On the role of resonances in polluting white dwarfs by asteroids
白矮星大气层的污染可能是由来自行星系中长期和平均运动共振位置的小行星造成的。在这些位置的小行星经历了增加的离心率，导致白矮星的潮汐破坏。我们研究如何$ν_6$长期共振向外转移到一个以前稳定的区域的小行星带，作为恒星演变成一个白矮星。分析长期模型需要一颗行星被吞没，以改变共振。我们通过数值模拟表明，当行星被演化的恒星吞没时，长期共振变化和潮汐破坏事件的速率会随着被吞没行星的质量和轨道距离而增加。我们还研究了平均运动共振的行为。平均运动共振的宽度随着恒星失去质量而变大，变成白矮星。与木星的平均运动共振相比，$ν_6$长期共振在驱动潮汐破坏方面更有效。通过检查230个观测到的系外行星系统，其中心恒星将演变成白矮星，我们发现，随着地球质量的行星在$1\,\rm au$，在半长轴$a\gtrsim 0.05\,\rm au$和超级地球的质量$10\,\rm M_\oplus$在$a\gtrsim 0.3\,\rm au$代表行星类型的吞噬转移共振足以造成污染的白矮星在一定程度上与观测一致。
2021-04-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the pollution of white dwarfs by exo-Oort cloud comets
本研究探讨白矮星大气金属污染中富挥发物碎片稀缺的原因，通过改编“损失锥”理论分析系外奥尔特云彗星的吸积率及动力学演化，提出10-100 AU尺度的巨行星作为动力学屏障阻止了彗星吸积。
2023-06-16 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Theoretical Studies of Comets in the 55 Cancri System
我们目前的轨道积分的各种木星家族彗星（JFC）在55 Cancri系统。已知这颗恒星拥有（至少）五颗行星，质量从超级地球到彗星型不等。此外，根据观测限制，在~0.8 au和~5.7 au之间存在一个没有行星的空间，提供了可居住的类地行星的主要可能性，包括长期轨道稳定性。因此，在55 Cnc系统中研究彗星有一个明显的动机，即彗星被视为向位于恒星宜居带的地球型行星输送水的可行候选机制。然而，我们的研究表明，在55 Cnc系统的JFC类似物的稳定性的持续时间要短得多相比，在太阳系由于系统的行星结构的深刻差异的彗星。例如，在行星55 Cnc-f和55~Cnc-d之间，彗星不会经历类似于地球和火星在太阳系中的近距离彗星相遇，因为55 Cnc系统中的行星质量比太阳系中的大得多，因此彗星的轨道稳定性要差得多。尽管如此，我们预计在0.8 / 5.7天文单位的间隙中，彗星与行星的相遇以及彗星碰撞的数量会增加。未来的观测和额外的理论研究需要阐明55 CNC系统中可居住的类地行星的可能性，包括系外彗星在促进行星可居住性方面的可能作用。
2020-06-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Overview of Exocomets
University of Leeds（利兹大学）；European Space Agency (ESA)（欧洲航天局）；University of Warwick（华威大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Gemini Observatory/NOIRLab（吉米尼天文台/美国国家光学红外天文研究实验室）；Lund University（隆德大学）；Leiden University（莱顿大学）；University of Canterbury（坎特伯雷大学）；Universidad Diego Portales（迭戈·波特莱斯大学）
本文概述系外彗星的定义、观测类型及探测系统候选体普查，对比其与太阳系彗星和星际天体的差异，区分系外彗星天体与物质，涵盖主序星和白矮星周围的探测情况。
2025-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Speeding past planets? Asteroids radiatively propelled by giant branch Yarkovsky effects
通过吸积碎片的白矮星了解行星系的命运，关键在于追踪恒星演化巨分支阶段期间系外小行星的轨道和物理特性。巨分支的光度超过太阳的三个数量级，导致小行星上的Yarkovsky和YORP效应显着增强。在这里，我们放置在Yarkovsky引起的小行星和行星之间的差异迁移的界限，在巨大的分支质量损失建模一个外海王星与内部和外部外柯伊伯带。在我们的边界模型中，小行星在经过行星时移动得太快，以至于无法改变它们最终的命运，其范围可以是：（i）在10^4-10^5天文单位的系统外部区域中居住，（ii）被宿主恒星吞没，或者（iii）经历了雅可夫斯基引起的轨道倾角翻转，而没有任何雅可夫斯基引起的半长轴漂移。在这些剧烈的极限情况下，行星对半径小于10公里的小行星的暂时共振捕获是微不足道的，在行星的希尔球内捕获需要微调耗散。这里介绍的各种各样的结果表明，有必要在今后的研究中采用复杂的结构和辐射外小行星模型。确定金属污染小行星在白矮星周围的位置取决于对极端Yarkovsky物理学的理解。
