HD152843 b & c: the masses and orbital periods of a sub-Neptune and a super-puff Neptune
本研究利用HARPS-N和TESS数据表征了HD 152843系统的两颗行星,发现它们质量相近但半径差异显著,其中c是一颗低密度超蓬松海王星,位于土星谷,是大气表征的关键目标。
2023-10-23 astro-ph.EP
Hot, rocky and warm, puffy super-Earths orbiting TOI-402 (HD 15337)
TESS正在彻底改变对围绕明亮恒星和附近恒星运行的行星的搜索。在第3和第4扇区,TESS观测了TOI-402(TIC-120896927),一颗明亮的V=9.1 K1矮星,也被称为HD 15337,并发现了两个周期为4.76和17.18天,半径为1.90和2.21\的凌日信号,\Rearth。这颗恒星是作为使用HARPS光谱仪径向速度搜索行星的一部分进行观测的,在14年的时间里获得了85次精确的径向速度测量。在本文中,我们分析了HARPS径向速度测量手,以确认这两个信号的行星性质。利用EXOFASTv 2重新分析TESS测光和主星参数,发现TOI-402.01和TOI-402.02的周期分别为4.75642 $\pm$ 0.00021和17.1784 $\pm$ 0.0016天,半径分别为1.70 $\pm$ 0.06和2.52 $\pm$ 0.11\,\Rearth \,(精度分别为3.6和4.2%)。通过分析HARPS径向速度测量,我们发现这些行星都是超级地球,质量为7.20 $\pm$ 0.81和8.79 $\pm$ 1.67\,\Mearth \,(精度11.3和19.0\%),并且在2 $σ$时与零兼容的小偏心率。虽然这两颗行星的质量相当相似,但它们的半径确实不同,使它们位于半径差距的不同两侧。对于TOI-402.01来说,恒星辐射比地球辐射重要160倍,而TOI-402…
2019-07-01 astro-ph.EP
The GAPS Programme at TNG XL: A puffy and warm Neptune-sized planet and an outer Neptune-mass candidate orbiting the solar-type star TOI-1422
我们研究了系外行星候选者TOI-1422 b,它是由TESS太空望远镜在155 pc远的高自行G2 V恒星TOI-1422($V=10.6$等)周围发现的,其主要目标是确认其行星性质并表征其性质。我们用HARPS-N摄谱仪对TOI-1422进行了1.5年的监测,以精确量化其径向速度变化。径向速度测量与TESS光度法一起进行分析,我们还使用AstraLux仪器通过高空间分辨率图像检查混合同伴。我们估计母星的半径和质量分别为$R^*=1.019_{-0.013}^{+0.014} R_{\odot}$和$M^*=0.981_{-0.065}^{+0.062} M_{\odot}$。我们的分析证实了TOI-1422 b的行星性质,并表明在更远的轨道上存在海王星质量的行星,候选TOI-1422 c,这在TESS光变曲线中没有检测到。内行星TOI-1422 b的轨道周期为$P_{\rm b}=12.9972\pm0.0006$天,平衡温度为$T_{\rm eq, b}=867\pm17$ K。它的半径为$R_{\rm b}=3.96^{+0.13}_{-0.11} R_{\oplus}$,质量为$M_{\rm b}=9.0^{+2.3}_{-2.0} M_{\oplus}$,密度为$ρ_{\rm b}=0.795^{+0.290}_{-0.235}$ g cm $^{-3}$,可以被认为是一…
2022-07-08 astro-ph.EP
Linking planetary embryo formation to planetesimal formation I: The impact of the planetesimal surface density in the terrestrial planet zone
行星胚胎的生长时间尺度及其形成过程对于理解行星系的形成和发展具有重要意义。它们决定了拱星盘生命阶段的后续生长机制。我们量化的时间尺度和空间分布的行星胚胎通过碰撞生长和破碎的动态形成的100公里大小的微行星。在我们的研究中,粘性盘演化和星子形成的形成时间尺度与类地行星带行星胚胎的形成有关。我们连接一个一维模型的粘性气体演化,尘埃和卵石动力学和卵石流量调节的星子形成的N体代码LIPAD。我们的框架使我们能够研究的形成,生长,破碎和演化的星子的初始尺寸为100公里的直径为第一个百万年的粘性盘。我们的研究显示了星子表面密度演化对行星胚胎形成的优先位置和时间尺度的影响。提出了一个基于局部星子表面密度演化的一维胚状体形成模型。该模型能够以N体模拟的一小部分计算成本再现行星胚胎的空间分布、形成速率和总数。在类地行星带中,行星胚胎的形成与星子的形成同时发生。局部的星子表面密度演化和行星胚胎在寡头政权的轨道间距以及约束模型行星胚胎的形成分析。我们的胚胎形成模型将是一个宝贵的资产,在未来的研究有关行星形成。
2020-08-24 astro-ph.EP
Planetary Spin and Obliquity from Mergers
