共轨行星的起源及从径向速度数据的可探测性

我们从合成径向速度（RV）信号出发，分析了探测处于共轨运动的假想系外行星的可能性，并考虑了不同类型的稳定平面构型、轨道偏心率和质量比。对于每一个对应于围绕周期解的小振幅振荡的标称解，我们生成了一系列模拟系统质心周围恒星运动的合成 RV 曲线。然后，我们假设三种可能的不同轨道架构对所获得的数据集进行拟合：(a) 两颗行星处于共轨运动，(b) 两颗行星处于 2/1 平运动共振，以及 (c) 单颗行星。我们比较了所得的残差和估计的轨道参数。对于仅覆盖少数几个轨道周期的合成数据集，我们发现由共轨构型产生的离散径向速度信号很容易与其他构型/系统混淆，并且在许多情况下，最佳轨道拟合对应于单颗行星或处于 2/1 共振的两个天体。然而，大多数错误识别都与动力学不稳定解相关。我们还比较了由两种不同拟合策略获得的轨道参数：两颗行星的同时拟合与嵌套多 Keplerian 模型。我们发现嵌套模型可能给出不正确的轨道构型（有时接近虚构的平运动共振），但这些构型在动力学上却是稳定的，且其轨道偏心率低于正确的标称解。最后，我们讨论了通过两颗巨行星与气盘内腔之间的相互作用形成共轨构型的合理机制。对于等质量行星，Lagrangian 和反 Lagrangian 构型均可从相同的初始条件获得，具体取决于积分的最终时间。