污染型单白矮星的幂律衰减演化情景
地球与行星天体物理
2018-11-21 v1 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
摘要
行星系统能够在恒星演化中幸存，单白矮星大气金属污染与尘埃盘即为证据。近期观测表明，1% 至 4% 的单白矮星伴有尘埃盘，而金属污染的发生率约为 25% 至 50%。尘埃盘与金属污染已被归因于白矮星周围残余行星系统的吸积，但这两种现象之间的关系仍不清楚。本文提出一种演化情景以联系这两类观测现象。通过分析一个金属污染白矮星样本，我们发现白矮星上的质量吸积率通常遵循分段幂律衰减，若假设尘埃吸积主要由 Poynting-Robertson 拖曳驱动且尘埃源主要通过被类木行星扰动的动力学下落小行星输送，则该规律与理论预言吻合良好。盘的存在主要处于金属污染整个过程（约 0.1 至 0.7 亿年）的早期阶段，而金属污染可探测至约 80 亿年，这自然解释了伴有尘埃盘的金属污染白矮星所占比例（约 2%–16%）。该情景的成功也意味着，具有外巨行星的小行星带构型在若干太阳质量恒星周围可能较为常见。
引用
@article{arxiv.1811.08317,
title = {A power law decay evolution scenario for polluted single white dwarfs},
author = {Di-Chang Chen and Ji-Lin Zhou and Ji-Wei Xie and Ming Yang and Hui Zhang and Hui-Gen Liu and En-Si Liang and Zhou-Yi Yu and Jia-Yi Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.08317},
year = {2018}
}
备注
33 pages, 3 figures, 10 supplementary figures, 3 supplementary tables. Published in Nature Astronomy