論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1508.02763
Essick & Weinberg (2015)
Orbital decay of hot Jupiters due to nonlinear tidal dissipation within solar-type hosts
(太陽型星における非線型潮汐散逸によるホットジュピターの軌道減衰)

概要

太陽型星内部での、潮汐によって駆動されるg-modeの励起と散逸によるホットジュピターの軌道進化について調べた。
非線型のモードのダイナミクスから、力学的潮汐の非線型散逸率は、線型の散逸率よりも数桁大きくなることを示した。

その結果として、0.5木星質量以上、軌道周期 2日以下の惑星は、太陽型星の主系列段階の寿命よりも短いスケールで減衰するという事がわかった。
この潮汐散逸は、潮汐のQ値に直すと 10⁵ - 10⁶に相当する。

発見されているホットジュピターに対して結果を適用したところ、WASP-19bやHAT-P-36bを含む10個程度の系では、軌道減衰のタイムスケールは 1 Gyrよりも短くなった。
潮汐によって引き起こされる軌道の速い減衰は、太陽型星の周りにおいて、木星質量程度以上、軌道周期2日以下の惑星の数が少ないという観測事実を説明出来るかもしれない。
また、軌道減衰は将来的にはトランジット時刻変動 (Transit Timing Variation, TTV)で検出できる可能性がある。

ホットジュピターでの軌道散逸の例

・WASP-19b

中心星(WASP-19)は、0.930太陽質量、0.990太陽半径の太陽型星。
惑星は1.114木星質量、軌道周期 68155.776秒 (~ 0.78884日)の、極めて短周期のホットジュピター。
このホットジュピターの軌道減衰のタイムスケールは ~ 9.2 Myr (920万年)である。

・HAT-P-36b
中心星(HAT-P-36)は、1.022太陽質量、1.096太陽半径の太陽型星。
惑星は1.83木星質量、軌道周期 114682.78秒 (~ 1.327日)の、同じく極めて短周期のホットジュピター。
このホットジュピターの軌道減衰のタイムスケールは ~ 200 Myr (2億年)である。

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