盘-行星相互作用与 Kepler 多行星系统中周期比的多样性

Kepler 任务正极大地增加已知多行星系统中的行星数量。许多相邻行星的轨道周期比接近共振值，且倾向于大于精确一阶平运动共振所需的值。已有研究表明，这一有趣特征是星-行星潮汐相互作用导致共振行星对轨道圆化的自然结果。然而，该特征在周期大于十天的多行星系统中依然成立，而对于这些系统，潮汐圆化不太可能提供有效的行星轨道发散演化。行星与其母原行星盘之间的引力相互作用则可能提供有效的发散演化。对于嵌入盘中的行星对，我们表明行星与其伴星尾迹之间的相互作用可以逆转会聚迁移，并使周期比显著偏离近共振值。当至少有一颗行星在其轨道周围开辟部分间隙时，由尾迹-行星相互作用导致的发散演化尤为有效。这一机制可能有助于解释 Kepler 多行星系统中包含周期大于约十天的超级地球至亚木星行星的周期比多样性。对于质量足以合并其间隙的行星对，预期也会出现多样性。此时尾迹-行星相互作用的效率大幅降低，但会聚迁移可能停滞于各种周期比，具体取决于共同间隙中的密度结构。我们以 Kepler-46 系统为例对此进行了说明，并重现了 Kepler-46b 和 c 的周期比。