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GYRE-tides:针对 WASP-12 测试案例的数值非绝热潮汐计算

太阳与恒星天体物理 2025-11-25 v1 地球与行星天体物理

摘要

我们利用 GYRE-tides 代码对 WASP-12 系统的潮汐演化进行直接数值计算。WASP-12b 是一颗轨道周期为 1.1 天的热气牛星,绕一颗略老化的 F 型恒星运行,其观测到的轨道衰减率 P˙orb/Porb3.2Myr1|\dot{P}_{\rm orb}/P_{\rm orb}| \approx 3.2\,\mathrm{Myr}^{-1} 为星际潮汐耗散提供了强约束。我们确认,当前实现的线性潮汐(包括辐射耗散和对流耗散)尚不足以再现观察到的 inspiral 时间尺度。尽管如此,我们基于 MESA 恒星模型中完全非绝热受迫振动的计算,得到的耗散率与之前的半解析和绝热估计相符,确认了数值框架的稳健性。作为唯一开源且活跃维护的能够计算行星系统轨道演化的工具,GYRE-tides 为 WASP-12 及未来应用提供了基准计算。我们的结果验证了 GYRE-tides 作为分析结合辐射和对流耗散的工具,并表明观察到的衰减率需要潮汐耗散在或接近完全阻尼 regime 中才能实现,这可能通过非线性耗散实现。这些贡献还可以通过我们工具计算 radiative-convective 边界处的波动功率来评估。GYRE-tides 提供了一个开源框架,用于计算短周期系外行星系统中的潮汐耗散,包括预计在即将到来的罗马任务中显示轨道衰减的众多系统。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.18769,
  title  = {Numerical Non-Adiabatic Tidal Calculations with GYRE-tides: The WASP-12 Test Case},
  author = {Meng Sun and Richard H. D. Townsend and Hongbo Xia and Jifeng Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.18769},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 5 figures, 1 table, accepted for publication in ApJL