Three new late-type stellar companions to very dusty WISE debris disks identified with VLT/SPHERE imaging
碎片盘星是高对比度成像搜索行星系的好目标,因为碎片盘已被证明与巨行星有初步的相关性。我们选择了20颗被WSIE任务确定为碎片盘宿主的恒星,这些恒星具有特别高的温暖尘埃。我们使用VLT/SPHERE高对比度成像仪器观察这些,目的是寻找行星并在散射光中对圆盘进行成像。我们的调查达到了一个中位数5 $σ$ ~的灵敏度为10.4兆焦耳在25 AU和5.9兆焦耳在100 AU。我们发现了三颗新的伴星(HD 18378 B、HD 19257 B和HD 133778 B):其中两颗是中M型星,一颗是晚K型或早M型星。在盖亚星表中,另外三颗恒星的伴星(都在$>$ 2000天文单位)距离很远。这三颗被天球确认为伴星的恒星都比较老($\gtrsim$ 700百万年),其中一颗最近离开了主序星,另一颗是巨星。我们推断,在这些恒星周围观察到的大量尘埃可能是由系统中行星和星子带之间最近的碰撞造成的,尽管对于最进化的恒星来说,质量损失也可能是红外过量的原因。未来的中红外光谱或偏振成像可能会限制这些尘埃带的位置和空间范围,从而为这些旧系统周围尘埃水平升高的真正原因提供证据。在这次调查中,没有一个圆盘是在散射光下分辨的。
2021-01-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Circumstellar Debris and Pollution at White Dwarf Stars
现在已知或怀疑行星碎片的星周盘紧密地围绕着数百颗白矮星运行。到目前为止,数据和理论都支持盘完全包含在之前的巨星半径内,因此必须在白矮星阶段产生。落在原始恒星表面的物质的特征加强了这一图像;磁盘总是与大气重元素一起检测。这些碎片和白矮星宿主丰度之间的物理联系使我们能够通过其残余物对太阳系外行星系的大量化学物质进行独特的了解。这篇综述总结了支持动力学活跃的行星系在所有白矮星中占很大比例的证据,第一代主序星行星系的残余物,从而提供了对初始条件以及长期动力学和演化的见解。
2016-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Effect of a Magnetic Field on the Dynamics of Debris Discs Around White Dwarfs
对受污染的白矮星周围碎片盘的寿命和推断的吸积率的观测估计,往往与盘中尘埃颗粒受到屏蔽的坡印廷-罗伯逊阻力模型的预测不一致。此外,许多冷污染的白矮星没有显示出任何伴随圆盘的观测证据。如果碎片盘的寿命比仅用坡印廷-罗伯逊阻力预测的短,而吸积率比预测的高,这在一定程度上可以得到解释。我们认为潮汐破坏的反磁性碎片和其随后的影响的碎片盘的形成,演变和吸积率的磁场的作用。我们估计,磁场强度大于$\sim$ 10千克可能会减少所需的时间循环和光盘的寿命由几个数量级,并增加相关的吸积率由一个类似的因素,相对于坡印廷-罗伯逊阻力。我们认为,一些污染的白矮星可能拥有低于典型的可检测极限的磁场,这些领域可能占污染的白矮星与失踪的碎片光盘的比例。我们还建议,抗磁阻力可能占较高的吸积率估计污染的白矮星,不能单独由坡印廷-罗伯逊阻力预测,并找到一个依赖于磁场强度,轨道近心点距离,和颗粒大小的预测光盘寿命和吸积率。
2021-01-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Circumbinary Debris Disk in a Polluted White Dwarf System
行星系通常在单个恒星的演化过程中幸存下来,这一点可以从观测到的围绕白矮星轨道运行并污染其表面的类地行星碎片中得到证明。这封信报告了一个环双星尘埃盘的鉴定,它围绕着一颗白矮星和一颗在2.27小时轨道上的亚恒星伴星。该系统具有大气金属污染和红外过量的双重标志,但标准(平坦且不透明)的磁盘配置被二进制动态排除。相反,检测到的碎片库必须远远超过罗氏极限,在光学薄的配置,恒星辐射的侵蚀相对较快。这一发现表明,岩石微行星的形成是强大的近距离双星,即使是那些低质量比。
2016-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
White dwarf systems: exoplanets and debris disks
本章综述了用于发现和表征白矮星周围系外行星与碎屑盘的观测技术,并调研了用于理论解释这些观测的研究工具与模型。
2024-04-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The frequency of gaseous debris discs around white dwarfs
1-3%的白矮星的轨道上有行星尘埃碎片,这些碎片可通过超过白矮星通量的红外辐射探测到。在这些系统的一个罕见的子集,气态盘组件也检测到通过发射谱线的钙II 8600氘三重态,扩大了开普勒速度的光盘。我们提出了第一个统计研究的碎片光盘中含有可检测量的气体排放在白矮星内的大小和信号噪声有限的样本的分数。我们选取了斯隆数字巡天(SDSS)和$Gaia$($g$ $\leq$ 19等)光谱观测到的7705颗单颗白矮星。我们确定了五个气体盘主机,所有这些都是以前发现的。我们计算出,通过Ca II发射谱线可探测到的碎片盘所在的白矮星的发生率为0.067 $\pm$ $_{0.025}^{0.042}$ %。这对应于尘埃碎片盘在发射中具有可观测到的气体成分的发生率为4 $\pm$ $_{2}^{4}$ %。鉴于可变性是气体碎片盘发射剖面的共同特征,以及最近在SDSSJ 122859.93 +104032.9星盘内发现的一颗小行星,我们提出气体成分是星盘内存在小行星的示踪物,并提出了一个定性模型。我们还提出了光谱学的钙II三重态8600欧姆区域的20个白矮星托管尘埃碎片盘,试图确定气体排放。我们在这20个系统中没有检测到任何气体成分,与我们计算的发生率一致。
2020-02-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Another one grinds the dust: Variability of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J104341.53+085558.2
我们报告了9年的光谱的金属污染的白矮星SDSS J104341.53+085558.2,它提出了形态的变化的8600 Ca II三重态发射的气体成分的碎片盘的线轮廓。在另外两个拥有气体盘的系统中也观察到了Ca II三重态形状的类似变化,并且可能与相同的机制有关。我们报告了在SDSS J1043+0855的光球层中检测到的碎片的Mg、Si和Ca丰度,对O和Fe设置了上限,并得出了(2.5 - 12)x $10^8$ g/s的吸积速率,与在其他具有检测到碎片盘的系统中发现的吸积速率一致。的Mg/Si比和上限的Fe/Si比的吸积材料大致同意那些发现的地壳。我们还回顾了观测到的具有行星碎片盘的白矮星的变化范围。
2016-07-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Structure of the β Leonis Debris Disk
