限制性三体接近中的弹出与俘获动力学

我们研究双星被一个大质量质点（例如银河系中心的黑洞）的潮汐瓦解，并讨论不等质量双星成员之间的弹出与俘获偏好如何取决于它们接近该大质量天体的轨道。我们表明，限制性三体近似提供了对该动力学简单而清晰的描述。质量为 m 的双星围绕大质量天体 M 的轨道应几乎是抛物线，偏心率 |1-e| < (m/M)^{1/3} << 1，才能使一个成员被俘获而另一个被弹出。事实上，对抛物线轨道得到的成员能量变化可用于描述非抛物线情况。如果双星的相遇速度远大于 (M/m)^{1/3} 倍双星转动速度，它将被急剧瓦解，且相遇时的能量变化可在简单的瓦解模型中评估。我们评估了圆形双星成员的弹出与俘获以及最终能量的概率分布。原则上，对于任何双曲（椭圆）轨道，较重的成员有更多机会被弹出（俘获），因为它携带了更大比例的轨道能量。然而，如果轨道能量接近零，两个成员之间的差异变小，实际上不存在弹出与俘获偏好。当轨道能量与相遇时典型的能量变化相近时，该偏好变得显著。我们讨论了其对超高速星和巨行星周围不规则卫星的启示。