天体物理学 > 地球与行星天体物理学
[提交于 2020年11月20日
]
标题: 双星潮汐相互作用的潜在宜居行星轨道演化
标题: Orbital evolution of potentially habitable planets of tidally interacting binary stars
摘要: 我们模拟了短周期双星(轨道周期为$P_{orb} \lsim$8天)的恒星演化与潮汐演化耦合,以研究围绕双星的行星(CBPs)的轨道振荡、照度循环和轨道稳定性。 我们考虑了两种潮汐模型,并表明两者都预测了双星半长轴$a_{bin}$和偏心率$e_{bin}$的先向外再向内演化。 这种轨道演化驱动了CBP轨道稳定性最小半长轴的类似演化。 通过扩展之前的模型以包括质量集中度的演化,我们显示围绕双星的行星轨道稳定性极限的最大值通常发生在行星形成后100百万年,比之前的研究长一个数量级。 这一结果进一步支持了早期双星的恒星潮汐演化已将CBPs从短周期双星中移除的假设。 然后我们将模型应用于开普勒-47b,一颗围绕其宿主恒星稳定性极限附近运行的CBP,以表明如果该双星的初始$e_{bin} \gsim$为0.24,则该行星在过去会位于不稳定区域之内,可能无法幸存。 对于稳定性限制未达到行星轨道的稳定假设情况,我们发现 $a_{bin}$和$e_{bin}$振荡的幅度分别可以衰减高达10%和50%。 最后,我们考虑了$P_{orb} =$为7.5天的等质量恒星,并比较了宜居带与稳定性极限。 我们发现,对于恒星质量为$\lsim0.12M_{\odot}$的情况,宜居带完全不稳定,即使双星轨道是圆形的。对于 $e_{bin} \lsim$ 大于 0.5 时,这个限制增加到$0.17M_{\odot}$,并且对于高达$0.45M_{\odot}$ 的恒星质量,宜居带部分失去稳定性。这些结果可能有助于指导对潜在宜居的CBP(恒星伴行星)的搜索,以及在它们被发现后对其演化和支持生命的可能性进行表征。
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