从动力学角度探讨巨蟹座55星系统中的额外行星

已知有五颗行星围绕巨蟹座55星运行。最近发现的行星f位于0.78 AU（Fischer等人，2008年），处于先前确定的一个稳定带的内边缘，该稳定带将三颗内侧行星与位于5.9 AU的行星d分隔开。在此，我们通过一系列n体积分，绘制了行星f和d之间轨道空间的稳定性图，这些积分包含一颗假设的、尚未发现的行星g，其径向速度振幅为5 m/s（行星质量=0.5-1.2倍土星质量）。我们发现一个从0.9 AU延伸到3.8 AU、偏心率低于0.4的大范围稳定区。对于每个系统，我们量化了在假设行星g的摄动下，探测到行星b-f当前轨道的概率，以进一步约束额外行星的质量和轨道。我们发现，大的摄动与行星f和d的特定平均运动共振（MMR）相关。我们表明，两个MMR，即3f:1g（行星g和f之间的1:3共振）和4g:1d，不能包含行星g。2f:1g MMR不太可能包含质量大于约20倍地球质量的行星。3g:1d和5g:2d MMR可以包含共振行星，但共振位置受到强烈限制。3f:2g、2g:1d和3g:2d MMR则发挥稳定作用，可以包含共振行星。此外，我们表明，稳定区实际上可能包含2-3颗额外行星，如果每颗质量约为50倍地球质量。最后，我们表明，任何位于行星d外侧的行星必须位于10 AU之外。