PHL 5038AB: Is the brown dwarf causing pollution of its white dwarf host star?
研究通过光谱和轨道分析PHL 5038AB，发现白矮星轻度金属污染及近距S型星子，并将其归因于褐矮星对星子轨道的扰动。
2024-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sunbathing under white light -- 3D modelling of brown dwarf - white dwarf atmospheres with strong UV irradiation
褐矮星的大气层靠近它们的母体白矮星，代表了一些已知的最极端的辐射环境。了解它们复杂的动力学机制推动了理论和建模工作的极限，使它们成为有价值的研究对象，以测试当代对辐照大气的理解。我们使用Exo-FMS GCM对棕矮星WD 0137 - 349 B、SDSS J141126.20+200911.1B和EPIC 212235321 B进行了模拟，首先耦合到多带灰色辐射传输方案，然后耦合到光谱相关k方案和高温不透明度表。然后，我们使用gCMCRT对GCM结果进行后处理，以与现有的观测数据进行比较。我们的GCM模型预测强烈的温度倒置的大气，跨越几十年的压力，由于紫外线波段加热的影响。对模型的后处理表明，GCM结果中的昼夜对比度太小。因此，我们认为，云粒子的形成以及大气阻力效应，如磁阻力是重要的考虑因素，在设置昼夜温度对比这些对象。
2022-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discovery of a resolved white dwarf-brown dwarf binary with a small projected separation: SDSS J222551.65+001637.7AB
我们现在确认SDSS J222551.65+ 001637.7 AB是一个紧密分离的、分辨的白矮星-棕矮星双星。我们已经从GNIRS获得光谱，并从Gemini North上的NIRI获得了有限的$K_s$波段成像。该目标在空间上被分解成它的组成部分：一个10926 $ \pm$ 246 K白矮星，log $g = 8.214 \pm 0.168$和质量为0.66 $^{+0.11}_{-0.06}$ M $_{\odot}$，和一个L4褐矮星伴星，它们被$0.9498 \pm 0.0022$“分开。我们从索诺拉山猫进化模型的同伴的基本属性，找到一个质量的$25-53$ M $_{\text{Jup}}$和半径的$0.101-0.128$ R $_{\odot}$的褐矮星，在1 $σ$的置信水平。我们使用wdwarfdate来确定双星的年龄为$1.97^{+4.41}_{-0.76}$ Gyr。运动学分析表明，这对双星可能是厚盘的一员。到二进制的距离是218 $^{+14}_{-13}$ pc，因此二进制的投影分离是207 $^{+13}_{-12}$ AU。虽然白矮星的祖先是在主序列的二进制分离将是$69 \pm 5$ AU。SDSS J222551.65+ 001637.7 AB是继GD 165 AB和PHL 5038 AB之后第三个最近的空间分辨白矮星-棕矮星双星。
2023-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Common envelope evolution and triple dynamics as potential pathways to form the inner white dwarf + brown dwarf binary of the triple star system Gaia 0007-1605
最近发现的系统盖亚0007-1605由一颗白矮星和一颗近距离的棕矮星伴星以及一颗遥远的第三系白矮星组成，非常类似于包含有史以来发现的第一颗围绕白矮星的凌日行星候选者的三元系统：WD 1856+534。我们之前曾认为WD 1856+534的内部双星最有可能是通过共同的包络演化形成的，但三星动力学代表了另一种情况。在这里，我们分析了盖亚0007-1605的不同形成场景。我们重建了系统的潜在共同包络演化，发现假设能量预算的标准参数提供了一个合理的解决方案。与其他近距离白矮星+棕矮星双星一致，并与WD 1856+534相反，在共同的包络演化过程中，除了轨道能量外，不需要其他能源来理解系统的当前配置。此外，使用三重动力学的分析处方，我们表明，冯齐佩尔-Lidov-Kozai振荡可能引发潮汐迁移由于高偏心率入侵（e \gtrsim 0.997）。我们的结论是，盖亚0007-1605的内双星，作为它的兄弟WD 1856+534，通过共同的包络演化，三重动力学或两种机制的组合形成。
2022-12-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The habitability and detection of Earth-like planets orbiting cool white dwarfs
由于有几种方式行星可以生存的巨大阶段的主恒星，我们研究的可居住性和检测行星轨道白矮星。当一颗白矮星从6000 K冷却到4000 K时，一颗在0.01 AU轨道上运行的行星将在连续宜居带（CHZ）中停留约8 Gyr。我们表明，光合作用过程可以在这样的行星上持续。CHZ中类地行星的DNA加权紫外辐射剂量小于地球上遇到的最大值，因此非磁性白矮星与复杂生命的持久性是相容的。冷白矮星CHZ中的类地行星所引起的偏振比典型M矮星（类太阳恒星）的宜居带中的大10^2（10^4）倍。因此偏振测量法是探测白矮星附近岩石行星的可行方法。多波段偏振测量还可以揭示行星大气层的存在，提供第一个特征。0.6 M太阳白矮星CHZ中的行星将被罗氏几何扭曲，开普勒-11 d类似物将过度填充其罗氏瓣。以目前的设备，一颗超级地球大小的无大气行星可以用偏振测量法在已知最亮的冷白矮星周围探测到。计划中的未来设施使较小的行星可被探测到，特别是通过提高仪器在蓝色区域的灵敏度。
2012-07-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
High-resolution Spectra and Biosignatures of Earth-like Planets Transiting White Dwarfs
随着对白矮星周围的碎片盘以及拟议中的行星的首次观测，如何描述这些恒星残骸周围的岩石行星并探测生命迹象的问题变得切实可行。白矮星的大小与地球相似，在初始冷却后的数十亿年内具有相对稳定的环境，使它们成为系外行星搜索和类地行星大气特征描述的有趣目标。它们的小尺寸和由此产生的大行星凌日信号允许下一代望远镜观测这些岩石行星的大气层，如果它们存在的话。我们对绕白矮星运行的行星在6，000 - 4，000 K冷却时的高分辨率透射光谱进行了建模，因为i）行星接受与现代地球相当的辐射，以及ii）行星在冷却的白矮星周围的距离上绕轨道运行，这允许在宜居带中持续时间最长。所有高分辨率透射光谱将在本研究发表后在线公开，并可用作准备和解释JWST，超大望远镜以及Origins，HabEx和LUVOIR等任务概念即将进行的观测的工具。
2020-01-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
UV Surface Environments and Atmospheres of Earth-like Planets Orbiting White Dwarfs