我们将MMT和Keck望远镜在10 μ m处的零干涉测量与Spitzer在3至100 μ m处的光谱学、成像和光度学相结合,在宽范围的空间尺度上研究β Leo周围的碎片盘,对应于0.1至~100 AU的半径。我们还测量了近距离双星o狮子座凯克和MMT干涉仪,以验证我们的程序与这些仪器。β Leo碎片系统具有复杂的结构:1. 1 AU内的相对较少的材料; 2.)具有~600 K的色温的内部组件,由约2至3 AU的尘埃环装配;以及3.)第二个组分的色温约为120 K,由一个从约5 AU延伸到约55 AU的宽尘埃发射区拟合。与许多其他有碎片盘的A型恒星不同,狮子座β星在100天文单位附近没有一个主要的外带。
2010-09-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Mass and eccentricity constraints on the planetary debris orbiting the white dwarf WD 1145+017
白矮星WD 1145+017是第一颗白矮星,它展示了一个复杂系统的解体碎片,这为实时研究其解体过程提供了一个独特的机会。即使进行了大量的凌日观测,也没有对这种碎片的质量或偏心率进行明确的限制。使用$N$ -体模拟,我们表明,质量大于约$10^{20}$ kg(谷神星质量的十分之一)或轨道不是近圆形($\mathrm{eccentricity}>10^{-3}$)显着增加系统在两年内变得不稳定的机会,这将与这段时间内的观测数据形成对比。我们还提供了一个直接的比较过境相移检测到的观测和我们的数值模拟。
2016-09-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Production of White Dwarf Debris Disks from Planetary Collisions and Poynting-Robertson Drag
University of Michigan(密歇根大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
本文提出行星碰撞在AGB星向白矮星转变时产生厘米级岩石碎片,并经坡印廷-罗伯逊阻力演化,为白矮星污染提供新途径。
2026-10-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Likely detection of water-rich asteroid debris in a metal-polluted white dwarf
冷白矮星SDSS J124231.07+522626.6在中等分辨率的光谱中表现出8种不同重元素的光球吸收线,特别是包括氧。Teff = 13000 K的大气以氦为主,但对流区含有大量的氢和氧。四种最常见的造岩元素(O、Mg、Si和Fe)几乎占了所有的吸积质量,总量至少为1.2e+24 g,与谷神星的质量相似。它的时间平均吸积速率为2 e +10 g/s,是所有已知的被金属污染的白矮星中最高的吸积速率之一。我们注意到,相对于最常见的金属氧化物,氧气大量过剩,这表明白矮星吸积的行星碎片的水含量约为38%。这颗恒星与GD 61、GD 16和GD 362一起,形成了一小群来自已知的主要吸积干燥岩石碎片的演化行星系统的离群者。这一结果加强了这样一种假设,即在白矮星的冷却年龄上,从被破坏的星子中积累的富含水的碎片可能对在大部分以氦为主的白矮星大气中观察到的微量氢的积累有重大贡献。
2015-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
A planetesimal orbiting within the debris disc around a white dwarf star
许多白矮星显示出吸积较小天体的迹象,这意味着它们可能拥有行星系。这些系统中有一小部分含有通过发射谱线可见的气体碎片盘。我们报告了一个稳定的123.4分钟的周期变化的强度和形状的Ca II发射谱线轮廓起源于周围的白矮星SDSSJ 122859.93 +104032.9的碎片盘。我们将这种短周期信号解释为固体通过其内部力量结合在一起的信号。
2019-04-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Collisions in a gas-rich white dwarf planetary debris disc
WD 0145+234是一颗白矮星,它正在从行星物质的环星盘中吸积金属。自2018年以来,它表现出3-5微米通量的大幅持续增长。后续的斯皮策测光显示,到2019年底,圆盘的发射已经开始减少。叠加在亮度下降的随机增亮事件表明,在拱星固体碰撞演化过程中释放的尘埃。一个简单的模型被用来表明观测结果确实与正在进行的碰撞相一致。在这个系统中已经探测到了罕见的星周气体发射谱线,支持了白矮星碎片盘作为碰撞气体和尘埃产生场所的新图像。
2021-06-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapid Evolution of the Gaseous Exoplanetary Debris Around the White Dwarf Star HE 1349--2305
对白矮星中重金属污染的观测表明,富含金属的微行星经常被分散到掠星轨道,潮汐中断,并吸积到白矮星表面,提供了直接洞察主序后系外行星系统的动力学演化。其中一些系统的吸积盘中气体碎片的发射线显示出数十年的时间尺度变化,并被解释为最近形成的椭圆盘的广义相对论进动。在这里,我们提出了一个全面的光谱监测活动的钙红外三重态发射在一个系统,HE 1349- 2305,这表明形态发射轮廓的变化,暗示一个旋进,不对称的强度模式。的排放概况显示,在一至两年的时间尺度上,这是一个数量级短于在其他类似的系统中观察到的。我们证明,这个时间尺度可能是不兼容的广义相对论进动,并考虑其他解释的快速演变,包括气体碎片内的密度波的传播。最后,我们的后续观测的建议,并讨论如何快速演变的气体碎片在HE 1349- 2305可以利用测试理论的系外行星碎片盘周围的演化白矮星恒星。
2018-01-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Echoes of a decaying planetary system: the gaseous and dusty disks surrounding three white dwarfs
我们已经进行了一个全面的地面观测计划,目的是描述围绕三颗以前已知拥有气体盘的单颗白矮星运行的星周物质。近红外成像明确地检测到朝向Ton 345的过量红外辐射,并使我们能够改进所有三颗白矮星周围的星周尘埃模型。我们发现,每个白矮星主机的气体和尘埃盘,大致空间重合,结果是一致的情况下,尘埃和气体物质的起源于残留的母体的白矮星的行星系统。我们简要地描述了一个新的模型的气体盘加热机制中的气体材料的行为像一个“Z II”区域。在此Z II区域中,主要由金属组成的气体被紫外光光电离,并通过光学厚允许的Ca II线发射冷却。
2010-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sporadic Dips from Extended Debris Transiting the Metal-Rich White Dwarf SBSS 1232+563
研究通过近25年测光、TESS数据和光谱观测,发现富金属白矮星SBSS 1232+563存在由轨道碎片导致的深而零星的掩食变暗。
