巨星与行星相互作用的流体动力学模拟

我们给出了一个质量为10木星质量的行星与一颗红巨星或渐近巨星支恒星相互作用的流体动力学模拟结果，两者零龄主序质量均为 3.5 $M_\odot$。动力学向内螺旋的时间尺度对于红巨星和渐近巨星支恒星分别约为几年和几十年。行星最终将在距离巨星核心小于我们模拟分辨率的分离处被摧毁，途径为蒸发或潮汐瓦解。随着行星向内螺旋，巨星包层会有些膨胀。基于相对较长的时间尺度，甚至考虑到行星被摧毁前应发生进一步向内螺旋的事实，我们预测这种合并将难以观测，仅会出现相对微小、缓慢的增亮。该过程中极少有质量被抛射。如果行星轨道增强了恒星的主脉动模式，这些结论可能会改变。基于角动量转移，我们还怀疑这种星-行星相互作用可能无法通过 Nordhaus 和 Blackman 的旋转介导发电机效应导致大尺度外流。被摧毁行星的可探测污染只会出现在质量最轻、金属丰度最低的恒星中。我们进一步发现，在两次模拟中行星均以马赫数3至马赫数5穿过恒星外层包层，在模拟结束时达到马赫数1。如解析预测，引力拖曳力减小，且在声速转变处向内螺旋减速。