围绕白矮星运行的类地系外行星将暴露在与地球不同的紫外线环境中，影响其大气光化学和紫外线表面环境。使用耦合的1D气候光化学代码，我们模拟大气中的类地行星的可居住区的白矮星的地面温度在6000 K和4000 K之间，对应于约70亿年的白矮星演化，以及讨论行星模型的演变过程中的宜居带。
2018-06-28 astro-ph.EP
Transit surveys for Earths in the habitable zones of white dwarfs
到目前为止，寻找可居住的类地行星主要集中在核燃烧恒星上。我建议，这项研究应该扩大到冷却已经消耗了核燃料的白矮星。我定义了白矮星的连续宜居带，并表明对于质量为0.4到0.9太阳质量、温度低于10，000 K、可居住时间至少为3 Gyr的白矮星，它的范围为~0.005到0.02 AU。由于它们的大小与地球相似，白矮星可能会被边缘运行的类地行星深深地遮住，这可以很容易地用地面望远镜探测到。如果行星可以向内迁移或改造附近的白矮星，我表明，全球机器人望远镜网络可以进行过境调查附近的白矮星放置有趣的限制存在的可居住的地球。如果行星被检测到，我表明，调查将有利于检测类似于地球的行星：类似的大小，温度，旋转周期，以及类似于太阳的主恒星温度。大型综合巡天望远镜可以对白矮星周围可居住地球的频率施加更严格的限制。对这些行星的确认和定性可以用大型地面和太空望远镜进行。
2011-03-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Potential for life to exist and be detected on Earth-like planets orbiting white dwarfs
本研究计算白矮星周围类地行星宜居带边界及宜居持续时间，首次分析紫外线光子通量的宜居约束，评估大气生物特征探测前景，为白矮星行星宜居性研究提供关键数据与探测参考。
2024-11-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Atmospheric circulation of tidally locked gas giants with increasing rotation and implications for white-dwarf-brown-dwarf systems
潮汐锁定的气体巨星通常在几天的轨道上运行，这意味着旋转在大气环流中的作用不大。然而，存在着一类气体巨星，高度辐射的物体-棕矮星在极紧的轨道上绕着白矮星运行-它们的轨道和旋转周期短至1-2小时。已经获得了这类天体的相位曲线和其他观测结果，提出了关于行星自转速率增加在控制环流中的作用的基本问题。到目前为止，大多数模拟研究都研究了超过一天的旋转周期，适合于典型的热彗星。在这里，我们调查的大气环流潮汐锁定大气减少旋转周期下降到2.5小时。随着自转周期的减小，赤道东向急流的宽度减小，这与赤道形变半径减小导致赤道波导变窄的现象相一致。赤道热点偏移量的东移相应减小，离赤道西移的热点区变得越来越明显。在高纬度地区，风变得更弱，更旋转主导。由于自转的影响，昼夜温差变大。我们的模拟大气表现出可变性，可能是由不稳定性和波的相互作用引起的。与典型的热木星模型不同，快速旋转模型的热相位曲线显示出峰值通量与二次日食的接近对齐。这一结果有助于解释为什么许多环绕白矮星的褐矮星与热矮星不同，它们的红外通量峰值与二次食一致。我们的研究结果对于理解快速旋转的潮汐锁定大气层具有重要意义。
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asymmetric nightside CO2 features, inefficient heat transport, and precise evolutionary constraints: Spectroscopic phase curves reveal the past and present of a white dwarf-brown dwarf binary
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Leicester（莱斯特大学）；Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
利用JWST NIRSpec PRISM对白矮星-褐矮星双星ZTFJ0038+2030的全轨道相位曲线观测，分离双星辐射并建模褐矮星相位分辨光谱，发现其昼夜热传输效率<10%，夜面呈现与CO2吸收相关的非对称性，并精确约束系统年龄为7.5-8.8 Gyr。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Connections between Tilted Accretion Disks around White Dwarfs and Substellar Companions
白矮星系统中的吸积盘被认为是倾斜的。在最近的出版物中，升力被认为是盘倾斜的一个来源，一个可能与所有吸积盘系统相关的来源。升力是由在亮点处流过圆盘上方和下方的超音速气流速度略有不同而产生的。在这次会议的过程中，我们集中在是否有足够的质量，以有助于磁盘倾斜吸积到一个白矮星主要的棕矮星捐助星。我们也想知道一个白矮星-棕矮星密近双星系统是否有足够的质量来诱导和维持四度的盘倾斜。我们采用SDSS 103533.03+055158.4作为我们的模型系统，其传质速率为（10 \pm 2）× 10-12 M* yr-1。我们发现SDSS 1035中的褐矮星没有足够的质量来贡献盘倾斜。我们发现一个最小的质量传递速率的总幅度为-10-10 M* yr-1。我们的结论是，SDSS 1035似乎没有足够高的传质速率，诱导和维持可观察到的磁盘倾斜。因此，褐矮星供体系统如此难以找到的一个原因可能是由于它们的低质量传递速率，这不会引起白矮星-红矮星CV中典型的可观察到的动力学效应。
2011-02-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tides and Tidal Engulfment in Post-Main Sequence Binaries: Period Gaps for Planets and Brown Dwarfs Around White Dwarfs
一个接近的低质量伴星的存在被认为在形成后渐近巨分支和行星状星云外流中扮演了重要的，也许是必要的角色。在主序星后的演化过程中，主星的径向膨胀，伴随着强烈的恒星风，可以通过潮汐耗散和质量损失显著改变双星轨道。为了研究这一点，我们耦合恒星演化模型（从零年龄的主序列通过结束后的主序列）的潮汐演化代码。双星的命运取决于主星和伴星的初始质量、初始轨道（假设为圆形）和赖默斯质量损失参数。对于这些参数的范围内，我们确定轨道是否扩大由于质量损失或衰减由于潮汐力矩。当一个共同的包络（CE）相位包络时，我们根据解开包络所需的能量来估计最终的轨道间隔。这些计算预测了行星和棕矮星伴星到白矮星的周期间隔。间隙的上端是避免CE阶段的最短时间段。低端是同伴在CE阶段存活的最长时间。对于二元系统与1 $M_\odot$祖，我们预测没有周期$\lesssim$ 270天的质量的同伴。一旦被吞没，质量为100亿的伴星就无法在CE阶段存活下来。对于由1个$M_\odot$祖先和质量为木星10倍的伴星组成的双星系统，我们预测周期间隔在$\sim$ 0.1和$\sim$ 380天之间。这些结果与在围绕白矮星WD 0137-349的$\sim$ 0.003天文单位（$\sim$ 0.08天）轨道上探测到的$\sim$ 50 $M_{\rm J}$褐矮星和在围绕白矮星GD 66的$\gtrsim$ 2.7天文单位（$\gtrsi…
