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
Magnetism, X-rays, and Accretion Rates in WD 1145+017 and other Polluted White Dwarf Systems
本文报告了对包括WD 1145+017在内的几颗污染白矮星的圆偏振光谱和X射线观测，旨在限制这些演化的行星系中盘物质的行为和瞬时吸积率。有两颗先前观测到塞曼分裂的恒星WD 0322-019和WD 2105-820，在5 sigma以上和<Bz>> 1 kG的情况下被探测到，而WD 1145+017、WD 1929+011和WD 2326+049的探测结果低于这个最低置信水平。对于后三颗恒星，使用高分辨率光谱和大气建模来获得磁场强度的极限，因为没有塞曼分裂，根据分辨率R接近40 000的数据发现B* < 20 kG。本文提出了一个分析框架，用于分析落在白矮星磁极区的大块地球组成物质，在那里X射线和回旋辐射可能有助于吸积光度。这种分析适用于WD 1145+017，WD 1729+371，和WD 2326+049的X射线数据，和上限计数率建模与等离子体的范围kT = 1 - 10 keV的磁吸积制度和非磁吸积制度的光谱。所有三颗恒星的结果都与典型的尘埃白矮星在1 e8 - 1 e9 g/s的稳定状态相一致。特别是，WD 1145+017的非磁性极限远低于先前估计的1 e12 g/s，并且可能低于1 e10 g/s，因此表明星盘系统可能在其演化状态中是平均的，并且仅在观察几何上是特殊的。
2017-12-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Magnesium abundances in cool metal-polluted white dwarfs
岩石物质的吸积是大部分白矮星大气中重元素存在的原因。这些物体是推断系外行星体的整体组成的独特机会。这种化学特性需要使用详细的大气模型来确定白矮星光球层的元素丰度。在这项工作中，我们使用一个国家的最先进的模型大气代码重新分析的第一次大型调查的金属污染的白矮星的丰度为多种元素。我们表明，我们的模型的改进的本构物理导致系统更高的镁丰度比以前的分析。我们发现平均对数Mg/Ca数丰度比为1.5。这一数值明显高于陨石的参考丰度，这是预期的，因为目前的扩散模型预测，对于我们样本中的冷氦-大气白矮星，Mg应该比Ca在大气中停留的时间更长。这有助于解决最近发现的镁耗尽问题，其中白矮星吸积的星子据报道与其行星系统的预期组成相比是镁缺乏的。
2020-09-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Consistent Multi-Wavelength Spectral Modeling of Cool White Dwarfs with Carbon-Polluted Atmospheres
University College London（伦敦大学学院）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心）；Gemini Observatory（双子座天文台）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；The Aerospace Corporation（航空航天公司）
研究对八颗含碳冷白矮星进行多波长光谱大气建模，通过分析C2带等特征及不同光谱类型差异，结合碰撞诱导吸收等确定元素丰度，精确建模表征恒星，得到新密度数据，样本恒星质量与白矮星群体大致相符。
2026-07-22 astro-ph.SR
I Can Do It With A Broken Planetesimal: Characterising the planetary debris in heavily polluted cool white dwarfs
University of Warwick（华威大学）；University of Kiel（基尔大学）；Universita degli studi di Trieste（的里雅斯特大学）
研究四颗冷且金属污染严重的H大气白矮星，通过多种方法分析其大气参数，测量金属丰度，识别出多种独特金属，发现不同白矮星吸积的星子成分各异，增加了严重污染冷白矮星样本。
2026-07-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Surface magnetism of cool giant and supergiant stars
近距离双星系统中的晚型巨星上存在恒星黑子，由于潮汐锁定而呈现出快速旋转，已经知道了五十多年。几十年的光度监测使研究这些恒星的长期磁活动成为可能，揭示了复杂的活动周期。在过去的二十年里，观测和分析技术的发展也使我们能够研究这些活动巨星上详细的星点和磁场配置。近年来，在缓慢旋转的巨星和超巨星上也发现了磁场。在本文中，我回顾了已知的冷巨星和超巨星的表面磁性。
2013-10-14 astro-ph.SR
Surface magnetism of cool stars
磁场是冷恒星内部和外壳中许多物理过程的基本成分。然而，它们的直接检测和表征是非常困难的，需要高质量的观测和先进的分析技术。近年来，利用几种直接磁场研究冷活动恒星表面的方法取得了重大进展。特别是，利用极化数据和强度谱的总磁通量测量进行场拓扑映射的补充技术已系统地应用于不同类别的活动恒星，从而产生了有趣且偶尔有争议的结果。在本文中，我们总结了目前的现状直接磁场研究的冷星，和调查的表面不均匀性所造成的领域，在冷星19分裂会议上提出的材料的基础上。
2016-12-11 astro-ph.SR
Metal accretion scars may be common on magnetic, polluted white dwarfs
本文发现第二颗磁性污染白矮星WD2138-332，其金属线强度与纵向磁场同相位变化，提出磁极周围的金属疤痕可能是金属污染白矮星的普遍特征。
