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棕矮星能否在对流恒星的密近轨道上存活

地球与行星天体物理 2016-04-13 v1

摘要

棕矮星横跨行星到恒星物体的质量范围过渡。与系外行星相比,轨道周期小于几年的 FGKM 恒星周围棕矮星伴星相对稀少,但大多数通过凌星和视向速度充分表征的短周期棕矮星伴星发现于F型恒星周围。我们检验了如下假设:棕矮星伴星无法在具有显著对流包层的恒星的密近轨道上存活,因为潮汐和通过磁制动的角动量损失应导致快速的轨道衰减和伴星被迅速吞没。我们使用经典的 Skumanich 型制动定律和恒定时间滞后的潮汐理论,评估棕矮星质量范围内轨道衰减的特征时标作为宿主性质的函数。我们发现,对于给定的轨道周期,F型恒星承载大质量伴星的时间可能显著长于G型恒星,这或许解释了轨道周期小于5天的棕矮星中G型宿主的稀少。另一方面,我们表明,尽管早期M型恒星具有更高效的潮汐耗散和磁制动,其小半径导致轨道衰减时标仅为F型恒星的一半。对于完全对流的后型M矮星,轨道衰减时标可能比F型恒星大几个数量级。对于大于10天的轨道周期,无论宿主质量如何,棕矮星出现率应基本不受潮汐衰减影响。在更近的轨道周期下,大质量伴星的快速吞没可以解释已知凌星棕矮星系统样本中G和K型宿主的缺失。然而,M型宿主的稀少不能仅是潮汐衰减的效应,而可能是样本中的选择效应和/或形成机制的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1602.07098,
  title  = {Can brown dwarfs survive on close orbits around convective stars?},
  author = {Cilia Damiani and Rodrigo Díaz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1602.07098},
  year   = {2016}
}

备注

8 pages, 5 figures, recommended for publication in A&A