在行星间距足够小的行星系中,近距离相遇可能导致行星碰撞/合并或抛出。我们采用数值模拟和解析模型,以统计的方式研究了两颗巨行星合并产物的自旋性质。行星碰撞导致快速旋转的物体和大范围的旋转。我们发现,在典型的两行星散射条件下,并合产物的自旋星等分布$S$和自旋度分布$Θ_{\rm SL}$具有简单的解析形式:$f_{S} \propto S$和$f_{\cosΘ_{\rm SL}} \propto (1-\cos^2Θ_{\rm SL})^{-1/2}$。通过参数研究,我们确定了自旋和密度的解析分布的有效范围。由于行星合并是行星-行星散射的主要结果,对系外行星自旋/自旋特征的观测搜索将对行星系的动力学历史提供重要的约束。
2020-05-15 astro-ph.EP
Properties of the Planetary Caustic Perturbation
微透镜发现的10颗太阳系外行星中只有两颗被行星焦散线探测到,尽管相对于中央焦散线探测到行星的概率更高,中央焦散线已经探测到4颗太阳系外行星。这是因为行星焦散线引起的扰动是不可预测的,因此很难进行战略观测。然而,如果未来进行高节奏的监测调查,大多数行星腐蚀事件,包括自由浮动行星和宽分离行星的事件将被发现。因此,了解行星焦散扰动变得非常重要。在本文中,我们详细研究了行星焦散摄动的图案。从这项研究中,我们发现行星焦散摄动的三个性质。首先,具有相同恒星-行星间距的行星系基本上产生恒定强度的扰动,而不管行星/恒星质量比(q)如何,但每次扰动的持续时间与sqrt{q}成比例。其次,具有相同间距的近距离行星系在两个三角形焦散线之间产生本质上相同的负扰动,无论q如何,但扰动的持续时间与sqrt{q}成比例。第三,对于相同质量比的行星系,随着焦散量的减小,正扰动也随之增强。|log s|,而负扰动减弱。我们估计简并在确定q发生在行星焦散事件。由此,我们发现质量比可以随着q的增加而更精确地确定,|log s|减少。我们还发现,源星通过行星焦散线附近的事件的简并范围通常很窄,因此它不会显着影响q的确定。
2010-09-08 astro-ph.EP
Planetary Core Formation with Collisional Fragmentation and Atmosphere to Form Gas Giant Planets
巨大的行星核心($\sim 10$地球质量)引发快速的气体吸积,形成气体巨行星\rev{such as}木星和土星。我们调查的核心增长和核心的可能性,以达到这样一个关键的核心质量。在后期阶段,行星核心通过与小行星的碰撞而成长。微行星与行星核心的引力相互作用导致微行星的碰撞碎裂,减少了周围微行星的数量,从而减少了最终的核心质量。从小的微行星开始,碎片迅速移动,形成质量较小的核心。然而,行星核心在气体快速吸积之前获得了扩大其碰撞截面的大气。一旦行星核心超过火星质量,大气层就会显著加速核心的生长。我们表明,考虑到碎片和大气的影响,最初大的星子使足够大的核心形成。另一方面,由于大型星子的核心生长缓慢,因此需要一个巨大的磁盘才能使核心在磁盘寿命内充分增长。如果初始星子大小为100\,km的圆盘质量是最小质量太阳星云的10倍,那么在类木行星区域($>5\,$ AU),行星核心的质量可以超过10个地球质量。
2011-06-10 astro-ph.EP
Influence of grain sizes and composition on the contraction rates of planetary envelopes and on planetary migration
行星成长过程中的一个关键阶段是行星核心已经组装好的迁移,但行星还没有打开一个很深的缺口。在这一阶段,行星会经历快速的I型迁移,主要是向内迁移,行星会失去其半长轴的很大一部分。这个阶段的持续时间取决于行星外壳需要收缩多久,直到它达到与行星核心质量相似的质量,这是失控的气体吸积可以开始的时候,行星可以在圆盘中打开一个更深的缝隙,过渡到较慢的II型迁移。这个包层收缩阶段主要取决于行星质量和行星包层内部的不透明度。在这里,我们研究不同的不透明度处方如何影响信封收缩时间,这反过来又如何影响行星迁移通过光盘。我们在模拟中发现,颗粒的大小分布以及颗粒的化学成分对行星在到达失控的气体吸积阶段之前迁移的距离有着至关重要的影响。具有较大晶粒尺寸的晶粒尺寸分布导致生长中的行星向内迁移较少,这是由于更有效的冷却使气体吸积更快。此外,我们发现在贫水环境中形成的行星可以更快地收缩它们的包层,从而减少迁移,这意味着在贫水环境中形成的气体巨星可能比在富水环境中形成的气体巨星更远离它们的中心恒星。未来对行星形成的研究,旨在调查形成的气体巨星的化学成分,需要考虑这些影响的自我一致性。
2021-01-11 astro-ph.EP
A new metric to quantify the similarity between planetary systems - application to dimensionality reduction using T-SNE
行星形成模型现在经常考虑行星系的形成,每个系统都有不止一颗行星。这就提出了如何以方便的方式表示行星系的问题,(例如为了可视化的目的)以及如何定义两个行星系之间的相似性,例如比较模型和观测结果。我们定义了一个新的度量来推断两个行星系之间的相似性,根据属于这些系统的行星的属性。然后,我们比较了行星系的相似性与它们形成的原行星盘的相似性。我们首先定义了一个新的基于混合高斯的度量,然后使用这个度量应用降维技术,以便在二维空间中表示行星系(这应该在高维空间中表示)。这使我们能够研究行星系群体的结构及其与形成行星系的原行星盘特征的关系。我们表明,新的度量可以帮助找到潜在的结构人口的行星系。此外,我们在本文中定义的行星系之间的相似性与这些系统形成的原行星盘之间的相似性相关。最后,我们比较了一组观测到的系外行星的系统间距离的分布,从两个模型中获得的分布:人口合成模型,和一个模型,其中行星系是通过随机挑选合成行星。所观察到的分布示出更接近一个来自人口合成模型比随机系统。
