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各向异性蒸发风对系外行星的力矩

地球与行星天体物理 2015-08-06 v1

摘要

由年轻恒星的高能辐射驱动的短周期地球质量和海王星质量系外行星的风,可能会蒸发掉行星质量的很大一部分。如果蒸发风的动量通量未与行星/恒星轴对齐,则它会对行星轨道施加力矩。使用稳态一维蒸发风模型,我们利用滞后角估算了该力矩,该滞后角取决于行星高层大气速度与风达到声速半径的流动时间尺度的乘积。我们还利用随时间变化的一维流体动力学模拟估算了动量通量。我们发现,只有在行星半径、质量和恒星辐射通量非常窄的范围内,风才能对行星轨道施加显著的力矩。类似于 Yarkovsky 效应,如果大气环流是顺行的(超旋转),风会导致行星向外漂移;如果环流是逆行的,则导致相反方向的漂移。一颗近距离的超级地球质量行星如果在风中损失了大部分质量,其半长轴可能会漂移百分之几。虽然这种变化很小,但它对 Kepler 36 b 和 c 等共振对的演化施加了约束。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.01680,
  title  = {Torque on an exoplanet from an anisotropic evaporative wind},
  author = {Jean Teyssandier and James E. Owen and Fred C. Adams and Alice C. Quillen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.01680},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 7 figures, submitted to MNRAS