Orbital relaxation and excitation of planets tidally interacting with white dwarfs
Orbital relaxation and excitation of planets tidally interacting with white dwarfs
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与白矮星潮汐相互作用的行星的轨道弛豫和激发
DOI：
10.1093/mnras/stz965
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
Gänsicke
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Efroimsky;Makarov;Wolthoff;Reffert;Quirrenbach;Tremblay;P.-E. ;Gänsicke
白矮星行星系统的观测证据主要是外部小行星的残骸，通过吸积的金属、碎片圆盘和绕轨道运行的小行星。然而，这些星系中的系外行星作为微扰剂发挥着至关重要的作用，它们本身也可以在接近白矮星罗氏半径的地方受到微扰。在这里，我们说明了一种计算白矮星和近球形固体行星之间潮汐相互作用的过程。这种方法决定了行星的向内漂移和/或向外漂移，以及行星是否会达到罗氏半径并被摧毁。我们避免了恒定的潮汐滞后公式，取而代之的是使用来自Bouén和EFroimsky的自洽的长期达尔文-考拉展开，它的特征是对质量函数的任意频率依赖。我们对地球采用了广泛的动态粘度和自转速率，以便跨越许多可能的结果，并为未来研究具有已知或假设流变性的单个系统提供基础。我们发现：(I)大质量的超级地球比小行星(如WD 1145+017和SDSS J1228+1040)更容易被破坏，(Ii)低粘度行星比高粘度行星更容易被破坏，(Iii)生存和毁灭之间的边界可能是分形和混沌的。
Observational evidence of white dwarf planetary systems is dominated by the remains of exo-asteroids through accreted metals, debris discs, and orbiting planetesimals. However, exo-planets in these systems play crucial roles as perturbing agents, and can themselves be perturbed close to the white dwarf Roche radius. Here, we illustrate a procedure for computing the tidal interaction between a white dwarf and a near-spherical solid planet. This method determines the planet’s inward and/or outward drift, and whether the planet will reach the Roche radius and be destroyed. We avoid constant tidal lag formulations and instead employ the self-consistent secular Darwin–Kaula expansions from Boué & Efroimsky , which feature an arbitrary frequency dependence on the quality functions. We adopt wide ranges of dynamic viscosities and spin rates for the planet in order to straddle many possible outcomes, and provide a foundation for the future study of individual systems with known or assumed rheologies. We find that (i) massive Super-Earths are destroyed more readily than minor planets (such as the ones orbiting WD 1145+017 and SDSS J1228+1040), (ii) low-viscosity planets are destroyed more easily than high-viscosity planets, and (iii) the boundary between survival and destruction is likely to be fractal and chaotic.
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