解释热木星半径异常的三种机制的证据
地球与行星天体物理
2021-01-20 v1
摘要
热木星的半径至今仍未完全明了，所有已提出的解释都基于这样一个观点：这些近距离巨行星拥有炽热的内核。我们采用统计方法来研究半径异常问题。我们推断热木星样本的内禀光度，研究其对内部结构的影响，并对哪种机制占主导地位给出约束。我们开发了一个灵活且稳健的层次贝叶斯模型，将系外行星的内部结构与其观测性质相耦合。我们将该模型应用于314颗热木星，推断每颗行星的内禀光度分布，并在种群水平上研究（i）质量-光度-半径分布，以及作为平衡温度函数的（ii）加热效率、（iii）内部温度以及（iv）辐射-对流边界（RCB）气压的分布。我们发现热木星往往具有高内禀光度，从而导致炽热的内核。这对冷却速率有重要影响，我们发现RCB位于低气压处。假设额外加热的最终来源是宿主恒星的辐照，我们说明加热效率服从高斯分布，与先前结果一致。我们在所提出的加热机制背景下讨论我们的发现，并说明欧姆耗散、位温平流和热潮汐与我们从分析中推断出的某些趋势相符，因此这三种模型都能解释观测的某些方面。我们提供了关于热木星内部结构的新见解，并表明基于当前知识，仍难以明确认定驱动半径膨胀的普适机制。
引用
@article{arxiv.2009.04291,
title = {Evidence of Three Mechanisms Explaining the Radius Anomaly of Hot Jupiters},
author = {Paula Sarkis and Christoph Mordasini and Thomas Henning and Gabriel D. Marleau and Paul Mollière},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04291},
year = {2021}
}
备注
27 pages and 12 figures. Accepted in A&A. Source code can be found at https://github.com/psarkis/bloatedHJs and data at https://www.space.unibe.ch/research/research_groups/planets_in_time/numerical_data/index_eng.html