2025-01-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Generating metal-polluting debris in white dwarf planetary systems from small-impact crater ejecta
白矮星光球中的金属污染来源于行星、卫星、小行星、彗星、巨石、卵石和尘埃的某种组合的吸积。当大型天体停留在动态停滞的位置时-它们本身无法污染,甚至无法靠近白矮星-那么较小的撞击碎片库就可能成为金属污染物的补充或主要来源。在这里,我们采取了第一步探索这种可能性,计算限制的反冲质量,逃脱了目标物体的引力后,一个单一的影响到一个无大气层的表面。通过仅使用Kurosawa & Takada(2019)的全链分析处方考虑垂直撞击,我们为半径范围为10^{0-3} km的玄武岩,花岗岩,铁和富含水的目标物体提供了喷射质量的下限。我们使用的全链处方,而不是物理实验或流体模拟,使我们能够快速采样范围广泛的参数空间适合白矮星行星系。我们的数值计算结果可用于未来的研究,以限制新产生的小碎片水库周围的白矮星给定一个特定的行星系架构,轰击历史,和影响的几何形状。
2020-03-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of planetary debris discs around white dwarfs II: Shrinking extremely eccentric collisionless rings
数十个致密碎片盘的形成通道仍然未知,这些碎片盘以一个太阳半径的距离围绕白矮星(WD)运行。在巨分支恒星阶段幸存下来的小行星超过几个天文单位被认为是动态地推向WD,并在其罗氏半径内被潮汐破坏,产生极偏心(e>0.98)环。在这里,我们建立WD辐射压缩和circularizes的轨道的超微米到厘米大小的环成分完全在WD的罗氏半径。我们推导出一个封闭的代数公式,以及近似的WD冷却年龄,恒星的物理性质和环粒子的物理和轨道特性的函数的收缩时间。收缩的时间尺度增加与颗粒尺寸和冷却年龄,产生年龄相关的WD碎片盘尺寸分布。
2015-05-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Doppler-imaging of the planetary debris disc at the white dwarf SDSS J122859.93+104032.9
围绕白矮星运行的碎片盘是残留行星系统的标志。我们提出了12年的光学光谱的金属污染的白矮星SDSS J1228+1040,它显示了稳定的变化形态的8600 Ca II三线态线轮廓从气体成分的碎片盘。我们确定了额外的发射线的O I,Mg I,Mg II,Fe II和Ca II在深共添加的光谱。这些发射功能(包括钙H & K)表现出广泛的强度和形态相对于彼此和钙II三重态,表明不同的强度分布的这些离子物种内的光盘。使用多普勒层析成像,我们表明,钙II三重态配置文件的演变可以被解释为一个固定的发射模式,在24-30年的范围内的周期的进动。钙II线配置文件的时间尺度上的变化,大致符合广义相对论进动的碎片光盘。
2015-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal Disruption of Planetesimals from an Eccentric Debris Disk Following a White Dwarf Natal Kick
本研究通过N体模拟表明,白矮星诞生踢可塑造偏心、近心点对齐的碎屑盘,并持续驱动星子进入潮汐瓦解轨道,从而解释白矮星金属污染。
2024-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gaseous Debris Disks around White Dwarfs
这是一个简短而叙述性的总结,我们正在进行的努力,以确定白矮星与气体碎片盘,并发展的结构和这些磁盘的起源的理解。
2011-01-24 astro-ph.EP
The entry geometry and velocity of planetary debris into the Roche sphere of a white dwarf
我们对白矮星行星系的了解主要来自于白矮星的几个太阳半径范围内的区域,在那里小行星分裂,形成环和盘,并吸积到恒星上。进入这个洛希球的位置,角度和速度很少被探索,但关键决定了碎片的初始几何形状,到光球的吸积速率,以及最终的小行星的组成。在这里,我们在巨分支和白矮星恒星演化阶段共演化了超过10^5颗小行星,以量化小行星注入白矮星罗氏球的几何形状作为行星质量和偏心率的函数。我们发现,较低的行星质量的各向异性注入的程度增加,并减少迎面(正常的罗氏球)遇到的概率。我们的研究结果表明,人们可以使用动力学活动的罗氏球,使这些行星系的隐藏架构的推论。
2021-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
White dwarf planetary debris dependence on physical structure distributions within asteroid belts
白矮星具有行星碎片和吸积行星物质的凌日特征,为探测行星系的物质组成和动力学结构提供了绝佳的机会。虽然以前的理论工作调查的作用,小机构中断周围的白矮星已集中在球形机构,太阳系小行星可以更准确地模拟为三轴椭球。在这里,我们提出了一个分析框架,以确定类型的中断(潮汐碎片,总升华或直接影响)所经历的三轴小行星接近白矮星上的极偏心(e \sim 1)轨道。这个框架,然后用于确定简化的主带类似物的100个机构在五个不同的白矮星温度的结果。我们还提出了冷却年龄和有效温度之间的经验关系,DA和DB白矮星,以确定这里考虑的白矮星的年龄。我们发现,使用一个纯粹的球形模型可以低估的物理尺寸和径向距离,在这一点上,小行星是受到完全升华,这些差异增加更大的身体伸长。相反,碎裂总是发生在物体的最大半轴上,因此可以用该半径的球体来模拟。碎裂和升华都受到天体物质组成的极大影响,因此也受到其前身小行星带组成的极大影响。白矮星的温度以及由此产生的冷却年龄会影响预期的碎片分布:温度越高,大型细长小行星就会升华,而温度越低,则会产生更多的直接撞击。
2021-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The first white dwarf debris disk observed by JWST
本研究利用JWST首次获取白矮星碎片盘光谱,发现WD 0145+234的星周盘正从2018年碰撞事件恢复至静息态,硅酸盐特征稳定,还发现可能指示水蚀变的碳酸盐暂现特征。
2023-12-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Direct Imaging Survey of Spitzer detected debris disks: Occurrence of giant planets in dusty systems