2019-02-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sungrazer comets as analogs of star-planet magnetic interactions
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CEA（法国原子能委员会）；CNRS（法国国家科学研究中心）；AIM（天体物理学与行星学研究所）；European Space Agency（欧洲空间局）；ESTEC（欧洲空间研究与技术中心）；Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP)（天体物理学与行星学研究所以）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；CNES（法国国家空间研究中心）；Collège Stanislas（斯坦尼斯拉斯学院）
本文研究太阳穿行彗星Lovejoy通过日冕时与太阳磁相互作用的可能性，通过磁流体动力学模型重建日冕磁场和日风条件，评估其是否能产生足够的能量引发太阳热点或爆发。
2026-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Chondritic Solar Neighborhood
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究发现被污染白矮星周围的岩石成分与典型球粒陨石一致，表明系外行星系统可能由与地球相似的组成构建块形成。
2023-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exomoons as sources of white dwarf pollution
被污染的白矮星提供了一种独特的方法来研究系外行星物质的整体成分，但并不总是清楚这些物质是否来自彗星，小行星，卫星或行星。我们结合N体模拟与分析模型来评估太阳系外卫星作为白矮星（WD）污染源的普遍性。利用观测到的污染白矮星样本，我们发现，污染源的外推母体质量往往与许多太阳系卫星的质量更一致，而不是与类太阳系小行星的质量更一致。我们提供了一个框架，估计目前正在进行可观测的月球吸积的白矮星的分数的基础上，从模拟的白矮星行星和月球系统的结果。聚焦于一个由超级地球到海王星质量的天体组成的三行星白矮星系统，我们发现我们可以预期大约有1%的这样的系统目前正在经历月球吸积，而不是小行星吸积。
2022-05-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Post-main-sequence evolution of icy minor planets. III. water retention in dwarf planets and exo-moons and implications for white dwarf pollution
研究表明，白矮星（WD）大气层的污染来自小行星的吸积，但污染物质的确切性质，特别是在某些情况下水的证据尚未被理解。以前的工作研究了主序星周围的小行星和演化的宿主恒星中的水保持，以评估水在WD周围的小行星中生存的可能性。然而，所有这些研究都集中在小的，彗星大小到小卫星大小的小行星上，当He主导的WD对流区内的推断质量实际上也可以与更大质量的小行星兼容时。因此，在这项研究中，我们第一次探索了行星外矮行星或中等大小的卫星内的水保持，半径为数百公里。我们现在几乎涵盖了小行星的整个潜在质量范围。在这项研究中考虑的参数空间的其余部分是相同的，我们以前的研究，也包括多个WD祖星质量。我们发现，更大质量的小行星中的水保留仍然受到WD祖先质量的影响，但不像考虑小型小行星时那么严重。我们还发现，保水性现在几乎总是大于零。平均而言，在氦占主导地位的WD大气中检测到的水分数应至少为5%，无论假设的初始水成分如何，如果它来自一个冰矮行星或卫星的单一吸积事件。这一发现也加强了WD可居住性的可能性。为了最终确定我们以前和现在的调查结果，我们提供了一个代码，可以免费使用，作为对社区的服务。该代码通过插值计算冰和水的保留，涵盖了小行星和它们的宿主恒星的全部质量范围。
2017-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
KELT-9 and its ultra-hot Jupiter: stellar parameters, composition, and planetary pollution