2019-01-28 astro-ph.EP
Global models of planetary system formation in radiatively-inefficient protoplanetary discs
(节略)我们在辐射效率低下的圆盘模型中展示了行星系形成的N体模拟结果,其中正共转扭矩可能会抵消林德布拉德扭矩驱动的低质量行星的快速向内迁移。这项工作的目的是研究的性质,行星系所产生的寡头增长,在这样的磁盘。我们适应常用的水星-6辛积分,包括简单的处方行星迁移(I型和II型),行星大气,提高了由原行星,气体吸积到形成行星核,和气体盘分散的星子吸积的概率。我们进行了一系列的模拟与幂律的表面密度和温度分布的各种磁盘模型,重点是模型中,不饱和的共转扭矩可以驱动原行星向外迁移。在某些模型中,我们考虑到了行星轨道偏心时产生的共转力矩的淬灭。我们的模拟结果中,大约有一半成功地形成了具有广泛质量和半长轴的气体巨行星。我们的结论是,收敛迁移引起的共转力矩操作在行星形成可以提高行星核心的增长率,但这些往往迁移到中央恒星,因为共转力矩饱和。中等质量的行星核心的外移可能导致在距离中心恒星很远的地方形成气体巨行星,类似于最近通过直接成像调查观察到的情况。然而,在寡头增长期间,通过行星-行星散射激发行星偏心率可能会抑制共转扭矩的影响,因此向内迁移是由Lindblad扭矩驱动的。
2011-12-13 astro-ph.EP
Effects of Unseen Additional Planetary Perturbers on Compact Extrasolar Planetary Systems
受开普勒任务发现的大量紧凑的太阳系外行星系的启发,本文考虑了由于可能的额外的外行星的扰动。发现的紧凑系统有时包含多个凌日行星,因此它们的轨道角动量矢量紧密对齐。由于行星轨道容易受到倾角强迫振荡的影响,这些系统高度对齐的性质限制了可能的额外(非过境)行星。如果这些太阳系外围区域的行星有足够大的质量或足够小的半长轴,它们将导致紧凑的内部轨道在凌日配置中振荡。本文考虑了被发现拥有五颗或更多行星的紧凑系统的动力学。为了不干扰这些系统的连续,相互过境的状态,额外的行星同伴通常必须有近星点$p>10$ AU。具体的限制被认为是18个行星系,这是通过边缘化其他轨道参数使用三种不同的选择先验的同伴属性(均匀的前,过境启发前,和非过境盘前)。一个单独的合奏数值实验表明,这些紧凑的系统一般不能包含彗星类似物,而不破坏观测到的轨道。我们还考虑了这些约束如何依赖于系统的属性,并发现行星系的表面密度是最重要的变量之一。最后,我们提供了两个系统,WASP-47和开普勒-20,这种分析提供了有趣的限制的具体结果。
2017-02-24 astro-ph.EP
Planetary Evaporation and the Dynamics of Planet Wind/Stellar Wind Bow Shocks
我们提出了一个新的运动模拟的初步结果,重点是行星风与恒星环境的相互作用,使用自适应网格细化方法。我们已经证实了Stone & Proga 2009的结果,即由于昼夜温差,行星风中会产生方位流结构。我们表明,对地球的回流将发生的强度取决于逃逸参数。当恒星外流包括在内时,我们看到不稳定的头波通过外流与行星风的相互作用形成。
2015-08-04 astro-ph.EP
Robo-AO Kepler Survey IV: the effect of nearby stars on 3857 planetary candidate systems
我们提出的总体统计结果,从Robo-AO开普勒行星候选人调查,包括3857高角分辨率观测行星候选人系统与Robo-AO,自动激光自适应光学系统。这些观测揭示了以前未知的附近恒星与行星候选宿主恒星的混合,这些恒星改变了导出的行星半径,或者可能是天体物理假阳性过境信号的来源。在调查的前三篇论文中,我们在3313颗行星候选宿主恒星周围发现了440颗邻近恒星。在本文中,我们对532颗行星候选宿主星进行了观测,在88颗恒星周围发现了94颗伴星;其中84颗伴星以前没有被高分辨率观测到。我们还报告了Robo-AO以前观察到的715个目标附近的50个更广泛分离的同伴。我们得出修正的行星半径估计的814行星候选人在系统中检测到附近的恒星。如果候选行星绕主星或次主星运行的可能性相等,那么在可能与附近恒星结合的系统中,候选行星的半径估计平均增加了1.54倍。我们发现,35个先前认为的岩石行星候选者可能不是岩石,因为附近恒星的存在。从完整的Robo-AO KOI调查的合并数据集,我们发现14.5 \pm 0.5%的行星候选宿主有一颗4”的附近恒星,而1.2%有两颗附近恒星,0.08%有三颗。我们发现,16%的地球大小,13%的海王星大小,14%的土星大小和19%的木星大小的行星候选人已经发现了附近的恒星。
2018-03-08 astro-ph.EP
Planetary Systems in Star Clusters
在太阳附近,典型的弛豫时间尺度大于宇宙年龄,至少有10%到15%的类太阳恒星具有行星系,行星质量为1000亿颗。相比之下,密集的星团,以频繁的近距离接触为特征,已经发现很少有行星。我们在不同的初始条件下对星团环境中的行星系的动力学稳定性进行了数值模拟。
