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双行星引起的凌星时长与凌星计时变化

地球与行星天体物理 2022-12-19 v1

摘要

两个引力束缚、绕其物理半径之外的共同质心运行("双行星")的系外行星系统,可能形成于行星—行星散射过程中的潮汐俘获。由于动力学潮汐,这些天体预期形成于仅为其半径之和数倍的紧密轨道。因其邻近,它们的凌星高度重叠,造成单一有效尺寸更大行星的欺骗性假象,在存在噪声数据和/或长积分时间时该效应更甚。我们表明,这些被称为"嵌合体凌星"的虚幻单分量凌星,表现出小时量级大幅度的凌星时长变化(TDV)效应,以及较小的凌星计时变化(TTV)。我们假设低撞击参数且轨道与恒星中心轨道共面的双行星,计算了凌星时长的解析近似上限。我们利用 luna 算法对双木星系统进行动力学模拟,验证了表达式的准确性,并提供了用于双行星系统 TDV 信号数值计算的 Python 代码(github.com/joheenc/binary-planet-transits)。此外,双行星的嵌合体凌星表现出可探测幅度且高频的 TTV,落在最近确认的系外卫星走廊内。因其异常的形状、深度与时长,此类天体可能被标记为假阳性,但可在现有归档数据中明确搜寻。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.08078,
  title  = {Transit Duration and Timing Variations from Binary Planets},
  author = {Joheen Chakraborty and David Kipping},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.08078},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted to MNRAS (https://doi.org/10.1093/mnras/stac3604). Code available at github.com/joheenc/binary-planet-transits