我们描述了一个联合高对比度成像调查的行星在凯克和VLT的最后一个大样本的碎片磁盘确定的斯皮策太空望远镜。在我们对斯皮策选定的30个目标进行的调查中,没有发现新的亚恒星伴星。我们将我们的观测结果与四个已发表的调查数据相结合,对130个碎片盘单星周围的行星频率进行限制,这是迄今为止最大的样本。对于一个控制样本,我们组装的对比度曲线,从几个已发表的调查,针对277颗恒星,不显示红外过度。我们假设质量和半长轴的双幂律分布形式为f(m,a)= $Cm^αa^β$,其中我们采用幂律值和行星质量和半长轴的几何平坦值。我们发现,质量为5-20 $M_{\rm Jup}$和分离10-1000 AU的巨行星在有碎片盘的恒星周围的频率为6.27%(68%置信区间3.68 - 9.76%),相比之下,没有盘的恒星的对照样本为0.73%(68%置信区间0.20 - 1.80%)。这些分布在88%的置信水平上不同,初步表明这些样品的独特性。
2017-10-11 astro-ph.EP
Serendipitous Discovery of Nine White Dwarfs With Gaseous Debris Disks
从基于盖亚DR 2数据库的目录中选择的白矮星的光学光谱观测揭示了9个新的气体碎片盘,它们围绕单个白矮星运行,比以前已知的样本增加了两倍。对于每个来源,我们提出了气体排放线确定和基本的恒星参数,包括低分辨率光谱线的丰度。主要发现包括:(1)最冷的白矮星(Teff~ 12,720 K)具有气体盘;这颗恒星WD 0145 +234据报道最近经历了一次红外爆发;(2)来自多个元素的气体发射在速度空间中共存,表明不同元素混合良好;(3)对SDSSJ 0006 +2858的发射结构高度不对称,对另外两个体系的发射结构可能不对称;(4)总样本由大约25%的DB和75%的DA白矮星组成,与野外种群中发现的主要大气类型的总体分布一致;(5)在GaiaJ 0611 -6931的光谱中出现了从未见过的Na发射线,在WD 0842 +572的光谱中出现了Mg、Ca和Fe的半禁戒发射线,在两颗星中还出现了Si的发射线。目前已知的气体碎片盘系统样本明显偏向北半球的恒星,这表明在南半球有十几颗发射线恒星等待被发现。
2020-10-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Metal accretion onto white dwarfs caused by Poynting-Robertson drag on their debris disks
最近在十几颗富含金属的白矮星(WD)周围发现了致密(尺寸为$<R_\odot$)的碎片盘,这表明这些恒星的金属污染可能是由来自盘的高Z物质的吸积造成的。但是,负责有效地从颗粒盘到WD大气的质量转移的机制尚未确定。在这里,我们证明了WD的辐射可以有效地驱动吸积的物质通过磁盘的升华半径(位于几十WD半径),在那里粒子蒸发,饲料盘的金属气体吸积到WD。我们发现,与以前的一些索赔,坡印廷罗伯逊(PR)阻力的碎片盘是有效的,在提供金属吸积率$\dot M_{PR}\sim 10^8$ g/s和更高,缩放二次WD有效温度。我们比较我们的结果与观测结果表明,正如预期的那样,没有WD托管颗粒碎片磁盘显示的证据,金属吸积率低于PR阻力。WD吸积金属的速率显着高于$\dot M_{PR}$的存在表明,除了PR阻力驱动吸积的高Z元素在这些系统中的另一种机制。
2011-02-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Long-term variability in debris transiting white dwarfs
本研究整合17年存档与高速测光,发现三颗具行星碎屑凌星的白矮星存在长期亮度和凌星活动变化,并据此推断许多受金属污染的白矮星可能拥有正在解体的近距星子。
2024-04-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Runaway accretion of metals from compact debris disks onto white dwarfs
最近有人提出,富含金属的白矮星(WD)从它们周围存在的十几个致密碎片盘中吸积了它们的金属。与此同时,在某些碎片盘的大气中测得的元素丰度表明,金属的吸积速度高达$10^{11}$ g/s,远远超过了仅由作用于这种碎片盘的坡印廷-罗伯逊阻力所能提供的速度。为了解释这一观察,我们提出了一个模型,在该模型中,从磁盘到WD上的金属的快速运输自然会导致这种颗粒盘和空间共存的金属气体盘之间的相互作用。后者是由位于几十个WD半径处的升华半径处的碎片颗粒的蒸发供给的。由于压力支持,气体盘的轨道比颗粒盘慢。它们之间以约1 m/s的速度产生的方位角漂移在固体盘上引起空气动力学阻力,并驱动其组成颗粒向内迁移。当达到升华半径时,颗粒蒸发,提高金属气体盘的密度并导致正反馈。在有利的情况下(金属气体盘的低粘度和盘之间的有效气动耦合),系统以失控的方式发展,在$\sim 10^5$年的时间尺度上破坏碎片盘,并引起高金属吸积率高达$10^{10}-10^{11}$ g/s,与观测结果一致。
2011-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbital migration and circularization of tidal debris by Alfvén-wave drag: circumstellar debris and pollution around white dwarfs
相当一部分白矮星(WD)表现出以$\sim10^3$ - $10^7$ kg s $^{-1}$的速率持续吸积难熔元素的迹象,其中,37个WD被检测到携带尘埃碎片盘。这样的同时发生不仅需要行星材料的肥沃储存,而且还需要高占空比的金属输送。一般认为,这种物质可能来自太阳系类似的主带小行星或柯伊伯带天体。在这里,我们认为WD污染物的原始祖先作为一个人口的残留高偏心率的星子,去挥发过程中的恒星巨星阶段。相当于太阳系的长周期彗星,它们被分散到WD附近,受到来自剩余行星、银河系潮汐、经过的分子云和附近恒星的扰动。当这些物体在潮汐扰动极限内冒险时,它们会经历缩小。我们定量地展示了材料强度和重力如何决定破碎条件和碎片尺寸。此后,碎片的半长轴需要衰减至少$\sim$ 6个数量级,然后它们的成分才能最终吸积到WD的表面上。我们研究了这些碎片在WD周围的轨道演化,并表明WD的磁场在其近星点通道期间引起阿尔文波阻力,并迅速使其轨道圆化。这一过程可能是负责所观察到的吸积率的重元素和周围WD碎片盘的产生。一个推测性的暗示是,巨行星可能在WD的祖先周围很常见,它们今天可能仍然与一些WD绑定。
2021-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
The lifetimes of planetary debris discs around white dwarfs
围绕白矮星运行的行星盘的寿命是该系统进化模型的关键输入参数。在这里,我们应用一个纯粹的分析形式主义,以估计这些光盘的碎片阶段的寿命,之前,他们被磨成灰尘或受到升华从白矮星。我们计算最大寿命为三种不同类型的白矮星盘,形成从(一)辐射YORP分裂的系外小行星沿巨分支阶段在2-100 AU,(二)辐射少自旋中断这些小行星在$\sim 1.5-4.5R_{\odot}$,和(三)潮汐中断的小行星或大行星约$1.3R_{\odot}$。我们显示这些最大的寿命作为光盘的质量和范围,成分的星子属性,和代表性的轨道激励的偏心率和倾角的函数。我们发现,质量高达$10^{24}$公斤的YORP光盘寿命足够长,以提供一个水库的幸存厘米大小的鹅卵石和米至公里大小的巨石,可以扰动完整的白矮星与冷却年龄高达10 Gyr。由这些小行星或大行星的自转或潮汐破裂形成的碎片盘可以分别在100万年或0.01万年的稳定状态下生存,尽管大多数潮汐盘会在大约1年内离开稳定状态。我们的研究结果表明,无尘星子过境检测是合理的,并提供特别强大的进化约束。我们的形式主义可以很容易地适应个别系统和未来的发现。