2015-01-27 astro-ph.EP
Architectures of planetary systems formed by pebble accretion
在行星吸积的模型中,卵石是由尘埃凝结而成,并迅速向中心恒星迁移。微行星可能是在原行星盘的年龄以上,以尚未确定的机制,由卵石连续形成的。与此同时,大型行星胚胎通过积累未合并到星子中的剩余鹅卵石而有效地生长。虽然这个过程被称为卵石吸积,为巨行星核心的形成提供了一条新的有希望的途径,但通过这个过程形成的行星系的结构仍然难以捉摸。在本文中,我们使用基于粒子的混合代码,我们尽可能精确地实现大多数关键的物理效应的行星系的形成进行模拟。我们改变了原行星盘的大小,湍流粘性,卵石的大小,星子的形成效率,和星子的初始质量分布。我们的模拟结果表明,如果微行星的初始尺寸为$100$ km或更小,它们首先通过相互碰撞生长。一旦微行星的尺寸达到$\sim$ 1000 km,它们就通过卵石吸积有效地生长。如果在一个大的原行星盘中,来自外部区域的卵石供应持续很长一段时间,行星胚胎变得足够大,开始失控的气体吸积,导致气体巨行星。我们的模拟表明,像我们这样的行星系是由具有中等高湍流粘度的原行星盘形成的。如果气盘的湍流粘性足够低,行星会在气盘中打开一个缺口,甚至在跑道气体吸积开始之前就停止了卵石的吸积。这样一个圆盘产生了一个行星系,其中有几个海王星大小的行星。
2018-04-16 astro-ph.EP
Architectures of Planetary Systems and Implications for their Formation
多普勒行星搜索显示,许多巨行星的轨道靠近它们的主恒星或在高度偏心的轨道上。这些和随后的观测激发了行星形成的新理论,这些理论引用了多行星系统中的引力相互作用来解释轨道偏心率甚至短周期巨行星的激发。最近,美国宇航局的开普勒任务已经确定了300多个具有多个过境行星候选者的系统,其中包括许多潜在的岩石行星。这些系统中的大多数包括多个行星,其轨道和大小在地球和海王星之间。这些系统代表了另一种新的和意想不到的行星系,并提供了一个机会,以测试理论发展,解释性质的巨型系外行星。目前,我们对这种行星系的了解有限,主要是关于它们的大小和轨道周期。随着开普勒长期、几乎连续监测的出现,凌日时间变化(TTV)方法已经发展成为一种新技术,用于表征数百颗行星相互行星摄动的引力效应。TTV可以提供行星质量、密度和轨道的精确(但复杂)约束,即使是对于具有微弱宿主恒星的行星系。在未来的几年里,天文学家将把TTV观测转化为对低质量行星的行星系的形成和轨道演化越来越强大的约束。在TTV、改进的多普勒巡天、高对比度成像活动和微透镜巡天之间,天文学家可以期待在未来十年内更好地了解行星形成。
2014-04-11 astro-ph.EP
The Period-Ratio and Mass-Ratio Correlation in Extra-Solar Multiple Planetary Systems
利用166个多行星系中太阳系外行星的轨道周期和质量数据,研究了相邻行星对的周期比和质量比。周期比和质量比之间的相关性得到证实,并发现有一个相关系数为0.5303,99%的置信区间(0.3807,0.6528)。通过与蒙特卡罗模拟合成样本的分布进行比较,揭示了行星间相互作用对多个行星系中相邻行星对形成的影响。
2015-01-15 astro-ph.EP
Planetary mass function and planetary systems
对于绕恒星运行的行星,行星质量函数不应该被看作是恒星质量函数的低质量扩展,但是一个适当的形式主义需要考虑到行星种群的统计特性与它们各自的宿主恒星的特性相关联的事实。这可以通过微分行星质量-半径-轨道函数来描述行星的数量来解释,该函数与具有特定性质的行星和恒星质量函数一起可以导出任何考虑样本的所有统计数据。这些基本功能为比较不同观测技术和活动产生的统计数据提供了一个框架,这些技术和活动都有其非常具体的选择程序和检测效率。此外,最近的引力微透镜运动和恒星径向速度调查的结果表明,行星倾向于聚集在系统中,而不是成为各自母星的孤独孩子。虽然在一个观测系统中,行星的多样性随着几颗行星的探测而变得明显,但其定量评估却面临着排除更多行星存在的挑战。目前的系外行星样本开始给我们人口统计的第一个线索,而行星参数空间的图片在其完整的复杂性要求的样本是2-4个数量级更大。然而,为了获得有意义的统计数据,行星探测活动需要以这样一种方式设计,即应用定义明确的完全确定性的目标选择,监测和探测标准。引力微透镜的概率性质使这项技术成为所有遇到的挑战和不确定性的一个说明性例子。
2010-09-23 astro-ph.EP
Resonant Excitation of Planetary Eccentricity due to a Dispersing Eccentric Protoplanetary Disk: A New Mechanism of Generating Large Planetary Eccentricities
我们提出了一种新的机制,产生大的行星偏心率。这种机制适用于行星在其同伴原行星盘的内腔中。具有内部截断的大质量盘可能由于与气体冷却相关的非绝热效应而变得偏心,并且可以在长寿命的相干进动偏心模式中保持其偏心率;当盘分散时,当行星和盘具有相同的拱点进动率时,内部行星将与偏心盘发生长期共振;然后,当系统经历共振时,行星的偏心率被激励到大值。在这项工作中,我们解决了偏心模式的一个模型盘广泛的质量。然后,我们采用一个近似的长期动力学模型来计算“行星+分散盘”系统的长期演化。在我们的计算中,这颗行星的偏心率很大(在0.1到0.6之间),尽管它的盘偏心率很小($\lesssim0.05$)。这种偏心率激发可以理解为与“行星+盘”偏心率本征态的演化相关的模式转换("避免交叉“)现象。
