Increasing planet-stirring efficiency of debris disks by "projectile stirring" and "resonant stirring"
本文提出两种新机制（抛射体搅拌和共振搅拌）以提高碎片盘的行星搅拌效率，并通过N体模拟证明其有效性，尤其在低偏心率行星和低质量抛射体情况下。
2023-11-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
The debris disk - terrestrial planet connection
已知的太阳系外巨行星的偏心轨道提供了证据，表明大多数行星形成环境都经历了剧烈的动力学不稳定性。在这里，我们数值模拟了巨行星不稳定性对整个行星系的影响。我们发现，内部岩石和外部冰体的人口都是由巨行星动力学塑造的，并且自然相关。强烈的不稳定性--那些非常古怪的幸存的巨行星--完全清除了它们的内部和外部区域。相比之下，具有稳定或低质量巨行星的系统在其内部区域形成类地行星，并且外部冰冷的天体产生尘埃，这些尘埃在中红外波长下可以作为碎片盘观察到。15%到20%的老恒星被观察到有明亮的碎片盘（波长约为70微米），我们预测这些路标动态平静的环境应该包含类地行星。
2011-04-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The unseen planets of double belt debris disk systems
两个组成碎片盘之间的间隙通常被认为是由介入的行星分散残余的星子而造成的。我们采用N体模拟来确定清除间隙所需的时间如何取决于间隙的位置和行星的质量。我们颠倒了这个关系，并提供了一个方程的最小行星质量，另一个预期数量的这样的行星，必须存在产生一个观察到的差距，为一个给定的年龄的恒星。我们展示了如何将其与直接成像非探测（如GPI或SPHERE）的行星系上限相结合，以产生行星系的近似知识。
2016-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Substructure evolution from protoplanetary to debris disks driven by mutually gravitating planetesimals and implications on Kepler resonances and free-floating planets
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Hawai’i（夏威夷大学）
该研究提出相互引力星子的径向扩散演化图景，重现原行星盘环分布，揭示碎屑盘演化对开普勒共振链破坏及类地行星大小自由漂浮天体形成的启示。
2026-08-21 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
A catalog of collected debris disks: properties, classifications and correlations between disks and stars/planets
本文构建了包含1095个碎片盘的目录，并通过偏差较小的样本系统分析了盘与恒星、行星之间的相关性，揭示了碎片盘、气体、行星在不同恒星类型、年龄和金属丰度下的分布规律，发现带盘和冷木星的恒星性质分布更广。
2023-05-17 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
Debris disks around main-sequence stars
本文介绍主序星周围的碎片盘，涵盖其探测方法、观测特征、演化过程及与行星的相互作用，并总结该领域未解问题。
2024-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Debris Disk Fraction for M-dwarfs in Nearby, Young, Moving Groups
我提出的第一个实质性的工作来衡量碎片磁盘的M-矮星在附近的移动群体（MG）的分数。利用$AllWISE$红外目录，151 MG成员中的17个被发现具有指示盘结构的红外光度过量。在小于40，000万年的MG中，M矮星碎片盘部分为$\lesssim 6$ %，而在大于40，000万年的MG中没有发现M矮星碎片盘部分。然而，模拟显示，在$WISE$ $W1-W4$颜色为$\sim 2.5$以上，M矮星周围的碎片盘并不存在，这使得计算绝对盘分数变得困难。碎片盘消散的时间尺度似乎比大质量恒星更快，而增强的恒星风阻力和/或光蒸发等机制可以解释在M矮星中观察到的碎片盘更快的下降。
2016-01-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Star - Planet - Debris Disk Alignment in the HD 82943 system: Is planetary system coplanarity actually the norm?
最近的结果表明，HD 82943系统中的两颗行星与天平面的夹角为20 +/-4度。在这里，我们发现这个系统中的碎片盘倾斜了27 +/-4度，从而增加了导出的行星倾斜度的强度，并表明行星和碎片盘在类似于太阳系的水平上对齐。此外，恒星赤道被推断为倾斜28 +/-4度，这表明整个恒星-行星-盘系统是对齐的，这是第一次在~AU宽轨道上发现的径向速度行星中测试这种对齐。我们表明，行星盘排列是原始的，而不是行星长期扰动的磁盘倾角的结果。此外，我们注意到另外三个通过直接成像发现的行星距离大于10天文单位的系统已经有了很好的证据，并提出了系统范围内恒星-行星-盘对齐的经验证据，除了拥有热彗星的系统之外。虽然这种排列需要在更多的系统中进行测试，也许并不令人惊讶，但它提醒人们，在考虑行星轨道的方向时，应该将系统作为一个整体来考虑。
2013-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solution to the debris disc mass problem: planetesimals are born small?
