含一颗额外遥远行星的太阳系类似系统的归宿

太阳系中一颗遥远行星（“第九行星”）的潜在存在促使人们重新思考行星系统的演化。当太阳从主序星转变为白矮星时，目前假定木星、土星、天王星和海王星在膨胀但其他方面未变的轨道上存活。然而，一颗足够遥远且质量足够的额外行星会通过太阳巨星支质量损失与银河系潮汐的联合效应改变这一宁静的终结场景。在此，我估算了在具有类太阳恒星以及质量和轨道等同于木星、土星、天王星和海王星的巨行星的系统中，会引发未来不稳定的遥远额外行星的质量与轨道界限。我发现该边界是弥散的，且强烈依赖于该遥远行星的各轨道参数。尽管如此，我主张当该行星质量与木星相当且半长轴超过约 300 au，或质量为超级地球且半长轴超过约 3000 au 时，不稳定更常发生而非不发生。这些结果适用于从 100 到至少 400 au 的轨道近心点范围。这一不稳定场景可能代表一种常见现象，正如整个银河系白矮星大气中金属污染的普遍存在所潜在证明的那样。