倾斜轨道上热木星的潮汐演化

潮汐摩擦被认为在确定短周期系外行星系统的长期自旋-轨道演化中至关重要。利用潮汐摩擦轨道平均效应的简单模型，我们研究了潮汐作用下倾斜轨道上近距离行星的演化。通过包含制动力矩的简化方程组的相平面分析，我们分析了包含恒星磁制动的影响。发现包含磁制动是重要的，忽略它可能导致截然不同的系统历史。然后，我们展示了潮汐演化方程的数值积分结果，发现必须考虑轨道和自转元素的耦合演化，包括恒星和行星两者的耗散，才能准确模拟演化。我们积分的主要结果是，对于典型的热木星，潮汐摩擦使恒星自旋与轨道对齐的时间尺度与导致轨道衰减的时间尺度相似。这意味着，如果观测到一颗行星是对齐的，那么它很可能是在共面中形成的。这强调了Rossiter-McLaughlin效应观测在确定凌星系外行星系统自旋-轨道对齐程度方面的重要性。我们将这些结果应用于XO-3系统，并约束了该系统中恒星和行星的潮汐品质因子Q'。利用一个模型，其中惯性波由潮汐强迫在外部对流包层中激发并由湍流粘性耗散，我们计算了一系列F型星模型的Q'，发现它在这类恒星中变化很大。这意味着假设所有恒星都适用同一个Q'可能是错误的。我们提出了一种解释，说明WASP-12 b和OGLE-TR-56 b的幸存，归因于恒星中的弱耗散。