绘架座β周围系外彗星的轨道分布

年龄为2300万年的年轻恒星绘架座β（$\beta$ Pictoris）是研究行星形成的实验室，因为它拥有观测到的碎片盘、两颗直接成像的超木星级行星，以及凌星系外彗星的证据。关于绘架座β周围系外彗星凌星的最新证据来自TESS空间任务。此前对这些凌星的分析，在假设固定凌星撞击参数的情况下，将潜在系外彗星群体的轨道分布限制在约0.03至1.3 AU之间。本文通过考察观测到的凌星持续时间（${\Delta}t$）分布，来推断潜在系外彗星样本的轨道面密度分布（$\delta$）。我们表明，若绘架座β周围存在一个狭窄的系外彗星带，其中凌星撞击参数是随机的，但轨道半长轴相等，则会导致长凌星持续时间的堆积。这与观测结果相反，观测显示短凌星持续时间（${\Delta}t \approx 0.1$ d）堆积，而${\Delta}t > 0.4$ d的凌星仅构成一个长尾。系外彗星在约0.03至2.5 AU之间的平坦密度分布，能使生成的${\Delta}t$分布与观测结果更好地匹配，但预测的${\Delta}t$直方图斜率不够陡峭。使用$\delta \propto a^{\beta}$幂律可以产生与观测结果更佳的匹配。我们的建模揭示，当$\beta = -0.15_{-0.10}^{+0.05}$时，观测与预测的${\Delta}t$分布之间达到最佳拟合。一个更合理的场景是将系外彗星轨道建模为双曲线轨道，这也能在一定程度上重现观测到的${\Delta}t$分布。我们的结果暗示，彗星物质存在于高偏心率轨道上，其半长轴范围比先前光谱观测所建议的更为广泛。