2022-11-14 astro-ph.EP
Pairwise Tidal Equilibrium States and the Architecture of Extrasolar Planetary Systems
目前的观测表明,行星形成过程通常会产生多个行星系统,它们的轨道接近圆形,间距规则,倾角范围很窄,并且行星质量相似,数量级为$m_{\rm p}\sim10M_\oplus$。受观测样本的启发,本文确定了这类太阳系外行星系的潮汐平衡态。我们首先考虑两个行星系统与固定的轨道间距和可变的质量比。本文探讨的基本猜想是,行星形成过程将分配行星质量,以达到最低能量状态。由此产生的最小能量配置-受到恒定角动量的约束-对应于被限制在一个平面内的圆形轨道,具有几乎相等的行星质量(如观察到的)。然后,我们推广的治疗,包括多个行星系统,其中每个相邻的行星对达到其(本地)潮汐平衡态。观测到的行星系的性质接近于这种成对平衡构型的预期性质。相反,观察到的系统不存在于全局最小能量状态。本文的平衡态和观测到的多行星系统(行星在规则间隔的轨道上质量几乎相等)都具有$σ\propto r^{-2}$形式的有效表面密度,比大多数盘模型陡得多。
2019-07-01 astro-ph.EP
On the multiple generations of planetary embryos
为了简单起见,全球行星形成模型往往从一组初始的行星胚胎开始。虽然这种方法对最初胚胎的进化提供了有价值的见解,但最初的分布本身就是一个大胆的假设。将自己限制在初始分布可能会忽略在所述初始分布之前或之后的基本物理。我们希望研究动态行星胚胎形成对行星系形成的影响。所提出的框架开始于气体,尘埃和鹅卵石的初始盘。对盘的演化、星子的形成和行星胚胎的形成进行了一致的模拟。胚胎然后通过卵石、星子和最终的气体吸积生长。行星盘相互作用和N体动力学与其他同时生长的胚胎包括在框架中。我们发现,行星的形成可以发生在多个连续的阶段。早期的恒星通过卵石的吸积而变得巨大,但会经历快速的I型迁移,从而吸积到恒星上。后来形成的胚胎通过星子吸积成长为更小的质量,因为盘中的鹅卵石数量已经消失。行星系的形成历史可能比胚胎的初始分布所能反映的要复杂得多。行星胚胎的动态形成需要在全球行星形成模型中加以考虑,以便对系统演化有一个完整的了解。
2022-02-03 astro-ph.EP
A Hybrid Mechanism Forming a 2:1 Librating-Circulating Resonant Configuration in the Planetary System
在两颗巨行星不同的迁移过程中,可能形成不同的共振构型。研究表明,HD 128311和HD 73526行星系参与了2:1的平均运动共振,但不参与拱点共转,因为其中一个共振参数在动力学演化过程中循环。在本文中,我们探讨了潜在的机制,形成2:1的图书馆循环共振配置。在行星形成的后期,小行星和行星胚胎之间的碰撞和散射是经常发生的。因此,在我们的模型中,我们考虑的是两颗巨星和几颗类地行星的行星结构。我们发现,碰撞或散射事件在动力学演化的早期阶段可以影响陷入共振的配置。一颗中等大小的类地行星的行星-行星散射,或者在一个拥挤的行星系中较小行星的多重散射,都可以改变共振构型。此外,碰撞或合并可以改变巨行星的质量和位置,这也对形成动力学演化过程中的共振位形起着重要作用。在这个意义上,图书馆循环共振配置更有可能形成的散射和碰撞的混合机制。
2010-03-05 astro-ph.EP
A population of planetary systems characterized by short-period, Earth-sized planets
我们分析了来自美国宇航局开普勒任务的第1-17季度数据发布24(Q1-Q17 DR 24)行星候选目录的数据,特别是将具有单个凌日行星的系统与具有多个凌日行星的系统进行比较,并确定了具有必然不同系统架构的系外行星的不同种群。这样的结构可能表明它们相对于典型的开普勒系统在进化史上的一个不同分支。这些行星系的主要特征是一个孤立的,地球大小的行星,大约一天的轨道周期。我们估计,在我们检查的144个系统中,至少有24个(>~17%)属于这一群体。考虑到探测效率,这样的行星系出现的频率与热彗星相似。
2016-10-11 astro-ph.EP
MOA-2015-BLG-337: A Planetary System with a Low-mass Brown Dwarf/Planetary Boundary Host, or a Brown Dwarf Binary
我们报告了短时间尺度二元透镜微透镜事件MOA-2015-BLG-337的发现和分析。这个透镜系统可能是一个质量非常低的行星系,位于棕矮星/行星质量边界附近,或者是一个棕矮星双星。我们发现了两个相互竞争的模型,解释了观测到的光变曲线与伴侣/主机质量比的q~0.01和~0.17,分别。从最佳拟合行星模型中有限源效应的测量,我们发现一个相对小的爱因斯坦角半径θ_E ~ 0.03mas,这有利于低质量透镜。我们进行贝叶斯分析,以获得透镜属性的概率分布。行星模型的结果强烈依赖于假设质量函数中的最小质量M_min。总的来说,透镜系统有两种解:(1)一个棕矮星/行星质量边界天体被一个超海王星(M_min=0.001 M_sun的行星模型)环绕;(2)一个棕矮星双星(双星模型)。如果行星模型是正确的,该系统可能是一类新的行星系,具有较低的主机质量和行星之间的质量比(q <0.03)。这一事件的发现对于研究极低质量天体的行星形成具有重要意义。此外,重要的是要考虑所有可行的解决方案,在这些类型的模棱两可的事件,以便在未来的全面统计分析的行星/双微透镜事件。
