Cool DZ white dwarfs II: Compositions and evolution of old remnant planetary systems
在先前的研究中，我们分析了230颗表现出强金属污染的冷（$T_\mathrm{eff}$ < 9000 K）白矮星的光谱，测量了Ca、Mg、Fe的丰度，在某些情况下测量了Na、Cr、Ti或Ni的丰度。在这里，我们解释这些丰度的吸积的碎片从太阳系外的星子，并推断母体成分范围从壳状（富含钙和钛）的核心（富含铁和镍）。特别是，两颗白矮星SDSSJ 0823 +0546和SDSSJ 0741 +3146，其log[Fe/Ca] > 1.9 dex，Fe/Ni比与大部分地球相似，它们吸积了迄今为止发现的最像核心的系外小行星。这些白矮星的冷却年龄在1-8 Gyr之间，是银河系中最古老的恒星遗迹之一，这使得探测其古老行星系统的长期演化成为可能。从最大丰度的减少作为冷却年龄的函数，我们发现的证据表明，到达白矮星的材料的速率减少了3个数量级以上的$\simeq$ 6.5 Gyr跨度在白矮星冷却年龄，表明质量水库的后主序星行星系统耗尽的$\simeq$ 1 Gyr的电子折叠时间尺度。最后，我们发现我们的样本中的两个白矮星是宽双星的成员，都表现出高丰度，从而提供了强有力的证据，遥远的双同伴可以动态扰动白矮星行星系统。
2018-03-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Evidence for the disruption of a planetary system during the formation of the Helix Nebula
行星系在其宿主恒星演化到后主序星阶段后的持续性很难受到观测的约束。许多年轻的白矮星系统表现出红外过量发射和/或光谱吸收线，与尘埃（或微行星）及其吸积有关。然而，大多数白矮星温度太低，无法将任何星周尘埃加热到可检测到的辐射水平。赫敏星云（NGC 7293）是一个年轻的，邻近的行星状星云;在中红外和远红外波段的观测显示，它的中央有过量的发射与白矮星（WD 2226-210）有关。这种过度的起源是不明确的。它可能是残留的微行星带，彗星云，或在后渐近巨分支阶段的物质残留物。在这里，我们结合红外（SOFIA，斯皮策，赫歇尔）和毫米（ALMA）观测系统，以确定这种过剩的起源，使用多波长成像和辐射转移建模。我们发现的数据是不兼容的一个紧凑的残留星子带或后渐近巨大的分支盘，并得出结论，尘埃最有可能起源于彗星云的沉积。测得的尘埃质量和组成颗粒的寿命意味着每年有数千颗海尔-波普当量的彗星被破坏，为所观测到的海尔-波普星云白矮星周围的过量辐射提供燃料。
2022-11-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbit decay of 2-100 au planetary remnants around white dwarfs with no gravitational assistance from planets
一个被广泛接受的假设是，每一颗含有可观测到的岩石碎片的白矮星都需要至少一颗类地行星或巨行星的存在，才能通过引力扰动将碎片的前身带入恒星。然而，这些行星可能先前被恒星吞没或逃离系统，留下小行星，巨石，鹅卵石，鹅卵石，沙子和灰尘。这些残留的小天体可以在主恒星演化成2-100天文单位尺度的白矮星的过程中持续存在，然后在没有行星的帮助下被辐射拖入白矮星。在这里，我们确定的参数空间和冷却年龄，这是一个金属污染的机制是可行的，第一次，耦合坡印廷-罗伯逊阻力，Yarkovsky效应和YORP效应完全从快速调光白矮星辐射。我们发现，这种非行星污染的情况下是有效的残余10^{-5}-10 ^{-4} m的灰尘高达约80 au，10^{-4}-10 ^{-3} m的沙子高达约25 au和10^{-3}-10 ^{-2} m的小卵石高达约8 au，也许10^{-1}-10 ^{-2} m的小巨石高达几十au。此外，年轻的白矮星辐射可以旋转半径为10^{2}-10 ^3}米的大型无强度巨石，将其分解成较小的碎片，然后可以将其拖向白矮星。因此，我们的工作介绍了一个行星少的金属污染机制，可能是活跃在白矮星行星系的一部分。
2021-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sirius B Imaged in the Mid-Infrared: No Evidence for a Remnant Planetary System
