55 Cancri 行星系统：完全自洽的 N 体约束与动力学分析

我们利用来自四个天文台（Lick、Keck、Hobby-Eberly Telescope、Harlan J. Smith Telescope）的 1,418 次高精度视向速度观测，以及最内侧行星 55 Cancri "e" (Winn et al. 2011) 的凌星时间/持续时间，对已知绕 55 Cancri A 运行的行星进行了更新研究。我们基于 55 Cancri 行星的自洽 n 体轨道解，首次提供了质量和轨道参数的后验样本，所有行星在动力学上都是稳定的（至少 $10^8$年）。我们应用径向速度 N 体差分进化马尔可夫链蒙特卡洛 (RUN DMC; B. Nelson et al. 2014) 的 GPU 版本，对视向速度和凌星观测进行贝叶斯分析。这个非凡系统中的每颗行星都具有独特的特征。我们对高时间分辨率视向速度和基于天基测光先验的调查，得出了行星"e"的更新质量估计（$8.09\pm0.26$ M$_\oplus$），这影响了其密度（$5.51\pm^{1.32}_{1.00}$ g cm$^{-3}$）和推断的体成分。动力学稳定性要求行星"e"的轨道平面必须与外侧行星的轨道平面（我们假设为共面）对齐在 $60^o$以内。行星"b"和"c"之间的相互相互作用可能会形成关于 $180^o$的拱线锁。我们发现 36-45% 的模型系统围绕反准直构型进行天平动，振幅为 $51^o\pm^{6^o}_{10^o}$。其他情况显示 $\varpi_b-\varpi_c$的天平动存在短期扰动、循环和点头现象，但我们发现这些行星并不处于 3:1 平均运动共振中。修订后的行星"d"的轨道周期和偏心率使其更接近系外行星群体中已知的最类似木星的行星。