位于行星系外围的碎片带，包括行星轨道所占据的区域，是太阳系柯伊伯带的巨大类似物。它们是通过携带大部分碎片盘质量的无法直接观测的较大物体之间碰撞所释放的尘埃的热辐射来探测的。我们估计光盘的总质量外推的碰撞级联模型的帮助下发射尘埃的质量。由此产生的明亮的碎片盘的质量似乎是不切实际的大，超过了系统在前一个原行星阶段的固体质量。我们详细讨论了这个“质量问题”，并探讨了可能的解决方案，其中包括尘埃不透明度和星子强度的不确定性，体积密度随尺寸的变化，阻尼过程的尺寸分布的陡峭化，未知的“碰撞年龄”的光盘的作用，以及最近的巨大影响尘埃生产。虽然我们不能排除的可能性，这些组合可能会有所帮助，我们认为，最简单的解决办法是假设，在明亮的碎片盘系统的星子是“出生小”，在公里范围内的大小，特别是在大距离的恒星。这一结论将需要对现有的星子形成模型进行修正，并可能对行星形成产生一系列影响。我们还讨论了潜在的测试，以限制最大的星子大小和碎片盘质量。
2020-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris Disks can Contaminate Mid-Infrared Exoplanet Spectra: Evidence for a Circumstellar Debris Disk around Exoplanet Host WASP-39
本文发现系外行星宿主WASP-39的中红外透射光谱异常下降与星周碎片盘污染一致，揭示了碎片盘对系外行星光谱的潜在影响。
2024-06-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for Water in the Rocky Debris of a Disrupted Extrasolar Minor Planet
太阳系外的行星系中是否存在水是一个非常重要的问题，因为它限制了可居住行星和生命的潜力。在这里，我们报告了一个环星盘的鉴定，它是由一个富含水和岩石的太阳系外小行星的破坏造成的。母体围绕一颗比太阳质量稍大的恒星形成和演化，碎片现在紧密地围绕恒星的白矮星残骸运行。恒星的大气层被来自盘的金属所污染，包括超过氧化物矿物预期的氧气，表明母体最初由26%的水组成。这一发现表明，在A型和F型恒星周围存在着含水的星子，它们以白矮星的形式结束了生命。
2013-10-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Simulations of the dynamics of the debris disks in the systems Kepler-16, Kepler-34, and Kepler-35
本文研究了Kepler-16、Kepler-34和Kepler-35双星系统碎片盘中星子的长期动力学。我们的计算表明，开普勒-16和开普勒-35系统与行星环形成稳定的共轨是可能的。在Kepler-34系统中，双星和行星轨道的显著偏心可以阻止这种结构的形成。在观测双星系统时发现环联星环状结构，可以作为行星存在的证据，这些行星保留着来自尘埃和微行星的共轨环。
2019-01-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris Disks in Nearby Young Moving Groups in the ALMA Era
许多邻近的年轻移动星群成员都表现出红外线过剩，这归因于星周碎片尘埃，通过星子的侵蚀形成。由于它们距离很近，年龄也很确定，这些群是研究碎片尘埃和星子带早期演化的极好实验室。ALMA可以在空间上解决磁盘的排放，揭示这些带的位置和范围，对星子演化模型提出限制，并允许我们研究行星盘相互作用。虽然碎片盘中尘埃演变的主要趋势众所周知，但几乎没有关于气体演变的资料。在从原行星到碎片状态的转变过程中，甚至气体的起源也是可疑的。在这里，我们回顾了令人兴奋的新成果ALMA提供的观测年轻的碎片盘，并讨论了未来可能的研究方向。
2015-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spatially resolved submm imaging of the HR 8799 debris disk
行星和碎片盘之间的动力学相互作用可能会塑造盘的结构并影响行星轨道，但只有少数系统既有成像的行星又有空间分辨的碎片盘。利用加州理工大学亚毫米天文台（CSO），我们在350μm处观测到了HR 8799碎片盘。350μm的图像是围绕HR 8799行星系的碎片盘在该波长下的首次空间分辨测量。这两个通量和大小的排放是一致的柯伊伯带的尘埃延伸到~100-300 AU。虽然目前的地图的分辨率是有限的，地图显示的指示偏移不对称的排放，并探讨了这种可能性与辐射转移计算的星盘系统和N体数值模拟的行星盘相互作用的HR 8799系统的参数代表的几种情况。
2011-06-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetesimals in Debris Disks of Sun-like Stars
