低质量恒星系统中的系外卫星宜居性与潮汐演化

在母星宜居带（HZ）内发现系外行星，引发了关于在宜居带内绕行星运行的大质量卫星宜居性的疑问。在低质量恒星周围，宜居带比类太阳恒星周围近得多。对于处于此类宜居带中的行星-卫星双星系统，恒星的邻近迫使卫星必须近距离绕行星运行以保持引力束缚。在这些条件下，潮汐加热、畸变力矩和恒星扰动效应成为系外卫星宜居性的重要考量因素。利用一个同时考虑动力学和潮汐相互作用的模型，我们对低质量恒星（$\lesssim 0.6\ M_{\odot}$）宜居带内系统的系外卫星演化进行了计算研究。我们表明，质量 $\lesssim 0.2\ M_{\odot}$ 的矮星无法在恒星宜居带内拥有宜居的系外卫星，因为卫星内部会产生极端的潮汐加热。根据宿主行星的质量及其在宜居带中的位置等因素，来自中心恒星的扰动可能在宜居带内直至 $\approx 0.5\ M_{\odot}$ 质量的恒星周围继续产生有害影响。除了加热问题外，由潮汐和自旋畸变引起的力矩可能导致卫星相对较快地向内螺旋坠落。因此，在数量最丰富的恒星类型周围的宜居带内，巨行星的卫星不太可能拥有宜居表面。在潮汐加热强度较低的情况下，恒星扰动可能通过促进长期加热并可能扩展系外卫星的宜居带，对系外卫星的宜居性产生积极影响。