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白矮星污染物中的地外地质推断:星体物理学的影响

地球与行星天体物理 2025-10-22 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

许多白矮星从自身的行星系统中吸积了物质。这些天体可用于推断地外行星物质的成分,并识别关键地质过程的证据。然而,白矮星的大气物理学会通过差异原子扩散扭曲推断的物质成分,使其偏离真实成分——主要是吸积金属的差异扩散。纠正这一效应至关重要,但取决于与白矮星本身相关的各种物理假设。我们首先关注与对流超迁移和热盐混合假设有关的原子扩散时间尺度问题。对于拥有氢为主大气、温度在12000 K至18000 K之间的白矮星,我们发现,若包含完整的对流超迁移处理,可降低吸积物质中铁和氧的推断浓度。对于这些白矮星,我们还发现若包含热盐混合,可降低铁和氧的浓度。在以氦为主的系统中,对流超迁移的影响相对较小。随后我们通过比较公开可用的数据库扩散时间尺度,探讨其他物理假设的总体影响。我们发现,模型数据库的选择对拥有氦为主大气的白矮星影响巨大,尤其是对吸积物质的核心对 mantle 比例的推断。我们确定了若干系统,其地质解释在这些系统atics面前是稳健的。我们还提出了一种“偏差指标”,可用于在无需详细建模的情况下估计改变星体物理学可能带来的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.17985,
  title  = {Exogeological inferences from white dwarf pollutants: the impact of stellar physics},
  author = {Andrew M. Buchan and Pier-Emmanuel Tremblay and Antoine Bédard and Evan B. Bauer and Tim Cunningham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17985},
  year   = {2025}
}

备注

22 pages, 19 figures. Accepted for publication in MNRAS