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磁性与引力盘 - 星相互作用:前主序恒星自转速率与自旋 - 轨道错位的相互依赖

地球与行星天体物理 2015-06-17 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

存在于宿主恒星附近的气态巨行星可能是原行星星云中大规模径向迁移的结果。在此框架下,此类行星中相当一部分所具有的大轨道倾角可归因于外部力矩使盘偏离其宿主恒星自转轴的扰动。因此,轨道倾角的获取对盘 - 星相互作用的物理机制表现出敏感的依赖性。在此,我们结合盘 - 星角动量转移,分析了类太阳恒星自旋 - 轨道错位的原始激发。我们首先计算恒星前主序阶段的自转演化,考虑了引力收缩和吸积导致的自转加速,以及磁星 - 盘耦合导致的自转减速。我们特别关注吸积过程中的角动量转移,并表明虽然该过程通常次于引力收缩,但其主要受恒星磁场形态控制(即,具有八极主导表面场的恒星吸积的比角动量比偶极主导的恒星小一个数量级)。随后,我们考察了携盘恒星的长期自转轴动力学,考虑了恒星和盘属性的时间演化,并证明在恒星自转不过分快速的系统中,错位更容易被激发。此外,我们表明自旋 - 轨道错位的激发是脉冲式的,通过恒星进动频率与盘力矩频率之间的共振相遇而发生。总体而言,本文开发的模型开辟了一条此前未探索的途径,以统一的方式理解星 - 盘演化及其后果。

关键词

引用

@article{arxiv.1310.2179,
  title  = {Magnetic and Gravitational Disk-Star Interactions: An Interdependence of PMS Stellar Rotation Rates and Spin-Orbit Misalignments},
  author = {Konstantin Batygin and Fred C. Adams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1310.2179},
  year   = {2015}
}

备注

18 pages, 7 figures, accepted to ApJ