驱动行星演化：动力演化后期天王星与海王星的相互作用
地球与行星天体物理
2025-10-23 v2
摘要
在早期太阳系的数值模拟中，混沌是主要驱动力，这使得探索参数空间变得困难。在这样的模拟中，稳定构型难以获得，通常需要特殊的微调。此外，运行一系列高分辨率、真实的模拟（其中包含一个由大质量粒子组成的盘来驱动行星演化，并且有足够的粒子来代表海王星外天体群以进行统计比较）是不可行的。为了补充最先进的全 N 体模拟，我们开发了一种方法，可以独立地人为控制每颗行星的轨道要素，经过仔细应用，可用于测试更广泛的模型。我们修改了两个广泛使用的 N 体积分器：（1）C 代码 REBOUND 和（2）FORTRAN 代码 Mercury6.2。我们展示了如何在数值积分器中应用特定的虚拟力来严格控制行星演化，从而更容易地探索轨道激发、迁移和阻尼。该工具使我们能够复制大质量星子盘对行星的影响，而无需实际包含该盘，从而减少了混沌和模拟运行时间。我们通过将其应用于天王星和海王星的耦合轨道演化来展示该工具的实用性，并表明海王星的偏心率阻尼和径向迁移对天王星的偏心率产生了适当的影响。
引用
@article{arxiv.2410.11813,
title = {Forcing Planets to Evolve: Interactions Between Uranus and Neptune at Late Stages of Dynamical Evolution},
author = {Arcelia Hermosillo Ruiz and Ruth Murray-Clay and Kathryn Volk and Rosemary Pike},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.11813},
year = {2025}
}
备注
Updated with revised version. Code can be found here: https://github.com/ahermosillo/rebound-forcing-planets/