潮汐形变对行星相曲线的影响

随着系外行星观测精度的持续提升，探测细微效应以更全面地刻画系外行星已成为可行。一个显著例子是超热木星被其宿主恒星的潮汐形变，其探测可深入揭示行星内部结构。本工作中，我们通过提出一种在相曲线中考虑潮汐形变的简单方法，拓展了先前关于凌星光变曲线形变建模的研究。行星形状建模为径向形变第二流体 Love 数 $h_{2f}$ 的函数。我们表明潮汐形变的影响在行星整个轨道上都显现，因其投影面积随相位变化，从而相较凌星能更好地在相曲线中探测行星形状。比较不同天基仪器对形变的效应与可探测性，我们发现形变效应在红外观测中更为显著，因其相曲线振幅最大。对形变行星（如 WASP-12b）的单次 JWST 相曲线观测可实现高达 17$\sigma$ 的 $h_{2f}$ 测量，而仅凌星观测为 4$\sigma$。如此高精度的 $h_{2f}$ 测量可将行星核质量限制在全质量的 19% 以内，从而提供前所未有的内部结构约束。由于光学相曲线振幅较低，其他仪器依观测相曲线数量提供 $\leq4\sigma$ 的 $h_{2f}$ 精度。我们还发现，与凌星中探测不同，从红外相曲线探测形变受临边昏暗不确定性影响更小。最后，在分析形变行星相曲线时采用球对称性假设会导致若干系统参数偏差。