MS
Martin Sirk
Author with expertise in Formation and Evolution of the Solar System
Achievements
Open Access Advocate
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(75% Open Access)
Cited by:
216
h-index:
20
/
i10-index:
32
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

TESS Giants Transiting Giants. VI. Newly Discovered Hot Jupiters Provide Evidence for Efficient Obliquity Damping after the Main Sequence

Nicholas Saunders et al.Jul 18, 2024
Abstract The degree of alignment between a star’s spin axis and the orbital plane of its planets (the stellar obliquity) is related to interesting and poorly understood processes that occur during planet formation and evolution. Hot Jupiters orbiting hot stars (≳6250 K) display a wide range of obliquities, while similar planets orbiting cool stars are preferentially aligned. Tidal dissipation is expected to be more rapid in stars with thick convective envelopes, potentially explaining this trend. Evolved stars provide an opportunity to test the damping hypothesis, particularly stars that were hot on the main sequence and have since cooled and developed deep convective envelopes. We present the first systematic study of the obliquities of hot Jupiters orbiting subgiants that recently developed convective envelopes using Rossiter–McLaughlin observations. Our sample includes two newly discovered systems in the Giants Transiting Giants survey (TOI-6029 b, TOI-4379 b). We find that the orbits of hot Jupiters orbiting subgiants that have cooled below ∼6250 K are aligned or nearly aligned with the spin axis of their host stars, indicating rapid tidal realignment after the emergence of a stellar convective envelope. We place an upper limit for the timescale of realignment for hot Jupiters orbiting subgiants at ∼500 Myr. Comparison with a simplified tidal evolution model shows that obliquity damping needs to be ∼4 orders of magnitude more efficient than orbital period decay to damp the obliquity without destroying the planet, which is consistent with recent predictions for tidal dissipation from inertial waves excited by hot Jupiters on misaligned orbits.
0

An Earth-sized Planet on the Verge of Tidal Disruption

Fei Dai et al.Aug 1, 2024
Abstract TOI-6255 b (GJ 4256) is an Earth-sized planet (1.079 ± 0.065 R ⊕ ) with an orbital period of only 5.7 hr. With the newly commissioned Keck Planet Finder and CARMENES spectrographs, we determine the planet’s mass to be 1.44 ± 0.14 M ⊕ . The planet is just outside the Roche limit, with P orb / P Roche = 1.13 ± 0.10. The strong tidal force likely deforms the planet into a triaxial ellipsoid with a long axis that is ∼10% longer than the short axis. Assuming a reduced stellar tidal quality factor Q ⋆ ′ ≈  10 7  , we predict that tidal orbital decay will cause TOI-6255 to reach the Roche limit in roughly 400 Myr. Such tidal disruptions may produce the possible signatures of planet engulfment that have been seen on stars with anomalously high refractory elemental abundances compared to their conatal binary companions. TOI-6255 b is also a favorable target for searching for star–planet magnetic interactions, which might cause interior melting and hasten orbital decay. TOI-6255 b is a top target (with an Emission Spectroscopy Metric of about 24) for phase-curve observations with the James Webb Space Telescope.