2010-08-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Atmosphere Models of Brown Dwarfs Irradiated by White Dwarfs: Analogues for Hot and Ultra-Hot Jupiters
辐射褐矮星（BD）提供了天然的实验室来测试我们对亚恒星和辐射大气的理解。在白矮星（WD）周围已经观察到了一些短周期的BD，但是独特的强烈紫外线主导的照射提出了一个建模挑战。在这里，我们提出了第一个完全自洽的一维大气模型，考虑到紫外线照射对物体的温度结构的影响。我们探索了两个BD-WD系统，即WD-0137-349和EPIC-212235321。WD-0137- 349 B的平衡温度介于高温和超高温之间，而EPIC-212235321 B的平衡温度高于除KELT-9 b外的所有超高温。我们探讨了一些特殊的方面，照射BD大气，并表明现有的测光可以很好地配合我们的模型。此外，从这些BD的原子发射线的检测可以解释由强烈的辐射引起的温度反演，类似于最近探索的超高温超导体的反演。我们的WD-0137- 349 B模型可以再现许多但不是所有这些原子线的观测到的等效宽度。我们使用观测到的测光这些对象检索的温度结构使用PHOENIX ExoplaneT检索算法（PETRA），并证明结构与我们的模型是一致的，虽然在低压下有点冷。然后，我们讨论了这类辐射褐矮星和低质量的超热彗星之间的异同。最后，我们描述的行为，辐照BD的颜色幅度空间显示的困难，在分类辐照BD使用其他经过测试的方法孤立的对象。
2020-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detecting bio-markers in habitable-zone earths transiting white dwarfs
对经过主序星的宜居带地球质量系外行星的大气层进行定性，更不用说探测其大气层中的生物标志物，即使在未来的设施中也将是一项挑战。已经注意到，白矮星（WD）有长寿的宜居带，并且大部分WD可能拥有行星。我们指出，在过境的地球质量的行星在WD，行星的大气传输光谱获得了更高的对比度在恒星背景相比，主序星主机，因为小表面积的WD。现今地球大气中最突出的生物标志物是分子氧，它在WD过境时通过其在~0.76微米处的A波段吸收很容易检测到。一个可能维持生命的类地行星可以通过收集一个合适的大约500个WD的样本，然后用小型望远镜对它们进行观测来发现。如果发现这样的凌日现象，用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在160次2分钟凌日的总曝光时间约5小时内，就可以探测到行星大气透射光谱中的O_2吸收。使用其他示踪剂，如水蒸气和CO_2，来描述行星大气的特征将容易得多。我们通过模拟JWST可能获得的传输频谱来展示未来的发现空间。
2013-08-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Birth cluster simulations of planetary systems with multiple super-Earths: initial conditions for white dwarf pollution drivers
以前的研究表明，偏心的超级地球代表了一类行星，它们特别有效地将小型天体运送到白矮星，随后用可观察到的化学特征污染其大气层。然而，这些行星的发现缺乏超过几个天文单位，从他们的主恒星提示更好地了解他们的轨道结构从他们的新生的诞生集群。在这里，我们进行星团模拟的3行星和7行星系统，包含超级地球的最初圆形，共面轨道。我们采用白矮星（$1.5\,\mathrm{M}_{\odot}$ - $2.5\,\mathrm{M}_{\odot}$）主序星的典型恒星质量作为宿主星，并在我们的星团中包括8，000颗遵循Kroupa初始质量函数的主序星。我们的研究结果显示，大约30%的模拟行星在星团溶解时产生至少0.1的离心率，这将有助于白矮星污染。我们向社区提供我们的输出参数，作为后续进化模拟的初始条件。
2022-03-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Habitable Planets Around White and Brown Dwarfs: The Perils of a Cooling Primary
白矮星和棕矮星是明亮到足以支持日照宜居带（IHZ）的天体。与燃烧氢的恒星不同，它们随着时间的推移而冷却并变得不那么明亮，因此它们的IHZ随着时间的推移而移动。IHZ的内边缘被定义为行星可能进入潮湿或失控温室的轨道半径，这种现象可以永远去除行星表面的水。因此，随着IHZ的移动，进入它的行星可能不再有任何水，仍然不适合居住。此外，IHZ与主星的距离非常近，这使得人们担心潮汐加热也可能足够强，甚至在轨道偏心率小到10^-6的情况下也会引发失控的温室效应。由于行星平流层中的紫外光子的光解作用，水的损失发生，随后是氢的逃逸。年轻的白矮星会发射大量这样的光子，因为它们的地面温度超过10^4 K。褐矮星的情况不太清楚，因为观测数据不能很好地限制它们的早期活动和紫外辐射。尽管如此，这两种类型的行星都面临着永远无法达到可居住条件的风险，但围绕白矮星运行的行星可能比围绕棕矮星运行的行星更不可能维持生命。我们考虑了候选行星KOI 55.01和55.02的未来可居住性，发现它们不太可能变得适合居住。
2012-11-27 astro-ph.EP
Mapping the pressure-dependent day-night temperature contrast of a strongly irradiated atmosphere with HST spectroscopic phase curve
许多褐矮星都在超短周期和潮汐锁定的轨道上围绕着白矮星宿主运行。由于这些小的轨道间隔，棕矮星受到的辐射水平与热彗星相似。然而，它们比热矮星更容易观察，因为在近红外波长下，白矮星比主序星更暗。因此，辐射棕矮星是研究强辐射和快速旋转下大气响应的理想热木星类似物。利用哈勃空间望远镜3号宽视场相机的近红外G141棱镜，给出了SDSS J141126.20+200911.1棕矮星白矮星双星中被辐照棕矮星（SDSS 1411-B）的1.1- 1.67 $\rm μm$光谱位相曲线。SDSS 1411-B是一颗$50~\rm M_{\rm Jup}$褐矮星，其辐射温度为1300 K，轨道周期为2.02864小时。我们的最佳拟合模型建议相位曲线振幅为1.4 $\%$，并将二次日食相位偏移的上限定为11度。在对白矮星光谱进行拟合后，我们提取了相位分辨的棕矮星发射光谱。我们报告了一个高度依赖于波长的昼夜光谱变化，与水波段通量变化约$360\pm70\% $和一个相对较小的J波段通量变化$37\pm2\%$。通过结合大气模拟结果和昼夜亮度温度变化，我们得到了一个压力依赖的温度对比度。我们讨论了SDSS 1411-B和热木星WASP-43 b光谱特征的差异，以及J 4111-BD的昼夜温度对比度低于预测。我们的研究提供了高精度的观测约束在不同的轨道相辐射褐矮星的大气结构。
2021-10-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Unrealised Interdisciplinary Advantage of Observing High Mass Transiting Exoplanets and Brown Dwarfs -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
本文为JWST观测倡议白皮书，提出应优先开展大质量凌日系外行星与褐矮星的大气表征观测，以填补当前观测空白，助力研究高重力大气辐照效应、行星形成演化，并发挥JWST的全样本表征潜力。
