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地球大小行星 LP 791-18 d 的更新质量、离心率及潮汐加热约束

地球与行星天体物理 2025-02-03 v1

摘要

LP 791-18 d 是一颗位于滞留带内的地球大小行星,围绕一颗后 M 型恒星。它被一颗内部超地球 (LP 791-18 b, RPR_P = 1.2 RR_{\oplus}, P=0.95P=0.95 天) 和一颗外部亚海王星 (LP 791-18 c, RPR_P = 2.5 RR_{\oplus}, P=4.99P=4.99 天) 包围。LP 791-18 d 与 c 之间的动力学相互作用会产生传递时变 (TTVs),可用于约束行星的质量和离心率。这些相互作用还可能导致 LP 791-18 d 具有非零离心率,通过潮汐加热提高其内部温度, potentially 驱动火山喷发。我们对 LP 791-18 c 进行三次新的望远日观测,使用 Palomar/WIRC 仪器,包括当今最精确的 TTV 测量 (< 6 秒)。我们拟合这些时间点,以获得 LP 791-18 d 质量、离心率和潮汐热通量的更新约束。我们将质量不确定性缩小了一倍以上 (MdM_d = 0.91 ±\pm 0.19 MM_{\oplus})。我们进行了假设潮汐减缓自由离心率的拟合,发现 ed=0.00110.0008+0.0010e_d = 0.0011^{+0.0010}_{-0.0008}ec=0.0001±0.0001e_c = 0.0001 \pm 0.0001,与圆轨道相符。我们发现观察到的 TTV 对 ee \leq \sim0.01 不敏感。若不采用潮汐减缓离心率先验,ed=0.0560.014+0.015e_d = 0.056^{+0.015}_{-0.014},显著高于 incorporating 动力学激励和潮汐阻尼效应的 n 体模拟所预测的离心率。我们预测即将到来的 JWST 二次红外线观测的时刻,这些观测可能严格约束 LP 791-18 d 的离心率和潮汐品质因子。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.18700,
  title  = {Updated Mass, Eccentricity, and Tidal Heating Constraints for the Earth-sized Planet LP 791-18 d},
  author = {Michael Greklek-McKeon and Heather A. Knutson and W. Garrett Levine and Renyu Hu and Morgan Saidel and Jonathan Gomez Barrientos and Konstantin Batygin and Björn Benneke},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.18700},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 8 figures, 4 tables, submitted to The Astronomical Journal