热木星需要近距离“朋友”以实现高偏心率迁移——对扰动体间距的严格上限
地球与行星天体物理
2013-12-25 v2
摘要
我们提出了一项严格的观测检验，用于测试通过高偏心率 (high-e) 迁移机制形成热木星（轨道周期 10 d <~ P <~ 100 d 的气态巨行星）的过程。与热木星不同，大多数观测到的热木星其近心点距离过大，无法允许有效的潮汐耗散来诱导迁移。为了在 Kozai-Lidov 周期期间获得迁移所需的近距离近心点，它们必须伴随一个足够强的扰动体，以克服广义相对论 (GR) 引起的进动，从而对扰动体的间距设定了严格的上限。对于位于 a ~ 0.2 AU 的热木星，需要一个木星质量（太阳质量）的扰动体位于 <~ 3 AU（<~ 30 AU）以内，这可以通过观测识别。在通过径向速度 (RV) 探测到的热木星中，具有高偏心率 (e >~ 0.4) 的行星中超过 50%（9 个中的 5 个）拥有已知满足高 e 迁移这一必要条件的类木伴星。相比之下，低偏心率 (e <~ 0.2) 的热木星中只有不到 20%（17 个中的 3 个）探测到了额外的类木伴星，这表明具有行星扰动体的高 e 迁移可能不是主要的形成通道。对热木星种群进行完整、长期的 RV 后续观测，将对通过这些高 e 迁移形成的行星比例设定明确的上限。表现出自旋 - 轨道错位的凌日热木星将是应用我们检验的有趣对象。如果错位完全像通常建议的那样是由高 e 迁移引起的，我们预计大多数低偏心率 (e <~ 0.2) 的热木星不会出现错位，这与低偏心率的热木星形成对比。
引用
@article{arxiv.1309.0011,
title = {Warm Jupiters Need Close "Friends" for High-Eccentricity Migration -- A Stringent Upper Limit on the Perturber's Separation},
author = {Subo Dong and Boaz Katz and Aristotle Socrates},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0011},
year = {2013}
}
备注
Minor changes, Accepted by ApJL