共轨行星星座：马蹄形动力学、长期稳定性、凌星时刻变化及作为 SETI 信标的可能性
地球与行星天体物理
2023-04-20 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
共轨系统包含两个或多个围绕行星或恒星共享同一轨道的天体。最广为人知的共轨系统类型是蝌蚪型（两个天体的角分离围绕相距 的 L4/L5 拉格朗日点振荡）和马蹄型（两个天体周期性交换轨道能量，在共转参考系中描绘出马蹄形轨迹）。在此，我们使用 N 体模拟探索多行星马蹄型系统的参数空间。我们展示了多达 24 颗等质量、地球质量的行星可以在 1 au 处共享同一轨道，遵循相邻行星发生马蹄形振荡的复杂模式。我们探究了马蹄星座的动力学，表明它们可保持稳定达数十亿年，甚至在其恒星的主序后演化过程中持续存在。通过充分观测，它们可凭借大振幅、相关的凌星时刻变化被识别。鉴于其长寿性与奇异的轨道构型，马蹄星座可能代表潜在的 SETI 信标。
引用
@article{arxiv.2304.09209,
title = {Constellations of co-orbital planets: horseshoe dynamics, long-term stability, transit timing variations, and potential as SETI beacons},
author = {Sean N. Raymond and Dimitri Veras and Matthew S. Clement and Andre Izidoro and David Kipping and Victoria Meadows},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.09209},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 10 figures. Published in MNRAS. YouTube playlist with animations of horseshoe constellation systems here: https://www.youtube.com/playlist?list=PLelMZVM3ka3F335LGLxkxrD1ieiLJYQ5N . Blog post here: https://planetplanet.net/2023/04/20/constellations-of-co-orbital-planets/