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外部行星对内部系统的影响:多重性、倾角与形成偏心暖木星的路径

地球与行星天体物理 2017-05-03 v3

摘要

我们研究了诸如 Kepler 探测到的近距系统如何受外部系统天体动力学的影响。我们考虑了两种情形:可能因行星-行星散射而不稳定的巨行星外部系统,以及可能驱动外行星偏心率发生 Kozai 或其他长期变化的宽双星。外部系统行星的动力学激发在约 2025%20-25\% 的系统中降低了内部系统中可被 Kepler 探测的行星的多重性。考虑到宽轨道行星和双星的出现的概率,约 18%18\% 的近距系统可能以这种方式被其外部伴星致稳。这为单凌日行星系统相比多凌日行星系统表观过剩提供了一部分解释,然而它最多只能解释该过剩的 25%25\%。外部动力学的影响可以产生类似于 Kepler-56(两颗共面行星与宿主星显著错位)和 Kepler-108(双星中两颗显著非共面行星)的系统。我们还确定了由外部和内部系统之间相互作用形成偏心暖木星的三条路径:偏心外行星与内行星之间的直接非弹性碰撞;当外部系统中的散射解体时可能“冻结”的长期偏心率振荡;以及内部系统中的散射随后发生“抬升”,即内部行星通过与外部行星的相互作用被移除。在这些情形中,偏心暖木星的形成是约 11 au 之外大质量行星过去剧烈动力学历史的标志。

关键词

引用

@article{arxiv.1609.08058,
  title  = {The effects of external planets on inner systems: multiplicities, inclinations, and pathways to eccentric warm Jupiters},
  author = {Alexander J Mustill and Melvyn B Davies and Anders Johansen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08058},
  year   = {2017}
}

备注

24 pages, 19 figures. Accepted to MNRAS