Kepler-1625b系は火星クラスの第2衛星を置いたほうが動きと安定性を説明できる。以下、機械翻訳。
共軌道巨大太陽系外衛星のダイナミクス - Kepler-1625 b および Kepler-1708 b 衛星システムへの応用
概要
系外衛星は系外惑星科学に欠けているものです。 最近、有望な候補が 2 つあります。
Kepler-1625 b-I と Kepler-1708 b-I が提案されました。 後者はまだダイナミカルを欠いていますが
その安定性の分析、Kepler-1625 b-I は、すでにいくつかの研究の対象となっています。
その安定性と起源。 さらに、以前の研究は、この衛星システムができることを示しました
少なくとも 2 つの安定した大質量衛星を抱えています。 これらの結果に動機付けられて、私たちは安定性を探りました
ケースとして候補ケプラー 1625 b-I とケプラー 1708 b-I を使用した共軌道外衛星の
研究。 そのために、星で構成されるシステムの数値シミュレーションを実行しました。
惑星、および提案された候補と別の巨大な天体によって形成された共軌道ペア。
追加の衛星については、その質量とサイズを火星のようなものから両方の場合まで変化させました。
衛星は同じ物理的特性を持っています。 共軌道領域を調べた
系のラグランジュ平衡点 L4、間の軌道分離を設定します。
θmin = 30◦ から～ θmax = 90◦の衛星
. 私たちの結果は、安定島が可能であることを示しています
共軌道コンパニオンの質量の関数としてのケプラー 1708 b-I の共軌道領域と
角度分離。 また、私たちは、特にライブラリー周波数の共鳴を特定しました。
2:1 共鳴は、共軌道の仲間の質量を制限することができます。 一方で、
ホスト惑星と星の間の近接が共軌道領域を作ることを発見しました
ケプラー 1625b-I 巨大なコンパニオンに対して不安定。 最後に、TTV プロファイルを提供します
共軌道外衛星によって軌道を回る惑星の場合。
キーワード: 惑星と衛星: 動的進化と安定性 – 惑星と衛星:
個体 (Kepler-1625 b-I、Kepler-1708 b-I)
1 はじめに
現在までに、5,000 以上の太陽系外惑星、系外惑星が確認されています。
発見した。 この増加する天体の数は、サイズ、質量、および軌道特性の顕著な多様性を示しています。 ベース
私たちの太陽系の惑星では、豊富な
太陽系外惑星、系外衛星の周りの自然の衛星の集団。
エクソムーンはまだ確認されていませんが、いくつかの候補があります
文献で報告されています (Bennett et al. 2014; Ben-Jaffel & Ballester
2014; ルイスら。 2015; ヒプケ 2015; Teachey等。 2018; ヘラー
ら。 2019; 大座ら。 2019; Fox & Wiegert 2021; キッピング等。
2022年）。 ただし、これらの候補は慎重に検討する必要があります。 これらの衛星のいくつかは動的に可能性が低いです。
Ben-Jaffel & Ballester によって提案された衛星の場合
(2014)、それは彼らのヒル球の外側を周回しているでしょう
ホスト惑星、または単に誤検知。たとえば、Fox & Wiegert (2021) によって提案された、
観察的視点 (Kipping 2020) と安定性の両方
パースペクティブ (Quarles et al. 2020a)。 さらに、サテライトもある
ホスト惑星で検出された間接的な影響のみに基づいて提案された
(Oza et al. 2019)。 これらの候補の中で、最も有望な 2 つが Kepler-1625 b-I (Teachey et al. 2018) と Kepler-1708 b-I です。
(Kipping et al. 2022)。 両方の天体は惑星のようなものであると予測されています
衛星からのトランジットライトカーブに基づいて提案されました
ケプラー宇宙望遠鏡 (ケプラー)。
ケプラー 1625 b-I の兆候は、3 つのトランジット ライトで最初に見られました。
ケプラーからの曲線 (Teachey et al. 2018) およびその後特定された
ハッブル宇宙望遠鏡 (HST) からのデータ (Teachey & Kipping
2018)。 ただし、HST からの唯一のトランジットでは十分な情報が得られませんでした
議論を解決するための情報。 さらに、
トランジットは、両方に有利な証拠を発見しました (Heller et al. 2019; Teachey
ら。 2020) および反対 (Kreidberg et al. 2019) 月仮説、
候補としてケプラー 1625 b-I を残します。
Kepler-1708 b-I は唯一の太陽系外衛星の候補でした
によって編集された70のトランジットクール巨大系外惑星の調査から
キッピング等。 (2022) ケプラーのアーカイブを使用。 しかありませんが
1 つのトランジットは、最新の候補をサポートするかすかな信号を示しました。この証拠は、著者が適用したすべての基準をチェックしました。
最近、Cassese & Kipping (2022) は、ケプラー 1708 b-I が
HST によって検出される可能性は低く、そのステータスは未解決のままです。
キッピングらによって提示されたトランジットのさらなる分析。 (2022)
候補者を検証または反論するには、さらに多くのデータが必要です。
確認されたエキソムーンの欠如は、さまざまな理由によるものですが、
主にテクノロジーの制限。 宇宙望遠鏡ケプラーと
CoRotは、太陽系外衛星の潜在的な検出に期待を寄せていました
(Szabó et al. 2006; Simon et al. 2007; Kipping et al. 2009)
これらの施設からのデータを使用して、いくつかの候補を提案できます。
HST はまた、太陽系外衛星についてもヒントを与えてくれる可能性があります。 ただし、
HST の 1 つの通過光度曲線は、自然の衛星の兆候を示しました
(Teachey & Kipping 2018)。
近い将来、新世代の宇宙望遠鏡が
系外衛星検出の可能性の地平を広げることが期待されています。 最近展開されたジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)
の確認を可能にするトランジット ライト カーブを提供できます。
エクソムーンの候補 (Kipping et al. 2022) に加えて、新しい検出
もの (Limbach et al. 2021)。 2026年のPLATOミッションは、ケプラーが観測したものよりも明るい星の周りの太陽系外惑星
（Rauer et al. 2014）、したがって、発見の可能性も高まります
近くにある巨大惑星の周りの太陽系外衛星 (Heller 2018a; Hippke & ヘラー 2022)。
新しい望遠鏡を待っている間、天文学者は系外衛星の兆候を探す技術の開発に注力してきました
利用可能なデータについて。 ほとんどの努力は、外衛星のトランジットまたはそのような惑星のトランジットの分析
惑星のトランジットへの間接的な影響を特定することができます (Sartoretti & Schneider 1999; サイモン等。 2007; キッピング 2009a,b; ヘラー
2014; キッピング 2021; ティーチー 2021)。 さらに、ヒプケ＆ヘラー(2022) 公開された最初のトランジット フィッティングである PANDORA をリリース
系外衛星のトランジットを探索するソフトウェア。
エクソムーンを探している科学者の数。
エクソムーンは、理論的な観点からも対処できます。
見る。 このようにして、太陽系外衛星の安定性を調べることができます。
したがって、周囲の衛星の数、質量、および位置を制限します
外惑星。
観測バイアスにより、検出された系外惑星のほとんどは
主星の近くを公転する巨大惑星。 当然、最初の
系外衛星の安定性に関する研究は衛星に焦点を当てていた
これらの惑星の周り。 Barnes & O’ Brien (2002) は、潮汐理論と数値シミュレーションを適用して衛星の質量を制限しました。
潮汐移動を生き残るであろう近くの巨大惑星の周り長期的に安定します。 彼らの結果は、地球のような月を予測した
星の質量に応じて、木星の惑星の周りで安定している可能性があります
そして星と惑星の分離。 ただし、Barnes & O' Brien (2002)
惑星の内部特性と回転は安定していると考えられていました
現実に対応していない数十億年。 長い間一定期間、惑星は縮小する可能性があります (Fortney et al. 2007)。
その内部は冷えて固まります (Guenel et al. 2014)。 AlvaradoMontes ら。 (2017)、Sucerquia ら。 (2019) および Sucerquia ら。
(2020) は、より堅牢なモデルを使用して、太陽系外衛星の潮汐移動を説明しました。 Alvarado-モンテス等。 （2017）、たとえば、焦点を当てた
の半径の収縮と内部構造の進化について近くの衛星の潮汐移動を制限する惑星
巨大な惑星。 著者らは、潮汐にさらされた太陽系外衛星が
1) 惑星に落ちる。 2) 眼窩剥離、惑星のヒル球から放出されています。 3) 場所への移動
準静止軌道での安定性。 彼らは内向きであることを発見しました
