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一颗轨道对齐的极矮星环绕 M 矮星,以及巨行星、褐矮星和双星中的轨道倾角模式

地球与行星天体物理 2026-04-13 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

恒星轨道倾角是追踪束缚系统动力学演化的关键诊断工具——从巨行星和褐矮星到恒星双星——揭示这些不同群体是否共享类似的演化历史。在此,我们报告了首个双 M 矮星系统的轨道倾角测量,通过 Rossiter-McLaughlin 效应确定。主星 TOI-5375 (M=0.62±0.02MM_\ast=0.62\pm0.02\,M_\odot) 的自转轴与其低质量恒星伴星 (Mc=84.8±1.5MJM_c=84.8\pm1.5\, M_JP=1.72\rm P=1.72 天) 的轨道良好对齐,投影轨道倾角为 λ=13.513.8+12.4\lambda=-13.5_{-13.8}^{+12.4}\,^{\circ},真实三维轨道倾角为 ψ=37.513.4+10.6\psi=37.5_{-13.4}^{+10.6}\,^{\circ}。该结果表明该系统要么以原始对齐构型形成,要么经历了潮汐重新对齐。我们进一步研究了巨行星、褐矮星和双星中的轨道倾角模式。结果表明,在巨行星中观察到的一些轨道倾角趋势在后两类更高质量群体中也 tentative 地出现:1) 良好对齐的轨道倾向于围绕较冷的宿主恒星 (Teff6250KT_{\rm eff}\leq 6250\,\text{K}) 找到;2) 宽轨道 (a/R10a/R_\ast\geq 10) 的伴星 predominantly 对齐;3) 在任何伴星类别中,轨道倾角与轨道偏心率之间均未显示出显著相关性。通过对 λ|\lambda| 用双分量高斯分布建模,我们发现双星和褐矮星的低 λ|\lambda| 分量比巨行星更集中于零附近,而褐矮星和双星的高 λ|\lambda| 分量由于样本量小仍不明确。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.06595,
  title  = {An Aligned Very-Low-Mass Star Orbiting an M dwarf and Obliquity Patterns Across Giant Planets, Brown Dwarfs, and Binary Stars},
  author = {Tianjun Gan and Alexandrine L'Heureux and Étienne Artigau and Charles Cadieux and René Doyon and Neil J. Cook and Shude Mao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06595},
  year   = {2026}
}

备注

14 pages, 5 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJL