通过贝叶斯统计比较约束棕色矿星沙漠形成机制

本文对棕色矿星伴侣进行全面的贝叶斯统计分析，以探究导致观察到的“棕色矿星沙漠”——即在轨道分离小于 5 AU 处棕色矿星伴侣显著稀缺的物理机制。我们使用来自 \texttt{exoplanet.eu} 目录经严格筛选的 88 个确认棕色矿星伴侣样本（质量为 13--80 码尔量质，半长轴为 0.1--5.0 AU），采用马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）优化和二维 Kolmogorov-Smirnov 检验，将观察到的轨道与质量分布与三个理论形成场景进行比较：（A）类型 II 盘驱动迁移，（B）核心积聚伴随质量相关存活，（C）来自宽轨道的动力学散射。我们的分析涵盖每个场景的 4 参数模型，合理的后验分布量化了参数不确定性和相关性。盘迁移模型提供了统计上优越的拟合（二维 KS 检验 p = 0.18），最优参数为 $\log_{10}\nu = -6.47^{+0.42}_{-0.31}$，$\sigma_\nu = 0.34^{+0.23}_{-0.17}$，$t_{\rm disk} = 1.66^{+1.24}_{-0.84}$ Myr，$M_{\rm gap} = 12.0^{+4.7}_{-8.3}~\mjup$，符合类型 II 迁移理论。动力学散射模型获得中等性能（p = 0.08），而核心积聚场景表现不佳（p < 0.001），尽管理论上较为精细。发生率分析显示，沙漠区域（0.1--5 AU）相对于宽轨道（>5 AU）被削减约 1.6 倍，这一约束仅由迁移模型成功复现。我们的结果提供了定量证据表明，棕色矿星在宽轨道（10--30 AU）通过盘破碎形成，并经历有限的类型 II 迁移到达观察到的近距离位置，迁移在靠近 1 AU 处自然通过 gap 开启过程停止。