Obliquity Tides May Drive WASP-12b’s Rapid Orbital Decay
Obliquity Tides May Drive WASP-12b’s Rapid Orbital Decay
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倾斜潮汐可能会导致 WASP-12b 的快速轨道衰变
DOI：
--
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发表时间：
2018
影响因子：
4.9
通讯作者：
G. Laughlin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Millholland;G. Laughlin
最近的分析揭示了一个谜团。高度膨胀的高温木星WASP-12b的轨道周期正在迅速缩短。然而，感应的速度太快了，既不能用偏心潮汐解释，也不能用平衡恒星潮汐解释。虽然动态恒星潮是可能的，但它们需要恒星的亚巨型结构，而恒星模型指向主序宿主。在这里，我们证明，如果行星b的自旋矢量被困在一种高倾角状态，而这种状态是由一颗看不见的外部扰动行星的长期自旋轨道共振保持的，那么这些迄今为止不可调和的观测结果可能可以用行星倾角潮汐来解释。我们得到了产生观测轨道衰变所需的倾角()、减少的潮汐品质因子()和摄动行星参数(，)的约束条件。包括潮汐和自旋动力学在内的直接N体模拟加强了这一假设的合理性。此外，我们还表明，当行星b的倾角很小时就可以捕捉到共振，这使得提出的事件序列很容易解释。这颗假想的摄动行星在当前对系统的径向速度约束范围内，但它也是可以探测到的。如果它存在，它可能为热木星的原地形成假说提供支持的证据。
Recent analyses have revealed a mystery. The orbital period of the highly inflated hot Jupiter, WASP-12b, is decreasing rapidly. The rate of inspiral, however, is too fast to be explained by either eccentricity tides or equilibrium stellar tides. While dynamical stellar tides are possible, they require a subgiant structure for the star, whereas stellar models point toward a main-sequence host. Here, we show that these hitherto irreconcilable observations might be explained by planetary obliquity tides if planet b’s spin vector is trapped in a high-obliquity state maintained by a secular spin–orbit resonance with an unseen exterior perturbing planet. We derive constraints on the obliquity ( ), reduced tidal quality factor ( ), and perturbing planet parameters ( , ) required to generate the observed orbital decay. Direct N-body simulations that include tidal and spin dynamics reinforce the plausibility of the scenario. Furthermore, we show that the resonance could have been captured when planet b’s obliquity was small, making the proposed sequence of events easy to explain. The hypothetical perturbing planet is within the limits of current radial velocity constraints on the system, yet it is also detectable. If it exists, it could provide evidence in favor of the in situ formation hypothesis for hot Jupiters.
影响因子：
6.5
作者：
G. Maciejewski;Dinko Dimitrov;M. Seeliger;S. Raetz;Ł. Bukowiecki;M. Kitze;R. Errmann;Grzegorz Nowak;Andrzej Niedzielski;V. Popov;C. Marka;K. Goździewski;Ralph Neuhäuser;J. Ohlert;T. Hinse;J. W. Lee;C.‐U. Lee;Joh-Na Yoon;A. Berndt;H. Gilbert;C. Ginski;M. Hohle;M. Mugrauer;T. Roell;T. Schmidt;N. Tetzlaff;L. Mancini;J. Southworth;M. Dall’ora;S. Ciceri;R. Zambelli;G. Corfini;Hiromitsu Takahashi;K. Tachihara;J. Benkő;K. Sárneczky;Gy. M. Szabó;Gy. M. Szabó;T. Varga;M. Vaňko;Y. Joshi;Wen-Ping Chen
通讯作者：
G. Maciejewski;Dinko Dimitrov;M. Seeliger;S. Raetz;Ł. Bukowiecki;M. Kitze;R. Errmann;Grzegorz Nowak;Andrzej Niedzielski;V. Popov;C. Marka;K. Goździewski;Ralph Neuhäuser;J. Ohlert;T. Hinse;J. W. Lee;C.‐U. Lee;Joh-Na Yoon;A. Berndt;H. Gilbert;C. Ginski;M. Hohle;M. Mugrauer;T. Roell;T. Schmidt;N. Tetzlaff;L. Mancini;J. Southworth;M. Dall’ora;S. Ciceri;R. Zambelli;G. Corfini;Hiromitsu Takahashi;K. Tachihara;J. Benkő;K. Sárneczky;Gy. M. Szabó;Gy. M. Szabó;T. Varga;M. Vaňko;Y. Joshi;Wen-Ping Chen
在系外行星 WASP-12b 的轨道上
DOI：
10.1088/0004-637x/727/2/125
发表时间：
2011
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Campo C
通讯作者：
Campo C