基于已探测三行星系统的动力学模拟理解白矮星大气污染的起源

25-50% 的白矮星（WD）呈现出以金属为主的大气污染，主要是岩石物质，在一些 WD 中已探测为气体/尘埃盘，或以测光凌星的形式出现。行星可能负责散射微小天体，使其进入绕星轨道，在那里 WD 的潮汐力可将其瓦解并增加碎屑落到 WD 表面的机会。行星-行星散射过程可由行星系统在主序后演化期间的恒星质量损失触发。在这项工作中，我们继续探索可导致 WD 污染的动力学不稳定性。在之前的工作中我们探索了围绕主序（MS）恒星的双行星系统，这里我们将其扩展到三行星系统架构。我们利用 N 体积分器包 Mercury，将 135 个已探测的围绕 MS 恒星的三行星系统演化到 WD 阶段，通过缩放其轨道架构以使其动力学性质得以保持。我们发现 100 个模拟（8.6%）在 WD 阶段是动力学活跃的（存在行星损失、轨道交叉和散射），其中低质量行星（1-100 M⊕）倾向于在 Gyr 时间尺度上出现不稳定性，而高质量行星（>100 M⊕）随着 WD 老化更迅速地减少动力学事件。此外，发现 19 个模拟（1.6%）有行星穿越 WD 的洛希半径，其中 9 个发生了行星-恒星碰撞。我们的三行星模拟比之前涉及双行星系统的研究在可能促成 WD 污染的模拟比例上略有增加，并表明行星-行星散射负责将行星送至 WD 附近，在那里它们可能直接与 WD 碰撞、被潮汐瓦解或圆化其轨道，从而在 WD 大气上产生污染。