2024-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Thermo-compositional diabatic convection in the atmospheres of brown dwarfs and in Earth's atmosphere and oceans
通过将对流理论推广到任何类型的热和成分源项（非绝热过程），我们表明，地球海洋中的热盐对流，恒星大气中的指状对流和地球大气中的湿对流都来自相同的一般非绝热对流不稳定性。我们还表明，在棕矮星大气中由CO/CH 4跃迁引发的“辐射对流”与辐射转移类似于湿对流和热盐对流。我们推导出一个广义的混合长度理论，包括在一维码的源项的效果。结果表明，与地球大气中的湿对流相似，CO/CH 4辐射对流可以显著降低棕矮星大气中的温度梯度，从而解释了棕矮星光谱的变红现象。通过使用理想化的二维流体动力学模拟在勒杜不稳定制度，我们表明，成分源项确实可以引起温度梯度的降低。L/T转变可以用绝热和非绝热对流传输之间的分歧来解释，并且可以被看作是一个巨大的冷却危机：液体/蒸汽-水对流流动中沸腾危机的模拟。这种机制与其他化学转变可能存在于许多巨大和类地系外行星中。研究不同参数（有效温度、成分变化）对CO/CH 4辐射对流的影响以及与地球湿对流和热盐对流的类比，为利用褐矮星更好地了解我们地球气候中起作用的物理学的某些方面提供了可能性。
2019-02-10 astro-ph.EP
A New Method for Finding Nearby White Dwarf Exoplanets and Detecting Biosignatures
我们证明，詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）可以检测红外（IR）的混合光谱能量分布的空间未分辨的类地系外行星附近的白矮星。我们发现，JWST是能够检测温暖的（可居住区; T $_{\rm eq}$ = 287 K）地球或超级地球和热（400 - 1000 K）的汞类似物在最近的15个孤立的白矮星周围的混合光谱与10小时的整合每个目标使用MIRI的中分辨率摄谱仪（MRS）。此外，这些观测结果限制了这些行星上CO $_2$占主导地位的大气的存在。该技术几乎对系统倾角不敏感，因此即使是对一小部分白矮星的观测也可能对太阳附近白矮星周围温暖的类地系外行星的出现率产生很大的限制。我们发现，JWST也可以通过MIRI宽带成像在$λ= 21\,\mathrm{μm}$为34个最近的（$<13$ pc）孤立的白矮星，每个目标2小时的积分时间，检测异常冷（100 - 150 K）的彗星大小的系外行星。使用红外过量探测大气层内轨道相位或光谱吸收特征的热变化，这两者都可以通过长基线MRS观测来确认候选行星是实际的系外行星。假设一个类似地球的大气成分，我们发现，检测的生物特征对O $_3$ + CH $_4$是可能的所有可居住区的地球（6.5 pc以内; 6个白矮星系统）或超级地球（10 pc以内; 17个系统）轨道白矮星只有5 - 36小时的集成使用MIRI的低分辨率光谱仪（LRS）。
2022-09-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Discovery of eclipsing white dwarf systems in a search for Earth-size companions
虽然白矮星被认为是大多数恒星演化的终点，但与主序星不同，它们还没有成为专门针对系外行星的时域调查的对象。我们将讨论它们的大小和独特的颜色如何使它们成为广泛搜索系外行星的理想目标。特别是，我们注意到，地球大小的行星可以引起大质量白矮星的多次日食。如此大的信号几乎是不会错的，即使用非常低精度的测光也可以检测到。对于较小的天体，目前用于探测超级地球和较小行星过境太阳大小的恒星的高精度测光，能够在它们过境白矮星时揭示R~ 100公里的小行星。这种观测可以用来检验目前的证据，即小行星大小的物体是最近在一些白矮星上观测到的尘埃环的原因。目前没有其他的系外行星搜索方法能够探测到这样的系外小行星。作为这种搜索策略的初步测试，我们结合了从卡特琳娜巡天与多色测光和光谱从斯隆数字巡天搜索〜 12,000白矮星光变曲线的日食事件的天气数据。我们发现了20个新的食白矮星双星系统与低质量的同伴。这使已知的食分白矮星的数量增加了一倍，并有望精确测定白矮星的半径。其中三个发现的半径与亚恒星系统一致，并且在SDSS光学光谱或近红外数据中没有显示来自食星物体的通量的证据。
2010-09-15 astro-ph.EP
Astro2020 White Paper: The L/T Transition
L/T转变是褐矮星大气中的一个重要演化阶段，为我们提供了一个独特的机会来探索云，对流，风，重力和金属丰度在非常狭窄的温度范围内的影响。了解这些物理过程对于了解超冷大气至关重要。在接下来的十年里，我们将回答关于L/T过渡大气的三个关键问题：1。L/T转换背后的物理机制是什么？2.在L/T转换处大气结构的空间范围是什么？3.重力和金属丰度如何影响L/T转变？为棕矮星开发的理论和方法将在21世纪30年代及以后用于太阳系时代的巨型系外行星，并最终用于类似的宜居带地球。现在开发这些技术是至关重要的。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
DA white dwarfs in SDSS DR7 and a search for infrared excess emission
本文提出了一种利用SDSS测光中的色-色切割来选择具有富氢（DA）大气的白矮星的方法，而不依赖于光谱学。该方法产生完成95%的DA白矮星样品，返回真正的DA白矮星的效率为62%。该方法被应用到SDSS数据发布7的对象和没有SDSS光谱。这导致了4636颗g<=19的DA白矮星的光谱确认;与Eisenstein等人相比增加了约70%。的2006年样本。包括光度测量的对象，我们估计DA白矮星增加了3倍。我们发现，对于有效温度>~ 8000 K的DA白矮星，SDSS光谱跟踪完成了44%。我们进一步交叉相关的SDSS样本与UKIDSS大面积调查的数据发布8。这两个子集的光谱能量分布，有和没有SDSS光谱，拟合白矮星模型，以确定DA白矮星的分数与低质量的恒星同伴或尘埃碎片盘通过检测过量的近红外辐射。从光谱样本中，我们发现2.0%的白矮星有一个与褐矮星类型的伴星一致的过剩，其下限为0.8%。从仅用测光的白矮星中，我们发现1.8%的白矮星是有褐矮星伴星的候选者。同样地，两个样本都显示，约1%的白矮星有可能拥有尘埃碎片盘。
2011-06-29 astro-ph.EP astro-ph.SR
Pre-MAP Search for Transiting Objects Orbiting White Dwarfs
白矮星大气中的金属污染可能是行星物体的吸积残余物。在发现了经过WD 1145+017的解体行星天体（Vanderburg et al. 2015）之后，华盛顿大学天文学预科项目（Pre-MAP）的本科生受到启发，收集最明亮的白矮星的测光，以寻找其他金属污染的白矮星周围的类似过境天体。之前的调查还没有发现一颗围绕白矮星运行的凌日行星，但白矮星仍然是寻找小型岩石行星材料的有吸引力的目标。由于一颗典型的白矮星是地球大小的，因此地球大小的行星的凌日深度可能超过50%，因此即使是低信噪比的测光也有机会发现凌日物质。我们在SDSS DR 10白矮星目录中发现了明亮的、北方的、金属污染的白矮星，并在阿帕奇角天文台用天体物理研究联合会小孔径望远镜（ARCSAT）的0.5米望远镜观测了五个目标。ARCSAT测光有足够的精度来探测短轨道周期的月球大小或更大的物体，尽管没有探测到这些目标的行星。我们期待着可能发现行星围绕白矮星运行的调查，如美国宇航局的TESS，欧空局的PLATO和Evryscope。