2018-07-24 astro-ph.EP
Analysis of radial velocity variations in multiple planetary systems
对多个太阳系外行星系的研究有机会通过探测相互扰动来获得行星质量和轨道倾角的约束。对精确径向速度测量的分析可能会揭示这些行星与行星之间的相互作用,并对这种行星系产生更准确的看法。与一般的数据建模问题一样,径向速度数据系列的拟合具有一组未知参数,其参数导数必须通过回归方法和不确定性的估计来确定。在本文中描述的算法,帮助计算这样的衍生物的情况下,行星摄动不被忽略。在HD 73526、HD 128311和HD 155358的行星系上演示了该算法的应用。除了与径向速度分析相关的功能外,该算法的实际实现还包含计算每个行星的空间坐标、速度和重心坐标的功能。这些功能有助于联合分析多个凌日行星系、凌日时间和/或持续时间的变化,或主恒星自行也被测量的系统,涉及高精度天体测量。与上述问题相关的实际实施具有使此类调查变得相当简单有效的功能。
2010-05-27 astro-ph.EP
The effect of core formation on surface composition and planetary habitability
一个分化的行星地幔的熔融生产力主要由其铁含量控制,而铁含量本身近似于行星的核心质量分数(CMF)。在这里,我们表明,估计系外行星的CMF允许强大的预测的厚度,成分和矿物学的衍生地壳。这些预测的地壳成分允许限制放置在表面和深层行星内部之间的挥发性循环,与可居住的行星表面的演变的影响。具有大型类地CMF($\geq$ 0.32)的行星将呈现出薄壳,无法有效地将地表水和其他挥发物输送到下面的地幔中。相比之下,具有较小CMF($\leq$ 0.24)和更高,类似火星的地幔铁含量的岩石行星将发展能够稳定含水矿物的厚壳,这可以有效地将挥发物隔离到行星内部,并在与演化相关的时间尺度上去除表面水。核心形成的程度对随后的行星表面环境有着深远的影响,并可能为寻找可居住的类地系外行星提供额外的限制。
2021-04-21 astro-ph.EP
Dust Settling and Rapid Planetary Migration
行星迁移对于解释观测到的系外行星质量-周期关系至关重要。如果没有某种阻止机制,行星和它们的气体盘之间的潮汐共振相互作用通常会导致行星向内迁移,以至于它们在气体盘的寿命($\sim $ 1 - 3 Myrs)内陷入宿主恒星。我们研究行星迁移的分析计算的迁移率和时间内自洽计算,辐射加热盘周围的M星,其中包括尘埃沉降的影响。我们发现,尘埃沉降降低光盘的温度,并提高了中平面的气体密度。这种不可避免的圆盘结构的演化加速了低质量天体的I型行星迁移,最高可达2倍。我们还研究了灰尘沉降对间隙开口质量和II型迁移的影响,发现间隙开口质量减少了2倍,II型迁移变慢了2倍。虽然尘埃沉降可以在一定程度上缓解更大质量行星的行星迁移问题,但低质量行星和行星核心的更快迁移需要一个强大的减速机制。
2010-12-01 astro-ph.EP
Stellar Characterization Necessary to Define Holistic Planetary Habitability
在系外行星领域,有一条真理是“要了解行星,就必须了解恒星。“这涉及到恒星的物理性质(即质量、半径、光度、年龄、多重性)、活动和磁场,以及可用作行星组成代表的恒星元素丰度。在本白皮书中,我们讨论了在即将到来的地面和空间任务中需要注意的重要恒星特征,以便可以理解它们的过程,并与行星的存在相关联,或者代替直接的行星观测。
2019-04-01 astro-ph.EP
Semi-analytical model for the dynamical evolution of planetary system II: Application to systems formed by a planet formation model
本文改进半解析模型以处理质量、半长轴和轨道间距差异更大的行星系统,并通过行星种群合成结果验证其能准确再现最终质量分布和轨道结构,从而降低行星形成模拟的计算成本。
2025-07-05 astro-ph.EP
Planetary atmospheres Through Time: Effects of Mass Loss and Thermal Evolution
本文研究行星大气质量损失如何受热流体动力学逃逸与非热动力学效应共同驱动,揭示质量损失率对行星和恒星参数的复杂依赖,从而解释行星大气演化路径的多样性。
2024-02-21 astro-ph.EP
A possible correlation between planetary radius and orbital period for small planets
