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自旋-轨道角分布与(不)对齐热木星的起源

地球与行星天体物理 2014-09-05 v2

摘要

对于61颗凌星热木星,已经测量了轨道平面与恒星赤道之间夹角(称为自旋-轨道角)的投影。其中约一半检测到显著的不对齐,并观测到了逆行行星。这对热木星形成的情景提出了挑战。为了更好地约束形成模型,我们将真实自旋-轨道角Ψ的分布与投影角β联系起来。然后,与观测进行比较是有意义的。我们分析了问题的几何形状,以解析地将投影角β与真实自旋-轨道角Ψ联系起来。各种模型中预期的Ψ分布取自文献,或者对于盘扭转机制,使用简化模型和蒙特卡罗模拟推导。提供了一个简单的公式,用于在已知Ψ的概率密度函数(PDF)时计算β的PDF。这里测试的所有模型在40度以上看起来都与观测分布兼容,而40度以上目前仅由18次观测约束得很差。但只有盘扭转机制可以解释对齐热木星的过剩,前提是扭转并非总是有效。如果激发双星的半长轴大到10000 AU,就会出现这种情况。基于与当前可用观测集的比较,散射模型和Kozai循环与潮汐摩擦模型不能单独负责所有热木星的生产。相反,目前观测到的自旋-轨道角分布与大多数热木星通过原行星盘内的平滑迁移(可能被伴星扭转)运输而来的情况兼容。

关键词

引用

@article{arxiv.1405.0960,
  title  = {Spin-Orbit angle distribution and the origin of (mis)aligned hot Jupiters},
  author = {Aurélien Crida and Konstantin Batygin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.0960},
  year   = {2014}
}

备注

8 pages, 8 figures. In press in Astronomy & Astrophysics. Changes with respect to the first arXiv version: section 2.4 (including fig. 4) has been modified after a mistake was found by Scott Tremaine ; thanks. This second, correct version is the one that will be eventually printed by A&A