系外衛星など、運命につながる移動 1) が抑制される
につながる漸近的な最大距離に向かって移動します。
運命 3) 衛星が長期間安定する場所。
その後、Sucerquia 等。 (2020) この距離を衛星潮汐と名付けました
軌道駐車場。
ドミンゴス等。 (2006) の安定性を数値的に研究
巨大惑星の周りの衛星の軌道を順行および逆行します。
著者は、重要な要素の分析式を導き出すことができました。
順行および順行の両方における外衛星の安定性のための半長軸
逆行運動。 ドミンゴスらによって提示された見積もり。
(2006) は、Rosario-Franco らによって最近更新されました。 （2020）。 から
分析的な観点から、Donnison (2010) は Hill 安定性を適用しました。
基準 (Murray & Dermott 1999)
さまざまな惑星衛星質量比の惑星と安定した衛星の間の分離。
図 1. システムの初期セットアップの図。 惑星（黒丸）
は座標系の原点にあり、主要な衛星 (青い円) は
は惑星からのように配置され、共軌道の仲間 (白丸) は
最初に、角度分離θメジャーで惑星からのように配置されました
惑星と主衛星を結ぶ水平線から
反時計回りに 30 度から 90 度まで。
図 2. Kepler-1625 システム (左パネル) と Kepler-1708 システム (右パネル) の初期条件を含むグリッド。 緑色では、次の条件があります。
は 1 Myr 後に安定し、赤色は不安定なケースです。 水平の点線は、60 度と 90 度の初期条件を示しています。
図 3. ケプラー 1625 システムにおける共軌道 (左パネル) と主衛星 (右パネル) の動き。 衛星の軌道は、
回転枠142年。 共軌道コンパニオンは 0.107 M⊕ (火星サイズ) で、衛星は当初、互いに θ = 48° 離れていました。 色彩
バーは時間を示します。 番号が付けられた点は、対応する位置が同じ番号を持つなど、両方の衛星の軌跡シーケンスを示します。
図 4. 衛星の時間に対する長半径の進化
システム Kepler-1625 では、共軌道コンパニオンは 0.107 M⊕ (火星サイズ) で、衛星は最初は互いに 48° 離れていました。 ボトム
パネルは、長半径が 39.95 ～40.05ルピア 番号が付けられたポイントは、図 3.
共軌道巨大太陽系外衛星のダイナミクス - Kepler-1625 b および Kepler-1708 b 衛星システムへの応用
概要
系外衛星は系外惑星科学に欠けているものです。 最近、有望な候補が 2 つあります。
Kepler-1625 b-I と Kepler-1708 b-I が提案されました。 後者はまだダイナミカルを欠いていますが
その安定性の分析、Kepler-1625 b-I は、すでにいくつかの研究の対象となっています。
その安定性と起源。 さらに、以前の研究は、この衛星システムができることを示しました
少なくとも 2 つの安定した大質量衛星を抱えています。 これらの結果に動機付けられて、私たちは安定性を探りました
ケースとして候補ケプラー 1625 b-I とケプラー 1708 b-I を使用した共軌道外衛星の
研究。 そのために、星で構成されるシステムの数値シミュレーションを実行しました。
惑星、および提案された候補と別の巨大な天体によって形成された共軌道ペア。
追加の衛星については、その質量とサイズを火星のようなものから両方の場合まで変化させました。
衛星は同じ物理的特性を持っています。 共軌道領域を調べた
系のラグランジュ平衡点 L4、間の軌道分離を設定します。
θmin = 30◦ から～ θmax = 90◦の衛星
. 私たちの結果は、安定島が可能であることを示しています
共軌道コンパニオンの質量の関数としてのケプラー 1708 b-I の共軌道領域と
角度分離。 また、私たちは、特にライブラリー周波数の共鳴を特定しました。
2:1 共鳴は、共軌道の仲間の質量を制限することができます。 一方で、
ホスト惑星と星の間の近接が共軌道領域を作ることを発見しました
ケプラー 1625b-I 巨大なコンパニオンに対して不安定。 最後に、TTV プロファイルを提供します
共軌道外衛星によって軌道を回る惑星の場合。
キーワード: 惑星と衛星: 動的進化と安定性 – 惑星と衛星:
個体 (Kepler-1625 b-I、Kepler-1708 b-I)
1 はじめに
現在までに、5,000 以上の太陽系外惑星、系外惑星が確認されています。
発見した。 この増加する天体の数は、サイズ、質量、および軌道特性の顕著な多様性を示しています。 ベース
私たちの太陽系の惑星では、豊富な
太陽系外惑星、系外衛星の周りの自然の衛星の集団。
