热木星高偏心率迁移中的潮汐:由非线性模相互作用触发扩散增长
地球与行星天体物理
2021-08-18 v1
摘要
高偏心率迁移是热木星的一种可能形成途径。然而,为与观测到的行星族一致,潮汐必须在小于 1 Myr 内使轨道圆化。此种快速圆化的潜在机制是潮汐驱动的行星 f-模的扩散增长。若 f-模在近日点处的相位在每次近日点通过之间混沌变化,则发生此类增长。先前研究聚焦于轨道周期因潮汐对轨道的反作用所致变化作为混沌来源。本文我们表明非线性模相互作用也可成为重要来源。具体而言,我们表明父 f-模与子 f-/p-模之间的非线性相互作用会诱导父模振荡频率的能量相关偏移。该频率偏移因父模能量逐轨道随机变化而逐轨道随机变化。结果,父模在近日点处的相位随机变化,我们发现这可触发其扩散增长。我们表明由非线性模相互作用诱导的相移实际上主导了由潮汐反作用诱导的相移,并将扩散增长的单踢能量阈值相较线性理论预测显著降低约 5 倍。非线性相互作用因而可增强经高偏心率迁移途径形成热木星的速率,并潜在缓解近距气态巨行星观测与预测出现率之间相较于更远恒星处行星的偏差。
引用
@article{arxiv.2104.04929,
title = {Tides in the high-eccentricity migration of hot Jupiters: Triggering diffusive growth by nonlinear mode interactions},
author = {Hang Yu and Nevin N. Weinberg and Phil Arras},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.04929},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 5 figures; submitted to ApJ