TESS 时代的多行星系统稳定性与宜居带伴星预测

我们提出了一种方法，既能快速评估多行星系统的动力学稳定性，又能判断一个系外行星系统是否能够在宜居带中容纳一颗动力学稳定的地球质量伴星。我们利用位于一颗巨行星轨道附近的大量无质量测试粒子进行了一系列数值模拟，以开发一种可用于实现上述目标的预测工具。在本工作中，我们概述了开发该工具所采用的数值方法，并展示了其用法。我们发现，测试粒子在系统中得以留存，要么是因为它们距离巨行星足够远而未受扰动，要么是因为它们被捕获到与巨行星的稳定平运动共振轨道中。由此产生的未受激发的测试粒子群在 (a,e) 空间中产生了一个独特特征，代表了系统内的稳定区域。我们能够对这一稳定性特征进行缩放和平移，并将若干个特征组合在一起，从而保守地评估新发现的多行星系统的动力学稳定性。我们还评估了系统宜居带的稳定性，并确定一颗地球质量伴星能否保持在稳定轨道上，而无需进行详尽的数值模拟。