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超短周期行星对潮汐内旋是稳定的

地球与行星天体物理 2020-09-09 v2 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

无论是在单个系统中还是在种群层面上,都已明确表明热木星在其宿主恒星主序寿命结束之前会经历潮汐内旋。超短周期(USP)行星的轨道周期 P<1P < 1 天,具有岩质成分,并且如果以其宿主恒星内潮汐耗散效率参数 QQ_\ast' 独立于 PP 和/或次星质量 MpM_{\mathrm{p}} 来表征,则预期会在与热木星相似的时间尺度上经历潮汐衰减。这两类系统之间的任何差异都将揭示常数 QQ_\ast' 模型是不充分的。如果 USP 行星经历潮汐内旋,那么 USP 行星系统相对于没有 USP 行星的相似恒星而言将较为年轻。由于它是相对年龄的代理量,我们利用来自 Gaia 数据发布 2 并补充地基视向速度的数据,计算了 USP 行星候选宿主星与非宿主星的银河系速度弥散度。我们发现主序 USP 行星候选宿主星的运动学特征与 Kepler 视场中未观测到 USP 行星的相似恒星一致。这表明 USP 行星宿主星与场星年龄相似,且 USP 行星在其宿主星的主序寿命期间不经历潮汐内旋。USP 行星的存活要求 Q107Q_\ast'\gtrsim10^7(在 P0.7P\approx0.7 天且 Mp2.6 MM_{\mathrm{p}}\approx2.6~M_{\oplus} 时)。该结果要求 QQ_\ast'0.5 daysP50.5\mathrm{~days}\lesssim P\lesssim5 天和 1 MMp1000 M1~M_{\oplus}\lesssim M_{\mathrm{p}}\lesssim1000~M_{\oplus} 范围内依赖于轨道周期和/或次星质量。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.10944,
  title  = {Ultra-short-period Planets are Stable Against Tidal Inspiral},
  author = {Jacob H. Hamer and Kevin C. Schlaufman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10944},
  year   = {2020}
}

备注

13 pages, 4 figures, and 1 table in aastex63 format; accepted for publication in AJ