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追踪星-行星磁相互作用:以Kepler-78为例

地球与行星天体物理 2019-09-04 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

过去几十年中,人们一直在紧凑系外系统中寻找星-行星磁相互作用(SPMI)的观测证据。事实上,处于近距离轨道的行星可以与其宿主恒星发生磁连接,并引导携带着大量能量的阿尔文波朝向中心恒星。SPMI的强度和 temporal 调制主要由宿主恒星的磁拓扑和行星的轨道特征决定。因此,SPMI信号可随恒星自转周期、行星轨道周期或两者的复杂组合被调制。因而SPMI的探测必须依赖多历元、多波长的观测活动。我们提出一种刻画SPMI的新方法,并将其应用于Kepler-78——一颗拥有8.5小时轨道周期超级地球的晚G型星。我们利用塞曼-多普勒成像观测到的恒星大尺度磁拓扑对Kepler-78的日冕进行建模。我们表明,Kepler-78b的近距离使得相互作用能引导高达几 kW m⁻²的能量通量密度朝向中心恒星。我们显示该通量足够大,可在如Hα等经典活动示踪物中被探测到。尽管如此,它仍太弱而无法解释\citet{Moutou2016}观测到的调制。我们进一步展示了如何预测如Kepler-78等观测系统中SPMI信号的时间调制。因此,本文提出的方法论为更密集、针对性的观测活动铺平了道路,这将使得在紧凑星-行星系统中恰当辨识SPMI成为可能。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.01020,
  title  = {Chasing star-planet magnetic interactions: the case of Kepler-78},
  author = {A. Strugarek and A. S. Brun and J. -F. Donati and C. Moutou and V. Réville},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.01020},
  year   = {2019}
}

备注

16 pages, 11 figures, 2 tables, accepted for publication in The Astrophysical Journal