利用哈勃空间望远镜1998年数据研究HR 8799 b、c、d的轨道运动：对倾角、偏心率和稳定性的约束
地球与行星天体物理
2011-10-10 v1
摘要
HR 8799 是目前唯一通过直接成像探测到的多行星系统，有四颗巨行星围绕这颗年轻的晚期 A 型恒星在较大距离上运行。轨道运动为该系统稳定性及可能的形成机制提供了线索。动力学研究还可以对行星质量提供约束，这有助于校准演化模型。然而，测量轨道运动是一项非常艰巨的任务，因为长周期轨道（50–500 年）需要长时基线和高精度天体测量。本文研究了利用哈勃空间望远镜（HST）NICMOS 星冕仪于 1998 年获得的 HR 8799 档案数据集中的三颗行星 HR 8799b、c 和 d。通过对 LOCI 算法的仔细优化，实现了对全部三颗行星的探测。本工作确认了先前对行星 b 的天体测量结果，并首次探测和测量了 c 和 d 的天体测量数据。这些 HST 图像与 2008 年的发现图像提供了十年的基线，因此现在为约束它们的轨道运动提供了独特的机会。近期对该系统的动力学研究表明，存在少数涉及平运动共振的可能稳定解，其中 c 和 d 之间的相互作用起主要作用。我们研究了这些稳定情形（1d:1c、1d:2c 或 1d:2c:4d）中的少数几种与新 HST 天体测量数据的兼容性。在 1d:2c:4b 平运动共振的假设下，我们的最佳轨道拟合接近先前针对三行星系统识别的稳定解，涉及行星 d 的低偏心率（ed = 0.10）和系统的中等倾角（i = 28.0 deg），假设系统共面、b 和 c 为圆轨道，且周期比为精确整数共振。在这些假设下，我们可以对系统倾角（27.3 – 31.4 deg）和 d 的偏心率（ed < 0.46）给出强约束。
引用
@article{arxiv.1110.1382,
title = {Orbital Motion of HR 8799 b,c, d using Hubble Space Telescope data from 1998: Constraints on Inclination, Eccentricity and Stability},
author = {Remi Soummer and J. Brendan Hagan and Laurent Pueyo and Adrien Thormann and Abhijith Rajan and Christian Marois},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.1382},
year = {2011}
}
备注
33 pages, 16 figures, Accepted for publication in ApJ