环系外卫星：带环系外卫星的起源、动力学与光变曲线特征
地球与行星天体物理
2021-12-07 v1
摘要
近年来，探测系外行星周围卫星与环的技术与理论研究均已展开。卫星与行星间微小的质量/尺寸比使得这一目标极具挑战性，目前仅有一个系外行星系统可能存在探测到系外卫星的可行性（即 Kepler-1625b i）。本工作中，我们研究带环系外卫星的动力学演化，因其与 Cronus（希腊神话中的 Saturn）及 Chronos（时间之化身）相似而称之为“cronomoons（环月）”，并追踪它们在其宿主行星上产生的凌星时刻变化（TTV）与凌星时长变化（TDV）。Cronomoons 拥有延展的环系，使其在宿主恒星前凌星时显得比实际更大。我们探索了可能导致此类卫星环形成的不同可能情形，并通过研究其尘埃与冰环粒子的动力学/热力学稳定性及寿命，发现孤立的 cronomoon 可存活足够长的时间尺度以供探测与后续观测。若此类天体存在，cronomoons 的环将呈现类似于土星卡西尼缝及小行星带柯克伍德缝的空隙，但由宿主行星引起的共振所抬升。最后，我们在本工作框架下分析 Kepler-1625b i 案例，发现这一颇具争议的巨型卫星可能实为一颗地球质量的 cronomoon。从理论角度看，此情形有助于更好地解释当前与未来观测中的潜在现象学。
引用
@article{arxiv.2112.02687,
title = {Cronomoons: origin, dynamics, and light-curve features of ringed exomoons},
author = {Mario Sucerquia and Jaime A. Alvarado-Montes and Amelia Bayo and Jorge Cuadra and Nicolás Cuello and Cristian A. Giuppone and Matías Montesinos and J. Olofsson and Christian Schwab and Lee Spitler and Jorge I. Zuluaga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02687},
year = {2021}
}
备注
Accepted to MNRAS. See a Twitter thread at @MarioSucerquia. Press release: http://www.npf.cl/ 14 pages, 11 figures