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K2-138中的六行星共振链?

地球与行星天体物理 2023-08-21 v1

摘要

K2-138系统拥有六颗行星,并因其独特的动力学结构而成为有趣的案例研究。其五颗内行星接近一条3/2二体平均运动共振链,而最外侧天体(行星 {\it g})明显脱离,与其最近邻的平均运动比为 nf/ng3.3n_f/n_g \sim 3.3。我们表明,mgm_g 的轨道实际上与由关系 2ne4nf+3ng=02n_e - 4n_f + 3n_g = 0 刻画的一阶三行星共振(3P-MMR)一致,并且这是首次在多行星系统中发现纯一阶3P-MMR并与其当前动力学结构相关联。适当的行星质量值使得能够追溯系统从初始被俘获于六行星链(其中 nf/ngn_f/n_g 处于3/1共振)到因恒星年龄期间的潮汐相互作用而达到当前构型的动力学历史。共振偏移随半长轴的增大,以及其在 nf/ngn_f/n_g 上的大值,可由平均运动比平面中纯三行星共振的斜率来解释。当最内对因潮汐效应被拉开时,这些三体组以类似\textit{缩放仪}的方式沿这些曲线向外滑动。考虑到 mgm_gmfm_f 质量相近,发现对3P-MMR的俘获出奇地稳健,并且同样效应也可能存在于其他致密行星系统中。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.09588,
  title  = {A Six-Planet Resonance Chain in K2-138?},
  author = {M. Cerioni and C. Beaugé},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09588},
  year   = {2023}
}