对尘埃碎片盘的观测可以用来检验星子凝聚的理论。大小可达几千公里的微行星嵌入在这些圆盘中，它们的相互碰撞产生了我们观察到的小尘埃颗粒。尘埃光度，结合尘埃的空间范围和系统年龄的信息，可以用来推断在星子带的初始质量。对类太阳恒星周围的碎片盘样本进行这样的程序，我们得出以下两个结论。首先，如果我们假设碰撞的星子满足dn/ds~s ^{-q}形式的原始尺寸谱，观测到的圆盘强烈倾向于q值在3.5和4之间，而目前的理论预期和柯伊伯带天体的统计数据都倾向于更大的值。第二，对于相当大小的天体，在探测到的圆盘中，微行星的数量密度比柯伊伯带高出两到三个数量级。这对凝血模型来说是一个惊喜。这需要原始盘的固体表面密度比最小质量太阳星云的固体表面密度有类似的增加，这是不合理的。我们的两个结论都是由需要解释在几个陀螺的年龄明亮的碎片盘的存在。
2011-03-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
The effect of sculpting planets on the steepness of debris-disc inner edges
本文研究塑造行星对碎屑盘内边缘陡峭度的影响，提出利用边缘轮廓打破行星质量与半长轴简并的解析模型，并结合碰撞效应分析 ALMA 观测盘。
2023-11-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
Self-gravity of debris discs can strongly change the outcomes of interactions with inclined planets
本文通过N体模拟研究了自引力碎屑盘与内部倾斜行星的相互作用，发现自引力使系统趋于准共面且盘形态趋同，与无质量盘结果差异显著，警示需谨慎由盘外观推断隐行星动力学历史。
2023-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
AKARI/IRC 18 Micron Survey of Warm Debris Disks
上下文人们对靠近中心恒星的温暖（Tdust >~ 150 K）碎片盘材料的性质知之甚少，与迄今为止探测到的低温碎片尘埃相比，它与类地行星的形成有更直接的联系。目标。发现新的热碎片盘候选者，显示出18微米的大过剩，并根据AKARI/IRC中红外全天巡天数据估计过剩恒星的比例。方法.我们已经搜索了AKARI/IRC全天巡天中检测到的点源，这些点源显示出与第谷2号光谱型星表中的A-M矮星位置匹配，并且与2 MASS星表中的Ks星等预期相比，在18微米处表现出过量发射。结果在A-K星中发现了24个热碎片候选者，其中包括8个新的候选者。碎片盘的表观频率估计为2.8 +/-0.6%。我们还发现，A星和太阳型FGK星的碎片盘内部成分具有不同的特征，A星周围的碎片盘温度较低，符合碎片盘的稳态演化模型，而FGK星周围的碎片盘温度较高，不能用稳态演化模型解释。
2012-11-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Collisional Grooming of Debris Disks
碎片盘图像显示了团块、环、扭曲和其他结构，其中许多被解释为来自隐藏行星的扰动。但到目前为止，还没有这些结构的模型能够正确地解释尘埃颗粒之间的碰撞。我们已经开发了新的稳态3D模型的碎片磁盘，自洽地将颗粒颗粒碰撞。我们总结了我们的算法，并用它来说明如何碰撞相互作用的共振捕获在行星的存在。
2009-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Impact of planet--planet scattering on the formation and survival of debris disks
行星-行星散射是一种能够显著改变行星系结构的主要动力学机制。除此之外，它还可能影响系统对碎片盘的形成和保持。行星的剧烈混乱演化可以很容易地清除剩余的微行星带，防止点燃大量的碰撞级联，从而产生碎片盘。在另一端，一个温和的演化与有限的步骤，偏心率和半长轴可以触发形成的碎片盘，通过搅拌最初安静的星子带。分析了行星之间的散射可能对碎片盘的形成产生的各种影响，并对不同结果的统计概率进行了评价。这导致了这样的预测，即经历了一段混沌演化的系统可能具有较低的概率窝藏碎片盘。
2014-08-13 astro-ph.EP
Compositions of Planetary Debris around Dusty White Dwarfs
一些白矮星的光球层被周围行星残骸的物质吸积所“污染”。带有尘埃盘的白矮星通常受到严重污染，对这些系统的高分辨率光谱观测可以用来推断太阳系外行星物质的化学成分。本文报道了对19颗具有尘埃盘或候选尘埃盘的白矮星的光谱观测和分析。总体丰度模式非常类似于大块地球，我们正在开始建立一个足够大的样本来探测广泛的行星成分。我们发现了两颗白矮星吸积富铁物质的证据，以及一颗白矮星吸积富氧但贫氢的行星碎片的证据。此外，Mg/Ca和Si/Ca比值也存在差异，不能用差异沉降或火成岩分异来解释。这些比率似乎遵循蒸发顺序。在这种情况下，我们可以限制被污染的白矮星周围蒸发体的质量和数量。
2019-10-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Four new PLanetesimals Around TYpical and Pre-main seqUence Stars (PLATYPUS) Debris Discs at 8.8mm
