恒星结构、演化与自转对系外行星自转-轨道角潮汐阻尼的影响

近距离巨行星是否能够原地形成,若不能,又是何种机制导致了它们的迁移,目前仍存在争议。检验迁移理论的可观测手段之一是恒星赤道面与轨道面之间夹角的当前值,该夹角被称为倾角。在主要迁移机制结束后,由于潮汐和磁制动的共同作用,倾角和半长轴会继续演化。在已知的短周期系统中,观测到的有效温度与测量投影倾角之间的相关性已被视为这些机制正在发挥作用的证据。我们的目标是构建一个改进的倾角潮汐演化模型,该模型包含圆轨道偏移系统的动力学潮汐的所有分量。该模型考虑了恒星在演化过程中结构和自转的剧烈变化,及其对潮汐耗散效率的影响。对于每种模式,我们对对流层中的频率平均耗散采用了解析公式,该公式仅依赖于恒星全局参数和自转。对于典型的热木星轨道构型,倾角的阻尼时间尺度通常比半长轴短得多。潮汐演化的最终结果对初始条件也非常敏感:根据行星轨道角动量与恒星自转角动量的初始比值,木星质量行星要么被迅速摧毁,要么被转移至更远的轨道。然而我们发现,在其他条件相同的情况下,具有薄对流带的低质量恒星周围的倾角演化并不比具有厚对流带的恒星更慢。相反,我们发现质量更大的恒星在整个主序阶段始终保持为较快自转者,从而产生更高效的耗散。