2024-07-24 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 Nearby Polluted White Dwarf with a 6.2 h Spin Period
本研究依托TESS数据首次探测到近邻受污染白矮星WD 2138-332的6.19小时自转周期光变，证实其光变由磁场而非金属非均匀分布导致，且行星吞噬并非白矮星快速自转的重要形成渠道。
2024-02-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Multiple views of magnetism in cool stars
磁场被认为是我们理解恒星物理的一个关键因素。它们可以用各种方法进行研究，这些方法提供了关于磁场的结构、强度和动力学及其在恒星演化中的作用的互补--有时是矛盾的--信息。恒星磁场的研究既可以用基于塞曼效应的直接方法，也可以通过观测磁场与恒星大气相互作用产生的活动现象。在这次“酷星17分裂”会议上，我们讨论了许多正在进行的恒星活动研究和表面磁场的直接研究所获得的结果，以及它们所基于的最先进的技术。我们展示了目前使用的各种方法的优势和局限性，并指出它们的演变以及耦合各种磁性和活动代理的兴趣。
2012-08-16 astro-ph.SR
The incidence of magnetic fields in cool DZ white dwarfs
人们对最冷的白矮星中磁场的发生率知之甚少。它们的光谱通常不显示任何吸收线，因为氢和氦的束缚-束缚不透明度非常小。因此，探测这些恒星是否存在磁场极具挑战性。然而，冷白矮星的外部污染，例如，行星碎片，导致其光谱能量分布中出现金属线。这些线提供了一个独特的工具来识别和测量银河系中最冷和最古老的白矮星的磁性。我们发现了7颗强金属污染的冷（T_eff < 8000 K）白矮星，其磁场强度为1.9 ~ 9.6 MG。对我们较大的冷DZ星等限制样本的分析得出了13+/-4%的磁场入射下限，明显高于热DA白矮星。
2015-03-12 astro-ph.SR
White dwarf pollution by planets in stellar binaries
大约有$0.2 \pm 0.2$的白矮星（WD）显示出金属污染的迹象，这可能是由于潮汐扰动行星物质的吸积。在WD形成后调用行星-行星相互作用的模型通常不能解释几个Gyr冷却时间的污染。我们考虑的情况下，一颗行星是扰动Lidov-Kozai振荡引起的一个二进制的同伴和加剧恒星质量损失，解释污染在长时间冷却。我们计算的吸积率与假设行星质量在$\sim 0.01$和$1\,M_\mathrm{Mars}$之间的观测结果是一致的，尽管非引力效应对质量$\lesssim 0.3 \, M_\mathrm{Mars}$可能已经很重要了。在我们的模拟，$\sim 0.05$，污染的WD的分数是一致的WD与中间冷却时间之间的观测$\sim 0.1$和1 Gyr。对于冷却时间$\lesssim 0.1$ Gyr和$\gtrsim 1$ Gyr，我们的方案无法解释高达0.7的高观测污染分数。尽管如此，我们的研究结果激励搜索周围的污染WD的同伴。
2016-07-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Signs of a faint disc population at polluted white dwarfs
对白矮星周围大气金属和尘埃盘的观测为中等质量恒星周围陆地行星系的命运提供了重要线索。我们介绍了斯皮策IRAC对15颗金属污染的白矮星的观测，以研究行星体破裂产生的星周尘埃的发生和物理性质。我们在KUV 15519+1730和HS 2132+0941周围发现了与温暖尘埃一致的微妙的红外过量发射，以及DZ白矮星G245-58周围较弱的过量发射，如果这是真的，它将成为已知的最冷的白矮星，表现出3.6微米的过量发射，也是第一颗具有明亮圆盘的DZ恒星。所有这些数据都证实了这样一幅图景：1）富含金属的白矮星的圆盘是很常见的，而且大多数在红外线下都无法被探测到（可能是窄环），2）圆盘寿命长，寿命在10^6年或更长的数量级，3）明亮的红外可探测圆盘的频率随着年龄的增长而减少，时间尺度大约为5亿年，表明大的微行星破坏在同一时间尺度上下降。
2014-10-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of magnetically guided metal accretion onto a polluted white dwarf
本文发现金属污染白矮星 WD0816-310 的金属吸积与水平混合受其磁场控制，金属线强度和磁场强度呈周期性同步变化，表明金属可能持续集中于磁极附近，揭示了磁场在星子被白矮星吞噬的最后阶段中的关键作用。
2024-02-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
White Dwarf Merger Remnants with Cooling Delays on the Q Branch Lack Strong Magnetism
Boston University（波士顿大学）；Institute for Advanced Study（普林斯顿高等研究院）；Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, University of Oklahoma（俄克拉荷马大学霍默·L·多德物理与天文系）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；University of Victoria（维多利亚大学）
研究发现Q分支白矮星因冷却延迟长而缺乏强磁性，可能源于无磁形成机制或磁性在冷却过程中耗散。