2020-06-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Five New Post-Main-Sequence Debris Disks with Gaseous Emission
对岩石微行星碰撞演化的产物-碎片盘的观测可用于追踪各种恒星类型的行星活动。恒星演化最常见的终点也不例外,因为在几十颗白矮星周围观察到了碎片盘。但是,主序后的碎片盘不是行星的形成,而是行星毁灭的标志,这导致了残余微行星的潮汐分裂产生了紧凑的碎片盘。在这项工作中,我们提出了五个新的碎片盘周围的白矮星气体碎片的排放发现。所有五个系统都显示出尘埃碎片产生的过量红外辐射、气体碎片产生的发射谱线和大气吸收特征,表明富含金属的碎片正在不断增加。在四个系统中,我们检测到多种金属物质的发射,其中一些发生在强度和过渡以前看不见的碎片盘周围的白矮星。我们第一年的光谱跟踪暗示了未来可以研究的发射谱线的强烈变化,扩大了这些后主序星碎片盘所展示的现象的范围。
2020-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Constraining the origin of the planetary debris surrounding ZTF J0139+5245 through rotational fission of a triaxial asteroid
白矮星包含轨道微行星或其碎片是重要的基准,通过这些基准可以校准后主序星行星系统的理论研究。在ZTF J0139+5245白矮星系统中,可能是行星碎片的测光凌日特征的轨道周期约为110天。一颗小行星分裂产生这些碎片,可能会在不进入其洛希半径的情况下,在不受白矮星光度影响的情况下,通过与恒星的反复近距离接触而自行旋转毁灭。在这里,我们把耦合约束的轨道pericentre($q$)和比例($β$)的中间最长的半轴的三轴小行星的破坏外,这白矮星的罗氏半径($r_{\rm Roche}$)后不久,达到其110天的轨道。我们发现,当$β\lesssim 0.6$和$q\approx 1.0-2.0r_{\rm Roche}$,以及当$β\lesssim 0.2$到$q\approx 2.5r_{\rm Roche}$时,几十年内的中断是可能的。分析ZTF J0139+5245周围三轴小行星的长时间尺度破裂是可取的,但可能需要依赖于遍历理论或新的数值技术的分析方法。
2020-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rapid destruction of planetary debris around white dwarfs through aeolian erosion
在白矮星(WD)周围发现了大量的碎片盘,引起了对这些盘及其在污染WD中的作用的广泛研究,但这些盘的形成和演化尚未得到很好的理解。在这里,我们研究的作用,风(风)侵蚀的固体WD碎片磁盘的演变。风蚀是一种破坏性的过程,在形成气态原行星盘中的星子、巨砾和卵石的性质和尺寸分布方面起着关键作用。我们的分析表明,在WD碎片盘风蚀也可以发挥重要作用,在这些环境中。研究了不同圆盘条件下的风蚀作用,以及风蚀作用对不同大小的星子和漂砾的侵蚀作用。我们发现,小于$\sim 5 \rm{km}$的固体将在短的磁盘寿命内被侵蚀。我们比较风成侵蚀的作用,其他破坏性的过程,如碰撞破碎和热消融。我们发现,风蚀是主要的破坏性过程的对象半径$\lesssim 10^3 \rm{cm}$和距离$\lesssim 0.6 R_\odot$从WD。因此,风沙侵蚀构成了主要的破坏性途径,将大物体上的碎片碰撞与最小物体的升华和坡印廷-罗伯逊阻力联系起来,这导致最小颗粒在WD的光球层上的吸积,并产生污染的WD。
2021-02-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Inner edges of compact debris disks around metal-rich white dwarfs
一些富含金属的白矮星(WD)被认为拥有紧凑、致密的粒子盘,这被认为是这些恒星金属污染的原因。在许多这样的系统中,从它们的光谱推断出的盘的内半径是如此接近WD,以至于直接暴露于星光的粒子必须被加热到1500 K以上,并且预计对升华是不稳定的。为了调和这一期望与观测,我们探讨粒子升华的H-穷人碎片磁盘周围的WD。我们表明,由于高的金属蒸汽压,在这些磁盘的特征升华温度是300-400 K高于其原行星类似物,使粒子在更高的温度下生存。然后,我们看看碎片盘的内部边缘的结构,并表明它们应该具有过热的内部边缘,直接暴露于星光,温度达到2500-3500 K。粒子通过边缘向WD迁移(并迅速升华),使其后面的盘免受强烈的恒星加热,使固体的生存可能接近WD。我们的模型与WD+盘系统的观测结果符合得很好,前提是盘颗粒由富硅物质如橄榄石组成,并且尺寸在~(0.03-30)cm范围内。
2012-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA and Herschel Observations of the Prototype Dusty and Polluted White Dwarf G29-38
ALMA第0周期和赫歇尔PACS观测报告的原型,最近的,最明亮的例子,一个尘埃和污染的白矮星,G29-38。这些长波长计划试图探测1-100天文单位的外围母体,从中产生了0.01天文单位内观察到的破裂的星子碎片,其表现出L_IR/L = 0.039。在低至L_IR/L ~ 1 e-4的数据中没有检测到相关的发射源,一般排除了大于1 e ~(24)-1e ~(25)g的冷尘埃质量,以获得与小行星和柯伊伯带类似物演化版本相对应的合理的颗粒尺寸和轨道区域的性质。总的来说,这些零检测与星子盘长期碰撞演化的模型一致,并且像G29-38这样的恒星被破坏的母体的源区可能只在特殊情况下才突出,例如最近的不稳定性。一个更大的被污染的白矮星样本,以完整的ALMA阵列为目标,有可能明确地确定其行星碎片的母源。
2014-07-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal disruption of planetary bodies by white dwarfs II: Debris disc structure and ejected interstellar asteroids
我们利用一种新的混合方法来模拟长期的,多轨道盘的形成,通过潮汐破坏的岩石体的白矮星,在高分辨率和现实的半长轴。我们进行了最大的模拟矮行星和类地行星,跨越四个数量级的质量,各种近心点距离和半长轴之间的3 AU和150 AU。这种大的相空间的潮汐中断的条件下,还没有访问通过使用以前的代码。我们分析的统计和结构特性的新兴碎片盘,以及喷射的未绑定碎片有助于人口的星际小行星。与以往的潮汐破裂的小行星,形成环状结构的原始轨道上的研究,我们发现,较大的机构的潮汐破裂通常形成分散的结构交错的椭圆形偏心环上较紧的轨道。我们的特点(通常是幂律)的大小分布的喷射星际机构,以及它们的组成,旋转速度和喷射速度。我们发现它们对潮汐扰动的深度(碰撞参量)很敏感。最后,我们简要地讨论了我们的结果在解释塔比星的特殊变化,ZTF J0139+5245的凌日事件的起源和SDSS J1228+1040周围的行星核的形成的可能影响。