对碎片盘进行毫米级连续观测，可以深入了解这些盘中不可见的微行星的物理和动力学特性。微行星的物质性质和碰撞模型在其颗粒大小分布上留下了它们的特征，这可以通过毫米光谱指数来追踪。我们目前的碎片盘HD 48370，CPD 72 2713，HD 131488，和HD 32297使用澳大利亚望远镜紧凑阵列（ATCA）的典型前主序星（PLATYPUS）调查周围的PLanetesimals的一部分，8.8毫米的观测。我们检测到所有四个目标的特征光束大小为5弧秒，并得出一个粒度分布参数，这是一致的碰撞级联模型和理论预测的父星子机构的约束力是占主导地位的自引力。我们结合我们的样品与其他19毫米波长检测碎片光盘从文献和计算加权平均粒度幂律指数，这是接近经典的稳态碰撞级联模型的分析预测。我们建议在我们的碎片盘样品的两种分布的可能性，一个广泛的分布（其中q约为3.2至3.7）的“典型”的碎片盘（气体贫/非检测），和一个狭窄的分布（其中q小于3.2）明亮的气体丰富的光盘。或者，我们认为，有一个观测偏差之间的粒度分布参数和绝对流量，这可能是由于微弱的碎片光盘在厘米波长的检测率。
2021-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Metallicity of solar-type stars with debris discs and planets
我们附近大约16%的类太阳恒星由于碎片盘而显示出红外过度，其中一小部分已知是行星的宿主。我们的目标是以均匀的方式确定已知碎片盘和行星的恒星样本的金属丰度。我们的分析包括计算的基本恒星参数，通过应用铁离子化平衡条件，几个孤立的Fe I和Fe II线。不同恒星样本的金属丰度分布表明，从既没有碎片盘也没有行星的恒星到拥有巨行星的恒星有一个向更高金属丰度的过渡。有碎片盘的恒星和既没有碎片也没有行星的恒星遵循类似的金属丰度分布，尽管第一个的分布可能会向更高的金属丰度移动。具有碎片盘和行星的恒星与拥有行星的恒星具有相同的金属丰度行为，无论行星是低质量还是气体巨星。在碎片盘和巨行星的情况下，行星通常是冷的，半长轴大于0.1 AU。这些数据还表明，具有碎片盘和冷巨行星的恒星往往具有较低的尘埃光度，并且是已知的较不明亮的碎片盘。我们还发现了尘埃的光度和行星偏心率之间的关系的证据。我们的数据表明，行星的存在，而不是碎片盘，与恒星金属丰度相关。结果证实，核心吸积模型代表了碎片盘和行星形成的合适场景。偏心巨行星产生的动力学不稳定性可以解释在具有碎片盘和行星的恒星上观察到的尘埃光度趋势。
2012-02-28 astro-ph.EP
An astrometric search for planets in debris disk systems
University of Utah（犹他大学）；Smithsonian Astrophysical Observatory（史密森尼天体物理台）；NSF’s NOIRLab（美国国家科学基金会NOIR实验室）
本文利用Gaia数据评估通过天体测量学检测行星的可能性，发现Gaia的ruwe参数对大质量伴星敏感，为后续Gaia Data Release 4的时间序列分析提供候选目标。
2026-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Bridging the gap between protoplanetary and debris disks: separate evolution of millimeter and micrometer-sized dust
原行星盘和碎片盘的性质之间的联系还没有得到很好的理解。尘埃演化、行星形成和行星盘消散可能在相关过程中发挥作用。我们的目标是通过研究光学薄的III类磁盘，以及它们如何与年轻和老年人的磁盘，以调和这两种表现的尘埃拱星盘。在这项工作中，我们收集了文献和ALMA档案毫米通量的85个磁盘（8%）的所有III类磁盘附近的恒星形成区域。我们得出毫米尘埃质量$M_{\text{dust}}$，并比较这些与II类和碎片盘样品的背景下，过量的红外光度，吸积率，和年龄。III类椎间盘的平均$M_{\text{dust}}$为$0.29 \pm 0.19~M_{\oplus}$。我们提出了一个新的进化方案，其中径向漂移是非常有效的非结构化磁盘在第二类阶段导致快速减少的$M_{\text{dust}}$。然而，我们发现长红外原行星盘的时间尺度为${\sim}$ 8百万年，这是符合整体缓慢的磁盘演变。在结构盘中，尘埃陷阱的存在允许在大半径处形成星子带，例如在碎片盘中观察到的那些。因此，我们建议，在碎片盘的星子带的结构盘的尘埃陷阱的结果，而没有尘埃陷阱的原行星盘减少尘埃质量通过径向漂移，因此无法检测到的气体已经消散后的碎片盘。这些结果提供了一个假说的一个新的观点盘的演变。
2021-07-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Debris Disk Around HR 8799
我们已经获得了一整套斯皮策观测数据，以表征HR 8799周围的碎片盘，并探索其性质与最近发现的三颗大质量行星的关系。我们将碎片系统分为三个组成部分：（1）在最内层行星内轨道运行的温暖尘埃（T ~150 K）;（2）具有尖锐内缘的宽冷尘埃区（T ~45 K），就在最外层行星外轨道运行，并可能由其雕刻而成;（3）由冷尘埃组成的小颗粒组成的引人注目的光环。这个光环所暗示的高水平的动力学活动可能是由于大质量行星增强的引力搅拌而产生的。HR 8799相对年轻的年龄使其处于重要的早期发展阶段，可能有助于理解行星和行星碎片的相互作用，这是我们自己的太阳系演化的重要过程。
