围绕波江座ε b的潮汐加热系外卫星：可观测性与表征前景
地球与行星天体物理
2023-07-12 v1
摘要
系外卫星预期会像卫星环绕太阳系行星那样环绕气态巨行星系外行星。潮汐加热存在于太阳系卫星中，并可根据其轨道与内部性质加热其内部。我们旨在确定一类潮汐加热系外卫星（THEM）的轨道参数空间，使其能借助MIRI/JWST在红外波段围绕波江座ε b被观测到。我们研究了在红外波段成功探测到THEM可对轨道偏心率和内部性质带来的可能约束，并探讨了需要独立已知哪些系外卫星性质才能施加这些约束。我们使用热-潮汐耦合模型来寻找卫星内潮汐产生的热量与热量传输之间的稳定平衡点。对于后者，我们考虑一个球形且径向对称的卫星，热量通过熔融亚层（软流圈）中的岩浆平流以及下地幔中的对流进行传输。我们将内部与潮汐模型参数的不确定性纳入考虑，以评估可用MIRI观测到的模拟卫星比例。我们发现，一颗半径为、偏心率0.02且环绕波江座ε b的THEM，需具有4倍行星洛希半径的半长轴，才能使100%的模拟产生可观测卫星。这些数值与太阳系气态巨行星卫星的轨道性质相当。我们对高达0.1的偏心率给出了类似约束。我们得出结论：若已知卫星的半长轴与半径（例如通过系外卫星凌星），潮汐耗散便可约束卫星的轨道偏心率与内部性质，例如熔融的存在以及含熔融亚层的厚度。
引用
@article{arxiv.2305.03410,
title = {Tidally Heated Exomoons around $\epsilon$ Eridani b: Observability and prospects for characterization},
author = {E. Kleisioti and D. Dirkx and M. Rovira-Navarro and M. A. Kenworthy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03410},
year = {2023}
}