2020-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Recurring Planetary Debris Transits and Circumstellar Gas around White Dwarf ZTF J0328$-$1219
我们提出了后续的测光和光谱的ZTF J 0328 $-$ 1219加强其作为一个白矮星展示过境行星碎片的地位。使用TESS和Zwicky瞬态设施测光,以及后续的高速测光从各个天文台,我们发现的证据,两个显着的变化周期在9.937和11.2小时,我们解释这些最有可能的轨道周期的不同碎片块。光变曲线中的细节倾角结构的变化是在每晚、每周和每月的时间尺度上观察到的,这让人想起了在第一颗被发现拥有一颗正在解体的小行星WD 1145+017的白矮星中观察到的动态行为。我们配合以前发表的光谱与宽带测光,以获得新的大气参数的白矮星,与$M_{\star} = 0.731 \pm 0.023\,M_{\odot}$,$T_{\mathrm{eff}} = 7630 \pm 140\,$ K,和$\mathrm{[Ca/He]}=-9.55\pm0.12$。与新的高分辨率光谱,我们检测到突出和狭窄的钠-D吸收功能可能拱星起源,速度$21.4\pm1.0$公里秒$^{-1}$蓝移相对于大气线。我们将周期性调制的光度信号归因于小行星或彗星等小型轨道天体的尘埃流出物,但无法确定最有可能被升华或以其他方式喷出的物质,因为环境温度范围约为400 K至600 K。
2021-06-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Activity in White Dwarf Debris Disks II: WISE Mission Traces a Decade of Disk Evolution and Persistence
University College London(伦敦大学学院);Smithsonian Astrophysical Observatory(史密森尼天体物理台)
利用WISE 14.5年多历元数据,发现52颗含尘白矮星碎片盘普遍存在亮度变化且红外超持续,通量长期偏向减小,支持尘埃逐渐耗损,并揭示盘光度与钙丰度正相关。
2026-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Near-infrared variability in dusty white dwarfs: tracing the accretion of planetary material
星子向白矮星的向内散射被认为是一个随机过程,在人类的时间尺度上具有可变性。微行星在洛希半径处发生潮汐分裂,产生尘埃碎片,可以通过过量的红外辐射探测到。当足够接近白矮星时,这些碎片升华并吸积到白矮星上,污染其大气层。研究污染的白矮星周围的红外辐射可以揭示这些行星物质是如何到达它们的大气层的。我们报告了一个近红外监测活动的34个白矮星与红外过剩的目的是寻找变化的尘埃排放。这些白矮星的时间序列测光是在长达三年的基线上从联合王国红外望远镜(宽视场照相机)的J、H和K波段获得的。我们发现在所有三个近红外波段的尘埃排放量没有统计学上的显着变化。具体地说,我们可以排除在三年的时间尺度上,13颗亮于K波段16等的白矮星的~1.3%的变化,32颗亮于18等的白矮星的~10%的变化。虽然迄今为止,两颗白矮星,SDSS J095904.69-020047.6和WD 1226+110,已经显示出K波段的变化,但在我们的样本中,我们没有看到在这些水平上新的K波段变化的证据。一种解释是,导致大变化的潮汐破裂事件是罕见的,发生在短时间尺度上,几年后,白矮星在近红外线中恢复稳定。
2020-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spectral analysis of ultra-cool white dwarfs polluted by planetary debris
我们确定了两个超冷($T_\mathrm{eff} < 4000$ K)金属污染(DZ)白矮星WDJ 2147 $-$ 4035和WDJ 1922 $+$ 0233,它们分别是迄今为止已知的最冷和第二冷的DZ星,分别是$T_\mathrm{eff} \approx 3050$ K和$T_\mathrm{eff} \approx 3340$ K。强烈的大气碰撞诱导吸收(CIA)导致WDJ 1922 $+$ 0233的红光和红外通量受到抑制,导致其在低温下呈现出异常的蓝色。WDJ 2147 $-$ 4035具有中等的红外CIA,但具有DZ白矮星已知的最红的光学颜色。微物理改进的非理想效应和CIA不透明度在我们的模型大气代码产生合理的解决方案,这些超冷恒星的观测。WDJ 2147 $-$ 4035的冷却年龄超过10 Gyr,这是已知的最大的DZ白矮星,而WDJ 1922 $+$ 0233稍微年轻,冷却年龄为9 Gyr。精确的盖亚EDR3天体测量的银河系运动学计算显示,这些超冷的DZ恒星可能是银河系圆盘的成员,因此它们可能是未来研究的关键对象,限制银河系圆盘的年龄上限。我们提出了两个对象的中分辨率光谱,这提供了第一次光谱观测的WDJ 2147 $-$ 4035。除了WDJ 1922 $+$ 0233中的钙和WDJ 2147 $-$ 4035中的锂之外,在两颗白矮星中都检测到了钠和钾。我们从…
2022-10-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Size limits on tidal debris around white dwarfs: the km-size barrier
University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Planetary Science Institute(行星科学研究所);University of Warwick(华威大学)
本文通过考虑范德瓦尔斯力引起的非零内聚力,计算了白矮星周围潮汐碎裂产生的最大碎片尺寸,发现典型尺寸为0.1-1千米,即千米级屏障,并指出后续盘演化需先经历碰撞研磨等尘埃形成过程。
2026-06-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Deposition of steeply infalling debris around white dwarf stars
高金属丰度污染在拥有残余行星系的白矮星(WD)恒星中很常见。然而,它们很少有可检测的碎片吸积盘,可能是因为大部分流入的碎片是在掠星轨道上快速下降的碎片,产生比缓慢吸积盘更微弱的信号。到目前为止,罗氏半径和光球之间的沉积过程管理很少受到关注,我们在这里分析他们的模型,通过扩展最近的工作,掠日彗星WD系统。我们发现cm到km尺寸(a_0)的升华子的演化最强烈地依赖于两个参数的组合,这两个参数有效地测量了升华速率和结合强度。然后,我们提供了一个算法来确定任何WD的infallers的命运,并将该算法应用到四个限制组合的热与冷(年轻/老)WD与雪(弱,挥发性)与岩石(强,耐火)infallers。我们发现:(i)光球层上的总升华作用发生在整个WD温度(T_WD)范围内的所有小的下沉层,阈值大小随T_WD而增加,岩石比雪大100倍。(ii)所有非常大的天体无论T_WD如何,都会在潮汐中碎裂:对于岩石,a_0 >= 10^5 cm;对于雪,a_0 >= 10^3 -- 3x10^4 cm,跨越所有WD冷却年龄。(iii)一个相当大的a_0范围避免了碎裂和完全升华,产生影响或与冷WD擦肩而过。这个范围随T_WD的增加而迅速变窄,特别是对于雪体。最后,我们简要讨论了各种形式的沉积碎片可能最终到达光球表面本身。