2018-03-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Planetary systems and real planetary nebulae from planet destruction near white dwarfs
我们认为，潮汐对白矮星（WD）附近的类地行星和冰行星的破坏可能会导致一个或多个低质量的类地行星和更轻的行星在WD周围的紧密轨道上形成。新WD行星系统的形成始于母行星在潮汐半径约为1Rsun附近的潮汐分裂为星子。当半径小于100公里时，内部的应力使微行星免于进一步的潮汐分裂。我们推测，星子然后结合在一起，形成新的亚地球的女儿行星在几个太阳半径周围的WD。更大质量的含氢行星为WD提供了新的核燃料，使其重新成为星巨星。一些氢将在一个大的气囊中膨胀。包层吹出风，形成星云，稍后（在整个包层丢失后）被热WD电离。我们把这个来自行星的发光电离星云称为真正的行星状星云（RPN）。这是对来自行星的子行星（DPP）和RPN方案的初步研究，具有推测性质。接下来必须进行更详细的研究，以确定所建议的情景是否真的能够发生。
2015-04-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Detection limits for close eclipsing and transiting sub-stellar and planetary companions to white dwarfs in the WASP survey
我们使用WASP（广角行星搜索）调查的光度数据来探索探测日食和在白矮星附近轨道上的褐矮星、气体巨星和陆地伴星的凌日信号的可能性。我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟，我们发现，高斯随机噪声WASP是敏感的同伴小到月球轨道$V\sim$ 12白矮星。对于较暗的恒星，WASP对越来越大的天体很敏感。我们的灵敏度下降的协变噪声结构的存在下的数据，然而地球大小的机构仍然很容易检测到相对较低的S/N数据。我们在WASP档案中的194颗白矮星样本中搜索了日食和凌日信号，但是没有发现伴星的证据。我们用我们的结果对这类系统的频率设定了暂定的上限。虽然我们只能对地球大小或更小的伴星的可能频率施加微弱的限制，但棕矮星和气体巨星（半径为$\simeq$ R $_{jup}$），周期为$\leq$ 0.2天的肯定是罕见的（$<10\%$）。更严格的限制要求更大的白矮星样本，更高的观测节奏和连续覆盖。与WASP观测的节奏相比，白矮星的日食和凌日的持续时间很短，这似乎是限制主序星行星凌日调查的主要因素之一。
2010-12-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
The White Dwarf Opportunity: Robust Detections of Molecules in Earth-like Exoplanet Atmospheres with the James Webb Space Telescope
近期对太阳系以外生命的搜寻目前集中在围绕小M矮星运行的凌日行星上，以及在其大气层中探测生命迹象的挑战。然而，围绕白矮星（WD）运行的行星将提供一个独特的机会来描述岩石世界。第一颗围绕白矮星运行的凌日巨行星WD 1856+ 534 b的发现表明，行星质量的天体可以在白矮星附近的轨道上生存下来。WD行星和它们的宿主之间的大半径比使它们成为透射光谱学的特殊目标。在这里，我们探索的分子可探测性和大气特征的潜力，一个概念上的类地行星，在宜居带的WD 1856+534，与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。我们建立了这样的类地行星绕WD的大气成分可以精确地检索与JWST。我们证明了在5次过境侦察程序中可以实现H $_2$ O和CO $_2$的稳健的> 5 $σ$检测，而生物特征O $_3$ + CH $_4$和O $_3$ + N $_2$ O可以在少至25次过境中检测到> 4 $σ$。在100次传输内，N $_2$和O $_2$可被检测到> 5 $σ$。鉴于WD宜居带行星的过境时间很短（WD 1856+534约为2分钟），因此可以在小型或中型JWST透射光谱计划中实现决定性的分子检测。因此，WD宜居带中的岩石行星代表了一个很有希望的机会来描述类地行星的大气层，并探索这些世界上第二个起源的可能性。
2020-09-15 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Discovery of Cold Brown Dwarfs or Free-Floating Giant Planets Close to the Sun
本白皮书描述了发现具有300K大气压的质量为1000的天体的机会。发现和描述这种冷物体的特性对于理解初始质量函数的低质量终点和优化下一代大型望远镜、空间探测器和空间飞行任务对系外行星的研究至关重要。
2019-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The DODO Survey II: A Gemini Direct Imaging Search for Substellar and Planetary Mass Companions around Nearby Equatorial and Northern Hemisphere White Dwarfs
简并天体周围的简并天体巡天（DODO）的目的是通过直接成像在白矮星周围的宽轨道上寻找质量很低的棕矮星和太阳系外行星。直接探测到这样的伴星将允许光谱研究温度比目前观测到的最冷的褐矮星低得多（< 500 K）的物体。这些超低质量的亚恒星天体的光谱型可能大于T8.5，因此可能属于Y矮星光谱序列。探测到白矮星周围的行星将证明这种物体可以在恒星演化的最后阶段幸存下来，并限制其祖先周围的行星系的频率（质量在1.5 - 8个太阳质量之间，即，早B到中F）。本文介绍了对23颗赤道附近和北半球白矮星进行的多历元J波段共同自行巡天观测结果。我们排除了任何常见的自行同伴的存在，从每次观察的完整性极限确定的限制质量，18个白矮星。对于剩下的五个目标，白矮星的运动与每个视场中不运动的背景物体没有充分分离。这些目标需要额外的观测，以最终排除任何共同的自行同伴的存在。从我们的完整性限制，我们初步建议，< 5% of white dwarfs have substellar companions with effective temperatures >500 K之间的预计物理分离60 - 200 AU。
2009-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Brown Dwarfs and Directly Imaged Exoplanets in Young Associations
为了了解太阳系外形成的巨行星的大气层和形成机制，未来十年将需要对孤立的年轻棕矮星进行研究。在这份白皮书中，我们总结了在未来十年中发现空间的机会，在年轻的恒星协会中，行星质量在150 pc以内的孤立棕矮星。我们建议下一代望远镜及其他望远镜需要投资于描述年轻的棕矮星，以便充分了解直接成像的系外行星的大气层以及恒星形成过程的尾端。
