动力学孤立热地球的起源

近期在对 Kepler 行星候选体目录数据的分析中，识别出了一类独特的行星系统群体，其中包含动力学孤立的、轨道周期 $P_\mathrm{orb}\sim 1\,$day 的地球大小行星。我们认为，这些天体可能代表了巨行星的残余岩石内核，这些巨行星以高偏心率轨道到达恒星附近，并在越过各自的洛希极限 (RLs) $a_\mathrm{R,p}$ 后迅速被剥离气态包层。在这一图景中，$P_\mathrm{orb}\gtrsim1\,$day 的天体主要是“早期”内核，源自初始近星点距离 $a_\mathrm{per,0}\le a_\mathrm{R,p}$ 的行星；它们具有较高的初始偏心率，但在内核暴露后其轨道经历了快速的潮汐圆化。相比之下，$P_\mathrm{orb}\lesssim 1\,$day 的天体主要是“晚期”内核，源自 $a_\mathrm{per,0}>a_\mathrm{R,p}$ 的行星；这些行星经历了向半径 $>a_\mathrm{per,0}$ 的轨道圆化，但最终通过潮汐轨道衰减到达 $a_\mathrm{R,p}$。该图景自然地解释了热地球的空间分布及其推断出现率与热木星的相似性，并且与在轨道周期-行星质量平面上用高偏心率行星迁移至 RL 附近来解释所谓亚木星沙漠的观点很好地吻合。