エクソムーンはまだ確認されていませんが、いくつかの候補があります
文献で報告されています (Bennett et al. 2014; Ben-Jaffel & Ballester
2014; ルイスら。 2015; ヒプケ 2015; Teachey等。 2018; ヘラー
ら。 2019; 大座ら。 2019; Fox & Wiegert 2021; キッピング等。
2022年）。 ただし、これらの候補は慎重に検討する必要があります。 これらの衛星のいくつかは動的に可能性が低いです。
Ben-Jaffel & Ballester によって提案された衛星の場合
(2014)、それは彼らのヒル球の外側を周回しているでしょう
ホスト惑星、または単に誤検知。たとえば、Fox & Wiegert (2021) によって提案された、
観察的視点 (Kipping 2020) と安定性の両方
パースペクティブ (Quarles et al. 2020a)。 さらに、サテライトもある
ホスト惑星で検出された間接的な影響のみに基づいて提案された
(Oza et al. 2019)。 これらの候補の中で、最も有望な 2 つが Kepler-1625 b-I (Teachey et al. 2018) と Kepler-1708 b-I です。
(Kipping et al. 2022)。 両方の天体は惑星のようなものであると予測されています
衛星からのトランジットライトカーブに基づいて提案されました
ケプラー宇宙望遠鏡 (ケプラー)。
ケプラー 1625 b-I の兆候は、3 つのトランジット ライトで最初に見られました。
ケプラーからの曲線 (Teachey et al. 2018) およびその後特定された
ハッブル宇宙望遠鏡 (HST) からのデータ (Teachey & Kipping
2018)。 ただし、HST からの唯一のトランジットでは十分な情報が得られませんでした
議論を解決するための情報。 さらに、
トランジットは、両方に有利な証拠を発見しました (Heller et al. 2019; Teachey
ら。 2020) および反対 (Kreidberg et al. 2019) 月仮説、
候補としてケプラー 1625 b-I を残します。
Kepler-1708 b-I は唯一の太陽系外衛星の候補でした
によって編集された70のトランジットクール巨大系外惑星の調査から
キッピング等。 (2022) ケプラーのアーカイブを使用。 しかありませんが
1 つのトランジットは、最新の候補をサポートするかすかな信号を示しました。この証拠は、著者が適用したすべての基準をチェックしました。
最近、Cassese & Kipping (2022) は、ケプラー 1708 b-I が
HST によって検出される可能性は低く、そのステータスは未解決のままです。
キッピングらによって提示されたトランジットのさらなる分析。 (2022)
候補者を検証または反論するには、さらに多くのデータが必要です。
確認されたエキソムーンの欠如は、さまざまな理由によるものですが、
主にテクノロジーの制限。 宇宙望遠鏡ケプラーと
CoRotは、太陽系外衛星の潜在的な検出に期待を寄せていました
(Szabó et al. 2006; Simon et al. 2007; Kipping et al. 2009)
これらの施設からのデータを使用して、いくつかの候補を提案できます。
HST はまた、太陽系外衛星についてもヒントを与えてくれる可能性があります。 ただし、
HST の 1 つの通過光度曲線は、自然の衛星の兆候を示しました
(Teachey & Kipping 2018)。
近い将来、新世代の宇宙望遠鏡が
系外衛星検出の可能性の地平を広げることが期待されています。 最近展開されたジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST)
の確認を可能にするトランジット ライト カーブを提供できます。
エクソムーンの候補 (Kipping et al. 2022) に加えて、新しい検出
もの (Limbach et al. 2021)。 2026年のPLATOミッションは、ケプラーが観測したものよりも明るい星の周りの太陽系外惑星
（Rauer et al. 2014）、したがって、発見の可能性も高まります
近くにある巨大惑星の周りの太陽系外衛星 (Heller 2018a; Hippke & ヘラー 2022)。
新しい望遠鏡を待っている間、天文学者は系外衛星の兆候を探す技術の開発に注力してきました
利用可能なデータについて。 ほとんどの努力は、外衛星のトランジットまたはそのような惑星のトランジットの分析
