我們是否即將突破行星形成的理解？

連結目錄

摘要和1 引言

1. 樣本選擇和特性

2. 結果

3. 討論

4. 結論性評論和參考文獻

   附錄A：樣本選擇

   附錄B：本研究中TOIs的特性

   附錄C：主序前估計

5. 結論性評論

關於中等質量恆星周圍系外行星的堅實觀測背景的缺乏（類似於低質量恆星周圍存在的背景）影響了我們對行星形成的一般知識，特別是熱木星。在本研究中，我們分析了這類行星，這些行星是從TESS和Gaia數據的組合中選出的。我們的分析集中在它們最內側行星軌道的物理極限上，無論關於中等質量恆星周圍熱木星頻率的持續爭論（例如，Sebastian等人2022年，以及其中的參考文獻）。原則上，我們的分析也獨立於觀測發展，這些發展最終可能導致更大樣本的中等質量恆星在更長軌道半徑上擁有更小的系外行星。我們提供了初步證據支持這一觀點：中等質量恆星周圍熱木星的軌道主要由原行星盤氣體截斷半徑決定 - 而不是由塵埃破壞半徑決定。雖然引力不穩定可能在這類恆星周圍長週期巨行星的形成中發揮作用，但我們已經建議熱木星的起源可能與低質量源類似。這是基於核心吸積範式和遷移到內部氣體邊緣的組合。最後，低質量和中等質量恆星之間的比較表明，氣體屏障確實固定了整個恆星質量範圍內最內側的行星軌道。對先前假設的未來測試需要更大樣本的擁有熱木星的中等質量恆星。下面概述了這類測試的兩個例子。

\ 首先，磁層的大小受到盤共轉半徑的限制，對於較大的恆星旋轉速度，這個半徑較小（Shu等人1994年）。因此，如果磁層控制最內側行星軌道，那麼對於快速旋轉的恆星，這些軌道應該更小（參見，例如，Lee和Chiang 2017年的相關討論）。這與最近的發現一致，顯示在更大質量的恆星中，如果它們的旋轉週期更短，則觀察到更短的軌道週期，至少考慮FGK光譜類型（García等人2023年）。然而，僅基於低質量恆星很難做出結論性測試，因為它們的投影旋轉速度範圍狹窄且較小。相比之下，中等質量恆星的速度範圍從幾公里/秒到幾百公里/秒不等，使它們成為此類測試的理想對象。目前，基於Gaia的投影旋轉速度僅適用於本研究分析的所有源中的十幾個。額外的速度估計將有助於執行這項任務。

\ 其次，磁層作為氣體屏障停止向內遷移立即意味著，如果這些屏障不存在，那麼行星被其宿主恆星吞噬的可能性就會增加（Nelson等人2000年）。行星被其宿主吞噬的間接證據僅為少數太陽型恆星提供（例如，Israelian等人2001年；De等人2023年，以及其中的參考文獻）。值得注意的是，大多數質量為3-4 M⊙的Herbig恆星可能缺乏磁層（Wichittanakom等人2020年；Vioque等人2022年），對於這些恆星，氣體盤可能通過邊界層到達中心源（Mendigutía 2020年，以及其中的參考文獻）。因此，如果磁層是防止無限行星遷移的最終屏障，那麼對於質量>3-4 M⊙的恆星，行星吞噬情景將最為有效。與較低質量恆星的情況相比，這些恆星可能顯示熱木星的缺乏。

\ 致謝。作者感謝匿名審稿人，其建議有助於改進手稿。IM的研究由西班牙科學與創新部/研究國家機構MCIN/AEI/10.13039/501100011033和歐盟資助的PID2022-138366NA-I00撥款，以及Ramón y Cajal獎學金RyC2019-026992-I資助。J.L.-B.部分由西班牙MCIN/AEI/10.13039/501100011033和NextGenerationEU/PRTR撥款PID2019-107061GB-C61和CNS2023-144309，以及Ramón y Cajal獎學金RYC2021-031640-I資助。BM由撥款MCIN/AEI/PID2021-127289-NB-I00支持。我們感謝使用來自TESS科學辦公室和TESS科學處理操作中心管道的公共TOI發布數據。TESS任務的資金由NASA的科學任務理事會提供。本工作使用了來自歐洲航天局（ESA）Gaia任務（https://www.cosmos.esa.int/gaia）的數據，由Gaia數據處理和分析聯盟（DPAC，https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dpac/consortium）處理。DPAC的資金由國家機構提供，特別是參與Gaia多邊協議的機構。

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