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关于热木星恒星倾角趋势的潮汐起源

地球与行星天体物理 2014-07-22 v2

摘要

关于两类热木星种群(即轨道与其宿主恒星自转轴不对齐的种群和良好对齐的种群)是源于两种迁移通道还是两种潮汐重对齐机制,目前仍存在争议。在此,我证明了行星在其恒星上激发的平衡潮汐可以解释三种观测到的自转 - 轨道对齐趋势:绕冷恒星运行的热木星的对齐轨道、逆行行星的行星质量截止值,以及冷宿主恒星旋转频率按行星质量的分层现象。第一种趋势可能是由强磁制动与弱磁制动(Kraft 断裂)引起的,而非恒星对流包层与整个恒星的重对齐。第二种趋势可能源于参与潮汐重对齐的有效恒星转动惯量较小,使得大质量逆行行星能够部分重对齐变为顺行。第三种趋势归因于较高质量行星更有效地抵消制动从而加速其恒星自转。热恒星和冷恒星都需要较小的有效恒星转动惯量参与潮汐重对齐,例如与内部弱耦合的外层。我通过蒙特卡洛模拟证明,该模型可以匹配观测到的天球投影不对齐角分布和恒星旋转频率分布。我讨论了从倾角推断热木星迁移机制的影响,并强调即使是热恒星也不构成原始样本。

关键词

引用

@article{arxiv.1405.1735,
  title  = {On the tidal origin of hot Jupiter stellar obliquity trends},
  author = {Rebekah Dawson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1735},
  year   = {2014}
}

备注

ApJL, in press. Submitted April 10, 2014; accepted June 6, 2014. Plots and results same as previous version but qualitative explanations revised for clarity to use first/second time derivative of misalignment instead of cross/dot product