2017-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global modeling of radiatively driven accretion of metals from compact debris disks onto the white dwarfs
最近的红外观测显示,在十几颗富含金属的白矮星(WD)周围存在着致密(半径< R_Sun)的碎片盘,可能是由小行星的潮汐破裂产生的。高Z材料从这些磁盘的吸积可以解释这些WD的金属污染。先前使用局部计算表明,作用在致密光学厚盘上的坡印廷-罗伯逊(PR)阻力自然地以典型的速率\dot M_{PR} \approx 10^8 g/s驱动金属吸积到WD上。在这里,我们扩展这种局部分析,探索全球的碎片盘的PR阻力的作用下的各种假设的磁盘属性的演变。我们发现,大质量盘(质量> 10^{20} g),这是光学厚的入射恒星辐射不可避免地引起金属吸积率\dot M > 0.2 \dot M_{PR}。\dot M的大小及其随时间的演变主要取决于碎片径向分布的初始模式(即环状与盘状),而不是取决于盘的总质量。后者只决定磁盘的寿命,它可以是几百万年或更长。光学厚盘的演化一般导致盘的尖锐外缘的发展。我们还发现,低质量(< 10^{20} g)的光学薄盘表现出\dot M << \dot M_{PR},并在特征时间尺度\sim 10^5-10^6年上演化,与它们的总质量无关。
2011-06-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Warm dusty discs: Exploring the A star 24um debris population
对碎片盘的研究表明,大多数系统都类似于EKB。在这项研究中,我们的目标是确定有多少IRAS 25 um对A星的过度是真实的,并调查尘埃的位置。我们用TIMMI 2、VISIR、Michelle和TReCS观测了一个A型和B型主序星的样本,这些恒星被报道为具有中红外过剩。我们通过对发射光谱进行综合建模,并采用旨在限制中红外成像辐射范围的建模技术,来限制碎片的位置。我们独立地确认了3个候选者周围的暖尘埃的存在:HD 3003,HD 80950和eta Tel。对于双星HD 3003的稳定性分析表明,尘埃要么是拱星的,位于约4天文单位,而双星的轨道大于14天文单位,要么尘埃位于不稳定的位置;有一些证据表明,它的过量发射在约20年的时间尺度上发生了时间演化。对于7个目标,我们提出了恒星周围尘埃位置的定量限制。我们证明了HD 71155周围的光盘必须有空间上不同的组件在2和60 AU。我们模拟目前的仪器的限制,并表明,大多数已知的A星碎片光盘,可以很容易地解决在18微米的8米仪器已经解决。来自未分辨成像的限制可以帮助区分椎间盘发射的竞争模型,但是分辨成像是确定椎间盘位置的关键。为扩展排放的探测极限建立模型,可有助于确定未来观测活动的目标。JWST上的MIRI将能够解决大多数已知的A星碎片盘人口。E-ELT上的METIS将提供机会,通过探测扩展发射来更彻底地探索热盘种群,其中校准精度限制了通过…
2010-04-05 astro-ph.EP
Fast and Slow Precession of Gaseous Debris Disks Around Planet-Accreting White Dwarfs
一些富含金属的白矮星(WD)被认为受到行星物质的污染,对它们的光谱观测揭示了围绕它们运行的致密气态金属盘的存在。在大约一半的这类系统中观察到的不对称双峰发射谱线轮廓的变化可以解释为偏心气体碎片盘的进动特征。变异时间尺度-从几十年到$1.4$年(最近推断的围绕HE 1349- 2305的碎片盘)-与试验粒子极限的广义相对论(GR)岁差率大致一致。然而,还没有证明这种机制可以驱动由内部应力(压力)介导的径向延伸(向外到$1 R_\odot$)的气体盘的如此快速、相干的进动。在这里,我们使用的线性理论的偏心率的演变,在流体动力盘,以确定几个关键的性能偏心模式的气体碎片磁盘周围的WD。我们发现了一个临界依赖的进动周期和径向偏心率分布的模式上的内部磁盘半径,$r_\mathrm{in}$。对于小的内半径,$r_\mathrm{in} \lesssim (0.2 - 0.4) R_\odot$,模式是GR驱动的,周期为$\approx 1 - 10$ yr。对于$r_\mathrm{in} \gtrsim (0.2 - 0.4) R_\odot$,模态是压力主导的,周期为$\approx 3 - 20$ yr。观测到的磁盘的变化周期和推断的内半径之间的对应关系与这一趋势基本一致。特别是HE 1349- 2305的短周期与它的小$r_\mathrm{in}$相一致。因此,环WD碎片盘可以作为研究…
2018-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Global Models of Runaway Accretion in White Dwarf Debris Disks
越来越多的白矮星(WD)样本伴随着过量的红外辐射,这表明它们被一个致密的固体碎片尘埃盘包围。这种“WD碎片盘”被认为源自小行星或其他小天体的潮汐破裂,但将物质输送到WD表面的确切机制仍不清楚,特别是在推断金属吸积率最高的系统中,dM_Z/dt约为1 e8 - 1 e10 g/s。在这里,我们提出了全球随时间变化的WD碎片磁盘的气体和固体成分的耦合演化计算。向内传输的固体(最初由于PR阻力)在WD半径数十处升华,产生气体源,该气体源在WD表面上增生并在半径上向外粘性扩散,在那里它与固体盘重叠。如果固体盘和气体盘之间的空气动力学耦合足够强(和/或气体粘度足够弱),则气体在升华半径附近积聚的速度比其粘性扩散的速度更快。由于阻力引起的固体吸积的速率随着气体密度而增加,这导致失控的吸积过程,在此期间WD吸积速率达到比仅通过PR阻力可以实现的高数量级的值。我们探讨了WD碎片盘在各种物理条件下的演化,并计算了所观测到的吸积率dM_Z/dt的预测分布,发现与当前的样本有合理的一致性。虽然逃逸吸积所需的条件最好是勉强满足圆形气体和固体盘之间的空气动力阻力的最低水平,存在其他更强形式的固气耦合-如将导致如果气体盘只是轻微偏心-大大增加逃逸吸积的可能性。
2012-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Subtle and Spectacular: Diverse White Dwarf Debris Disks Revealed by JWST
利用JWST MIRI对受污染白矮星周围尘埃盘的12项新光谱探测,揭示了跨越两个数量级红外亮度的多样化盘特征,包括微弱红外超、强硅酸盐发射及可能的石英玻璃信号,为研究白矮星碎屑盘的矿物组成和高温过程提供了重要线索。
2025-01-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Serendipitous discovery of a dusty disc around WDJ181417.84-735459.83