2009-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of a planetesimal debris disk on stability scenarios for the extrasolar planetary system HR 8799
HR 8799是一个四行星系统，也有一个碎片盘。通过数值积分行星和星子盘，我们发现外部星子盘和行星之间的相互作用可以影响系统的寿命。我们首先考虑共振行星的配置，保持稳定至少7万年没有碎片盘。一个只有最外层行星质量1%（大约是海王星质量）的外部碎片盘足够大，足以在2到6百万年后将系统拉出共振。其次，我们考虑在不到几十万年内不稳定的构型。我们发现，这些可以通过质量超过最外层行星质量10%的碎片盘来稳定。我们的两组模拟表明，对行星系长期稳定性的估计应考虑到碎片盘的作用。
2013-01-09 astro-ph.EP
Debris disks as signposts of terrestrial planet formation
间接证据表明，大多数已知的太阳系外行星系都是剧烈动力学不稳定性的幸存者。在这里，我们将探讨巨行星的不稳定性如何影响类地行星的形成和生存。我们模拟行星系围绕太阳恒星的演化初始条件，包括：一个内盘的星子和行星胚胎，三个巨大的行星在木星-土星的距离，和一个巨大的外星子盘。然后，我们计算尘埃生产率和碎片盘SED假设每个微行星粒子代表一个较小的机构在碰撞平衡的合奏。我们预测类地行星的存在与巨行星介导的碎片盘之间有很强的相关性。强烈的巨行星不稳定性会摧毁所有的岩石物质--包括完全形成的类地行星，如果不稳定性发生得很晚的话--以及冰冷的星子。稳定或弱不稳定的系统允许类地行星吸积，并在其外部区域产生大量尘埃。年龄超过1亿年的恒星发出明亮的冷尘埃（约70微米），标志着动态平静的环境有利于有效的陆地吸积。我们预测，虽然类地行星的典型偏心率很小，但应该存在一类新的类地行星系统，其单个行星在偏心率和倾角方面经历大幅度振荡。通过按比例缩放到观测到的巨型系外行星的半长轴分布，我们估计在同一系统中，0.5 AU的类地系外行星应该比1 AU的巨型或类地系外行星多几倍。最后，我们讨论太阳系，这似乎是不寻常的结合丰富的类地行星系统与低尘埃含量。
2011-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Structure and evolution of debris disks around F-type stars: I. Observations, database and basic evolutionary aspects
虽然斯皮策太空望远镜的光度和光谱测量显著增加了A型和类太阳恒星周围被充分研究的碎片盘的数量，但对F型恒星周围碎片盘的详细分析仍然不太频繁。使用MIPS相机和IRS摄谱仪，我们用斯皮策搜寻了82颗F型恒星周围的碎片尘埃。我们发现了27颗拥有碎片盘的恒星，其中9颗是新发现的。我们的两颗恒星HD 50571和HD 170773周围的尘埃分布在70 um MIPS图像上被发现略微延长。将MIPS和IRS的测量结果与额外的红外和亚毫米数据相结合，我们获得了对大多数碎片系统的极好的光谱覆盖。我们用单温尘环模型模拟了22个碎片盘的过量排放，用双温模型模拟了5个碎片系统的过量排放。后者的系统可能包含两个围绕恒星的尘埃环。按照预期的趋势，部分光度的磁盘下降，随着时间的推移，表现出与模型预测的范围一致的衰减率。我们发现径向尘埃距离的分布作为年龄的函数是一致的自搅拌和行星搅拌盘演化模型的预测。一个更全面的调查F-型恒星周围的碎片盘的演变，部分基于所提出的数据集，将是一个即将到来的文件的主题。
2010-12-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Binaries Among Debris Disk Stars
我们已经收集了112颗具有已知碎片盘的主序星的样本。我们收集了已发表的信息，并在利克天文台进行了自适应光学观测，以确定这些碎片盘是否与双星或多星有关。我们发现了HD 1051的一个以前未知的M星伴星，预计距离为628 AU。我们发现25+/-4%的碎片盘系统是双星或三星系统，大大低于预期的50%。这些的周期分布表明相对缺乏1-100 AU分离的系统。只有少数系统的黑体盘半径可与二元/三元分离相媲美。这两个特征一起表明，中间分离度为1-100 AU的双星很容易清除它们的盘。我们发现，分数盘光度，作为磁盘质量的代理，一般是低的多个系统比单星在任何给定的年龄。因此，对于一个拥有盘（或形成行星）的双星来说，它必须是一个非常分离的双星，盘粒子绕着一颗恒星旋转，或者它必须是一个小的分离双星，有一个环双星盘。
2011-11-23 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
Resolving Structure in the Debris Disk around HD 206893 with ALMA
