一种利用非同步系外行星系统约束潮汐品质因数的新方法

Takato Tokuno; Akihiko Fukui; Takeru K. Suzuki

一种利用非同步系外行星系统约束潮汐品质因数的新方法

地球与行星天体物理 2024-07-26 v2 太阳与恒星天体物理

作者: Takato Tokuno , Akihiko Fukui , Takeru K. Suzuki

摘要

我们提出了一种新方法，用于从观测到的非同步恒星 - 行星系统中约束潮汐品质因数 $Q'$ ，该系统由一颗缓慢旋转的低质量恒星和一颗近距离木星型行星组成，同时考虑了由于潮汐相互作用和磁制动导致的恒星自转与行星轨道的协同演化。基于动力系统理论，此类系统从快速旋转机制出发的角动量协同演化轨迹，在 $\Omega_\mathrm{orb}$ -- $\Omega_\mathrm{spin}$ 平面上显示出一个禁戒区域的存在，其中 $\Omega_\mathrm{spin}$ 和 $\Omega_\mathrm{orb}$ 分别表示恒星自转和行星轨道的角速度。该禁戒区域主要由潮汐相互作用的强度决定。通过将单个恒星 - 行星系统的 ( $\Omega_\mathrm{orb},\Omega_\mathrm{spin}$ ) 与该禁戒区域进行比较，我们可以独立于系统的演化历史来约束潮汐品质因数。将此方法应用于恒星 - 行星系统 NGTS-10 -- NGTS-10 b，得出 $Q' \gtrsim 10^8$ ，从而对潮汐力矩给出了严格的上限。由于这一结果无法用先前针对非同步恒星 - 行星系统的理论预测来解释，因此我们的结果要求存在能够抑制此类系统中潮汐相互作用的机制。

关键词

潮汐品质因数非同步系统恒星 - 行星相互作用潮汐耗散协同演化磁制动动力系统理论 NGTS-10 b

引用

@article{arxiv.2403.07375,
  title  = {A Novel Method to Constrain Tidal Quality Factor from A Non-synchronized Exoplanetary System},
  author = {Takato Tokuno and Akihiko Fukui and Takeru K. Suzuki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.07375},
  year   = {2024}
}

备注

21 pages, 10 figures, 5 tables, accepted to ApJ

一种利用非同步系外行星系统约束潮汐品质因数的新方法

摘要

关键词

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