Orbital Stabilities of Exoplanet Systems Detected with Eclipse Timing Variation Method

Abstract

Most eclipsing binary systems around which exoplanets have been discovered with the eclipse timing variation technique have small total masses and host OB-type subdwarf or white dwarf primaries and low-mass main sequence secondaries. The complex nature and relatively long periods of eclipse timing variations observed in these systems, as well as the observational errors in the data, can increase uncertainties on the mass and orbital parameters of possible additional objects. For this reason, some of the planets proposed by using the eclipse timing variation method may correspond to orbital structures that become unstable in relatively short periods of time that cannot be compared with the age of the systems. In this study, orbital stability analyzes were carried out using the frequency map analysis method for the systems, which were poropsed to host more than one exoplanets with the eclipse timing variation technique.

Keywords

• (stars:) binaries: eclipsing
• (stars:) planetary systems
• planets and satellites: dynamical evolution and stability

Tutulma Zamanlaması Değişimi Yöntemi ile Keşfedilen Ötegezegen Sistemlerinin Yörünge Kararlılıkları

Öz

Tutulma zamanlaması değişimi yöntemi ile keşfedilen ötegezegenlerin bulunduğu çift yıldız sistemleri çoğunlukla toplam kütleleri küçük, OB-türü altcüce veya beyaz cüce baş bileşen ile düşük kütleli anakol yoldaş bileşenden oluşan yakın çift yıldızlardır. Bu sistemlerin tutulma zamanlamalarının karmaşık yapıları ve görece uzun dönemleri ile gözlemsel hatalar, bu yöntemle önerilen olası ilave cisimlerin kütle ve yörünge parametreleri üzerindeki belirsizlikleri arttırabilmektedir. Bu sebeple tutulma zamanlama değişimi yöntemi ile yapılan gezegen önerilerinin bazıları, sistemin yaşı ile karşılaştırılamayacak kısa sürelerde kararsızlaşan yörünge yapılarına karşılık gelebilmektedir. Bu çalışmada, bu yöntem kullanılarak etrafında birden fazla ötegezegen önerilmiş sistemlerin frekans harita analizi yöntemi kullanılarak yörünge kararlılık analizleri yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• (stars:) binaries: eclipsing
• (stars:) planetary systems
• planets and satellites: dynamical evolution and stability

References

1. Almeida L. A., Jablonski F., Rodrigues C. V., 2013, ApJ, 766, 11
2. Baştürk Ö., Esmer E. M., 2018, Open Astronomy, 27, 14
3. Baran A. S., Zola S., Blokesz A., Østensen R. H., Silvotti R., 2015, A&A, 577, A146
4. Beuermann K., Dreizler S., Hessman F. V., Deller J., 2012, A&A, 543, A138
5. Brown-Sevilla S. B., et al., 2021, MNRAS, 506, 2122
6. Correia A. C. M., Udry S., Mayor M., Laskar J., Naef D., Pepe F., Queloz D., Santos N. C., 2005, A&A, 440, 751
7. Er H., Özdönmez A., Nasiroglu I., 2021, MNRAS, 507, 809
8. Esmer E. M., Baştürk Ö., Hinse T. C., Selam S. O., Correia A. C. M., 2021, A&A, 648, A85

9. Esmer E. M., Baştürk Ö., Selam S. O., Aliş S., 2022, MNRAS, 511, 5207
10. Gastineau M., Laskar J., 2011, ACM Commun. Comput. Algebra, 44, 194
11. Goździewski K., et al., 2015, MNRAS, 448, 1118
12. Hinse T. C., Horner J., Wittenmyer R. A., 2014, Journal of Astronomy and Space Sciences, 31, 187
13. Horner J., Hinse T. C., Wittenmyer R. A., Marshall J. P., Tinney C. G., 2012a, MNRAS, 427, 2812
14. Horner J., Wittenmyer R. A., Hinse T. C., Marshall J. P., Mustill A. J., Tinney C. G., 2013, MNRAS, 435, 2033
15. Irwin J. B., 1959, AJ, 64, 149
16. Khangale Z. N., Potter S. B., Kotze E. J., Woudt P. A., Breytenbach H., 2019, A&A, 621, A31
17. Kilkenny D., 2011, MNRAS, 412, 487
18. Kwee K. K., van Woerden H., 1956, Bull. Astron. Inst. Netherlands, 12, 327, ADS
19. Laskar J., 1990, Icarus, 88, 266
20. Laskar J., 1993, Physica D Nonlinear Phenomena, 67, 257
21. Lee J. W., Kim S.-L., Kim C.-H., Koch R. H., Lee C.-U., Kim H.-I., Park J.-H., 2009, AJ, 137, 3181
22. Lee J. W., Hinse T. C., Youn J.-H., Han W., 2014, MNRAS, 445, 2331
23. Marsh T. R., et al., 2014, MNRAS, 437, 475
24. Mikulášek Z., Chrastina M., Liška J., Zejda M., Janík J., Zhu L. Y.,
25. Qian S. B., 2014, Contributions of the Astronomical Observatory Skalnate Pleso, 43, 382, ADS
26. Pulley D., Faillace G., Smith D., Watkins A., 2016, Journal of the British Astronomical Association, 126, 249, ADS
27. Qian S. B., Zhu L. Y., Dai Z. B., Fernández-Lajús E., Xiang F. Y., He J. J., 2012, ApJ, 745, L23
28. Rein H., Liu S. F., 2012, A&A, 537, A128
29. Sale O., Bogensberger D., Clarke F., Lynas-Gray A. E., 2020, MNRAS, 499, 3071
30. Song S., Mai X., Mutel R. L., Pulley D., Faillace G., Watkins A., 2019, AJ, 157, 184
31. Wittenmyer R. A., Horner J., Marshall J. P., 2013, MNRAS, 431, 2150
32. Zorotovic M., Schreiber M. R., 2013, A&A, 549, A95
33. Çamurdan C. M., Zengin Çamurdan D., İbanoˇglu C., 2012, New Astron., 17, 325