系外卫星与内侧系外行星的存活路径

可以想见，数千颗已确认的系外行星最初可能拥有类似于太阳系卫星或更大的卫星。其中是否有些在漫长的动力学演化中存活至今？由于宿主恒星的影响更大，且恒星对行星施加的潮汐力矩更强，此类系统中系外卫星的动力学条件十分严苛。我们针对当前已知所需参数的数百颗最内侧系外行星，研究了其周围系外卫星的稳定性生态位，并确定了这些卫星长期存活的条件。我们推导了系外卫星存活生态位在轨道间距、周期和质量上的通用下界与上界。位于稳定性生态位中的系外卫星的命运，取决于行星自转的初始相对速率，以及卫星能否通过压倒恒星的潮汐作用使行星同步。我们将最先进的潮汐耗散与长期轨道演化模型应用于大量具有估计物理参数的已知系外行星系统。我们表明，在某些合理情景下，系外卫星可阻止近距离系外行星螺旋坠入宿主恒星，从而延长这些行星的寿命。这发生于系外卫星使其母行星自转同步、压倒恒星潮汐作用之时。质量较大的卫星更可能存活，并维持宿主行星较高的自转速率（高于这些行星的平均运动）。