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通过共振锁定阻尼热木星宿主星的自转 - 轨道倾角

地球与行星天体物理 2024-05-03 v2

摘要

当绕较热恒星运行时,热木星通常相对于其宿主星的赤道平面具有高度倾斜的轨道。相比之下,绕较冷恒星运行的热木星则更为对齐。此前试图解释恒星自转 - 轨道倾角与有效温度之间相关性的尝试均存在问题。我们展示了共振锁定——即行星轨道与恒星重力模(g 模)的耦合——如何解开这一谜题。拥有辐射核的较冷恒星,其 g 模频率更有可能因核心氢燃烧而显著增加。共振锁定中的强频率演化驱动了强潮汐演化;锁定到轴对称 g 模会阻尼半长轴、偏心率,并且正如我们首次展示的那样,还会阻尼自转 - 轨道倾角。在较冷恒星周围,热木星会演化为自转 - 轨道对齐,并可能避免被吞噬。较热恒星缺乏辐射核,因此保留了先天性的自转 - 轨道不对齐。我们专注于与轴对称模的共振锁定,用简单的物理解释补充我们的技术结果,并表明非轴对称模也能阻尼自转 - 轨道倾角。文中还定量讨论了关于潮汐激发模耗散和共振锁定失效的遗留问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.05616,
  title  = {Damping Obliquities of Hot Jupiter Hosts by Resonance Locking},
  author = {J. J. Zanazzi and Janosz Dewberry and Eugene Chiang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05616},
  year   = {2024}
}

备注

23 pages, 15 figures, includes new material on non-linear mode couplings, accepted to ApJ Letters