密近双星中多方球星的内部结构与拱线运动

我们考虑一个由多方指数为n的多方球和一个点质量天体组成的同步圆轨道双星系统，并采用自洽场方法构建在自转和潮汐扰动下多方球的平衡结构。我们的自洽场方法与其他方法的不同之处在于，平衡轨道角速度是自动计算而非预先给定的，这对于精确获得拱线运动速率至关重要。我们发现，离心力和潮汐力使受扰恒星的中心更致密、尺寸更大。对于固定熵的n=1.5多方球，当μ=1和μ≈0.1-0.9时（μ为多方球相对于总质量的质量分数），恒星半径的增强因子分别约为23%和4-8%。当μ>0.13-0.14且n>1.5时，离心力在决定平衡结构中占主导地位。对于n>2的情况，受自转和潮汐扰动的多方球的形状和尺寸可由相应的洛希模型很好地描述。在平衡潮条件下，圆轨道双星的拱线运动速率仅在自转和潮汐扰动较弱时才与经典公式的预测吻合良好。当扰动较强（如临界构型）时，对于n=1.5的多方球，经典理论低估了实际拱线运动速率高达50%，尽管随着n增大，差异会减小。为便于实际应用，我们提供了密度集中度、体积半径和有效内部结构常数等量作为μ和扰动参数的拟合公式。