热木星的膨胀与收缩：已知凌星行星的潮汐与热演化耦合
地球与行星天体物理
2009-09-28 v1
摘要
我们使用一个耦合了轨道-潮汐与热演化的行星演化模型，研究了近距离巨行星的半径演化。针对45个凌星系统，我们从初始半长轴和偏心率的大相空间出发，计算了向前时间方向上的大量冷却/收缩路径。给定当前时间某颗行星的观测约束（半长轴、偏心率、系统年龄），我们找到了符合这些约束的可能演化路径，并将计算出的半径与观测结果进行比较。我们发现潮汐演化有两个效应。首先，行星在演化开始时处于更大的半长轴，使它们在更早时期能更有效地收缩。其次，当轨道正在圆化时，潮汐加热可以显著膨胀半径，但此后这种对半径的影响是短暂的。通常，轨道的圆化之前会经历一个半长轴缓慢减长的长时期。我们通过耦合模型能够重现的一些先前半径过大且无法解释的系统包括HAT-P-7、HAT-P-9、WASP-10和XO-4。这使得我们能够匹配半径的行星数量从24颗（共45颗）增加到标准情况下的多达35颗，但对于其中一些系统，我们需要在围绕当前半径膨胀时期的特定时间点对其进行观测。这对于将潮汐膨胀作为解释大多数膨胀半径的通用机制的可行性是一个问题。此外，大的初始偏心率必须很常见。我们还研究了具有偏心率下限（可能由扰动体引起）的模型演化。在此情景下，我们匹配了WASP-12b的极大半径。（摘要删节）
引用
@article{arxiv.0907.1268,
title = {Inflating and Deflating Hot Jupiters: Coupled Tidal and Thermal Evolution of Known Transiting Planets},
author = {N. Miller and J. J. Fortney and B. Jackson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.1268},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 14 figures, 2 tables, Accepted for publication in ApJ