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环双星盘中的气体堆积、间隙溢出与1.5型迁移:一般理论

地球与行星天体物理 2015-06-05 v2 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学

摘要

许多天体物理双星系统,从行星到黑洞,都会对其环双星吸积盘施加强大的力矩,并预期会显著改变盘的结构。尽管该课题已有数十年的研究历史,但对于任意质量比和吸积率,双星+盘系统的联合演化尚未采用自洽假设进行建模。本文在强扰动极限下解析求解了耦合的双星-盘演化方程,自洽地处理了盘与双星之间的方位角平均角动量交换以及密度、标高和黏性的修正,同时考虑了黏性加热和潮汐加热、扩散限制冷却、辐射压以及双星的轨道衰减。我们得到了一个具有中心空腔的解,其迁移率与先前针对II型迁移得到的结果相似,适用于大质量、大双星间距以及接近相等的质量比。然而,我们识别出一个独特的新机制,适用于较小的间距和质量,以及质量比在0.001<q<0.1范围内的系统。对于这些系统,气体在双星轨道外侧堆积,但并非形成空腔,而是像多孔坝一样持续溢出。盘轮廓介于弱扰动盘(产生I型迁移)和具有间隙的盘(产生II型迁移)之间。然而,次星的迁移率通常比I型和II型迁移率都慢。我们将这一新机制称为“1.5型迁移”。

关键词

引用

@article{arxiv.1205.4714,
  title  = {Gas pile-up, gap overflow, and Type 1.5 migration in circumbinary disks: general theory},
  author = {Bence Kocsis and Zoltan Haiman and Abraham Loeb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1205.4714},
  year   = {2015}
}

备注

21 pages, 3 figures, accepted for publication in MNRAS