热木星对潮汐作用的响应与形状
地球与行星天体物理
2023-08-10 v1
摘要
我们使用同心麦克劳林椭球(CMS)方法研究热木星对静态潮汐扰动的响应。对于强辐照行星，我们首先进行辐射转移计算，以将行星的平衡温度 T_eq 与其内部熵联系起来。然后，我们针对一系列双层内部模型确定了重力谐波、形状、转动惯量以及静态 Love 数，这些模型假设有一个岩石核以及由氢、氦和重元素组成的均匀且等熵的包层。我们识别出一般趋势，随后研究了 HAT-P-13b、WASP 行星 4b、12b、18b、103b 和 121b，以及 Kepler-75b 和 CoRot-3b。我们计算了 Love 数 k_nm 和凌星半径修正 ΔR，并与文献中的预测进行比较。我们发现，潮汐锁定的巨行星的 Love 数 k_22 不能超过 0.6，且与强辐照热木星一致的高 T_eq 往往导致 k_22 进一步降低。虽然大多数潮汐锁定行星可用 k_22 = 3 J_2/q_0（其中 q_0 为引力势的转动参数）的线性区响应很好地描述，但对于 WASP-12b、WASP-103b 和 WASP-121b 等极端情况，非线性效应可占预测 k_22 的 10% 以上。大于 0.6 的 k_22 值（如已报道的 WASP-4b 和 HAT-P13B 行星）若无非快速自转，则不可能由静态潮汐响应产生，因此与其预期的潮汐锁定状态不一致。
引用
@article{arxiv.2308.04966,
title = {Tidal Response and Shape of Hot Jupiters},
author = {Sean M. Wahl and Daniel Thorngren and Tiger Lu and Burkhard Militzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.04966},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 13 figures, 3 tables