2026-02-02 astro-ph.GA 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 New Generation of Cool White Dwarf Atmosphere Models. III. WD J2356$-$209: Accretion of a Planetesimal with an Unusual Composition
WD J2356 $-$ 209是一颗冷金属污染的白矮星，其可见光谱主要是由强而宽的钠元素组成。虽然在近二十年前就被发现了，但还没有对这颗恒星进行详细和现实的分析。由于没有考虑到WD J2356 $-$ 209光球层产生的非理想高密度效应的大气模型，其独特光谱的起源仍然模糊不清。我们使用本系列第一篇论文中提出的冷白矮星大气代码，最终揭示了这个奇特物体的秘密，以及污染其大气的微行星的细节。由于改进了模型的输入物理，我们找到了一个与光度观测和可见光谱非常一致的解决方案。我们的解揭示了WD J2356 $-$ 209的光球具有$\log\,{\rm Na/Ca}= 1.0 \pm 0.2$的数密度比，这是在白矮星中发现的最高的。由于我们不知道吸积事件在多久之前停止（如果它已经停止），我们不能精确地确定吸积的微行星的组成和质量。尽管如此，所有考虑的情况都表明，其成分与类方解石物质不相容，其质量至少为$10^{21}\,{\rm g}$。
2019-02-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
J-PLUS: The fraction of calcium white dwarfs along the cooling sequence
本研究利用J-PLUS DR2十二波段光学测光数据，通过J0395波段等效宽度探测4399颗白矮星的CaII H+K吸收，发现钙白矮星比例随冷却序列从13500 K降至5500 K增加了15+-3%。
2024-06-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Observations of Cool-Star Magnetic Fields
像太阳这样的冷恒星拥有对流区，能够产生大量的表面磁场，导致恒星的磁活动。恒星的自转、半径和年龄等参数对冷恒星磁性的影响，以及辐射核和对流包层之间的剪切层对产生磁场的重要性，是我们理解低质量恒星发电机、太阳发电机以及其他大尺度和行星发电机的关键。在过去的几年里，我们对冷星磁场的观测图像有了巨大的改进。人们开发了复杂的方法来寻找磁性的微妙影响，这些影响很难检测到，特别是在冷恒星中。重点放在假设和能力的现代方法来测量磁性冷星，我审查了不同的技术可用于磁场测量。我收集了对冷星磁场的分析，并试图比较不同方法的结果，我回顾了导致我们目前的磁场及其在冷星和褐矮星中产生的经验证据。
2012-03-01 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Magnetic and Metallic Degenerate G77-50
多历元高分辨率光谱的积累表明，附近的恒星G77-50是一个非常冷的DAZ白矮星，外部被Mg，Fe，Al，Ca污染，可能还有Na，Cr，Mn。在B~ 120 kG磁场中，金属和氢的吸收特征都表现出与塞曼分裂相一致的多分量。紫外-红外光度法结合三角散射法得到Teff= 5310 K，M=0.60Msun，冷却年龄为5.2Gyr。白矮星的空间速度表明它可能是银河系厚盘的成员，与估计的总年龄8.6 Gyr一致。G77-50的光谱与G165-7和LHS 2534相似;这三颗冷白矮星组成了一个既有金属又有磁性的小群体。光球层的金属物质显示出类似于小行星中所含的岩石碎片的吸积，但冷却年龄意味着残余的行星系应该是稳定的。对于G77-50和类似的老的、污染的白矮星来说，一种可能性是最近的一次恒星相遇，它从外到内动态地恢复了系统的活力。对这些较冷的白矮星的金属丰度测量有可能区分通过飞越注入的外部区域微行星的物质。如果共同的包层演化可以在白矮星中产生磁场，那么G77-50及其同类可能在先前的演化过程中蚕食了一颗内部巨行星，其金属来源于更远的地球天体。虽然是推测性的，但如果在一个巨行星迁移到后主序星期名义上被吞没的内部区域的系统中禁止形成类地行星，这种情况就可以排除。
2011-01-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
A New Generation of Cool White Dwarf Atmosphere Models. IV. Revisiting the Spectral Evolution of Cool White Dwarfs
作为相互竞争的物理机制的结果，白矮星的大气成分在其演化过程中不断变化，这一过程被称为光谱演化。由于其大气成分的模糊性和其致密大气建模的固有困难，关于冷白矮星（$T_{\rm eff}<6000$ K）的光谱演化还没有达成共识。在本系列的前几篇论文中，我们提出并观测验证了新一代冷白矮星大气模型，该模型包括所有必要的本构物理学，以准确地模拟这些物体。利用这些新模型和501颗冷白矮星的同质样本，我们重新讨论了冷白矮星的光谱演化。我们的样本包括所有光谱识别的温度低于8300 K的白矮星，这些白矮星的视差在盖亚DR 2中可用，光度观测在泛星1和2MASS中可用。除了一些冷的碳污染的对象，我们的模型允许一个很好的适合我们的样本中包括的所有对象的光谱和光度观测。我们确定的氢，富氦的对象之间的7500 K和6250 K，我们解释为对流混合的签名的比例减少。在这种减少之后，富氢物体在5000 K之前变得更加丰富。这种令人困惑的增长，让人想起非DA差距，还有待解释。在低于5000 K的较低温度下，富氢的白矮星变得更加稀少，这就排除了来自星际介质的氢吸积主导冷白矮星光谱演化的假设。
2019-05-06 astro-ph.SR
Multiple channels for the onset of magnetism in isolated white dwarfs
