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八颗近距气态巨系外行星的恒星自转轴倾角

地球与行星天体物理 2025-02-05 v1

摘要

Rossiter-McLaughlin效应使我们能够测量系外行星的投影恒星自转轴倾角。通过自转-轨道对齐情况,可以检验行星形成与迁移理论,从而增进我们对目前观测到的系外行星族群的了解。尽管已获得超过200颗行星的自转-轨道测量结果,但恒星自转轴倾角分布仍未被完全理解,需要额外的测量来覆盖完整的参数空间。我们分析了八颗短轨道周期气态巨系外行星的存档HARPS与HARPS-N光谱凌星时间序列,并推导了它们的投影恒星自转轴倾角λ\lambda。我们报告HAT-P-50b具有顺向但未对齐的轨道(λ=41 9+10\lambda =41^\circ\ ^{+10}_{-9}),鉴于存在近距恒星伴星,这可能暗示其曾经历高偏心率迁移。我们测量了其余行星的天投影自转轴倾角,结果与对齐轨道一致:WASP-48b(λ=4 ±\lambda =-4^\circ\ \pm 4)、WASP-59b(λ=1 21+20\lambda =-1^\circ\ ^{+20}_{-21})、WASP-140 Ab(λ=1 ±\lambda =-1^\circ\ \pm 3)、WASP-173 Ab(λ=9 ±\lambda =9^\circ\ \pm 5)、TOI-2046b(λ=1 ±\lambda =1^\circ\ \pm 6)、HAT-P-41 Ab(λ=4 6+5\lambda =-4^\circ\ ^{+5}_{-6})以及Qatar-4b(λ=13 19+15\lambda =-13^\circ\ ^{+15}_{-19})。我们测量了四个系统的真实恒星自转轴倾角ψ\psi。我们推断TOI-2046b具有顺向但未对齐的轨道,ψ=\psi=428+10^{+10}_{-8}\,deg。此外,WASP-140 Ab的ψ=30 15+18\psi = 30^\circ\ ^{+18}_{-15},WASP-173 Ab的ψ=21 10+9\psi = 21^\circ\ ^{+9}_{-10},Qatar-4b的ψ=32 13+14\psi = 32^\circ\ ^{+14}_{-13}。这些对齐的轨道与缓慢的盘迁移一致,排除了在这些系统演化历史中会激发轨道的剧烈事件。最后,我们给出了TOI-2046至少700 Myr和Qatar-4至少350-500 Myr的新年龄估计,这与先前的结果相矛盾。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.05615,
  title  = {Stellar obliquities of eight close-in gas giant exoplanets},
  author = {J. Zak and H. M. J. Boffin and E. Sedaghati and A. Bocchieri and Z. Balkoova and M. Skarka and P. Kabath},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05615},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to A&A