行星驱动的星子散射入星：概率、时标与应用

行星系统在其生命周期中可经历多次剧烈动力学活动，产生掠星星子（或系外彗星）并污染宿主恒星。当巨行星在系统演化过程中与其他小天体相互作用时，此类活动尤为显著。然而，由于动力学的混沌性质，很难从观测到的星子瓦解活动确定扰动行星的性质。在本研究中，我们考察一般情形下星子-行星散射的结果。我们聚焦于单行星系统，确定了星子被宿主恒星瓦解的可能性和时标随行星性质的变化关系。我们得到了散射体所能到达最小距离的新解析表达式，通过考虑有限行星偏心率和非零星子质量推广了先前结果。通过N体模拟，我们推导了最小距离的分布以及星子-行星散射三种可能结果——与行星碰撞、抛射、被恒星瓦解——的可能性和时标。对于质量可忽略的星子，我们识别出四个决定性无量纲参数（行星偏心率、行星-恒星质量比、行星半径与半长轴之比、恒星瓦解半径与行星半长轴之比），使我们能够缩放该问题并将发现推广到广泛的轨道构型。利用这些结果，我们探讨了三个应用：beta Pictoris系统中的下落蒸发体、由星子瓦解导致的白矮星污染，以及主序星对行星的吞没。