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利用膨胀的年轻行星、被忽视的内行星及非零初始 $\Delta$ 放大共振排斥

地球与行星天体物理 2025-02-05 v1

摘要

围绕成熟(约 50 亿年)主序星的大多数多行星系统是非共振的。即使是近共振的行星对,在一阶平均运动共振(MMR)附近仍显示出相对于完美周期公度性 1-2% 的正偏差(Δ\Delta)。由偏心率潮汐引起的共振排斥是最早被提出来解释观测到的正 Δ\Delta 的机制之一。然而,推断出的潮汐耗散速率通常快得难以置信(约化潮汐品质因子 Qp10Q_p^\prime \lesssim 10)。在这项工作中,我们尝试用三个先前被忽略的效应来放大偏心率潮汐。1) 行星在年轻时往往处于膨胀状态。2) 类 Kepler 行星很可能形成于盘内边缘的共振链,被忽视的内行星可能对整个系统的潮汐耗散有所贡献。3) 盘迁移将行星捕获到具有非零初始偏差 Δ\Delta 的一阶 MMR 中,从而降低了所需的耗散量。我们证明,即使考虑了所有这三种效应,QpQ_p^\prime 也只能被放大一个数量级左右,仍然低于太阳系行星的 QpQ_p^\prime 值。因此,仅凭偏心率潮汐无法完全解释观测到的 Δ\Delta 分布。其他效应,如倾角潮汐、星子散射、膨胀的盘内边缘、盘湍流、发散相遇以及动力学不稳定性,必定共同促使行星脱离一阶 MMR。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.01903,
  title  = {Amplifying Resonant Repulsion with Inflated Young Planets, Overlooked Inner Planets, and Non-zero Initial $\Delta$},
  author = {Yuancheng Xu and Fei Dai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.01903},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 5 figures, accepted to AAS Journals