强磁场的存在是相当一部分简并恒星的共同特征，但人们对磁场的起源和演化知之甚少。新的观测限制，从体积有限的调查指向一个更复杂的情况比一个单一的机制，适用于所有恒星。我们表明，在大质量的白矮星中，这可能是合并的结果，磁场是非常普遍和非常强的，并立即出现在冷却阶段。这些字段可能是由合并期间活动的发电机生成的。质量较低的白矮星通常是单颗恒星演化的产物，在出生时很少有可检测到的磁场，但磁场出现得非常缓慢，而且非常微弱，大约有四分之一。我们可能看到的是一个在早期进化阶段产生的内部场，它逐渐从内部松弛到表面。磁场的频率和强度继续增加，最终与大质量恒星的磁场相媲美，特别是在恒星冷却到核心结晶开始之后，这种效应可能是导致类似于地球内部活跃的发电机机制的原因。
2022-08-04 astro-ph.SR
Tracing Planetary Accretion in a 3 Gyr-old Hydrogen-Rich White Dwarf: The Extremely Polluted Atmosphere of LSPM J0207+3331
本研究在30亿年富氢白矮星LSPM J0207+3331中探测到13种重元素，揭示其吸积了核心质量分数高于地球的分异岩质天体，并发现弱Ca II发射及单一硅酸盐盘解释红外过量。
2025-10-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar Abundances of Rock Forming Elements, Extreme Oxygen and Hydrogen in a Young Polluted White Dwarf
Teff = 20，800 K的白矮星WD 1536+520具有广泛的主要造岩元素O、Mg、Al、Si、Ca和Fe的太阳丰度，以及挥发性元素C和S的强烈相对贫化。除了迄今为止观测到的最高金属丰度（log（O/He）=-3.4）外，以氦为主的大气层还具有异常的氢丰度（log（H/He）=-1.7）。在不确定性，金属与金属的比例是一致的吸积的H2O丰富的岩石母体，解释支持的异常高的微量氢。对于氦大气的白矮星来说，混合大气的扩散时间尺度异常短，不超过几百年，相当于温度低得多、富含氢的恒星的扩散时间尺度。被破坏的母体的总体重元素丰度与大体积地球模式略有偏离，并表明沉积了一些类似核的物质。总的推断吸积速率为4.2e9 g/s，至少比任何具有可比扩散时间尺度的白矮星高4倍。值得注意的是，当这个系统中的吸积耗尽时，金属和氢将在大约3亿年内变得不可检测，从而支持微量氢与行星碎片的持续吸积有关的假设。
2016-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Understanding Active Region Emergence and Origins on the Sun and Other Cool Stars
本文综述太阳及冷恒星活动区通量浮现的研究进展，结合观测约束修正了对其驱动机制的认知，并提出未来可通过观测与模拟解决相关开放问题。
2023-06-10 astro-ph.SR
Magnetism, rotation, and nonthermal emission in cool stars -- Average magnetic field measurements in 292 M dwarfs
恒星发电机产生的磁场对类太阳恒星和低质量恒星的变化和演化及其行星系统的发展至关重要。我们报告的测量表面平均磁场在292 M矮星的比较与辐射转移计算，其中260个，这是第一次测量这种。我们的数据来自CARMENES项目期间拍摄的15，000多个高分辨率光谱。它们揭示了平均场强<B>和Rossby数$Ro$之间的关系，类似于研究充分的旋转活动关系。在缓慢旋转的恒星中，我们发现磁通量$Φ_\textrm{B}$与旋转周期$P$成正比，而在快速旋转的恒星中，平均表面场不会显著地增长超过可用动能所设定的水平。此外，我们还发现非热日冕X射线辐射、色球H $α$和Ca H&K辐射与磁通量之间有密切的关系。总之，这些关系表明，经验的旋转活动的关系可以追溯到一个依赖于旋转的磁力发电机。我们主张的图片，磁发电机产生的磁通量的恒星表面上的旋转速率成正比的饱和极限所设置的可用动能，我们提供的平均场强和非热发射的关系是独立的对流周转时间的选择。我们还发现，钙H&K的排放饱和，在平均场强为$\langle B \rangle \approx 800$ G，而H $α$和X射线的排放增长进一步与更强的领域，在更迅速地旋转的恒星。这与日冕剥离的假设相冲突，日冕剥离假设预测在旋转最快的恒星中，日冕等离子体将被冷却到色球温度。
2022-04-01 astro-ph.SR
Identifying new high-confidence polluted white dwarf candidates using Gaia XP spectra and Self-Organizing Maps
该研究提出基于盖亚XP光谱和自组织映射（SOM）的方法，从盖亚数据中识别新的高置信度受污染白矮星候选体，为推断行星系统化学性质提供工具。
2024-10-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Stellar magnetism, winds and their effects on planetary environments
在这里，我回顾了一些最近的工作，冷，主序星的磁性，他们的风和对周围系外行星的潜在影响。这些恒星的风非常微弱，在它们的一生中都持续存在。虽然只携带恒星质量的一小部分，但这些磁风带走了角动量，从而调节了恒星的旋转。由于冷恒星很可能被行星包围，因此了解主恒星风和磁性是描述系外行星环境的关键一步。由于旋转和活动密切相关，恒星的自旋下降导致恒星活动随着年龄的增长而减少。因此，随着恒星年龄的增长，高能（X射线，极紫外线）照射的减少被观察到，这可以影响系外行星大气的蒸发，从而也改变了系外行星的演化。
2016-08-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ancient planetary systems are orbiting a large fraction of white dwarf stars
红外线研究显示，碎片可能与行星形成有关，这些行星围绕着大约30%的年轻、中等质量的主序星。我们提出的证据，基于大气污染的各种元素比氦重，相当比例的白矮星的后代这样的主序星是由行星系统的轨道。这些系统至少部分地在白矮星之前的恒星演化的所有阶段中幸存下来。在我们样本中一个典型的污染白矮星冷却的时间间隔（~ 2亿年）内，它从其行星系统中吸积了我们太阳系中最大的小行星之一的质量（例如，灶神星或谷神星）。通常，这些吸积的质量只是围绕这些白矮星运行的岩石物质的总质量的一小部分;对于合理的行星系统配置，我们估计这个总质量可能至少等于太阳的小行星带的质量，也许还要大得多。我们报告了一套8元素的丰度，在研究很少的恒星G241-6中检测到，我们发现它是所有中等亮度的白矮星中污染最严重的。
2010-07-14 astro-ph.SR
Atmospheric heating and magnetism driven by $^{22}$Ne distillation in isolated white dwarfs
本文提出冷磁白矮星GD 356的大气加热源于核心$^{22}$Ne蒸馏驱动发电机产生的欧姆耗散，该模型解释了极区加热现象及DAHe、DQe白矮星的磁场与色球发射特征。
2024-07-31 astro-ph.SR
Searching for magnetic fields in featureless white dwarfs with the DIPOL-UF polarimeter at the Nordic Optical Telescope
本文利用北欧光学望远镜上的DIPOL-UF高精度偏振计对冷白矮星进行巡天，在太阳邻域确凿发现13颗冷磁白矮星，其中6颗为首次探测，为理解年老白矮星磁场的产生与演化提供了关键观测数据。
2024-08-07 astro-ph.SR
Magnetar superconductivity versus magnetism: neutrino cooling processes
我们描述的微观物理，现象学，和天体物理学的影响$B$ -场诱导的不成对效应，可能会发生在磁星，如果当地的$B$ -场在磁星的核心超过一个临界值$H_{c2}$。利用Ginzburg-Landau超导理论，考虑到质子凝聚体与背景中子凝聚体耦合产生的修正（$\le 30\%$），我们导出了质子凝聚体的$H_{c2}$场。质子凝聚体配对的密度依赖性意味着$H_{c2}$在壳核界面处最大，向恒星中心减小。因此，具有均匀恒定场的磁星芯对于“中场”磁星（$10^{15}\le B\le 5 \times 10^{16}$ G）将是部分超导的，而“强场”磁星（$B>5\times 10^{16}$ G）将没有超导性。磁星核心的中微子发射率以两种方式变化：（i）~ $B$ -场辅助的直接Urca过程被增强了几个数量级，因为在$B\ge H_{c2}$的区域中存在非配对效应;（ii）~质子的库珀对断裂过程在这些区域消失，并且对断裂过程的总发射率仅减少了几倍。
2015-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Observational Insights into Post-Main-Sequence Rotation and Magnetism: 20 Years of Science, from the Subgiant to the White Dwarf Phase
Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学学院）
本文概述了过去20年借助星震学、高精度分光偏振测量等技术获得的观测结果，揭示演化恒星自转与磁场性质超出理论预测，为理解低至中等质量恒星从亚巨星到白矮星阶段的演化提供了新洞察。
2026-08-12 astro-ph.SR
Stellar physics with high-resolution UV spectropolarimetry
目前恒星物理学中的热点问题，无论是热恒星还是冷恒星，都与它们的磁性有关。在热恒星中，化石来源的稳定磁场影响其恒星结构和星周环境，可能在恒星演化中发挥重要作用。然而，这一作用是复杂的，因此迄今为止人们对其了解甚少。它需要用高分辨率的紫外分光偏振测量来量化。在冷恒星中，紫外线分光偏振法将提供对非常动态的高层恒星大气的结构和磁场的了解，为在磁场加热高层大气、发射恒星风以及更一般地说在冷恒星整个演化过程中与其环境（星周盘、行星）的相互作用方面取得新进展提供关键数据。
2019-03-15 astro-ph.SR
EUV observations of cool dwarf stars
EUV（100-912 nm）是一个非常难以观测的光谱区域，因为在星际介质中，中性氢气会使其衰减。尽管如此，在EUV范围内，可以接近数百到数千颗不同光谱类型和磁活动水平的邻近恒星。EUV探测恒星大气中有趣而复杂的区域，如低日冕和过渡区，这些区域是其他光谱区域无法到达的。在本白皮书中，我们描述了直接EUV观测，这需要一个专门的掠入射天文台，还不能准确地用模型和理论取代。在时域中探索冷矮星的EUV辐射可以为理解恒星外层大气和磁性做出重大贡献，并为探测太阳以外恒星的日冕物质抛射提供最清晰的途径。
2019-03-13 astro-ph.SR
Discovery of weak magnetic fields in four DZ white dwarfs in the local 20pc volume. Implications for the frequency of magnetic fields with cooling age
我们报告发现弱磁场在三个白矮星在本地20 pc体积（WD 0816-310，WD 1009-184，WD 1532+129），我们确认的磁性的第四颗星（WD 2138-332），我们以前曾检测到一个领域在3西格玛水平。所有这些白矮星的光谱特征是存在金属线，缺乏H和He线，也就是说，它们属于光谱类DZ。WD 1009-184的Ca II H+K线的偏振信号特别引人注目，振幅为20%，这是由于存在平均视线分量为40 kG的磁场。因此，我们已经确定，至少有40%的已知的DZ白矮星与富含He的大气中包含在20 pc的体积有一个磁场，而进一步的观察需要确定是否剩余的DZ白矮星在相同的体积是磁性或没有。DZ白矮星光谱中的金属线被认为是由岩石碎片的吸积产生的，并且可以认为金属吸积和更高的磁性之间存在联系。然而，我们无法区分磁场和污染大气的存在是否有共同的起源，或者是否是金属线的存在使我们能够在冷的白矮星中检测到更高频率的磁场，否则它将具有无特征的光谱。我们认为，我们近年来所做的新的高灵敏度的纵向场测量与磁场在较老的白矮星中比在较年轻的白矮星中出现得更频繁的想法是一致的。
2019-08-22 astro-ph.SR
The unbiased frequency of planetary signatures around single and binary white dwarfs using ${\it Spitzer}$ and ${\it Hubble}$
本文给出了对195颗单颗和22颗宽双星白矮星进行的红外过量和大气金属双盲观测的${\it Spitzer}$ IRAC和${\it Hubble}$ COS组合结果。选择的标准包括冷却年龄在9到3亿年之间，以及富氢的大气层，这样大气层中金属的存在就可以被确信地与正在进行的拱星盘吸积联系起来。整个样品具有红外测光，而168个目标具有相应的紫外光谱。三颗因碎片盘而具有红外过量的恒星被恢复，产生了$1.5_{-0.5}^{+1.5}$ %的标称频率，而形成鲜明对比的是，具有大气金属的恒星的比例为$45\pm4$ %。因此，在IRAC测光中，30颗污染的白矮星中只有一颗在3-4 $μ$ m处表现出红外过量。这进一步证实了大气金属污染是白矮星行星系最敏感的示踪物这一事实。利用红外巡天数据和对成熟的尘埃和污染恒星的潜在双星性的独立评估，在有宽双星伴的白矮星周围，红外过量的相应分数与零一致。相比之下，在宽双星中，目标的大气污染频率与明显的单星没有明显的区别，而且在一个完整的和体积有限的样本中，污染的白矮星的多样性与场星相同。因此，看来将微行星物质输送到白矮星上最终不是由恒星伴星驱动的，而是由行星体的动力学驱动的。
2019-04-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Rotation and magnetism of Kepler pulsating solar-like stars. Towards asteroseismically calibrated age-rotation relations
开普勒超高精度测光的长期和连续观测提供了一个独特的数据集，其中表面旋转和变化可以研究数千颗恒星。因为许多这些老的场星也有独立测量的小行星地震年龄，在年龄-旋转-活动关系的背景下，旋转和活动的测量特别有趣。特别是，年龄旋转关系通常缺乏良好的校准在旧的年龄，一个问题，这个开普勒样本的旧场恒星是唯一适合解决。我们研究了主序星和次巨星分支上的540颗类太阳恒星的表面自转和光度磁活动，并测量了它们的恒星脉动。通过比较来自两种不同分析方法的结果来确定旋转周期：i）时间周期分析的频域投影，和ii）光变曲线的自相关函数（ACF）。可靠的表面旋转速率，然后提取比较结果从两个不同的校准数据集和两个互补的分析。我们报告的旋转周期为310 540个目标（不包括已知的双星和候选行星宿主恒星），我们的测量范围为1至100天。计算了这些恒星的光度磁活动水平，61.5%的矮星的光度磁活动水平与太阳磁活动的最小值到最大值的范围相似。我们证明，热矮星，冷矮星，亚巨星有非常不同的旋转年龄的关系，突出了解释恒星旋转周期时，分离出不同的人口的重要性。我们的样本的冷矮星的年龄和金属丰度数据的最高质量是一致的陀螺年代学的关系在文献中报道。
2014-11-12 astro-ph.SR
Radio Emission from Ultra-Cool Dwarfs
2001年发现的超冷矮星（UCD）的无线电发射，非常低质量的恒星和棕矮星的光谱类型为~M7和更晚，揭示了这些物体可以产生和消散强大的磁场。射电观测为UCD磁性提供了无与伦比的洞察力：探测范围延伸到温度<1000 K的棕矮星，在那里没有其他观测探测器是有效的。数据显示，UCD可以产生强（kG）场，有时具有稳定的偶极结构;它们可以产生和保留非热等离子体，电子加速扩展到MeV能量;它们可以驱动极光电流系统，导致显著的大气能量沉积和强大的相干无线电爆发。仍然需要理解的是潜在的发电机过程，粒子在这些物体周围加速的精确方法，观察到的磁现象的多样性，以及所有这些因素如何随着中心物体的质量接近木星而变化。这些问题的答案是双重重要的，因为UCD既是潜在的系外行星宿主，如TRAPPIST-1系统，也是太阳系外巨行星本身的类似物。
2017-07-13 astro-ph.SR
Searching for Massive Remnant Planetary System Hosts with White Dwarf Gaia XP Spectra
Boston University（波士顿大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；University of Victoria（维多利亚大学）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
利用Gaia XP光谱高效识别大质量金属污染白矮星，扩大残骸行星系统宿主样本，并发现新凌星碎片系统SDSS J1624+5404。
2026-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Characterizing planetary material accreted by cool helium atmosphere white dwarfs using an exponentially decaying disc model
本文通过凯克高分辨率光谱观测和指数衰减盘模型，分析了两颗低温氦大气白矮星吸积的行星物质成分，发现其与地球和球粒陨石相似，并推断污染母体为小卫星或矮行星级天体。
2025-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
A common origin of magnetism from planets to white dwarfs
孤立的磁性白矮星的磁场强度从千高斯到千兆高斯不等。然而，迄今为止还没有阐明磁场的起源。这些磁场是否是化石，因此是原始弱磁场的残余，在其祖先恒星的演化过程中被放大，或者是双星相互作用的结果，或者最后，它们是在白矮星本身冷却过程中由其他内部物理机制产生的，仍然是一个谜。在足够低的温度下，白矮星会结晶。在凝固时，其主要成分12 C和16 O以及先前演化留下的杂质发生相分离。这一过程导致在固体核的顶部形成瑞利-泰勒不稳定的液态地幔。这个对流区域，就像它发生在太阳系行星如地球和木星，可以产生一个发电机，能够产生强度高达0.1 MG的磁场，从而提供了一个机制，可以解释单个白矮星的磁性。
2017-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A wide binary trigger for white dwarf pollution
白矮星大气中的金属污染很可能是残留行星系的标志。对这种污染的大多数解释都预测，随着白矮星冷却年龄的增长，受污染系统的数量会急剧减少。观测结果并没有证实这一趋势，而老（1-5 Gyr）白矮星中的金属污染也很难解释。我们提出了一种替代的，不依赖于时间的机制来产生的白矮星污染。一个宽的双星伴星的轨道可能会受到银河潮汐的扰动，在白矮星分支经过数十亿年的演化后，这是第一次接近主星。我们发现，这样一个接近的方法扰乱了一个行星系的轨道白矮星，散射星子到恒星掠食轨道，在某种程度上，可能会污染白矮星的大气。我们的估计发现，这种机制很可能有助于金属污染，以及其他机制，在高达百分之几的观测样本的白矮星与广泛的双同伴，独立于白矮星的年龄。这种年龄独立性是这种宽的二元机制与文献中提出的解释白矮星污染的其他机制之间的关键区别。目前的观测样本还不够大，无法评估这种机制是否对污染的白矮星的数量有重大贡献，因此需要对宽双星的数量进行更好的限制，例如在不久的将来对盖亚的限制。
2015-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
No evidence for a strong decrease of planetesimal accretion in old white dwarfs
很大一部分白矮星正在吸积或最近已经从它们的行星系统中吸积了岩石物质，因此比氦重的元素污染了它们的大气。近年来，对能够将星子运送到其中心白矮星附近的机制的探索激发了一系列建模工作。观测到的白矮星在多陀螺寿命期间的吸积速率随时间的演化是对演化行星系统动力学模型的一个重要检验。最近对冷白矮星样本的研究发现，在Gyr时间尺度上，冷的老白矮星的质量吸积速率显著下降。在这里，我们重新审视这些结果，使用更新的白矮星模型和更大的样本旧污染的H-和He-大气白矮星。我们没有发现令人信服的证据，其时间平均质量吸积率的冷却时间在1至8 Gyrs之间的强烈下降。在此期间，质量吸积率下降不超过10的数量级的一个因素，这是一个数量级小于在最近的工作中发现的衰变率。我们的研究结果需要的机制，可以有效地和一致地提供至少8个Gyrs的白矮星的罗氏半径内的星子。
2021-11-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
A cool, magnetic white dwarf accreting planetary debris
本研究分析凉爽磁性白矮星 2MASS J0916-4215 的光谱，发现其吸积类似地球大陆地壳的行星碎片，并通过新计算改进了帕邢-巴克效应和展宽参数的精度。
2023-11-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of magnetic fields in five DC white dwarfs
大约有一半的白矮星（WD）在冷却时会进化到DC状态;其他的会变成DQ或（暂时的？）DZ WD。最近对当地20 pc体积的磁力调查已经在年龄超过2-3 Gyr的WD中建立了高频率的磁场，表明在低质量和平均质量的WD中，随着年龄的增长，磁性的影响变得更加普遍，并且平均场变得更强。然而，现有的统计数据超过约5 Gyr的WD并没有清楚地建立如何超过这个年龄的字段演变。我们正在进行一项调查，以澄清在直流型WD磁性的发生，以更好地了解这种后期的演变。我们使用宽带滤波器偏振，可以说是最有效的方式来检测磁场在无特征的WD通过连续圆偏振。在这里，我们报告发现的磁场在五个直流WD（23观察），几乎是已知的磁WD的总样本的两倍属于DC光谱类。
2023-01-10 astro-ph.SR
Asynchronous accretion can mimic diverse white dwarf pollutants II: water content
挥发物，特别是水，是岩石行星可居住性的关键。水在行星物质中的存在可以从受污染的白矮星的大气氧丰度中推断出来，但这种解释往往很复杂。我们研究了吸积过程，发现在更多的难熔矿物到达恒星之前，冰可能会升华和吸积。因此，白矮星的相对光球丰度可能在一次吸积事件中随时间而变化，并不一定反映污染物的整体组成。我们为这个假设提供了两个可检验的预测：1。较冷的恒星将更经常被推断为吸积湿污染物，和2。将有罕见的吸积事件发生，其推断的挥发性水平远远超过原始彗星的水平。为了从观测上检验这些预测，我们对白矮星污染物的含水量进行了统计约束。我们发现，在目前的样本中，只有三颗星显示统计上显着的证据水在2 $σ$水平，由于大气丰度和吸积状态的大的典型的不确定性。在未来，一个扩大的样本污染白矮星与氢占主导地位的气氛将允许证实我们的理论预测。我们的工作还显示了统计解释污染物成分的重要性，并强调需要减少测量丰度的不确定性，以允许其水含量的统计上显着的限制。
2022-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debye cooling of ultramassive white dwarfs
The Hebrew University（希伯来大学）
本文研究超大质量白矮星的德拜冷却，通过解析和数值计算冷却时间，发现冷却加速由德拜效应与对流耦合共同导致，并探讨了磁场及微观物理不确定性对冷却曲线的影响。
2026-10-08 astro-ph.SR
Hydrogen delivery onto white dwarfs from remnant exo-Oort cloud comets
氦主导大气层的白矮星中微量氢的起源是一个长期存在的问题，历史上流行的星际介质吸积假说不能令人满意地解释这个问题。在这里，我们探讨的可能性外奥尔特云彗星，这是一个丰富的H源的逐渐增生，有助于明显增加的痕迹H与WD冷却年龄。我们确定如何经常残留外奥尔特云，新鲜兴奋后主序星质量损失，动态注入WD的罗氏半径内的彗星。我们改进了以往的研究，考虑一个有代表性的范围内的单个WD质量（0.52-1.00太阳质量），并将不同的云架构，巨大的分支恒星质量损失，恒星飞掠，银河系潮汐和一个现实的逃逸椭球在自洽的数值模拟，集成超过8 Gyr年龄的WD冷却。我们发现，大约10^{-5}的物质在一个exo-Oort云通常是聚集到WD，和H存款积累，即使云消散。这种累积可以解释相对大量的迹线H，10^{22}-10 ^{25} g，其在冷却年龄>= 1 Gyr的WD中频繁确定。我们的研究结果还重申了这一概念，即外奥尔特云彗星是不是在污染的WD大气中观察到的金属预算的主要代理商。
2014-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
On The Evolution of Magnetic White Dwarfs
首次对白矮星大气进行了辐射磁流体动力学模拟。我们表明，对流能量传递严重阻碍时，磁场的等离子体β参数，热磁压力比，变得小于1。抑制白矮星光球层对流的临界场强在B = 1-50 kG的范围内，这比在磁性白矮星中观察到的典型的1-1000 MG场强要小得多，这意味着这些物体具有辐射大气。然后，我们采用演化模型来研究高场磁白矮星的冷却过程，其中对流在整个演化过程中（B > 10 MG）被完全抑制。我们发现，对流的抑制对冷却速率没有影响，直到有效温度（Teff）达到约5500 K的值。在这种情况下，标准的对流序列开始偏离没有对流，由于外层和退化的热能库之间的对流耦合。由于目前还没有已知的磁性白矮星在低温下，这种耦合显着改变了演变，磁性对冷却速率的影响预计不会被观察到。这一结果与最近的一项建议形成了鲜明对比，该建议认为Teff <10，000 K的磁性白矮星的冷却速度明显慢于非磁性简并。
2015-09-17 astro-ph.SR
Massive White Dwarfs in the 100 pc Sample: Magnetism, Rotation, Pulsations, and the Merger Fraction
本文完整分析100 pc内204颗大质量白矮星的光谱、磁场与自转，测定并合遗迹比例随质量升高，并将1.1–1.2 M⊙处的高比例归因于22Ne蒸馏导致的冷却延迟。
2024-07-05 astro-ph.SR
Trace hydrogen in helium atmosphere white dwarfs as a possible signature of water accretion
少数拥有氦主导大气的白矮星在其对流区含有异常大量的氢，金属污染的白矮星GD 16是最早被认可的例子之一。我们报告发现了一颗类似的恒星：这颗白矮星碰巧被命名为GD 17。我们获得了GD 16和GD 17的中分辨率光谱，并计算了光球H，Mg，Ca，Ti，Fe和Ni的丰度和吸积率。金属丰度比表明，这两颗恒星最近吸积的碎片是镁贫相比，散装地球的组成。然而，与金属污染物不同，H从未扩散出白矮星的大气，我们提出GD 16和GD 17异常高的大气H含量（分别为$2.2\times 10^{24}$ g和$2.9\times 10^{24}$ g）可能是由先前的含水微行星吸积造成的。比较729颗氦大气白矮星中微量H和金属污染的检测，我们发现，与无金属的对应物相比，金属污染的白矮星中H的存在几乎是其两倍。这种高度显著的相关性表明，在白矮星的冷却年龄，在许多He大气（包括GD 16和GD 17）中检测到的至少一部分H与金属污染物一起吸积，其中最合理的来源是水。在这种情况下，水必须是常见的岩石星子系统。
2017-02-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Detailed Model Atmosphere Analysis of Cool White Dwarfs in DESI DR1
University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Université de Montréal（蒙特利尔大学）；University of Victoria（维多利亚大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）
分析DESI DR1中25,642颗冷白矮星，发现冷DA星的光度与光谱质量一致，磁场DA星不限于结晶序列，DC/DZ星中H/He丰度比随温度降低而增加，并约束了He大气白矮星比例随温度的变化。
2026-06-25 astro-ph.SR
