快速星际气流对尘埃颗粒动力学的影响

研究了尘埃颗粒在快速星际气流作用下的轨道演化。推导了开普勒轨道要素以及颗粒轨道近心点处气流速度矢量的径向、横向和法向分量的长期时间导数。半长轴、偏心率的长期时间导数，以及颗粒轨道近心点处气流速度矢量的径向、横向和法向分量的长期时间导数，构成一个决定颗粒轨道在空间中相对于气流速度矢量演化的方程组。该微分方程组可以很容易地解析求解。从方程组的解中，我们找到了在轨道要素相对于垂直于气流速度矢量的平面确定这一特殊情况下开普勒轨道要素的演化。给出了将这种特殊情况下的开普勒轨道要素变换为相对于任意定向平面确定的轨道要素的方法。尘埃颗粒的轨道要素以恒定的振荡周期周期性变化，或保持恒定。讨论了平面解、垂直解和稳态解。还研究了该解在太阳系中的适用性。我们考虑了半径从1到10微米的冰质颗粒。对于半长轴约在200到3000天文单位、偏心率小于约0.8的轨道上的这些颗粒，所给出的解是有效的。这些轨道的振荡周期大约在10^5到2×10^6年之间。