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遠くの星によって駆動K2-290Aの逆行多惑星系の混沌とした歴史

2022-01-12 22:26:10 | 系外惑星系
元は同じ原始惑星系円盤から生まれた恒星と惑星なので恒星の自転方向と惑星の公転方向が一致するはず。連星系だと伴星の力で軌道傾斜角と離心率を変化させることができる。以下、機械翻訳。
遠くの星によって駆動K2-290Aの逆行多惑星系の混沌とした歴史
2022年1月10日に提出]
星K2-290Aの赤道は最近、その既知の通過惑星の両方の軌道に対して124+/6度傾斜していることが判明した。100 auのコンパニオンスターBの存在は、出生原始惑星円盤が傾いている可能性があることを示唆し、したがって、この多惑星系の特異な逆行状態の説明を提供する。本研究では、原始のミスアライメントは必要ではなく、観測された逆行状態は、ディスクが分散した後、〜2000 auで〜2000 auの広軌道コンパニオンCによって駆動される混沌とした恒星の忘却進化の自然な結果であることを示す。恒星Cは、内側の二項軌道上で偏心および/または傾斜振動を駆動し、恒星スピンと惑星世俗モードの間の周期的な共振通路から広範囲にわたる混乱を引き起こす。集団合成研究に基づいて、観測された恒星のオブリー分は、中心星のスピンダウン履歴に関係なく、世俗的なダイナミクスの堅牢な結果を作る、システムの〜40〜70%で到達することを発見しました。この研究は、非常に遠くの仲間が接近惑星の軌道とホスト星のスピン進化に持つことができる異常な役割を強調し、数十億回にわたる距離スケールの4桁の距離スケールを結んでいます。我々は最終的に広いバイナリの多惑星系を含む他の系外惑星系への適用についてコメントする。

図1.K2-290システムの概略図。 惑星bとcは、軌道面が〜124度傾斜している状態でほぼ同一平面上にあります。
星Aの赤道を基準にしています。遠方のM-矮星BとCの投影距離は、それぞれであり、約100 auと約2000auです。
相互の傾向をiBCと定義します。


図2.恒星スピンの傾きの進化
軸(is = cos-1[ˆs・zˆ])および恒星の傾斜角(ibc、s =cos-1[ˆs・ˆjbc])与えられた基準値を使用した2つの例
図1および最終的なJ2 = 10^−5.6。 パネルaはケースを示しています
P0 = 2日からそのまでのホスト星のスピンダウン
現在の値は6.63日ですが、パネルbは同じ値を示しています
スピンダウンのないケース。 パネルcでは、ABバイナリのZKLサイクルを示し、突然の混沌とした状態を観察します。
債務の変化は、次の場合の事例と一致します 離心率のピークに達します。


図3.節点歳差運動周波数Ω˙s、bc(赤い線)、Ω˙bc、s(青い線)とΩ˙bc、B(緑色の線と影付きの領域)
図2bの例では、2つのケースを比較しています。相互傾斜角iB、C =10度(ZKLサイクルなし、破線)
およびiB、C =85度(ZKLサイクル、実線)。 パネルa:初期の相互傾斜iB、Cと
の可能な範囲全体を表示する影付きの緑色の領域
Ω˙bc、B ∝[1 − e^2B]^3/2; 共振が発生するのはiB,C ≧ 50度。
パネルb:共振を示す時間発展 最初のiB,C =85度でのみ発生する交差(実線)。
パネルc:恒星の赤道傾斜角の進化
突然の変化は共鳴交差と一致します。 ケース
初期iB,C =10度の場合、共振交差なしの場合のみ
小さな周期的な変化。


図4.システムがシステムの年齢(3.2〜5.6 Gyr(十億年))内で124±6度の傾きで費やす時間の割合。
星の傾き(縦軸)とJ2を広い範囲で変化させながら、図1に従って設定されたパラメーター。 The
赤い縦線は、ラブ数k2が0.01および0.02の場合のJ2の現在の値を示しています。 パネルa:星のないケースC.パネル
bおよびc:それぞれibc,BおよびiB,Cの初期値の関数としての分数を持つスターCの場合。 白い線
式(10)の共振を横切る限界条件に対応し、水平の条件はの限界に対応します。
これは、星Bが内惑星に近づきすぎているためにシステムが破壊されています(aB [1 − eB]≈ac)。


図5.124度の観測角度に達するシステムの割合
§3.2で説明されている人口統合研究で。
全体として、成功率は56%ですが、システムの17%で惑星が破壊され、27%が124度以上に達することはありません。
(私たちだけの場合
破壊されていないシステムを考慮すると、成功率は最大67%になります)。 パネルaからfまでの割合を示します
依存性:星の初期、J2の最終値、BとCの相互傾斜、惑星bの質量、
星BとC。パネルbの赤いマークは、比較のために星Cがない場合に対応し、成功率はわずか12%です。
また、eBの初期分布(図には示されていません)は、平均0.86の非常に大きな値に大きく偏っています。

5。結論
この作品では、惑星K2-290bとc(124±6度)の印象的な逆行性の星の傾斜角を示しています
は、遠方の星BとCによって駆動される長期スピン軌道相互作用の自然な結果です。ここでは、星C
離心率および/または傾斜振動を駆動します
AB軌道、進化の中で広範な混乱を引き起こします
惑星の傾斜と恒星の忘却の。
私たちのモデルは、ホスト星のスピン履歴に関係なく、さまざまな初期条件で機能するため、
以前に提案された説明が出生原始惑星系円盤の原始的な傾きに依存していることを示唆している
ディスクは必要ない場合があります。
最後に、J2の推定値として
中心星、私たちは観測された傾斜角を達成することしかできません
星Cが存在する場合、したがって、この摂動体の効果は、
それは惑星系から非常に離れていますが、
無視してはいけません。


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