KELT-9 b是一颗超热的木星，被观测到正在经历极端的质量损失。它的A0型主星有一个辐射包层，这使得它的表面层倾向于保留最近吸积的物质。为了寻找行星物质污染恒星表面的潜在迹象，我们对KELT-9进行了迄今为止最全面的化学表征。新发现的元素包括Na和Y，这两种元素以前曾在超热的木星中被发现，但没有在恒星中被研究过;这些发现完成了在恒星和行星中测量的九种元素。在比较KELT-9和类似的疏散星团恒星时，我们没有发现强烈的异常。这一发现是一致的计算光球污染占恒星混合和使用观测估计的KELT-9 b质量损失率。我们还排除了最近，短暂的密集的质量转移，如恒星摄取地球质量的系外卫星。
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Secular chaos in white-dwarf planetary systems: origins of metal pollution and short-period planetary companions
多行星系统中的长期振荡可以通过非线性共振扰动驱动小内部物体的混沌演化。这种“长期混沌”很容易将内部天体推向极端偏心率，引发潮汐相互作用或与中心恒星碰撞。我们提出了一个数值研究的长期混沌系统中的两个行星和测试粒子使用环平均法，重点是行星的属性和混沌扩散的时间尺度和效率之间的关系。我们发现，长期混沌可以激发极端的偏心率的时间尺度上跨越几个数量级在一个给定的系统。我们将我们的结果应用于白矮星（WD）周围的行星系的演化，特别是星子和行星的潮汐破裂和高偏心率迁移。我们发现，长期的混沌在一个小行星带驱动的大（$\gtrsim 10 M_{\oplus}$），遥远的（$\gtrsim 10 \, {\rm au}$）行星可以维持金属吸积到WD超过Gyr时间尺度。我们约束的星子的总质量最初存在于混乱的区域内，要求预测的质量输送率的罗氏限制与观察到的金属吸积率的WD与大气污染在整个冷却序列是一致的。基于长周期系外行星和系外小行星带的出现，我们得出结论，长期混沌可以是一个重要的（也许是占主导地位的）渠道污染孤立WD。长期混沌也可以产生短周期的行星和星子周围的WD与各种循环机制。我们讨论了利用直接成像和微透镜探测驱动WD周围长期混沌的系外行星的前景。
2022-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
An Exoplanet's Response to Anisotropic Stellar Mass-Loss During Birth and Death
在金牛座T星或恒星演化的后主序星阶段，行星的诞生和死亡可能受到来自母星的物质外流的影响。这些外流通常被建模为各向同性的，但这种假设对于快速旋转，双极喷流和超新星是不现实的。在这里，我们推导出一个单一的行星，褐矮星，彗星或小行星的各向异性质量损失扰动的时间演化的一般运动方程的行星轨道要素，喷出物的速度，和母星的共同纬度和经度。我们限制我们的应用这些方程1）快速旋转的巨星，和2）任意方向的喷流流出。我们的结论是，各向同性的质量损失假设可以安全地用于模拟行星运动期间的巨大分支阶段的恒星演化在数百au的距离。事实上，只有当质量损失在恒星赤道附近不对称时，纬向质量损失变化才会各向异性地影响行星运动。此外，我们演示了如何在年轻的系统恒速，不对称的双极外流煽动轨道倾角的变化。因此，这一现象很容易倾斜外行星轨道以外的一个新生的磁盘的程度。
2013-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Binary asteroid scattering around white dwarfs
对白矮星大气污染和扰乱微行星的观测越来越多，这推动了对后主序星周围系外小行星命运的研究。太阳系中的微行星群最有可能在主序后的剧烈演化中幸存下来，如柯伊伯带，显示出大量的双星，倾向于接近等质量的成分，并提供了以前未被探索过的微行星群，这些微行星群可能存在于白矮星周围。在这里，我们模拟了等质量的双小行星系统周围的白矮星的动力学演化使用N体积分器REBOUND为1 Gyr。我们证实，巨行星是有效的分离和喷射双小行星系统的偏心轨道，而地球质量的行星更好地保持在他们的行星系的星子。我们发现双星系统可以在百万年的时间尺度上解离并从它们的系统中弹出，产生星际物体。我们并不认为会有自由漂浮的双星系统，因为所有被弹射出的微行星都是相互没有引力约束的。此外，我们还讨论了小行星双星对白矮星污染过程的影响，发现对一个天体离恒星有多近几乎没有影响。然而，双小行星的轨道演化改变了白矮星行星系中可获得的星子的分布，使其进一步分散到白矮星污染轨道上。
2023-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simulations of two-planet systems through all phases of stellar evolution: implications for the instability boundary and white dwarf pollution
太阳系外行星在其宿主恒星生命的许多阶段都被观测到，包括主序星（MS）、次巨星和红巨星分支阶段。此外，受污染的白矮星（WD）可能代表了后期的动态活跃系统。在这里，我们进行3体模拟，其中包括现实的MS后恒星质量损失和跨越整个生命周期的系外系统与两个大规模的行星，从形成的终点到几个陀螺仪到WD阶段的主机恒星。我们发现，MS和WD系统的经验喷射和恒星-行星碰撞（拉格朗日不稳定性），即使行星-行星分离远远超过分析的轨道交叉（希尔不稳定性）的边界。因此，MS稳定的行星不需要在WD阶段经历不稳定性。这种不稳定性可能会直接通过碰撞污染WD，或者更有可能通过小行星或彗星等较小天体的散射增加间接污染WD。我们的模拟表明，这种不稳定性主要发生在几十万年到几个陀螺的WD冷却。
2013-02-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Terrestrial Planetary System Remnants at White Dwarfs
最近几年，对于主序星后的系外行星系统的看法发生了动态的转变，也许白矮星中存在岩石行星体的证据就是一个缩影。在斯皮策太空望远镜发射的同时，空间和地面数据都支持这样一种观点，即类似小行星存在于冷白矮星的很大一部分，并且在接近致密的恒星残骸时容易发生潮汐破坏。随后产生的碎片会产生可检测到的红外线过剩，这些物质逐渐落到恒星上，用重元素污染大气层，这些元素可以用来确定被摧毁的行星体的整体成分。根据迄今为止的观测，推断出的白矮星的母体最好被描述为小行星，并且具有与内太阳系中发现的物质相似的明显的岩石成分。它们的最小质量是典型的大型小行星，可以接近或超过太阳系中最大的两颗小行星灶神星和谷神星的质量。从各种研究中调查的恒星数量来看，拥有陆地行星系遗迹的白矮星的比例至少是百分之几，但可能在20%到30%之间。因此，A型和F型恒星可以有效地形成类地行星，其频率至少与在它们的白矮星后代中发现的残留物一样高。
2011-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The chemistry of extra-solar materials from white dwarf planetary systems
本文介绍了如何利用白矮星大气中的重元素吸收线对系外行星物质进行化学成分分析，揭示了25-50%的白矮星受到污染，并探讨了相关的物质输送机制与观测结果。
2024-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Constraining the Occurrence of ZLK-Induced White Dwarf Pollution with Dissipative Precession
Yale University（耶鲁大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
通过耗散进动限制ZLK诱导白矮星污染的发生，研究发现50-70%的双星系统具备ZLK污染条件，但污染速率受轨道分离和振荡时间尺度影响。
2025-12-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The evolution and delivery of rocky extra-solar materials to white dwarfs
本文探讨了岩石质系外物质向白矮星的演化与输送过程，揭示了小行星、卫星等天体如何成为化学光谱目标，以及行星和伴星在重塑系统架构中的关键作用。
2024-04-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Oort cloud (exo)planets
通过N-body模拟研究巨行星动力学不稳定性，发现1-10%的抛出行星被捕获在类奥尔特云轨道，估计每200-3000颗恒星有一颗可能拥有奥尔特云行星。
2023-06-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar Evolution in AGN Disks
活跃的银河核是由围绕在中心超大质量黑洞周围的几何薄吸积盘提供动力的。在这里，我们探索嵌入在这些极端的天体物理环境（AGN星）的恒星的演化。由于活动星系核盘比星际介质更热、更密，活动星系核恒星的边界条件与正常恒星大不相同。它们还受到质量吸积（由于盘的巨大质量，质量吸积可能会失控）和超级爱丁顿风造成的质量损失的强烈影响。此外，化学混合在这些恒星的演化中起着关键作用，它允许从盘中吸积的新鲜氢混合到它们的核心中。我们发现，取决于当地的活动星系核密度和声速和活动星系核阶段的持续时间，活动星系核恒星可以迅速成为非常大的质量（M > 100 M $_\odot$）。这些恒星经历核心坍缩，留下致密的残余物，并导致重元素污染磁盘。我们发现活动星系核恒星的演化对活动星系核金属丰度的演化以及LIGO-Virgo观测到的引力波源的产生有着深远的影响。我们指出我们的银河系中心是一个非常适合测试我们对这种奇异恒星演化通道的一些预测的区域。
2021-03-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
