飞越诱导的高偏心率迁移与 M67 中热木星的普遍性

《Monthly Notices of the Royal Astronomical Society》：Flyby-induced high-eccentricity migration and the prevalence of hot Jupiters in M67

　　

摘要

很少有行星系统是孤立形成的。相反，它们在诞生环境中的相互作用可能会塑造其架构，或驱使其进入不稳定配置。在此，我们研究了环境扰动在致密星团中触发导致热木星形成的动力学不稳定性中的作用，重点关注疏散星团 M67 中热木星发生率升高是否可以通过飞掠诱发的高偏心率迁移来解释。我们开发了一种混合方法，结合解析和数值方法，用于模拟经过的恒星产生的外部扰动下行星系统的长期和潮汐演化。我们在类 M67 星团中对具有单颗行星、两颗行星或一颗行星和一颗恒星伴星的系统各演化 10,000 个实例约 40 亿年，并与没有飞掠的控制样本的结果统计进行比较。在单行星和双行星系统中，飞掠诱发的热木星形成率可以忽略不计。然而，在具有初始各向同性取向恒星伴星的系统中，星团环境使热木星形成率提高了约 2 倍，并伴随着行星发生潮汐瓦解率增加约 3 倍。基于观测驱动的原始群体估计，我们的热木星产出与场星和 M67 的发生率均一致，前提是类太阳恒星中原始宽双星比例接近 50%，双星驱动的高偏心率迁移是主要的形成途径，且相当一部分潮汐瓦解系统通过部分质量损失以热木星的形式幸存下来。