广义相对论进动与太阳系的长期稳定性
地球与行星天体物理
2023-03-13 v1 广义相对论与量子宇宙学
混沌动力学
摘要
太阳系的长期演化是混沌的。在某些情况下，由长期共振重叠引起的混沌扩散会在行星进入线性长期共振时增大其偏心率，驱动系统走向不稳定。先前工作表明，在建模太阳系时，包含行星进动频率的广义相对论贡献至关重要。它将太阳系在 5 Gyr 内失稳的概率降低了 60 倍。我们运行了 1280 个额外的太阳系 N 体模拟，跨度 12.5 Gyr，其中允许 GR 进动率随时间变化。我们开发了一个简单、统一的 Fokker-Planck 平流-扩散模型，能够复现有水星在有、无以及含时变 GR 进动下的失稳时间。我们表明，虽然忽略 GR 进动确实使水星进动频率更接近与木星的共振，但仅此并不能解释失稳率的升高。还必须存在扩散率的显著增大。我们发现系统对进动频率的变化响应平滑：不存在某个临界 GR 进动频率，低于它太阳系会变得显著更不稳定。我们的结果表明太阳系的长期演化可用平流-扩散模型很好地描述。
引用
@article{arxiv.2303.05567,
title = {General relativistic precession and the long-term stability of the solar system},
author = {Garett Brown and Hanno Rein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.05567},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 4 figures, accepted for publication in MNRAS