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潮汐内部重力波耗散在星-行星系统中的观测特征

地球与行星天体物理 2026-04-07 v2

摘要

潮汐相互作用在靠近星体-行星系统的轨道演化中发挥着关键作用。潮汐的诸多表现形式包括行星轨道迁移、打破共振链、潮汐加热、轨道圆化、自转-轨道对齐以及星体和行星自转同步。在本研究中,我们聚焦于星体内部重力波的耗散。我们考察了两种机制:具有辐射核的星体中的波动破碎以及具有对流核的星体中的磁性波转换。应用这些过程的潮汐模型,我们展示了 TOI-2458 和 GJ 504 两种星体的增强自转可由前一次吞噬热行星所致的重力波耗散所解释。 Furthermore, 我们表明观察到的热行星样本可分为两个互异的亚样本:那些尚不足以进行重力波耗散的年轻系统,以及正在进行重力波耗散的系统。这两个亚样本 exhibit 明显不同的轨道周期分布:年轻系统呈均匀分布,而年老系统在短轨道周期处显示急剧下降。我们采用人口合成方法成功地再现了年老热行星样本的主要特征,这些特征源自较年轻系统的分布。根据我们的估计,在质量范围为 [0.7,1.5] MM_{\odot} 的主序星中,最多有 13% 的星体曾经拥有热行星而随后被其吞噬。我们的结果凸显了内部重力波耗散在塑造热行星系统轨道结构中的关键作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.03723,
  title  = {Observational imprints of tidal internal gravity wave dissipation in star-planet systems},
  author = {Yaroslav A. Lazovik and Adrian J. Barker},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.03723},
  year   = {2026}
}

备注

23 pages, 23 figures. Accepted for publication in MNRAS