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M 型矮星周围系外行星的潮汐迁移:频率相关的潮汐耗散

地球与行星天体物理 2024-02-16 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

短周期系外行星系统的轨道构型由其宿主恒星中的潮汐耗散所塑造。对于在低频率处具有稠密惯性模谱的低质量 M 型矮星,分辨潮汐耗散的频率依赖性对于捕捉潮汐在宿主恒星各演化阶段对行星轨道的影响至关重要。我们使用非微扰谱方法计算以 MESA 中真实恒星剖面建模的全对流 M 型矮星的法模态振荡。我们计算了由各个模的贡献以及模间非绝热耦合构成的耗散性潮汐响应,我们发现后者是耗散计算不可或缺的部分。利用我们的耗散结果,我们进而计算了在圆轨道、共面行星轨道在宿主恒星潮汐影响下的演化。我们发现由共振锁定的轨道迁移影响轨道周期 Porb1.5P_{\rm orb} \lesssim 1.5 天的地球质量行星,以及 Porb2.5P_{\rm orb} \lesssim 2.5 天的木星质量行星的轨道。由于共振驱动的轨道衰减与向外迁移,我们预言在 Porb1P_{\rm orb} \sim 1 天以内小行星稀缺,类似地更高质量行星在延伸至 Porb3P_{\rm orb} \sim 3 天处数量也稀少。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.04588,
  title  = {Tidal migration of exoplanets around M-dwarfs: frequency-dependent tidal dissipation},
  author = {Samantha C. Wu and Janosz W. Dewberry and Jim Fuller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04588},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted in ApJ