对于半径小于4 R_Earth的行星,我们认为存在着行星半径与轨道周期之间的相关性。使用开普勒的数据,我们发现的相关系数为0.5120,并建议的相关性是不是仅仅由调查不完整。虽然相关系数可能会根据统计分析而变化,但相关性的统计显著性是稳健的。进一步的分析表明,这种相关性源于两个因素。一个似乎是两个量之间的中间周期(3-100天)的幂律依赖关系,另一个是在短周期内缺乏半径大于2 R_地球的行星。这种相关性可能为小行星形成理论和理解行星系的动力学演化提供重要的约束。
2015-10-15 astro-ph.EP
Theory of planet formation and comparison with observation: Formation of the planetary mass-radius relationship
行星质量-半径图是一个观测结果,对于理解行星形成具有重要意义。我们提出了一个更新版本的行星形成模型的基础上的核心吸积范式,它允许计算行星的半径和光度在整个形成和演化的行星。我们首先用它研究木星的形成,并与前人的工作进行比较。然后,我们进行行星人口合成计算,得到一个合成的质量半径图,我们与观察到的比较。除了膨胀的热爆星,这只能用与它们接近恒星有关的额外机制来解释,我们发现观察到的和合成的质量半径图的一般形状很好地吻合。这种形状可以用核心吸积模型的基本概念来理解。
2011-02-21 astro-ph.EP
Modeling star-planet interactions in far-out planetary and exoplanetary systems
从主恒星流出的磁化风塑造了行星和系外行星的磁层,决定了其影响的程度。我们进行了三维(3D)可压缩磁流体动力学(MHD)模拟磁化恒星风和行星磁层之间的相互作用,对应于一个遥远的恒星-行星系统,有和没有行星偶极磁场。我们确定的途径,导致形成一个动态的稳态磁层,并发现磁重联在这个过程中起着根本性的作用。结果表明,磁尾的磁能密度在夜侧大于昼侧,磁尾的动态性相对较强。磁尾重联事件被认为与恒星风等离子体注入到内磁层有关。我们进一步研究磁层的极端倾斜角度保持在角度的例子,天王星和海王星。由于行星场反转期间的极性偏移,高偶极磁场也可能显现。我们发现,全球磁层重联网站的变化,大的行星偶极子磁场和更复杂的电流片结构的产生。我们讨论了这些发现的影响注入行星际物质和高能粒子到内磁层,极光活动和磁层无线电发射。这项研究对于探索太阳系和外太阳系中的恒星行星相互作用具有重要意义。
2018-12-19 astro-ph.EP
Can planetary rings explain the extremely low density of HIP 41378f?
凌日行星周围存在的环可能会导致其半径被高估,如果质量已知,则会导致其密度被低估。我们采用贝叶斯框架表明,异常低密度($\sim$ 0.09 g cm ${^{-3}}$)的过境长周期行星HIP $\,$ 41378 $\,f$可能是由于存在不透明的环行星。考虑到我们采用的模型先验和K2任务的数据,我们发现环形行星情景的统计证据与行星情景的统计证据相当。环形行星的解表明行星的密度更大,为$\sim$ 1.23 $\,$ g $\,$ cm $^{-3}$,与天王星相似。它的环延伸到行星半径的1.05到2.59倍之间,并以$\sim$ 25 $^\mathrm{o}$的角度倾斜。未来对HIP $\,$ 41378 $\,f$的高精度凌日观测将是确认/排除行星环存在的必要条件。
2020-02-26 astro-ph.EP
Planetary systems and real planetary nebulae from planet destruction near white dwarfs
我们认为,潮汐对白矮星(WD)附近的类地行星和冰行星的破坏可能会导致一个或多个低质量的类地行星和更轻的行星在WD周围的紧密轨道上形成。新WD行星系统的形成始于母行星在潮汐半径约为1Rsun附近的潮汐分裂为星子。当半径小于100公里时,内部的应力使微行星免于进一步的潮汐分裂。我们推测,星子然后结合在一起,形成新的亚地球的女儿行星在几个太阳半径周围的WD。更大质量的含氢行星为WD提供了新的核燃料,使其重新成为星巨星。一些氢将在一个大的气囊中膨胀。包层吹出风,形成星云,稍后(在整个包层丢失后)被热WD电离。我们把这个来自行星的发光电离星云称为真正的行星状星云(RPN)。这是对来自行星的子行星(DPP)和RPN方案的初步研究,具有推测性质。接下来必须进行更详细的研究,以确定所建议的情景是否真的能够发生。
2015-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The multi-planet system TOI-421 -- A warm Neptune and a super puffy mini-Neptune transiting a G9 V star in a visual binary
