GJ 436热海王星系中未见过的外部摄动体的观测和动力学约束

亚木星沙漠中的热海王星为了解行星系统演化提供了独特的见解，保留了塑造其现今架构的动力学过程印记。这些行星中有许多表现出极地轨道，但导致恒星自转轴与行星轨道法线之间这种错位的机制仍有争议。GJ 436 b是极少数同时具有极地轨道和偏心轨道的热海王星之一，因此保留了可能已被潮汐圆化抹去的动力学印记。我们研究了GJ 436不寻常的轨道架构，探索由遥远伴星诱导的von Zeipel-Lidov-Kozai迁移作为解释GJ 436 b现今轨道的机制。利用约20年的存档径向速度测量数据和来自Hipparcos-Gaia加速度目录的天体测量数据，我们在$2\sigma$置信水平下将GJ 436系统中一个潜在伴星约束到$a_{c}<5.4$ AU（对于$m_{c}>0.05$ $M_{Jup}$）和$a_{c}<64$ AU（对于$m_{c}>24$ $M_{Jup}$），提供了迄今为止最严格的约束。我们进一步进行了三体层次长期模拟，以确定哪些伴星构型能在观测约束的参数空间内再现GJ 436 b的现今轨道。我们的动力学建模倾向于在$a_\mathrm{c} \gtrsim 6.8$ AU轨道上的亚木星质量，表明存在一个亚恒星摄动体。这些观测和动力学约束可以指导未来的伴星搜索，并阐明极地轨道上热海王星沙漠行星的形成机制。