迁移进入伴星陷阱:双星中多行星系统的瓦解
地球与行星天体物理
2015-09-16 v1
摘要
双星中的大多数系外行星系统属于 S 型,由一颗或多颗行星围绕主星运行,并伴有一个宽距的双星伴星。足够倾斜的双星轨道对单颗行星的引力强迫可通过 Kozai-Lidov(KL)不稳定性引发行星偏心率和轨道倾角的大幅振荡。KL 循环曾被用来解释:行星轨道的大偏心率;近距热木星族;以及偏心双星系统中的逆行行星轨道。然而,几种扰动可以通过诱导快速的近心点进动来抑制 KL 不稳定性,这种进动能稳定所有倾角的圆轨道:这些扰动可能来自一颗木星质量的行星、一个巨大的残余盘或广义相对论进动。事实上,多行星 S 型系统中的相互引力扰动可以足够强,从而赋予其轨道平面一定的动力学刚性。在此,我们提出一种由抑制 KL 循环的同一因素所驱动的、更新且更快的过程。行星扰动使行星偏心率和倾角能够发生长期振荡,也称为 Laplace-Lagrange(LL)本征模。与残余星子盘的相互作用可使行星发生迁移,导致 LL 模周期的漂移,这可能使一个或多个 LL 模与双星轨道运动发生共振。其结果可能是剧烈的,从激发大的偏心率和相互倾角到系统完全瓦解。双星共振驱动不需要特殊的物理或初始条件,具有普遍性,可能深刻改变了许多 S 型多行星系统的结构。它还可能降低宽距双星中多行星的出现率,并影响近距双星中的行星形成。
引用
@article{arxiv.1509.04620,
title = {Migration into a Companion's Trap: Disruption of Multiplanet Systems in Binaries},
author = {Jihad R. Touma and S. Sridhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04620},
year = {2015}
}
备注
The published version of the paper in compliance with Nature's embargo policy is available at http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature14873