恒星自转历史对近距行星潮汐演化的影响
地球与行星天体物理
2015-06-05 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
我们研究了恒星自转速率的演化如何通过恒星 - 行星潮汐相互作用影响近轨道行星，并受其反作用。为此，我们采用标准的平衡潮汐模型，计算了绕类太阳恒星和 0.1 M\odot M 型矮星运行的单行星的轨道演化。我们测试了两种恒星自转演化剖面：一种具有快速初始自转（P=1.2 天），另一种具有慢速初始自转（P=8 天）。我们还测试了改变恒星和行星耗散、行星质量及初始轨道半径的影响。结论：潮汐演化使得区分绕快速自转恒星或慢速自转恒星运行的极近距行星的早期行为成为可能。恒星的早期自转加速使得绕快速自转者运行的近距行星能够在早期演化中幸存。对于绕 M 型矮星运行的行星，在早期演化中幸存意味着在 Gyr 时间尺度上存续；而对于类太阳恒星，自转减速会导致木星型行星在晚期发生并合。鉴于本研究，我们可以说，根据行星当前的位置来区分一种自转演化与另一种是非常困难的。除非我们能观测到某些过去演化的标记，否则几乎不可能区分这两种截然不同的自转剖面，更不用说中间状态的自转剖面了。尽管如此，仍可从完全对流的 M 型矮星周围行星的统计分布中得出一些结论。然而，如果潮汐演化在其历史晚期导致并合，这也可能导致恒星在晚龄期出现明显的自转加速，从而可能存在自转迅速的老恒星。这提出了更好地限定恒星年龄的问题。
引用
@article{arxiv.1207.2127,
title = {Effect of the stellar spin history on the tidal evolution of close-in planets},
author = {Emeline Bolmont and Sean N. Raymond and Jeremy Leconte and Sean P. Matt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.2127},
year = {2015}
}