2019-03-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Dynamically Coupled Three-dimensional Cloud-Chemistry in Rapidly Rotating Irradiated Atmospheres: an Application to the Compact White Dwarf-Brown Dwarf system ZTFJ0038+2030
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所，上海交通大学）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（物理与天文学院，上海交通大学）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Shanghai Jiao Tong University（暗物质物理全国重点实验室，上海交通大学）；Department of Astronomy, University of Virginia（天文学系，弗吉尼亚大学）；School of Physics and Astronomy, University of Leicester（物理与天文学院，莱斯特大学）；School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（物理与天文学院，伯明翰大学）；Center for Space and Habitability, University of Bern（太空与宜居性中心，伯尔尼大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Université de la Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，法国国家科学研究中心，拉格朗日实验室）
本研究更新三维大气框架ADAM，耦合mini-chem与云模块，研究ZTFJ0038+2030系统中褐矮星大气，揭示其环流、化学不均匀性及云的影响，解释相关观测结果。
2026-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Polluted White Dwarfs Reveal Exotic Mantle Rock Types on Exoplanets in our Solar Neighborhood
先前的研究假设，一些受污染的白矮星记录了类似大陆的花岗岩地壳-这在地球上很丰富，可能是板块构造的唯一标志。但这些推论只来自少数几个元素，没有一个能定义岩石类型。因此，我们提出了第一次估计的岩石类型的系外行星，一旦轨道污染的白矮星-恒星的大气成分记录下降的以前轨道行星物体-检查的情况下，镁，硅，钙和铁的测量精度。我们没有发现陆壳或其他地壳类型的证据，即使在校正了地核形成之后。然而，这些系外行星的硅酸盐地幔是可以辨别的：一个例子是类似地球的，但大多数在成分和矿物学上都是外来的。由于这些系外行星的成分分布超过了附近4,000颗以上的主序星，它们独特的硅酸盐成分不太可能反映母星成分的变化。相反，被污染的白矮星揭示了我们太阳系附近的行星种类比目前所认识的要多，因此具有独特的行星吸积和分化路径，在我们的太阳系中没有直接的对应物。这些需要新的岩石分类方案，石英+斜方辉石和方镁石+橄榄石组合，这是这里提出的。
2021-11-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Astro2020 Science White Paper: Toward Finding Earth 2.0: Masses and Orbits of Small Planets with Extreme Radial Velocity Precision
在发现地球大小的行星很常见之后，我们现在正在开始一段旅程，以确定类地行星是否也很常见。寻找类地行星是21世纪最引人注目的努力之一，它最终引导我们回答这个问题：我们是孤独的吗？为了实现这一前瞻性目标，我们必须确定行星的质量;行星的大小本身不足以确定其体积和大气成分。质量，加上半径，是对行星的整体组成和内部结构及其大气层组成的关键约束，包括寻找生物特征。精确的径向速度是为其他地球的光谱学提供基本质量和轨道信息的最可行的技术。开发高质量的精密径向速度仪器，再加上建造TMT和GMT等大型望远镜设施或Earthquake等天基平台，可以实现非常高的光谱分辨率观测，并在分钟时标上获得极其精确的径向速度，从而可以对径向速度抖动进行建模和消除。在接下来的十年里，系外行星天体物理学的遗产可以作为人类寻找下一个地球的探索的一部分而得到巩固--但前提是我们能够测量在类太阳恒星周围的宜居带轨道上的地球大小的行星的质量和轨道。
2019-03-13 astro-ph.EP
Rocky Extrasolar Planetary Compositions Derived from Externally-Polluted White Dwarfs
我们报道了两颗氦占主导地位的白矮星PG 1225 -079和HS 2253 +8023的Keck高分辨率中阶梯光谱仪数据和模型大气分析。每个系统的最小吸积质量约为10^22 g，相当于一颗大型小行星的质量。在PG 1225 -079中，Mg、Cr、Mn、Fe和Ni的丰度比与块体地球值相似，而我们测量了四种难熔元素Ca、Sc、Ti和V，它们的丰度都比块体地球高约2-3倍。对于HS 2253 +8023来说，被吞噬的物质在成分上与大块地球相似，其主要元素种类O、Mg、Si和Fe的质量百分比超过85%，并且富含独特比例的矿物氧化物-这是岩石母体起源的有力证据。包括以前的研究，我们现在知道四个严重污染的白矮星，其中测得的氧和氢与父母的身体形成几乎没有冰的观点一致，在星云环境中的任何雪线内部。越来越多的被污染的白矮星系统与全面的丰度测量形成了一个基线，用于表征岩石系外行星的组成，可以与大块地球进行比较。
2011-08-07 astro-ph.EP
NLTT5306B: an inflated, weakly irradiated brown dwarf
我们目前斯皮策观测在3.6和4.5微米和近红外IRTF SpeX光谱的辐射褐矮星NLTT 5306 B。我们确定棕矮星的光谱类型为L5，并且很可能是膨胀的，尽管白矮星的主星的有效温度很低。我们计算的亮度温度在斯皮策波段的模型半径，和罗氏瓣半径的棕矮星，并得出结论，有很小的昼夜侧温差。我们讨论了NLTT 5306 B可能膨胀的各种机制，并确定虽然低质量的棕矮星（M<35 MJup）很容易通过其宿主恒星的照射而膨胀，但很少有更高质量的棕矮星会膨胀。质量较高的棕矮星可能是由于磁相互作用而膨胀，或者可能有更厚的云。
2020-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Simplified 3D GCM modelling of the irradiated brown dwarf WD0137-349B
内容：白矮星-棕矮星短周期双星（P $_{\rm orb}$ $\lesssim$ 2小时）是一些已知的最极端的辐射大气环境。这些系统提供了一个机会，探索不同的典型热木星系统的辐照大气的理论和建模工作。目的：研究棕矮星WD 0137 - 349 B的三维大气结构和动力学性质。方法：采用三维GCM模式Exo-FMS，采用双波段灰色辐射传输方案，模拟WD 0137 - 349 B的大气。用三维蒙特卡罗辐射传输模式\textsc{cmcrt}对GCM模式的结果进行后处理。结果：我们的研究结果表明，WD 0137 - 349 B的昼夜能量输送效率低下，昼夜温度差异大。存在多种流型，根据其纬向和纬度向东或向西不对称地转移能量。翻转区域产生于西终结者。我们能够重现的开始系统近红外发射过量$\gtrsim$ 1.95 $μ$ m的GNIRS仪器所观察到的。我们的模型通过$\approx$ 1-3的因子过度预测了IR相曲线通量，但通常很好地拟合了相曲线的形状。使用\textsc{vulcan}的化学动力学模型表明，在高海拔地区，一个高度电离的区域可以形成在棕矮星的向阳面。结论：我们首次尝试在三维环境中模拟短周期白矮星-棕矮星双星的大气。需要进一步研究紫外线照射的辐射和光化学加热，以更准确地捕获棕矮星大气层内的能量平衡。云的形成也可能在形成褐矮星的发射光谱中起重要作用。
