重访恒星的主序前演化 II. 行星形成对恒星表面成分的印记

Masanobu Kunitomo; Tristan Guillot; Shigeru Ida; Taku Takeuchi

doi:10.1051/0004-6361/201833127

重访恒星的主序前演化 II. 行星形成对恒星表面成分的印记

太阳与恒星天体物理 2018-10-24 v1 地球与行星天体物理

作者: Masanobu Kunitomo , Tristan Guillot , Shigeru Ida , Taku Takeuchi

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摘要

我们旨在利用最新的恒星演化模型研究行星形成如何在恒星表面成分上留下印记。我们模拟了主序前恒星的演化，将其作为吸积过程中热注入效率、氘质量分数和恒星质量的函数。为简洁起见，我们假设行星形成导致零金属度气体的晚期吸积，从而按照恒星外部对流区质量的函数稀释恒星表面成分。我们采用 $150\,\mathrm{M}_\oplus(M_\star/\mathrm{M}_\odot)(Z/\mathrm{Z}_\odot)$ 作为未被拥有巨行星的恒星（包括我们的太阳）吸积的重元素质量的一个不确定但合理的估计。通过将我们的恒星演化模型与这些估计相结合，我们评估了行星形成对恒星表面成分的影响。我们表明，在最初的 $\sim0.1$ Myr 之后，对流区的演化在年龄因子两倍以内遵循经典演化轨迹。我们发现行星形成应导致恒星表面成分的弥散度，且高质量星比低质量星更大。我们预测 $T_\mathrm{eff}\sim 5500\,$ K 的恒星 [Fe/H] 散布约为 $0.02$ dex，与某些含行星双星中观测到的金属度差异勉强相容。 $T_\mathrm{eff}\geq 7000\,$ K 的恒星可能表现出大得多的 [Fe/H] 亏损，达 0.6 dex 或更多，与难熔元素贫乏的 $\lambda$ Boo 星的存在相容。我们还发现，行星形成可以解释太阳相较于太阳孪生星所表现出的难熔元素缺失，但前提是太阳系行星的冰岩比小于 $\approx0.4$ 且行星形成始于太阳形成开始后 $\approx1.3$ Myr 以内。（节略）

关键词

主序前演化行星形成恒星表面成分对流区金属度弥散 λ Boo 星太阳难熔元素缺失

引用

@article{arxiv.1808.07396,
  title  = {Revisiting the pre-main-sequence evolution of stars II. Consequences of planet formation on stellar surface composition},
  author = {Masanobu Kunitomo and Tristan Guillot and Shigeru Ida and Taku Takeuchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1808.07396},
  year   = {2018}
}

备注

Accepted for publicatoin in A&A. 18 pages, 14 figures

重访恒星的主序前演化 II. 行星形成对恒星表面成分的印记

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关键词

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