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发现一颗与内行星系统错位的类木行星 HD 73344

地球与行星天体物理 2025-01-14 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

我们基于 27 年径向速度观测,报告了一颗类木行星 HD 73344 d(md=2.550.46+0.56 MJm_{d}=2.55^{+0.56}_{-0.46}\ \mathrm{M_{J}}ad=6.700.26+0.25a_{d}=6.70^{+0.25}_{-0.26} AU,ed=0.180.12+0.14e_{d}=0.18^{+0.14}_{-0.12})的发现。HD 73344 还拥有一个致密的内行星系统,包括一颗凌日亚海王星 HD 73344 b(Pb=15.61 daysP_{b}=15.61\ \mathrm{days}rb=2.880.07+0.08 Rr_{b}=2.88^{+0.08}_{-0.07}\ \mathrm{R_{\oplus}})和一颗非凌日的土星质量行星(Pc=65.936 daysP_{c}=65.936\ \mathrm{days}mcsinic=0.360.02+0.02 MJm_{c}\sin{i_c}=0.36^{+0.02}_{-0.02}\ \mathrm{M_{J}})。通过分析 TESS 光变曲线,我们确定了恒星自转周期为 9.03±1.39.03\pm{1.3} 天。结合恒星光谱中的 vsiniv\sin{i_*} 测量,我们推导出恒星倾角为 63.616.5+17.4 deg63.6^{+17.4}_{-16.5}\ \rm{deg}。此外,结合径向速度和 Hipparcos-Gaia 天体测量加速度,我们表征了外巨行星的三维轨道,并约束其与最内侧凌日行星之间的相互倾角为 46<ΔIbd<134 deg (1σ)46 <\Delta I_{bd}< 134\ \rm{deg}\ (1\sigma)20<ΔIbd<160 deg (2σ)20 <\Delta I_{bd}< 160\ \rm{deg}\ (2\sigma),强烈不支持共面结构。我们的解析计算和 N 体模拟表明,两颗内行星彼此强烈耦合,并沿巨行星的轨道轴共同经历节点进动。在节点进动期间,内行星轨道倾角随时间振荡,从而相对于恒星自转轴发生错位。此类系统的形成表明存在行星-行星散射或原行星盘内、外组分之间错位的历史。即将到来的 Gaia DR4 发布将揭示更多类似 HD 73344 的系统,并能够在统计层面研究具有内、外行星系统混合的外行星系统的扁平度。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.09614,
  title  = {Discovery of a Jupiter Analog Misaligned to the Inner Planetary System in HD 73344},
  author = {Jingwen Zhang and Lauren M. Weiss and Daniel Huber and Jerry W. Xuan and Michael Bottom and Benjamin J. Fulton and Howard Isaacson and Mason G. MacDougall and Nicholas Saunders},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09614},
  year   = {2025}
}

备注

21 pages, 12 figures, accepted by AJ. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2407.21377