Kozai机制诱导的系外行星高轨道偏心率

系外行星最显著的特性之一是其高轨道偏心率。观测表明，至少20%的这些行星，包括一些具有特别高偏心率的行星，正在绕宽双星系统的一个子星运行。遥远双星伴星的存在会对行星的轨道产生显著的长期摄动。特别是，在高相对倾角下，行星会发生大幅度的偏心率振荡。这种所谓的“Kozai机制”在非常远的距离上有效，其振幅纯粹取决于相对轨道倾角。在本文中，我们探讨以下简单问题：假设每个探测到巨行星的宿主恒星也都有一个（可能不可见的，例如亚恒星）遥远伴星，且轨道参数和质量分布合理，那么长期摄动能在多大程度上重现观测到的行星偏心率分布？我们的计算表明，Kozai机制持续产生大量具有非常高（e > 0.6）和非常低（e < 0.1）偏心率的行星。观测样本中近圆形轨道的缺乏不能仅用Kozai机制解释，因为即使在足够高的倾角下，当存在其他在长期时间尺度上竞争的轨道摄动源（如广义相对论）时，Kozai机制通常也无法产生显著的偏心率摄动。另一方面，Kozai机制可以产生许多高偏心率的轨道。事实上，我们模型中观察到的高偏心率过度产生，可以与合理的圆化机制（例如，残余气体的摩擦）相结合，以产生更多的中等偏心率（e=0.1-0.6）。