短周期行星轨道偏心率的维持:应用于GJ 436行星系统

GJ 436b是围绕主序恒星GJ 436运行的,目前观测到的该系统唯一一颗行星.该行星质量为23.2个地球质量,轨道周期为2.64天,轨道偏心率为0.16.参照气态巨行星的典型潮汐耗散因子,GJ 436b轨道的圆化时标在1Ga(10亿年)左右,仅仅只有其主星年龄(>3Ga)的三分之一或者更少,所以正常情况下它不可能保持在椭圆轨道上.通常认为该行星偏心率是被一颗尚未观测到的行星(称第二行星)通过相互摄动所激发并长时间维持的.本文从动力学角度研究了这种可能性,考虑了第二行星几种可能的位置,包括邻近或远处非共振轨道,以及与GJ 436b处于平运动共振的轨道.我们发现,目前观测到的GJ 436b的高偏心率不可能由第二行星通过长期摄动或平运动轨道共振来维持.事实上,我们所研究的各种情况中,GJ 436b的偏心率都会无一例外地在其主星演化年龄内衰减下来,行星轨道也会慢慢向里迁移.需要注意的是,这些结论并没有排除存在第二行星的可能性,只是它们不可能是维持GJ 436b高偏心率的原因.