白矮星周围高偏心率轨道上小行星与小型行星的混沌自转及演化
太阳与恒星天体物理
2020-01-08 v1 地球与行星天体物理
摘要
观测到的白矮星大气中的行星碎屑主要源自高偏心率()轨道上小型天体的毁灭。尽管十分重要,这些 minor planets 的耦合物理与轨道演化在很大程度上仍未被探索。在此,我们提出一种新方法,用于估计快速混沌自转对高偏心率三轴小行星轨道演化的影响,并正式刻画其角自转速度与轨道要素作为随机时间过程的传播。通过采用冲量近似,我们证明在近星点经过期间的剧烈引力相互作用在轨道与小行星自转间传递能量。若自旋冲量的分布关于零对称,则净结果将是半长轴的长期减小以及偏心率的进一步增大。然而,我们发现证据表明混沌自转可能以某种方式自调节,使这些效应减弱或抵消。我们发现高偏心率轨道上的小行星可在不实际进入洛希半径的情况下自行碎裂——一种无YORP的旋转分裂——这对金属污染白矮星行星系统中碎屑的分布及引力散射的能量需求具有潜在重要影响。该机制提供了持续撞击白矮星的物质流,而不会快速耗尽恒星系统中的小型天体数量。
引用
@article{arxiv.1908.04612,
title = {Chaotic rotation and evolution of asteroids and small planets in high-eccentricity orbits around white dwarfs},
author = {Valeri V. Makarov and Dimitri Veras},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04612},
year = {2020}
}
备注
Revised manuscript resubmitted to ApJ after referee report