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多行星系统中的碎屑盘:我们的推断是否受 unseen 行星干扰?

地球与行星天体物理 2020-02-05 v1

摘要

已分辨碎屑盘特征(如翘曲、偏移、边缘与缝隙、方位不对称、径向增厚环、标高)包含关于底层行星系统的宝贵信息,例如所假设行星的质量、半长轴及其他轨道参数。大多数现有模型假设单颗行星在塑造盘特征,但近期对成熟行星系统(如由视向速度巡天或 \textit{Kepler})的观测揭示许多行星居于多行星系统中。在此我们研究当系统中存在多颗行星时,由单行星模型推断的行星性质是否及如何被干扰。对每个盘特征,我们构建一个双行星模型,包含一颗参数固定的行星 b 和一颗参数取全部可能范围的行星 c。我们研究这些双行星系统,并总结在哪些构型下假设单颗行星(即行星 b)会导致对该行星性质的严重错误推断。我们发现,尽管盘特征通常主要由单颗行星主导,但使用单行星模型时,在极端情况下我们有将行星性质误解达数个数量级的风险。具体而言,由盘翘曲误解行星性质的风险高;由盘边缘与缝隙、径向增厚环及标高特征误解的风险中等;由宿主恒星-盘中心偏移与方位不对称误解的风险低。我们总结了可从盘形态差异推断需使用多行星模型而非单行星模型的情形。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.04355,
  title  = {Debris Disks in Multi-Planet Systems: Are Our Inferences Compromised by Unseen Planets?},
  author = {Jiayin Dong and Rebekah I. Dawson and Andrew Shannon and Sarah Morrison},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04355},
  year   = {2020}
}

备注

24 pages, 20 figures, revised in response to referee report