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具有两颗巨行星的系外行星系统的相对宜居性

地球与行星天体物理 2022-07-06 v2

摘要

行星系统的架构可通过轨道效应影响行星的宜居性,特别是在稳定性和偏心率方面。其中一些效应显而易见,尤其是当它们发生在易于数值计算的短时间尺度上时。然而,生命的出现与演化可能发生在数十亿年尺度上,该尺度足够长以至于长期演化效应变得重要。这些效应难以研究,因为直接积分需要大量的计算时间。在本文中,我们应用半解析框架结合 N 体积分与预测技术,在多维参数空间中确定具有两颗巨行星伴星的类地行星的相对宜居性。相对宜居性量化了与仅含单颗类地行星的系统相比的积分宜居概率。我们发现了与巨行星的质量、偏心率、位置、间距、倾角和排列相关的趋势,包括因巨行星而使系统更宜居的构型。只要系统保持稳定性,类地行星的适度偏心率激发可通过更高的平均辐照度增大宜居带外边界而有益。在我们的模拟中,中位数(±1σ\pm 1 \sigma)宜居行星的偏心率是 0.11(+0.16, -0.08),尽管其初始为圆轨道。低质量、宽间距且适度偏心的扰动巨行星可实现此“超宜居”伴星构型。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.02777,
  title  = {Relative Habitability of Exoplanet Systems with Two Giant Planets},
  author = {Nora Bailey and Dan Fabrycky},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02777},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 16 figures, accepted for publication by MNRAS