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热系外黄道尘:无捕获的彗星补给机制不太可能是其成因

地球与行星天体物理 2022-10-05 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

在主序星周围约五分之一的恒星中探测到近红外超量发射,但其本质仍是一个谜。这些超量被解释为来自非常靠近其恒星的小颗粒热尘的热发射(“热系外黄道尘”,hot exozodis),但此类颗粒应当迅速升华或被吹出系统。迄今为止,尚无模型能完全解释这一现象。文献中常提出的一种机制是彗星补给,即掠星彗星在恒星附近沉积尘埃,补充因颗粒升华和吹出造成的损耗。然而,我们表明仅此机制极不可能对热系外黄道尘负责。我们模拟了掠星彗星释放的尘埃颗粒的轨迹与尺寸演化,以确定重现热系外黄道尘观测所需的尘埃与彗星性质。我们发现,仅靠彗星补给要重现观测,只有当尘埃喷出物在释放时具有极陡的尺寸分布,且尘埃沉积速率极高时才有可能。这些要求与我们当前对彗星尘埃和行星系统的理解强烈矛盾。因此,彗星补给不太可能单独对热系外黄道尘负责,若欲重现观测,可能需要与某种尘埃捕获机制(如气体或磁捕获)相结合。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.11219,
  title  = {Hot exozodis: cometary supply without trapping is unlikely to be the mechanism},
  author = {Tim D. Pearce and Florian Kirchschlager and Gaël Rouillé and Steve Ertel and Alexander Bensberg and Alexander V. Krivov and Mark Booth and Sebastian Wolf and Jean-Charles Augereau},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11219},
  year   = {2022}
}

备注

18 pages, 9 figures, accepted for publication in MNRAS