赫歇尔观测的系外行星系统恒星、行星及碎屑组分间的相关性

赫歇尔（$\textit{Herschel}$）DEBRIS、DUNES 和 GT 计划在 70、100 和 160 $\mu$m 波段观测了 25 pc 内的 37 颗系外行星宿主恒星，其灵敏度足以探测到仅比太阳系 Edgeworth-Kuiper 带通量密度高一个数量级的远红外超辐射。本文对该样本进行分析，以更准确地确定这些系外行星宿主恒星的尘埃辐射（可能）水平，并通过统计分析确定这些系外行星系统各组分之间的联系。我们将近期 $\textit{Herschel}$ 观测测得的通量密度拟合为简单的双参数（$T_{d}$，$L_{\rm IR}/L_{\star}$）黑体模型（或拟合为 100 $\mu$m 处的 3-$\sigma$ 上限）。基于这一统一方法，我们计算了分数光度、径向范围、尘埃温度和盘质量。随后，我们将计算出的尘埃光度或上限与恒星属性（如有效温度、金属丰度、年龄）作图，并识别了这些参数之间的相关性。在样本的 37 颗恒星中，共识别出 11 个碎屑盘。类太阳系外行星宿主恒星周围存在 10 个冷碎屑盘的发生率（29 $\pm$ 9 %）与 DUNES 发现的探测率（20.2 $\pm$ 2.0 %）一致。对于碎屑盘系统，尘埃温度范围为 20 至 80 K，分数光度（$L_{\rm IR}/L_{\star}$）介于 2.4 $\times$10$^{-6}$ 和 4.1 $\times$10$^{-4}$ 之间。对于未探测到的情况，我们计算了尘埃分数光度的典型 3-$\sigma$ 上限，约为几 $\times10^{-6}$。我们在数据集中重现了先前已识别的恒星金属丰度与热木星行星之间的相关性。我们发现尘埃存在增加、行星质量较低与恒星金属丰度较低之间存在相关性。（摘要略）