观测与恒星建模表明行星吞没事件鲜有被发现
地球与行星天体物理
2023-03-29 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
行星系统内的动力学演化可能导致行星被其宿主恒星吞没。吞没之后，恒星光球层的丰度模式将反映出行星岩石物质的吸积。多星系统是搜寻此类丰度趋势的理想环境，因为恒星伴星形成于同一原始气体云，因而预期其初始化学组成差异在0.03–0.05 dex以内。丰度测量偶尔显示出岩石增强，但少数观测针对已知行星系统。为弥补这一空白，我们对36个多星系统开展了Keck-HIRES巡天，其中每个系统至少有一颗恒星为已知行星宿主。我们发现仅HAT-P-4呈现出暗示吞没的丰度模式，但基于其较大的投影间距（30,000 ± 140 AU，超出分子云中典型湍流尺度）更可能为初始成因。为理解我们系统中缺乏吞没探测的原因，我们利用MESA恒星模型量化了恒星光球层中难熔元素增丰的强度与持续时间。我们发现，对于1 M⊙恒星，10 M⊕吞没事件的可观测特征持续约90 Myr。在1.1–1.2 M⊙恒星中特征最强且最持久，但在吞没后约2 Gyr便不再可观测。这表明在年龄为数Gyr的系统中，吞没事件很少能被探测到。
引用
@article{arxiv.2210.12121,
title = {Planet Engulfment Detections are Rare According to Observations and Stellar Modeling},
author = {Aida Behmard and Fei Dai and John M. Brewer and Travis A. Berger and Andrew W. Howard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.12121},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 12 figures; submitted to MNRAS