惑星のトランジットへの間接的な影響を特定することができます (Sartoretti & Schneider 1999; サイモン等。 2007; キッピング 2009a,b; ヘラー
2014; キッピング 2021; ティーチー 2021)。 さらに、ヒプケ＆ヘラー(2022) 公開された最初のトランジット フィッティングである PANDORA をリリース
系外衛星のトランジットを探索するソフトウェア。
エクソムーンを探している科学者の数。
エクソムーンは、理論的な観点からも対処できます。
見る。 このようにして、太陽系外衛星の安定性を調べることができます。
したがって、周囲の衛星の数、質量、および位置を制限します
外惑星。
観測バイアスにより、検出された系外惑星のほとんどは
主星の近くを公転する巨大惑星。 当然、最初の
系外衛星の安定性に関する研究は衛星に焦点を当てていた
これらの惑星の周り。 Barnes & O’ Brien (2002) は、潮汐理論と数値シミュレーションを適用して衛星の質量を制限しました。
潮汐移動を生き残るであろう近くの巨大惑星の周り長期的に安定します。 彼らの結果は、地球のような月を予測した
星の質量に応じて、木星の惑星の周りで安定している可能性があります
そして星と惑星の分離。 ただし、Barnes & O' Brien (2002)
惑星の内部特性と回転は安定していると考えられていました
現実に対応していない数十億年。 長い間一定期間、惑星は縮小する可能性があります (Fortney et al. 2007)。
その内部は冷えて固まります (Guenel et al. 2014)。 AlvaradoMontes ら。 (2017)、Sucerquia ら。 (2019) および Sucerquia ら。
(2020) は、より堅牢なモデルを使用して、太陽系外衛星の潮汐移動を説明しました。 Alvarado-モンテス等。 （2017）、たとえば、焦点を当てた
の半径の収縮と内部構造の進化について近くの衛星の潮汐移動を制限する惑星
巨大な惑星。 著者らは、潮汐にさらされた太陽系外衛星が
1) 惑星に落ちる。 2) 眼窩剥離、惑星のヒル球から放出されています。 3) 場所への移動
準静止軌道での安定性。 彼らは内向きであることを発見しました
系外衛星など、運命につながる移動 1) が抑制される
につながる漸近的な最大距離に向かって移動します。
運命 3) 衛星が長期間安定する場所。
その後、Sucerquia 等。 (2020) この距離を衛星潮汐と名付けました
軌道駐車場。
ドミンゴス等。 (2006) の安定性を数値的に研究
巨大惑星の周りの衛星の軌道を順行および逆行します。
著者は、重要な要素の分析式を導き出すことができました。
順行および順行の両方における外衛星の安定性のための半長軸
逆行運動。 ドミンゴスらによって提示された見積もり。
(2006) は、Rosario-Franco らによって最近更新されました。 （2020）。 から
分析的な観点から、Donnison (2010) は Hill 安定性を適用しました。
基準 (Murray & Dermott 1999)
さまざまな惑星衛星質量比の惑星と安定した衛星の間の分離。
図 1. システムの初期セットアップの図。 惑星（黒丸）
は座標系の原点にあり、主要な衛星 (青い円) は
は惑星からのように配置され、共軌道の仲間 (白丸) は
最初に、角度分離θメジャーで惑星からのように配置されました
惑星と主衛星を結ぶ水平線から
反時計回りに 30 度から 90 度まで。
図 2. Kepler-1625 システム (左パネル) と Kepler-1708 システム (右パネル) の初期条件を含むグリッド。 緑色では、次の条件があります。
は 1 Myr 後に安定し、赤色は不安定なケースです。 水平の点線は、60 度と 90 度の初期条件を示しています。
図 3. ケプラー 1625 システムにおける共軌道 (左パネル) と主衛星 (右パネル) の動き。 衛星の軌道は、
回転枠142年。 共軌道コンパニオンは 0.107 M⊕ (火星サイズ) で、衛星は当初、互いに θ = 48° 離れていました。 色彩
バーは時間を示します。 番号が付けられた点は、対応する位置が同じ番号を持つなど、両方の衛星の軌跡シーケンスを示します。
図 4. 衛星の時間に対する長半径の進化
システム Kepler-1625 では、共軌道コンパニオンは 0.107 M⊕ (火星サイズ) で、衛星は最初は互いに 48° 離れていました。 ボトム
パネルは、長半径が 39.95 ～40.05ルピア 番号が付けられたポイントは、図 3.
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