快速計算恆星—行星系統潮汐演化有了新方法

來源：科技日報

科技日報昆明9月17日電（記者趙漢斌）記者17日從中國科學院雲南天文臺瞭解到，該臺恆星物理研究團組和天文技術實驗室近期基於機器學習，合作開發了快速計算恆星—行星系統潮汐演化的方法。相對於傳統的理論模型計算，新方法的計算速度可提高四個數量級。相關研究成果在線發表於國際期刊《皇家天文學會月報》。

由恆星和行星組成的類雙星系統的演化過程，涉及恆星和行星自身的演化、恆星和行星的物質損失、恆星和行星之間的潮汐演化。潮汐演化不僅改變了恆星的自轉，也調整了行星的軌道參數，比如偏心率和軌道間距。傳統方法通過在恆星演化中添加潮汐演化的計算模塊，從而得到其潮汐演化狀態，但計算效率較低，不利於將潮汐演化整合到恆星和行星組成的類雙星系統演化中。

鑑於此，雲南天文臺博士生郭帥帥和研究員季凱帆、郭建恆等人，基於機器學習的方法，在一個包括了恆星質量、金屬丰度、初始自轉週期、行星質量、軌道半長軸等的參數空間中，計算了15000餘條潮汐演化的模型。隨後，他們對這些演化模型作了復原，得出不同年齡條件下恆星的有效溫度、半徑、自轉週期和行星的軌道週期等數據。

依據恆星—行星系統潮汐演化特徵，研究人員進一步將其分爲6個類型。他們發現，除了恆星自轉和行星軌道週期幾乎一致的情況外，機器學習方法得到的結果，可在很大程度上覆現理論計算所得的恆星—行星潮汐演化狀態。

此項研究提供了可以便捷地將潮汐演化整合到恆星—行星系統演化中的方式，有助於理解此類系統的基本物理機制，也爲分析該系統在不同遷移狀態下的演化特徵奠定了基礎。