潮汐耗散与偏心率泵浦：对 55 Cnc e 次级食深度的启示
地球与行星天体物理
2015-06-15 v1
摘要
我们以超级地球 55 Cnc e 为例，研究潮汐加热的可观测效应。我们调查行星 - 行星相互作用是否能将该行星的偏心率激发到影响 Spitzer 观测到的食深度的水平。使用恒定时间滞后潮汐模型，我们首先针对不同潮汐耗散常数以及两种极端情况（无热量再分配的行星和完全热量再分配的行星），计算了观测到的行星通量作为反照率和偏心率的函数。我们推导出了与观测到的凌日深度相匹配的反照率和偏心率值。随后，我们进行了包含潮汐和广义相对论的行星系统 N 体模拟，以追踪行星 e 的偏心率演化。我们将模拟给出的偏心率范围与改变食深度所需的偏心率进行了比较。我们发现，行星 e 的偏心率可能足够大，从而对 Spitzer 测量的热辐射产生可测量的贡献。这影响了对行星反照率的约束，其值可高达 0.9（而在忽略潮汐加热时为 0.55）。我们还直接从食深度推导出行星 e 偏心率的最大值：假设地球的耗散常数，则 e<0.015。多行星系统中的凌日系外行星是测试潮汐模型的绝佳目标，因为其潮汐光度可能是可观测的。未来对食深度和相位曲线的多波长观测（例如使用 EChO 和 JWST）应能让我们更好地解析这些行星的温度图，并打破单波段观测中反照率与潮汐加热之间的简并。此外，准确测定偏心率将有助于约束行星的耗散率并探测其内部结构。
引用
@article{arxiv.1304.0459,
title = {Tidal dissipation and eccentricity pumping: Implications for the depth of the secondary eclipse of 55 Cnc e},
author = {Emeline Bolmont and Franck Selsis and Sean N. Raymond and Jeremy Leconte and Franck Hersant and Anne-Sophie Maurin and Jessica Pericaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.0459},
year = {2015}
}