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利用激光干涉空间天线探测环双星系外行星和褐矮星

DOI：10.1051/0004-6361/201936729 期刊：Astronomy & Astrophysics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 目的：我们探索利用激光干涉空间天线（LISA）探测银河系双白矮星（DWDs）系统中环绕运行的巨型环双星系外行星与褐矮星（BDs）的前景。 方法：基于白矮星污染观测推导的50%发生率假设，我们构建了银河系内环绕DWDs运行的P型巨型系外行星与褐矮星的合成星群。具体通过将具有不同质量及轨道间距特征的亚恒星天体群体注入LISA任务提案采用的DWDs星群来实现。随后采用费希尔矩阵分析法测算这些三体系统中能被LISA检测到周期性多普勒频移引力波扰动的数量。 结果：我们报告了不同质量与半长轴分布组合下LISA可探测的环双星行星（CBPs）及褐矮星数量。针对标准任务周期内观测结果，分别对应悲观（3/14次）与乐观（83/2218次）情景下的CBPs（褐矮星）探测数量。这些探测目标随底层DWDs分布遍布银河系，且更集中于具有更高LISA信噪比及更短轨道周期的DWDs系统。最后表明若将LISA任务延长四年，两种情景下的探测数量都将翻倍以上。 结论：研究结果展现了探测主序后系外行星与褐矮星的良好前景，证明引力波可验证这些天体在整个银河系的存在。LISA的探测将深化我们对系外行星在宿主星经历极端演化阶段后生存状态的认识，阐明恒星晚期是否会出现新的行星形成阶段。该方法与太阳系区域的电磁学研究形成强力互补，为研究全银河系乃至本星系群邻近星系的行星与褐矮星开启了新窗口。
作者： C. Danielski，V. Korol，N. Tamanini，E. M. Rossi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

探索利用激光干涉空间天线（LISA）探测围绕银河系双白矮星（DWD）系统运行的巨型环双星系外行星和褐矮星（BD）的前景。

研究成果

研究结果为探测后主序系外行星和褐矮星展现了良好前景，表明引力波能够证实这些天体群遍布整个银河系。LISA探测器的发现将深化我们对系外行星在宿主恒星经历最极端演化阶段后的生存状况的认知，阐明恒星生命后期是否会出现新的行星形成阶段。

研究不足

该研究基于白矮星污染观测数据，假设绕双白矮星运行的空间碎片（SSOs）发生率为50%，这一数值可能无法准确反映真实发生率。研究同时忽略了外部第三颗恒星的存在，并假定每对双白矮星系统仅能容纳一个空间碎片。

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