越来越多的证据表明，太阳系的残余物可能围绕着大部分白矮星运行，因为DAZ和DBZ白矮星的污染大气表明了最近富含金属的物质的吸积。（Zuckerman等人，2010年）。其中一些被污染的白矮星被发现有大量的中红外线过量，这些中红外线过量来自被认为是金属吸积的储存器的近距离碎片盘。这些系统被称为DAZd白矮星（von Hippel et al. 2007）。在这里，我们调查Bonnet-Bidaud & Pantin（2008）的说法，即天狼星B，离太阳最近的白矮星，可能有来自尘埃碎片盘的红外过量。天狼星B的伴星天狼星A在南半球通常被观测为中红外测光标准。我们结合几年的Gemini/T-ReCS光度标准观测，在5 ~10微米的滤光片（宽N + 4窄带）中产生深中红外成像，揭示了天狼星B的存在。我们的光度测量与预期的光球发射一致，因此我们将任何中红外过量限制在光球的10%以下。因此，我们得出结论，天狼星B并不像DAZd白矮星那样有一个巨大的尘埃盘。
2011-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
An On-going Mid-infrared Outburst in the White Dwarf 0145+234: Catching in Action of Tidal Disruption of an Exoasteroid?
本文报道了在NEOWISE巡天数据中探测到的白矮星（WD）0145+234中的一次大幅度MIR爆发。该源在2018年之前具有稳定的MIR通量，半年内在W1和W2波段增亮约1.0等，此后一直持续增亮。在同一时期内，光学光度学数据没有发现明显的变化。这表明，这次MIR爆发是由最近的补充或重新分配的灰尘，而不是内在的变化的WD。对0145+234的SED模拟表明，在WD周围已经存在一个处于静止状态的尘埃盘，自爆发以来，尘埃盘的温度和表面积都迅速演变。尘埃温度在初始上升阶段约为1770K，接近硅酸盐颗粒的升华温度，并逐渐冷却至1150K左右，而表面积在同一时期增加了约6倍。推断的尘埃到WD的最近距离是在引力约束的小行星的潮汐破坏半径内。我们估计粉尘质量介于$3\times10^{15}$至$3\times10^{17}$ $ρ/(1 \mathrm g~cm^{-3})$ kg之间，硅酸盐颗粒的幂律粒度分布具有0.1至1000微米的高截止粒度。我们将其解释为WD对一颗系外小行星的潮汐分裂。对这一罕见事件的进一步跟踪观测可能会对某些白矮星的尘埃盘和金属污染的起源提供见解。
2019-10-10 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
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
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
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
Constraints on Remnant Planetary Systems as a Function of Main-Sequence Mass with HST/COS
本研究通过分析哈勃太空望远镜收集的白矮星紫外光谱，揭示主序星质量与残余行星系统的关系，发现大质量白矮星金属污染比例显著低于小质量白矮星，为中等质量恒星周围行星形成与存活提供约束。
2024-10-08 astro-ph.EP 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
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
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
White dwarf pollution by hydrated planetary remnants: Hydrogen and Metals in WD J204713.76-125908.9
WD J204713.76-125908.9是小类白矮星的新成员，它的光球层以氦为主，具有强的巴耳末吸收线和大气金属污染。在这些恒星中观测到的异常丰富的氢可能是富含水的岩石天体吸积的结果。利用哈勃空间望远镜上的宇宙起源摄谱仪和甚大望远镜上的X射线摄影仪，获得了WD J204713.76-125908.9的远紫外和光学光谱，并识别出了9种金属的光球吸收线：C，O，Mg，Si，P，S，Ca，Fe和Ni。的丰度比是一致的稳定状态吸积的外行星体碎片富含挥发性元素碳和氧，和过渡元素硫，由17个，两个，和四个因素相比，散装地球。母天体的组成类似于太阳系的碳质陨石，推断的最小质量$1.6 \times 10^{20}$ g相当于半径为23公里的小行星。我们模拟了被破坏的母体的组成，从我们的模拟中发现，水团的平均含量为8%。
2020-09-10 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
White dwarf collisions and the meteoritic Ne-E annomaly