碎片盘是围绕着主序星的细小尘埃带，是由微行星之间的碰撞产生的。HD 206893是已知仅有的两颗拥有直接成像的棕矮星的恒星之一，在这种情况下，预计距离为10.4 au。在这里，我们解决的结构在碎片盘周围的HD 206893在角分辨率为0.6”（24 au）和波长为1.3毫米的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）。我们观察到一个宽盘，半径从<51 au到194^{+13}_2} au。我们用一个连续的、有间隙的、双幂律的表面密度分布模型来模拟这个盘，并发现了强有力的证据，表明在半径为70 au附近的表面密度分布中存在一个局部极小值，这与盘内半径为63^{+8}_{-16} au、宽度为31^{+11}_{-7} au的间隙相一致。在其他四个碎片盘中观察到了有间隙的结构-基本上每隔一个用ALMA以足够的角分辨率和灵敏度观察到的径向分辨碎片盘都有间隙结构-这可能表明存在另一个行星质量的伴星。
2021-01-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Hybrid Debris Disk Host Star HD 21997 is a High-Frequency Delta Scuti Pulsator
本文利用 TESS 时序测光数据发现拥有混合碎片盘的恒星 HD 21997 是一颗高频盾牌座 δ 型脉动星，为未来通过星震学测定其年龄提供了可能。
2024-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
How Sublimation Delays the Onset of Dusty Debris Disk Formation Around White Dwarf Stars
虽然许多白矮星的主机尘埃碎片盘，这些恒星的温度分布显着不同的白矮星人口作为一个整体。尘埃碎片盘只存在于温度低于27，000 K的白矮星周围。考虑到尘埃碎片盘的形成过程应该有利于更年轻、更热的白矮星，而白矮星可能拥有更不稳定的行星系，这就更加神秘了。在这里，我们应用一个复杂的材料升华模型，白矮星系统，以表明这些统计数据实际上是一个自然的结果的相互作用的热和潮汐力，并显示他们如何定义的拱星区域的尘埃碎片盘可以形成。我们证明，这些过程往往会阻止岩石材料的升华破坏和再吸积成星子的稳定性，直到白矮星冷却到25，000 - 32，000 K以下，与观测到的27，000 K的极限一致。对于纯水冰，这个临界温度低于2,700 K（需要比宇宙更早的冷却年龄）;这排除了通过公认的两步机制形成的富含纯水冰的碎片盘。临界温度与大小有关;更大质量的白矮星可能在更温暖的温度下拥有尘埃碎片盘。我们的模型表明，在PG 0010+280，GD 56，GD 362，和PG 1541+651系统的磁盘的位置是一致的镁橄榄石为主的橄榄石组成。我们还发现，非常冷的白矮星可能同时拥有多个独立形成的尘埃碎片盘，这与LSPM J 0207 +3331系统的观测结果一致。
2021-04-28 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
Emerging trends in metallicity and lithium properties of debris disc stars
具有碎片盘和行星的矮星似乎是研究行星形成的核心吸积理论的绝佳实验室。然而，这些系统没有得到充分的研究。在本文中，我们提出的主要金属丰度和锂丰度的性质，这些恒星连同恒星只有碎片盘和恒星只有行星。没有发现行星或盘的恒星也被考虑。分析的样品是由主序星FGK场单星组成的。除了基本的恒星参数，我们还包括尘埃盘质量的使用。主要结果首次表明，尘埃质量的碎片盘星与行星的金属丰度相关。我们确认，这些盘状尘埃质量与它们的中心恒星质量有关。另外，恒星和行星的质量也与金属丰度相关。我们的结论是，两个条件是必要的，以形成巨行星：有足够的金属，也有足够的原行星质量的气体和尘埃。没有巨行星的恒星的碎片盘质量与金属丰度无关，因为它们不满足这两个条件。关于锂，通过采用基于恒星与原行星盘之间的强相互作用的锂耗尽恒星模型，我们发现，与模型预测一致，观测表明主要的锂耗尽发生在初始的原行星演化阶段。我们表明，锂的最终耗尽是独立的存在或不存在的行星，似乎只是年龄依赖。
2019-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel/PACS photometry of transiting-planet host stars with candidate warm debris disks
碎片盘中的尘埃是由碰撞或蒸发的星子产生的，星子是行星形成过程的残余物。温暖的尘埃盘，以其小于24微米的发射而闻名，是罕见的（FGK主序星的4%），特别有趣的是，它们在可能拥有类地行星的区域追踪物质，那里的尘埃具有非常短的动力学寿命。对中红外宽视场红外巡天探测器（WISE）发现的过量源计数的统计分析表明，为开普勒过境行星的主恒星候选者发现的暖尘候选者可以通过偶然与目标恒星对齐的河外或银河背景辐射来解释。这些统计分析并不排除这样的可能性，即一个给定的WISE过量可能是由于与目标有关的瞬时尘埃种群。在这里，我们报告了Herschel/PACS 100和160微米的后续观测开普勒和非开普勒过境行星候选者的宿主恒星的样本，候选者WISE温暖的碎片盘，旨在检测其中任何一个可能的冷碎片盘。在任何一个波长的物体中都没有发现清晰的探测信号。我们的上限证实，样本中的大多数物体都没有像β Pic那样的巨大碎片盘。我们还表明，行星托管恒星WASP-33没有一个碎片盘相比，围绕eta Crv。虽然这些数据不能用来排除开普勒行星周围的候选行星周围的罕见的暖盘，但在远红外波长处发现的探测和邻近发射的特征的缺乏支持了早期的结果，这表明大多数WISE选择的开普勒候选恒星周围的红外过量可能是由于与背景红外明亮星系和/或星际发射的机会对齐。