2020-06-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs: Spectroscopic orbits of nine M-dwarf multiple systems, including two triples, two brown dwarf candidates, and one close M-dwarf-white dwarf binary
M矮星是利用径向速度法在宜居带内寻找地球大小行星的理想目标，吸引了许多正在进行的巡天观测的注意力。作为这些巡天的副产品，还发现了新的多恒星系统，这也是CARMENES巡天的情况，其中已经宣布了9个新的SB 2系统。在整个五年的调查中，新观测的积累导致发现了几个新的具有长周期和低径向速度幅度的多恒星系统。在这里，我们重新定义了光谱轨道，限制了八个系统的质量，并更新了我们之前报道的一个系统的性质。我们使用二维互相关技术和模板匹配得到恒星的径向速度。对测量结果进行建模以确定系统的轨道参数。我们将CARMENES光谱观测与其他仪器的存档高分辨率光谱相结合，以增加观测的时间跨度并改进我们的分析。在可用的情况下，我们还添加了存档的光度测量、天体测量和自适应光学成像数据，以约束组件的旋转周期和绝对质量。我们确定了9个多重系统的光谱轨道，其中8个是首次提出。样品由5个SB 1、2个SB 2和2个ST 3组成。其中两颗单线双星的伴星GJ 3626和GJ 912的质量在恒星边界以下最小，因此可能是棕矮星。我们发现了一个新的白矮星，它位于M星GJ 207.1的近距离双星轨道上。通过对径向速度和天体测量的全局拟合，我们能够确定GJ 282 C组件的绝对质量，GJ 282 C是具有测量动力学质量的最年轻系统之一。
2021-05-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disk or Companion: Characterizing Excess Infrared Flux in Seven White Dwarf Systems with Near-Infrared Spectroscopy
本研究通过近红外观测解析七颗白矮星的红外超量来源，确认了4个尘埃盘系统（含3个首次发现气体金属发射线的系统）和2个白矮星-褐矮星双星，开发了约束尘埃盘几何的新框架，明确了近红外光谱的鉴别价值。
2023-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exoplanets versus brown dwarfs: the CoRoT view and the future
CoRoT已经探测到几十个天体，其半径从1.67地球半径。它们的质量从小于5.7地球质量（CoRoT-24 b，Alonso等人，2014年）到63木星质量（CoRoT-15 b，Bouchy等人，2011年）不等。人们可能会倾向于认为，物体的质量越大，它的尺寸就越大，并且在质量和/或半径上有一些限制，超过这些限制的物体就不是行星，而是质量非常低的恒星，低于80木星质量限制，可以触发核聚变（即“褐矮星”）。CoRoT的发现有助于行星与褐矮星的争论，因为没有明确的质量半径关系。
2016-04-04 astro-ph.EP
Minimum Orbital Periods of H-Rich Bodies
在这项工作中，我们推导出最小允许的轨道周期的H-丰富的机构的质量范围从土星的质量1 $M_{\odot}$，强调气体巨星和褐矮星的范围$0.0003 - 0.074 \, M_\odot$。给出了$P_{\rm min}$作为物体质量的函数和作为平均密度的函数的解析拟合公式。我们假设主星的密度足够高，以至于不会限制最小周期。在许多情况下，这意味着主星是一颗白矮星。这项工作的目的，部分是为了区分棕矮星和行星，发现过境的主机白矮星没有诉诸近红外或径向速度测量。特别是，轨道周期为$\lesssim 100$分钟的很可能是棕矮星。整个质量范围内的总体最小周期为$\simeq 37$分钟。
2021-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Exploring terrestrial lightning parameterisations for exoplanets and brown dwarfs
观测和模型表明，形成闪电的条件可能存在于形成云的太阳系外行星和褐矮星大气中。这些天体上的闪电与太阳系已知的闪电是相似还是非常不同，有待回答，因为太阳系外天体的闪电还没有被探测到。我们探索地球闪电parameterisations比较辐射的能量和总的无线电功率发射的闪电放电地球，木星，土星，太阳系外的巨大气体行星和褐矮星。我们发现，炽热的巨型气体行星和褐矮星上的闪电可能具有$10^{11}$ - $10^{17}$ J量级的能量，比地球闪电的平均总能量（$10^9$ J）大2到8个数量级，比木星或土星上的闪电（$10^{12}$ J）高出5个数量级，肯定了这些大气层之间的明显差异。系外行星和褐矮星上的闪电可能比从太阳系观测到的更有活力，释放出更多的无线电功率。这样的能量将增加探测到太阳系外天体与闪电有关的无线电发射的可能性。
2021-06-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Lightning on exoplanets and brown dwarfs: Modelling and detection of lightning signatures throughout the electromagnetic spectrum
闪电是一种重要的电现象，已知存在于几个太阳系行星中。它携带对流和云形成的信息，可能对生物前化学很重要。系外行星和褐矮星已经被证明拥有适合闪电放电的环境。在这个博士项目中，我的目标是确定系外行星和褐矮星上的闪电是否比太阳系行星上的闪电更有活力，寻找最有希望的特征是什么，以及这些“系外闪电”特征是否可以从地球上检测到。本论文主要围绕三个主题展开。首先，我讨论了地球、木星、土星和金星的闪电气候学研究。我应用所获得的闪电统计太阳系外行星，以给闪电发生在系外行星和褐矮星的初步估计。接下来，我介绍了一个简短的研究潜在的闪电活动的系外行星HAT-P-11b，根据以前的无线电观测。与此相关，我讨论了第一次估计的观测闪电从密切的棕矮星，与光学丹麦望远镜。我的项目的最后一部分集中在一个闪电射电模型，这是应用于研究的能量和无线电功率释放的闪电放电在热巨气体行星和褐矮星大气。释放的能量决定了信号的可观测性，以及闪电对物体局部大气的影响。这项工作结合了从行星和地球科学中获得的知识，并利用这些知识来了解更多关于太阳系外系统的信息。我的主要结果表明，系外行星上的闪电可能比太阳系中的闪电更有活力，这支持了未来观测和探测太阳系外天体闪电活动的可能性。我的工作为未来的无线电、光学和红外搜索“外闪电”提供了基础。
2021-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Tidal Downsizing Model. III. Planets from sub-Earths to Brown Dwarfs: structure and metallicity preferences
