白矮星周围的木星样行星的预测发生率
地球与行星天体物理
2026-01-28 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
仅有少数气体巨型行星围绕白矮星已被发现。仍不清楚，这种稀缺性反映的是观测挑战，还是 stellar evolution（星体演化）的后果。我们旨在对白矮星周围的亚恒星天体进行人口合成，以预测拥有亚恒星伴侣的白矮星的比例和属性。我们生成了一组拥有亚恒星伴侣的白矮星前体样本，并使用 MESA 和 SSE stellar-evolution 代码（stellar-evolution codes），以及标准质量损失和星体潮汐（stellar tides）预设，来预测最终的白矮星及其伴侣的人口。我们发现，无论初始分布、星体潮汐或在渐进巨星（asymptotic giant branch）期间的星体质量损失不确定性如何，白矮星承担亚恒星伴侣的预测比例在银河系中都小于约3%。发生率在相对低质量（约0.53 太阳质量至0.66 太阳质量）的白矮星以及相对年轻（约1-6 十亿年）的系统处达到峰值，其中超过3%。存活的伴侣的半主轴范围为3-24 au。我们估计，约95%的预测伴侣为气体巨型行星。由于伴侣发生率对白矮星前体的金属丰度（metallicity）具有强烈依赖，假设的年龄-金属丰度关系（age-metallicity relation）会显著影响预测结果。基于最近对局部年龄-金属丰度关系的估计，我们估计距离太阳近距离的白矮星伴侣比例可能达到约8%。如果基于中间质量巨星通过径向速度（radial velocity）调查所得的行星和棕矮星伴侣分布反映真实人口的特征，则不足3%的白矮星承担亚恒星伴侣。这很可能代表一种上限，因为由于当前设施的限制，显著数量的伴侣可能难以被检测到。
引用
@article{arxiv.2601.19531,
title = {Predicted incidence of Jupiter-like planets around white dwarfs},
author = {Alex Mauch-Soriano and Matthias R. Schreiber and Diego Correa and Julio Pinilla and Catalina Riveros-Jara and Javiera Vivanco and Maria Paula Ronco and Diogo Belloni and Felipe Lagos-Vilches and Wolfgang Brandner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19531},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in A&A