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具有多个共轨道行星的恒星之径向速度

地球与行星天体物理 2015-06-19 v1

摘要

迄今为止,已发现绕其他恒星运行的行星远超千颗,其中数百颗位于多行星系统中。这些系外行星大多通过凌星法或径向速度法探测到,而非天体测量或直接成像等其他方法。径向速度法和天体测量法均依赖于行星引力吸引引起的母星反身运动。然而,当恒星拥有两颗或更多具有相同轨道周期的行星时,这种反身运动容易被误判。此类共轨道行星可能有效地“隐藏”而免于被现有算法探测到。原则上,任意数量的行星均可共享同一轨道;其中所有行星质量相同的情况研究最为充分。Salo和Yoder (A & A 205, 309--327, 1988) 已证明,共享圆形轨道的8颗以上等质量行星必须等距排列才能保持动力学稳定,而少于7颗等质量行星仅在所有行星位于母星同一侧的构型下才稳定。对于7或8颗等质量行星,两种构型均稳定。由对称性可知,等距系统在其母星中完全不产生反身运动或径向速度信号。这可能导致它们被完全忽略,除非碰巧被凌星法探测到。同样显然的是,不对称系统产生的径向速度信号大于单颗此类行星,但小于将所有行星合并为一颗时的信号。这可能严重误导对系外行星质量和密度的估计。此类系统中的凌星数据和椭球(潮汐)亮度变化也易被误判。此行为同样代表具有不同质量共轨道行星的更自然系统。

关键词

引用

@article{arxiv.1404.5377,
  title  = {Radial Velocities of Stars with Multiple Co-orbital Planets},
  author = {Anthony R. Dobrovolskis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1404.5377},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages, 3 figures, 1 table