2014-09-01 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
The unexpected narrowness of eccentric debris rings: a sign of eccentricity during the protoplanetary disc phase
这篇论文表明，在北落师门和HD 202628恒星周围看到的偏心碎片环比标准偏心行星扰动情景（有时称为“近心辉光”）中预期的要窄。标准的假设是在半长轴$a$上有一个最初的圆形和狭窄的星子带，在气体盘被来自偏心行星的长期扰动分散后，其偏心率增加到$e_f$，导致宽度为$2ae_f$的带。在这个假设的一个小修改中，如果微行星最初是偏心的，可能会出现较窄的带，这可能是由于在富含气体的原行星盘阶段早期的行星扰动。然而，原始偏心率也可能是由增加圆盘偏心率的不稳定性引起的，而不需要任何行星。这些场景是否会在原行星盘中产生可检测到的偏心环尚不清楚，但他们仍然预测在原行星盘中的气体分散之前，应该存在狭窄的偏心星子环。PDS 70被认为是一个拥有不对称原行星盘的系统，它可能是偏心碎片环系统的前身。
2020-05-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetesimals to Protoplanets II: Effect of Debris on Terrestrial Planet Formation
在本文中，我们扩展了Leinhardt和Richardson（2005年）模拟类地行星形成的数值方法，以包括未解决的碎片成分的动力学摩擦。在以前的工作中，我们实现了碎石堆星子碰撞模型到直接N体模拟的类地行星形成。新的碰撞模型处理了微行星的吸积和侵蚀，但不包括小于模拟分辨率极限的碎片颗粒的动力摩擦。通过扩展我们的数值模型，使之包括来自未解决碎片的动态摩擦，我们可以模拟碰撞过程中产生的碎片的动态效应，还可以研究初始碎片质量对类地行星形成的影响。我们发现，显着的初始碎片质量，10%或更多的总磁盘质量，改变了微行星的增长模式。具体来说，在这种情况下，星子不会经历失控的增长阶段。相反，它们同时增长，类似于寡头增长。除了包括未解决的碎片的动力学摩擦，我们已经实施了粒子跟踪作为监测成分混合的代理。虽然有少得多的混合，由于碰撞和重力散射时，动力摩擦的背景碎片包括在内，有显着向内迁移的最大的原行星在最极端的初始条件。
2009-03-13 astro-ph.EP
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
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
Faint warm debris disks around nearby bright stars explored by AKARI and IRSF
背景：碎片盘是了解行星系统形成过程的重要观测线索。特别是，微弱温暖的碎片盘可能与1 AU附近的行星形成后期有关。对微弱的温暖的碎片盘进行系统的搜索是揭示陆地行星形成的必要条件。目的：微弱的暖碎片盘显示出在中红外波长处达到峰值的过量发射。因此，我们探索碎片盘使用AKARI中红外全天空点源目录（PSC），第二代无偏红外全天空调查的产品。研究方法：我们调查红外多余的发射678孤立的主序星，有18微米的检测在AKARI中红外全天空目录通过比较他们的通量与预测的光球的光通量的基础上，近红外通量和模型光谱。首先从2MASS PSC获取近红外通量。然而，在我们的样本中，286颗Ks<4.5的恒星由于饱和而在2MASS测光中具有较大的通量误差。因此，我们已经测量了准确的J，H，和Ks波段的通量，应用中性密度（ND）过滤器的同时无偏测量的红外成像仪（SIRIUS）的IRSF，在南非的1.4米近红外望远镜，并提高了通量的精度从14%到1.8%的平均。结果：我们从678颗主序星的样本中确定了53个碎片盘候选者，包括8个新的检测。碎片盘的检测率为8%，这是与斯皮策和赫歇尔以前的作品。结论：本研究的重要性在于探测到附近场星周围微弱的暖碎片盘。至少有9个天体有大量的尘埃，这是传统的稳态碰撞级联模型无法解释的。
2016-08-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Faint debris disk peering through superflare light echo
我们提出了强烈的中红外（MIR）光回波的可探测性从明亮的超耀斑的M-矮星照明微弱的碎片盘。M矮星周围的星周尘埃颗粒同时被超耀斑辐射加热。因此，可以预期它们在MIR波长范围内的再发射。根据我们的模型计算的Proxima Centauri系统，最近的M-矮星系统，热发射回波从一个内部（$r < 1~{\rm au}$）碎片盘的总质量下降到太阳系的黄道尘埃，预计将出现在波长长于$\sim 10~{\rm μm}$与强度相当于或大于白光超级耀斑。此外，预计还可观测到附近（$D < 3~{\rm pc}$）M矮星高能（$\gtrsim 10^{33.5}~{\rm ergs}$）超耀斑照射的内（$r \lesssim 0.5~{\rm au}$）碎片盘的回波。我们的模拟结果表明，超级耀斑监测使用高速光学仪器，如OASES和其及时的后续行动，使用地面的MIR仪器，如TAO/MIMIZUKU，可以检测到这些MIR光回波的碎片盘周围的太阳附近的耀斑星。
