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基于可观测量先验的直接成像伴星轨道偏心率及其对群体分布的影响

地球与行星天体物理 2023-07-20 v3 天体物理仪器与方法

摘要

亚恒星伴星的偏心率是其形成历史的重要示踪量。直接成像伴星往往具有约束很差的偏心率。最近发展的一种称为“基于可观测量先验”的轨道拟合先验框架,其优势在于可改善相位覆盖极少的天体(大多数直接成像伴星即属此类)所得轨道参数的偏差。我们使用基于可观测量先验对 21 颗系外行星和棕矮星的轨道进行拟合,以期获得偏差最小的偏心率分布。我们给出了各天体各自的后验分布并与先前所得分布进行比较,显示在许多情况下偏心率向更低值偏移。我们在群体层面对伴星的偏心率分布进行分析,并将其与采用传统均匀先验所得分布进行比较。我们使用基于可观测量先验对后验拟合了一个 Beta 分布,得到形状参数 α=1.090.22+0.30\alpha = 1.09^{+0.30}_{-0.22}β=1.420.25+0.33\beta = 1.42^{+0.33}_{-0.25}。这代表一个近似平坦的偏心率分布。所得的 α\alphaβ\beta 参数与采用均匀先验所得值一致,尽管均匀先验会在高偏心率处产生拖尾。我们发现,将群体按高质量与低质量伴星划分会得到不同分布,具体取决于中等质量天体的分类。我们还通过模拟确定,在直接成像行星的假设下,给出有意义后验所需的最小轨道覆盖约为推断轨道周期的 \approx 15%。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.04080,
  title  = {The Orbital Eccentricities of Directly Imaged Companions Using Observable-Based Priors: Implications for Population-level Distributions},
  author = {Clarissa R. Do Ó and Kelly K. O'Neil and Quinn M. Konopacky and Tuan Do and Gregory D. Martinez and Jean-Baptiste Ruffio and Andrea M. Ghez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.04080},
  year   = {2023}
}

备注

Published in The Astronomical Journal, Volume 166, Issue 2, id.48, 22 pp. Update includes updated references and ORCID profiles