我们报告发现了一个温暖的海王星和一个热的亚海王星过境TOI-421(BD-14 1137,TIC 94986319),一个明亮的(V=9.9)G9矮星在一个视觉双星系统中观察到的TESS空间任务在部门5和6。我们进行了地面后续观测--包括LCOGT凌日测光、NIRC 2自适应光学成像以及FIES、CORALIE、HARPS、HIRES和PFS高精度多普勒测量--并证实了TESS团队宣布的16天凌日候选者的行星性质。我们发现了一个额外的径向速度信号,其周期为5天,这是由于系统中存在第二颗行星引起的,我们还发现它会经过它的主星。我们发现内部的迷你海王星TOI-421 b的轨道周期为Pb =5.19672 +- 0.00049天,质量为Mb = 7.17 +- 0.66 Mearth,半径为Rb = 2.68+0.19-0.18 Rearth,而外部的温暖海王星TOI-421 c,周期Pc =16.06819 ± 0.00035天,质量Mc = 16.42+1.06-1.04 Mearth,半径Rc = 5.09+0.16-0.15 Rearth,密度rho_c =0.685+0.080-0.072 g cm-3。这颗内行星(rho_b=2.05+0.52-0.41 g cm-3)的特征使其被归入超级膨胀的迷你海王星的有趣类别。TOI-421 b和TOI-421 c被发现非常适合于大气表…
2020-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Preliminary Analysis of Planetary Characteristics, Dynamics, and Climates from the Systems Alliance Planetary Survey Catalogue
在发现卡戎中继器和随后的第一次接触战争之后的几十年里,人们对由普罗米修斯质量中继器连接的行星的人口知之甚少。了解这些系统的性质以及它们与我们银河系中更广泛的行星系统有何不同,对于人类在更广泛的银河系中继续居住以及我们对普罗thean文明的理解至关重要。是什么因素促使他们选择行星系统?通过描述这些系统,我们可以窥视普罗米修斯的社会和文化,并推断出促使他们在银河系扩张的偏好。在这项研究中,我们对系统联盟行星调查中记录的系统进行了广泛的分析,研究了它们的动力学稳定性,轨道特性和有人居住的世界的气候。我们发现,联盟的数据是不一致的行星系统动力学的现代理解,以及我们的理解地球一样的气候动力学。我们认为这部分是由于联盟的安全相关数据混淆,部分是由于Protheans的真实偏好。
2021-04-01 astro-ph.EP physics.pop-ph
Photothermal Spectroscopy for Planetary Sciences: A Characterization of Planetary Materials in the Mid-IR
本文通过实验室测量月球和火星土壤相关颗粒材料,建立O-PTIR测量数据库并与FTIR吸收光谱对比,证明O-PTIR可用于行星表面原位材料识别。
2024-11-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Magnetic Fields of Extrasolar Planets: Planetary Interiors and Habitability
木星的无线电辐射与其行星尺度的磁场有关,航天器的调查显示,大多数行星和一些卫星都有或曾经有一个全球性的磁场。由内部发电机产生的磁场是限制行星内部性质的少数遥感手段之一。对于地球来说,它的磁场被推测是其可居住性的部分原因,而太阳系外行星的磁场的知识可能是评估其可居住性所必需的。木星和其他太阳系行星的无线电发射是由电子回旋脉泽产生的,探测太阳系外行星的电子回旋脉泽将能够测量太阳系外行星的磁场。这份白皮书大量借鉴了W。M.凯克空间研究所的报告《行星磁场:行星内部和可居住性》(拉齐奥、史考尼克、哈利南等人),它结合了在美国天文学会专题会议“行星可居住性的无线电探索”上讨论的主题,它补充了天体生物学科学战略白皮书“太阳系以外的生命:空间天气及其对可居住世界的影响”(Airapetian等人),它涉及到NASA天体生物学战略中讨论的行星磁场的各个方面。
2018-03-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Dynamics of Planetary Ejection
Yale University(耶鲁大学);University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);The Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Univ. Bordeaux(波尔多大学)
本文综述行星抛射的四种机制及相关预测,指出当前及未来微引力透镜观测可检验现有模型、区分抛射机制,以揭示恒星环境中系外行星的种群级结构。
2026-08-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Long-Term Dynamical Evolution of Planetary Systems
本章从理论和观测两个角度讨论了行星系的长期动力学演化。我们首先讨论发生在我们自己的太阳系内的行星与行星的相互作用。然后,我们描述这种相互作用在更紧密的包装行星系。随着行星间相互作用的增强,一些系统变得动态不稳定,导致强烈的碰撞,最终导致行星的喷射或碰撞。在讨论了所涉及的基本物理过程之后,我们考虑这些相互作用如何应用于太阳系外的行星系,并探索所观测到的系统所提供的约束。残留星子盘的存在会导致行星迁移,从而引起共振交叉引起的不稳定性;然而,这样的盘也可以稳定行星系。一个行星系拥挤的诞生环境可能会产生重大影响:近距离接触和双星伴星可能会破坏系统的稳定,或塑造它们的特性。在双星的情况下,Kozai机制可以将行星放置在极偏心的轨道上,这些轨道可能会在以后旋转产生热彗星。
2013-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR