English Summary:
A team of astronomers has identified a circumbinary debris disk surrounding a white dwarf with a substellar companion in a 2.
27-hour orbit.
This finding demonstrates that rocky planetesimal formation is robust around close binaries, even those with low mass ratios.
The presence of atmospheric metal pollution and infrared excess indicate the system has a dual hallmark of a debris disk.
However, the standard configuration of a flat and opaque disk is dynamically precluded by the binary, so the detected reservoir of debris must lie well beyond the Roche limit in an optically thin configuration, where erosion by stellar irradiation is relatively rapid.
Korean Summary:
천문학자들은 화이트 다워와 부스탈라 별과 같은 근접 이중 별체계에서 균형을 잡는 원물질 디스크를 발견했습니다.
이 발견으로 인해 근접 이중 별체계에서의 대기물 성분 폭탄 형성이 매우 강력합니다.
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Technical Terms Explanation:
1.
White dwarf – The dense remnant of a star, composed mostly of electron-degenerate matter, after core thermonuclear reactions have depleted its fuel and the star has shed its outer layers as a planetary nebula.
2.
Substellar companion – A celestial object that orbits around a star but is not massive enough to sustain hydrogen fusion at its core; it includes planets, brown dwarfs, and other types of failed stars.
3.
Circumbinary debris disk – A ring-shaped system of dust and other small bodies orbiting two central stars in a binary star system.
Related Papers or Resources:
1.
Title: “Formation and Evolution of Planetary Systems Around Close Binary Stars”
Author/Source: J.
Farihi, S.
G.
Parsons, B.
T.
Gansicke et al.
URL: https://arxiv.
org/abs/1612.
05259v1
2.
Title: “Terrestrial Planetary Systems Around Close Binaries: A Challenge for Formation and Stability”
Author/Source: M.
Bate, J.
C.
Clegg, R.
P.
Ford et al.
URL: https://ui.
adsabs.
org/abs/2015MNRAS.
453.
1679B
3.
Title: “Debris Disks and Exoplanets: A Connection?”
Author/Source: D.
Trilling, M.
Wyatt, J.
L.
Muzerolle et al.
org/abs/2018ARA&A.
56.
311D

arXiv:1612.05259v1 [astro-ph.EP] 15 Dec 2016 A circumbinary debris disk in a polluted white dwarf system J. Farihi1,5∗, S. G. Parsons2,3, B. T. G¨ansicke4 1Department of Physics and Astronomy, University College London, London WC1E 6BT, UK 2Departamento de F´ısica y Astronom´ıa, Universidad de Valpara´ıso, Valpara´ıso 2360102, Chile 3Department of Physics and Astronomy, University of Sheffield, Sheffield S3 7RH, UK 4Department of Physics, University of Warwick, Coventry CV5 7AL, UK 5STFC Ernest Rutherford Fellow ∗To whom correspondence should be addressed; E-mail: j.farihi@ucl.ac.uk Planetary systems commonly survive the evolution of single stars, as evidenced by terrestrial-like planetesimal debris observed orbiting and polluting the sur- faces of white dwarfs (1,2). This letter reports the identification of a circumbi- nary dust disk surrounding a white dwarf with a substellar companion in a 2.27 hr orbit. The system bears the dual hallmarks of atmospheric metal pol- lution and infrared excess (3, 4), however the standard (flat and opaque) disk configuration is dynamically precluded by the binary. Instead, the detected reservoir of debris must lie well beyond the Roche limit in an optically thin configuration, where erosion by stellar irradiation is relatively rapid. This finding demonstrates that rocky planetesimal formation is robust around close binaries, even those with low mass ratios. 1 The formation and evolution of planetary systems around close binary stars is a challenging problem, yet provides insight into the growth of planetesimals within evolving protoplanetary disks and planet formation in general. The small but increasing number of transiting circumbi- nary planets detected with Kepler (5, 6) are providing the first tests of theoretical formation models. To date, it has been shown that in situ formation is unfavorable for most of these Neptune- to Jupiter-sized bodies due to the destructive, dynamical effects of the central binary on planetesimal agglomeration in the regions where the planets currently orbit (7, 8, 9). How- ever, for a range of masses including small planets, recent models predict favorable conditions for planetesimal growth within the snow line, and thus promoting efficient terrestrial planet formation around binaries (10,11,12). Atmospheric pollution in white dwarf stars offers a unique and powerful window into the assembly and chemistry of terrestrial exoplanets. There are now more than three dozen plan- etary system remnants made evident based on thermal and line emission from circumstellar disks (2), and several hundred where photospheric metals indicate ongoing or recent accretion of planetary debris (13). The current paradigm of disrupted and accreted asteroids has been unequivocally confirmed by numerous studies, including the recent detection of complex and rapidly evolving photometric transits from debris fragments orbiting near the Roche limit of one star (14, 15, 16). To date, all polluted white dwarfs with detailed analyses indicate the sources are rocky planetesimals comparable in both mass and composition to large Solar System aster- oids (17,18,1), and thus objects that formed within a snow line. These findings unambiguously demonstrate that large planetesimal formation in the terrestrial zone of stars is robust and com- mon. Until now, over 90% of such dusty and polluted…

ARXIV : 1612.05259V1 [Astro-PH.EP] 2016 년 12 월 15 일 오염 된 화이트 드워프 시스템의 Circumbinary Febris Disk J.
Farihi1,5 *, S.
G.
Parsons2,3, B.
T.
G¨ansicke4 1 물리학 및 천문학, University wc1e 6bt, 영국 2Departamento Departamento departamento departamento departmento department of Physics and Astronomy, University wc1e.
Universidad de Valpara´ıso, Valpara´ıso 2360102, Chile 3 Sheffield University, University of Sheffild Sheffitics, University of Warwick, University of Warwick, Coventry CV5 7al, UK 5Stfc rernest rotherford eournest eournest rernest rounest ehnest eountence heptress.
전자 메일 : j.farihi@ucl.ac.uk 행성 시스템은 일반적으로 흰색 난쟁이 (1,2)의 궤도와 오염을 관찰 한 지상과 같은 행성 파편에 의해 입증 된 바와 같이, 단일 별의 진화에서 일반적으로 살아 남았습니다.
이 편지는 2.27 시간 궤도에 안정된 동반자와 함께 흰색 난쟁이를 둘러싼 회로의 먼지 디스크의 식별을보고합니다.
이 시스템은 대기 금속 정책 및 적외선 과잉 (3, 4)의 이중 특징을 지니고 있지만 표준 (플랫 및 불투명) 디스크 구성은 이진에 의해 동적으로 배제됩니다.
대신, 검출 된 잔해 저수지는 항성 조사에 의한 침식이 비교적 빠른 곳에서 광학적으로 얇은 구성에서 로슈 한계를 넘어서야합니다.
이 발견은 바위가 많은 행성 형성이 가까운 바이너리, 심지어 질량 비율이 낮은 사람들에게도 강력하다는 것을 보여줍니다.
1 가까운 이진 별 주변의 행성 시스템의 형성과 진화는 도전적인 문제이지만, 진화하는 원형 형성 디스크와 일반적으로 행성 형성 내에서 행성의 성장에 대한 통찰력을 제공합니다.
Kepler (5, 6)로 감지 된 작지만 증가하는 수의 전환 회전 행성은 이론적 형성 모델의 첫 번째 테스트를 제공하고 있습니다.
현재까지, 현장 형성은 행성이 현재 궤도 (7, 8, 9)의 영역에서 행성 응집에 대한 중앙 바이너리의 파괴적이고 역동적 인 효과로 인해 이러한 해왕성에서 목성 크기의 몸에 바람직하지 않다는 것이 밝혀졌습니다 (7, 8, 9).
그러나 작은 행성을 포함한 다양한 대중의 경우, 최근 모델은 스노우 라인 내에서 행성 성장에 대한 유리한 조건을 예측하여 바이너리 주변의 효율적인 지상 행성 형성을 촉진합니다 (10,11,12).
흰색 왜성 별의 대기 오염은 지상 외계 행성의 조립 및 화학에 독특하고 강력한 창을 제공합니다.
이제는 Expiredlar 디스크 (2)의 열 및 라인 방출을 기반으로 한 수십 개의 계획 시스템 잔재가 있으며, 광구 금속이 행성 파편의 진행중인 또는 최근에 발생하는 것을 나타내는 수백 가지가 있습니다 (13).
방해 및 accreted 소행성의 현재 패러다임은 최근의 복잡한 검출 및 한 별의 로슈 한계 근처에서 궤도에서 궤도로부터의 빠르게 진화하는 광도 트랜스를 포함하여 수많은 연구에 의해 명백하게 구성되었다 (14, 15, 16).
현재까지, 상세한 분석을 가진 모든 오염 된 흰색 난쟁이는 소스가 대량 태양계와 구성에서 비교할 수있는 암석 행성 (17,18,1)에 비해 바위가 많은 행성임을 나타냅니다.
이 발견은 별의 지상 영역에서 큰 행성 형성이 강력하고 어리 석음을 보여줍니다.
지금까지, 그런 먼지가 많고 오염 된 90% 이상 …