对原始陨石中稀有气体的分析表明，与太阳系的平均值相比，存在异常的同位素丰度。特别地，已经发现一些石墨颗粒含有出乎意料的高丰度的氖-22。这种过量的氖-22通常归因于钠-22在核心坍缩超新星的O/Ne燃烧层中产生的放射性衰变。在这次演讲中，我们推测一个不同的起源，一个致密的物体（白矮星，中子星或黑洞）的结晶白矮星的破坏。
2018-09-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Reaccumulation process after a catastrophic disruption event on a differentiated asteroid
National Defense Academy（日本防卫大学校）；Kobe University（神户大学）
研究通过模拟撞击事件，探讨分化小行星破坏及铁质 rubble pile 形成机制，发现 catastrophic disruption 产生铁质 rubble pile，而 mantle stripping 形成分层结构，材料强度和方程状态影响碎片生成。
2026-05-12 astro-ph.EP
Using 3.4-$μ$m Variability towards White Dwarfs as a Signpost of Remnant Planetary Systems
本研究利用 unWISE 3.4-$μ$m 光变曲线分析白矮星钙发射盘的近红外变异性，发现多数具有高变异性，并构建了104颗变白矮星目录，证实近红外变异性可作为发现残存行星系统的有效工具。
2024-06-26 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Disintegration of Long-period Comet C/2019 Y4 (ATLAS). II. Post-Perihelion Remnant Recovery
Boston University（波士顿大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
研究长期彗星C/2019 Y4 (ATLAS)解体后残余恢复的观测结果，发现其碎片可能已消失或无显著活动，揭示了理解解体彗星状态的困难。
2025-12-01 astro-ph.EP
Disruption of exo-asteroids around white dwarfs and the release of dust particles in debris rings in co-orbital motion
本文利用CRTBP中的1:1共振周期轨道、稳定性图和N体模拟，研究极端质量比白矮星-小行星-尘埃三体系统中共轨碎片的稳定位置、轨道偏差与寿命。
2024-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
Disruption of a planet spiralling into its host star
描述了行星螺旋进入其宿主恒星的对流包层导致变形和破坏的过程。行星被冲压压力压缩，并变形成扁平形状，为定量模型的发展。压缩增加了行星的密度对比与信封和它的引力结合能。这增加了生存能力，特别是气体行星。给出了冲压压力的破坏深度的估计，并为随后的碎片的残余物。我们展示了岩石或铁行星的碎片，而不是通过对流区混合，下沉到对流区的底部以下。整个事件序列的时间尺度大约是行星的几个轨道时间。如果（部分）冰，岩石或铁行星的螺旋进入发生在主序前的太阳上，它可以解释对流区底部以下的高不透明度，如日震学所推断的。
2018-08-01 astro-ph.EP
Migration into a Companion's Trap: Disruption of Multiplanet Systems in Binaries
大多数双星中的系外行星系统都是S-型的，由一个或多个行星和一个宽的双星伴星围绕一颗主星运行。一颗单行星受到足够倾斜的双星轨道的引力强迫，会通过Kozai-Lidov（KL）不稳定性引起行星偏心率和倾角的大幅振荡。KL循环被用来解释：大偏心率的行星轨道;家庭的密切-在热彗星;和逆行的行星轨道偏心双星系统。然而，有几种扰动可以淬熄KL不稳定性，通过诱导快速近点岁差，稳定所有倾角的圆形轨道：这些可能是木星-质量行星，一个巨大的残留盘或广义相对论岁差。事实上，多行星S型系统中的相互引力扰动可以足够强，使它们的轨道平面具有一定的动力学刚性。在这里，我们提出了一个新的和更快的过程，这是由这个非常代理抑制KL循环驱动。行星摄动使长期振荡的行星偏心率和倾角，也称为拉普拉斯-拉格朗日（LL）本征模式。与残留的星子盘的相互作用可以使行星迁移，导致LL模式周期的漂移，这可以使一个或多个LL模式与双星轨道运动共振。结果可能是戏剧性的，从激发大偏心率和相互倾斜到完全破坏。不需要特殊的物理或初始条件，双共振驱动是通用的，并可能深刻地改变了许多S型多行星系统的结构。它还可以减弱宽双星的多行星出现率，影响密近双星的行星形成。
2015-09-15 astro-ph.EP
