Kepler-11 系统的稳定性及其起源

相当一部分 Kepler 系统是紧密堆积、大致共面且轨道接近圆形的。我们研究了一个六行星系统 Kepler-11 的稳定性，以深入了解此类系统的动力学和形成历史。利用一种称为“频率图”的技术作为长期稳定性的快速指标，我们通过分析 Kepler-11 系统轨道参数周围的邻域空间来探索其稳定性。频率图提供了混沌与稳定性的可视化表示，以及它们对轨道参数的依赖性。我们发现当前系统是稳定的，但位于几个动力学上危险的二体平运动共振附近百分之几的范围内。为了长期稳定，行星偏心率被限制在一个较小的值（$\sim 0.04$）以下，但行星质量可以是其报告值的两倍以上（从而允许过去光致蒸发导致质量损失的可能性）。基于我们的频率图，我们推测了紧密堆积系统中不稳定性的起源。随后，我们着手调查该系统是如何组装而成的。对 Kepler-11 的稳定性约束（主要是偏心率约束）表明，如果该系统是原位组装的，那么必须有一种耗散机制起作用以抵消偏心率的激发。另一方面，如果迁移负责组装这些行星，那么行星之间必须几乎没有差异迁移，以避免它们陷入平运动共振或相互碰撞。