潮汐驱动的惯性波增强了行星和恒星的离心率阻尼与自转演化
太阳与恒星天体物理
2026-01-13 v1 地球与行星天体物理
摘要
潮汐相互作用影响二体恒星系统和外星行星的轨道运动。潮汐也影响恒星和行星的自转速率。我们证明,除了改变自转同步和伪同步外,低质量恒星和气态巨行星对流包层中由潮汐驱动的惯性波可以增强潮汐的离心率阻尼。我们从分析上发现,惯性波的离心率阻尼速度可快于平衡潮汐数个数量级,且独立于任何湍流黏度预设。我们使用简化的数值实验演示了这种增强,并探讨了不同混合长度对对流湍流的处理方式,以及来自磁暴力制动的自转减速扭矩。这些计算表明,由潮汐驱动的惯性波可产生一个近似圆形二体构成的扩展冷核,从而帮助解决观测与预测主序星二体圆化之间的长期矛盾。我们的计算还表明,潮汐驱动的惯性波可能在恒星二体的轨道比例与自转周期比中留下可辨识的特征,包括类似Kepler、TESS和Gaia数据中所识别的同步和亚同步自转周期。
引用
@article{arxiv.2510.25812,
title = {Tidally driven inertial waves enhance eccentricity damping and spin evolution in planets and stars},
author = {Janosz W. Dewberry},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25812},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 14 figures, accepted for publication in ApJ (comments welcome)