我们提出的人口综合计算的潮汐缩小（TD）假说的行星形成。我们的模型解决了以下问题：（一）最丰富的行星是超级地球;（二）核心比$\sim 5-15 M_\oplus$更大的是由大质量的大气层包裹;（三）发生的频率密切的气体巨行星与主恒星的金属丰度密切相关;（四）没有这样的相关性被发现亚海王星行星;（五）在巨行星的大质量核心的存在;（vi）气体巨行星的金属含量相对于其宿主恒星而言过多;（vii）这种过多的金属含量随着行星质量的增加而减少;（viii）行星质量函数在$\sim 10-20 M_\oplus$和$\sim 100 M_\oplus$质量之间存在一个深谷。一些观测预测将该模型与核心吸积区分开来：（a）大质量核心的成分总是由岩石而不是冰主导;（b）核心质量函数是平滑的，在$\sim 3 M_\oplus$没有最小值，也没有冰主导的核心;（c）超过10 AU的气体巨星对宿主恒星的金属丰度不敏感;（d）质量大于$\sim 10 M_{\rm Jup}$的天体与金属丰度不相关，甚至不相关。后一种预测与低质量恒星伴星的观测结果一致。TD也可以解释在近距离双星系统中行星的形成。TD模型是一个可行的替代核心吸积情景解释许多特征的观察人口的系外行星。
2015-06-26 astro-ph.EP
Latest Results from the DODO Survey: Imaging Planets around White Dwarfs
简并天体周围的简并天体巡天（DODO）的目的是通过直接成像在白矮星周围的宽轨道上寻找质量很低的棕矮星和太阳系外行星。直接探测到这些伴星将允许对温度低于（< 500 K）的物体进行光谱研究，这些物体的温度低于目前观测到的最冷的棕矮星。在白矮星周围发现行星将证明这类天体能够在恒星演化的最后阶段幸存下来，并对其祖先周围的行星系的频率施加限制（质量在1. 5 - 8 M* 之间，即，早B到中F）。越来越多的行星质量伴星在年轻的主序星周围的宽轨道上被直接成像。例如，HR 8799和1 RXS J160929.1 - 210524周围的行星分别在24 - 68 AU和330 AU的宽轨道上。DODO巡天有能力直接对这些系统的主序后类似物中的行星进行成像。这些会议记录介绍了我们对邻近白矮星进行的多历元J波段共同自行巡天的最新结果。
2011-02-02 astro-ph.EP
Prioritizing High-Precision Photometric Monitoring of Exoplanet and Brown Dwarf Companions with JWST -- Strategic Exoplanet Initiatives with HST and JWST White Paper
本文主张利用 JWST 的高稳定性和高对比度星冕成像对系外行星与褐矮星伴星开展高精度测光监测，以探测大气特征、自转周期及多波段大气结构差异，实现亚百分级光变刻画。
2024-05-01 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A search for planetary eclipses of white dwarfs in the Pan-STARRS1 medium-deep fields
本文介绍了在泛星1中深视场中寻找$\sim$ 1700白矮星的食。候选日食事件是通过在超过430万次光变曲线测量中识别低异常值来选择的。我们没有发现与行星大小的伴星引起的短持续时间的食。这个大型数据集使我们能够对白矮星周围的行星发生率进行严格的限制，这些行星小到2 R $_\oplus$。我们的研究结果表明，在洛希极限之外运行的气体巨行星是罕见的，发生在不到0.5%的白矮星周围。相对于围绕主序星的类似行星，可移动带超级地球和热超级地球的数量较少。这些限制对于了解围绕主序星运行的大量系外行星的最终命运具有重要意义。
2014-09-30 astro-ph.EP
Lightning climatology of exoplanets and brown dwarfs guided by Solar System data
云形成于太阳系外行星和褐矮星上，那里可能发生闪电。闪电是太阳系大气对流、云形成和电离过程的示踪物，可能对生命前分子的形成具有重要意义。我们研究地球、金星、木星和土星不同大气环境的闪电气候学。我们目前的闪电分布图地球，木星和土星，和闪光密度为这些行星和金星，基于光学和/或无线电测量从WWLLN和STARNET无线电网络，LIS/OTD卫星仪器，伽利略，卡西尼，新地平线和金星快车航天器。我们还提出了两个火山爆发，埃亚菲亚德拉火山（2010年）和Mt Redoubt的（2009年）的几个阶段计算的闪光密度。我们估计样品，过境和直接成像的太阳系外行星和褐矮星的闪电率。根据系外行星种类繁多的特点，我们提出了六类利用太阳系闪电发生信息的系外行星。我们研究地球，木星和土星的闪电能量分布。我们讨论如何强大的恒星活动可能支持闪电活动。我们提供了一个较低的闪光总数，可能会发生在过境行星在其完全过境输入为未来的研究。我们发现火山非常活跃的行星可能会显示出最大的闪电密度。应用2010/11年土星大风暴的闪电密度，我们发现系外行星HD 189733 b即使在短暂的凌日期间也会产生高闪电发生率。
2016-07-14 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Unstable low-mass planetary systems as drivers of white dwarf pollution
至少有25%的白矮星的大气层受到金属污染，有时伴随着可探测到的星周尘埃/气体盘或（在WD 1145+017的情况下）过境的解体小行星。通过轨道行星向白矮星输送星子是解释这些现象的主要候选者。在这里，我们研究系统的行星和星子进行行星-行星散射引发的恒星的后主序星质量损失，并测试这是否可以保持高速率的交付超过几个陀螺仪，他们观察到。我们发现，低质量行星（地球到海王星质量）是有效的物质输送者，可以维持Gyr的输送。不稳定的低质量行星系再现了观测到的显著吸积的延迟开始，以及后期吸积速率的缓慢衰减。质量较大的行星效率较低，并且在星子种群被清除之前，传递只持续相对较短的时间。当天体越过白矮星的洛希极限时，它们的轨道倾角大致是各向同性的，这意味着可以预期小行星、碎片流和圆盘之间会发生重大的碰撞相互作用。如果行星-行星散射确实是造成白矮星污染的原因，那么许多这样的天体，以及它们的主序星祖先，可以预期在几个天文单位甚至更远的轨道上拥有（目前无法检测到的）超级地球行星。
2018-02-20 astro-ph.EP
Searching for Terrestrial Planets Orbiting in the Habitable Zone of Ultra-Cool Stars and Brown Dwarfs
我们建议使用开普勒在2轮模式进行详细的搜索地球大小的行星轨道的超冷恒星和棕矮星（光谱型从M7到L3）。这类天体为系外行星勘测提供了若干优势。首先，超冷恒星和褐矮星体积较小，因此行星与恒星的面积比有利。第二，由于它们的有效温度低，它们的宜居带的内缘非常接近（只有2到3天）。第三，我们的目标在红外波长处很明亮，这将使详细的后续研究成为可能。因此，我们的计划代表了一个独特的机会，可以找到一个过境地球大小的系外行星，其大气特征（包括生物特征）可以用JWST等即将到来的设施进行检测。这样的系外行星还没有被发现。两轮模式下的开普勒提供了所需的稳定性和测光精度，使这次调查成功。我们最初的目标样本包括60颗超冷恒星和褐矮星，我们希望从中至少检测到一颗凌日行星。我们建议对每个放射源进行4天的监测，因此项目总持续时间约为240天。
2013-09-04 astro-ph.EP