2022-06-22 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
Extreme Debris Disks: Insights into Violent Collisions in Planet Formation and Destruction
Space Science Institute（空间科学研究所）；Konkoly Observatory, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences（孔科利天文台，HUN-REN 天文学与地球科学研究中心）；CSFK（匈牙利科学院天文研究所）；University of Arizona（亚利桑那大学）
研究通过分析21个极端碎屑盘的JWST和斯皮策中红外光谱，探究撞击尘埃矿物学与行星系统状态的联系，发现其含更多亚微米小尘埃颗粒且热状态改变，为行星形成撞击研究及识别不稳定行星系统提供了信息。
2026-07-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
ALMA Images the Eccentric HD 53143 Debris Disk
我们提出了ALMA 1.3毫米观测HD~53143碎片盘-第一红外或毫米图像产生的这个~1 Gyr-old太阳类似物。先前的HST STIS日冕成像没有检测到沿着圆盘短轴的通量，这可能表明有两个“团块”的正面几何形状。这些ALMA观测揭示了一个具有惊人不同结构的磁盘。为了使模型适合于毫米波段，并限制磁盘参数的不确定性，我们采用了MCMC方法。这是迄今为止观测到的最偏心的碎片盘，强迫偏心率为$0.21\pm0.02$，几乎是北落师门碎片盘的两倍，并且还显示出远心辉光。虽然这个偏心模型很好地拟合了外碎片盘，但仍有大量的内部残留物，可能表明可能存在一个边缘在内盘上，这在这些观测中仍未得到解决。结合观测到的HST和ALMA的结构差异，这些结果表明，在这个系统中的一个潜在的先前的散射事件或动力学不稳定。我们还注意到，在我们的观测过程中，恒星通量发生了相当大的变化，这表明在毫米波长下发生了耀斑。利用同步TESS观测，我们确定恒星自转周期为$9.6\pm0.1$天。
2022-06-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of molecular gas around HD 131835 in an APEX molecular line survey of bright debris disks
碎片盘被认为是气体贫乏的，但最近的观测表明，在几个1000万至4000万年的古老系统中存在分子或原子气体。我们使用APEX和IRAM 30米射电望远镜在20个明亮的碎片盘中寻找CO气体。在一个案例中，在1600万年前的A型恒星HD 131835周围，我们发现了一个新的含气碎片盘，在那里成功地检测到了CO 3-2跃迁。其他单个系统均未显示可测量的CO信号。我们的Herschel空间天文台HD 131835的远红外图像在70和100 $μ$ m处都勉强分辨出圆盘，特征半径为~170 au。虽然HD 131835的恒星性质类似于$β$ Pic，但它的尘埃盘性质类似于最大质量的年轻碎片盘。随着HD 131835中气体的检测，已知含有CO的碎片盘的数量增加到了4个，它们都环绕着年轻的（$\leq$ 4千万年）A型恒星。基于125 pc以内的统计数据，我们认为在年轻A型星周围的大质量碎片盘中存在可检测到的气体是一种普遍现象。我们目前的数据无法得出HD 131835中气体起源的结论。如果气体是次级的，是由微行星的分裂产生的，那么HD 131835是一个非常年轻的行星，就其盘而言，它是$β$ Pic系统的更大质量的类似物。然而，这个系统也可能类似于HD 21997，拥有一个混合盘，其中气体物质主要是原始的，而尘埃颗粒主要来自星子。
2015-10-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observations and NLTE Modeling of the Gaseous Planetary Debris Disk around Ton 345
单个白矮星周围的碎片盘被认为是被潮汐力破坏的行星体的残骸。由此产生的尘埃的持续吸积允许检测白矮星光球中的行星物质，并得出其化学成分的结论。作为替代方案，组成原则上可以直接从盘的有时另外观察到的气体组分的发射谱线确定。为此，我们进行光谱建模与我们的非LTE代码的吸积盘。我们已经获得了Ton 345的新观测结果，以寻找盘线轮廓的长期和短期变化。我们发现，突出的红紫不对称的钙II红外三线态几乎消失。毫无疑问，一夜之间的线轮廓变化是看不到的。
2012-10-15 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
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