对白矮星的光谱观测表明,它们中的许多都被系外行星物质污染,而这种物质的整体成分可以通过这种方式进行独特的探测。我们对DA白矮星WDJ 181417.84 $-$ 735459.83进行了光谱和光度分析,该物体最初在2 MASS和WISE星表中被识别为具有强红外过量,我们确认这是白矮星所固有的,并且很可能对应于恒星周围尘埃盘的发射。在相隔8年拍摄的两张白矮星的X射线照片中发现了Ca、Fe和Mg吸收线,这进一步证明了尘埃盘的吸积作用。我们没有报告这两个光谱之间的吸收线的变化。将黑体模型拟合到红外过量给出910 $\pm50$ K的温度。我们从$|\dot{\rm M}| = 1.784 \times 10^{9}\, $ g s $^{-1}$的光谱金属线估算了总吸积通量。
2020-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Infrared Variability of Two Dusty White Dwarfs
污染最严重的白矮星经常显示出来自星周尘埃盘的过量红外辐射,这是太阳系外小行星潮汐破裂的结果。尘埃、气体和正在解体的物体之间的相互作用都可以对这些尘埃盘的动力学演化做出贡献。本文报道了两颗红外变尘白矮星:SDSS J1228+1040和G29-38。对于SDSS J1228+1040,与2007年的第一次测量相比,IRAC [3.6]和[4.5]通量在2014年下降了20%,达到了2018年最近观测的水平。对于G29-38,10 $μ$ m硅酸盐发射特征的红外通量在2004年和2007年之间增强了10%,我们探讨了几种可能解释这些变化的情况,包括潮汐破裂事件,来自同伴的扰动和失控的吸积。由于覆盖时间有限,没有找到SDSS J1228+1040中通量下降的令人满意的原因。连续的潮汐扰动的小星子可以增加小颗粒的质量,同时改变强度的10 $μ$ m功能的G29-38。白矮星周围的尘埃盘正在积极地演变,我们推测可能有不同的机制负责这些磁盘的时间变化。
2018-08-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of planetary debris discs around white dwarfs I: Tidal disruption of an extremely eccentric asteroid
25%-50%的白矮星(WD)拥有可观测的和动态活跃的残余行星系,这是基于近距离的星周尘埃和气体以及光球金属污染的存在。目前被接受的理论解释包括小行星在au尺度的距离上幸存于恒星的巨大分支演化,随后在恒星质量损失后被扰动到WD掠食轨道上。在这项工作中,我们调查这些高偏心(e > 0.98)小行星的潮汐破坏,因为他们的方法和潮汐周围的WD中断。我们解析计算的破坏时间尺度和比较的结果与完全自洽数值模拟的碎石桩使用N体程序PKDGRAV。我们发现,这个时间尺度是高度依赖于轨道的近心点,并在很大程度上独立于其半长轴。我们确定,球形小行星很容易打破,并形成高度偏心碰撞环,不吸积到WD没有额外的力量,如辐射或升华。这一发现突出了这种力量在WD行星系物理学中的至关重要性。
2014-09-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Periodic optical variability and debris accretion in white dwarfs: a test for a causal connection
最近的开普勒测光显示,大约一半的白矮星(WD)具有周期性的低水平(~ 1 e-4 - 1 e-3)光学变化。哈勃太空望远镜(HST)的紫外光谱显示,多达一半的WD正在积极地吸积岩石行星碎片,这可以通过光球金属吸收线的存在来证明。我们已经获得了HST紫外光谱的7个WD已被监测的周期性变化,以测试的假设,这两种现象是因果关系连接,即光学周期性调制是由WD旋转加上不均匀的表面分布的吸积金属。我们在七个WD中的四个中检测到光球金属。然而,我们发现光学周期变化的存在和光球紫外吸收线的检测之间没有显着的对应关系。因此,零假设成立,这两种现象没有直接关系。WD表面不均匀性的一些其他来源,可能与磁场强度有关,与WD旋转相结合,或者由于紧密的二元伴侣的影响,可能是所观察到的光学调制的背后。我们报道了在WD J1949+4734中边缘检测到分子氢,这是迄今为止已知的第四个检测到H_2谱线的WD。我们还将J1926+4219重新分类为富碳He-sdO亚矮星。
2018-01-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Does the presence of planets affect the frequency and properties of extrasolar Kuiper Belts? Results from the Herschel DEBRIS and DUNES surveys
行星-碎片盘关系的研究可以揭示行星系的形成和演化,并有助于预测具有某些盘特征的恒星周围是否存在行星。在对Herschel DEBRIS和DUNES调查的初步分析中,Wyatt等人(2012年)和Marshall等人(2014年)确定了碎片和低质量行星之间的初步相关性。在这里,我们使用这些调查中最干净的样本来评估这种相关性的存在,丢弃没有已知年龄的恒星,年龄< 1 Gyr和双星伴星<100 AU,以排除由于行星存在以外的影响而可能的相关性。在我们的204颗FGK恒星的样本中,我们没有发现证据表明,与没有确定行星的对照样本相比,碎片盘在拥有高质量或低质量行星的恒星周围更常见或更多灰尘,也没有发现碎片盘在拥有多个行星的恒星周围比单行星系统更常见或更少(或更多或更少灰尘)。不同的动力学历史可以解释相关性的缺乏。这些数据显示了高质量行星的存在与恒星金属丰度之间的相关性,但低质量行星或碎片的存在与恒星金属丰度之间没有相关性。将观测到的分数光度的累积分布与高斯分布的预期分布进行比较,我们发现以太阳系的值为中心的分布与数据拟合得很好,而以10倍于此值为中心的分布则可能被拒绝。这在今后确定类地行星的特性方面是有意义的,因为它表明有很好的前景找到大量的碎片盘系统(即有证据表明有行星的组成部分),这些碎片盘系统的太阳系外辐射足够低,可以成为ATLAST型飞行任务寻找生物特征的适当目标。
2015-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel Observations of Debris Discs Orbiting Planet-hosting Subgiants
碎片盘通常被探测到绕着主序星运行,但人们对它们在恒星演化成巨星时的命运知之甚少。最近对径向速度探测到的围绕巨星运行的行星的观测突出了这一群体及其对探测的重要性,例如,围绕中等质量恒星运行的行星系的群体。我们的赫歇尔巡天观测到了约翰逊等人计划的亚巨星的一个子集,发现其中4/36颗表现出过量的辐射,被认为是碎片,其中3/19颗是行星宿主恒星,1/17颗是目前没有行星探测到的恒星。由于涉及的数量很少,没有证据表明有行星的恒星周围的圆盘探测率与没有行星的恒星周围的圆盘探测率不同。我们的探测清楚地表明,大量的尘埃物质可以在恒星的主序星寿命中存活下来,并在亚巨星分支上被探测到,这对行星系的演化和污染或尘埃白矮星的观测具有重要意义。我们的检测率还提供了一个重要的限制,可以包含在碎片盘演化模型中。
2013-11-12 astro-ph.EP