从星盘交遇到限制性三体问题子集的数值解
地球与行星天体物理
2017-11-06 v2
摘要
众所周知，在各种天体物理过程中，大质量天体的飞掠会影响最初依靠旋转支撑以抵抗引力的物质。例如星系、原行星盘或行星系统的扰动。我们仅考虑最初处于开普勒圆轨道上的非相互作用低质量天体的扰动，将此类事件近似为限制性三体问题的一个子集。在本文中，我们提出了该问题初始条件的一种新参数化方法。在一定条件下，低质量天体的初始位置可以在很大程度上独立于扰动天体的初始位置来指定。此外，利用该问题已知的标度特性，将特定扰动下初始条件的参数空间降至二维。我们将数值模拟中低质量天体受扰动轨迹的最终特性与该二维初始条件空间建立了联系。由此，绘制了展示扰动对低质量天体影响的图谱，为扰动过程提供了新视角。通过比较不同质量比的图谱发现，低质量扰动天体与高质量扰动天体引起的扰动由不同的物理过程主导。等质量情况则是另外两种情况的复杂混合。由于具有相似初始条件的轨迹通常具有相似的最终特性，因此可以通过插值将有限数量积分轨迹的结果推广到所呈现的完整参数空间。由于我们的结果在所追求的精度范围内也是唯一的，它们构成了该限制性三体问题子集的通用数值解。因此，可以通过缩放等简单变换，无需进一步模拟即可预测真实物理问题的演化。（……）
引用
@article{arxiv.1701.00855,
title = {From star-disc encounters to numerical solutions for a subset of the restricted three-body problem},
author = {Andreas Breslau and Kirsten Vincke and Susanne Pfalzner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00855},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 8 figures, + 2 pages appendix, published by A&A; This version includes the Corrigendum (DOI: 10.1051/0004-6361/201526068e) and changes from the editing process