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探索常见包层演化核心:后动力学轨道道中内在动力学

太阳与恒星天体物理 2025-05-15 v1

摘要

常见包层演化的三维湍流动力学模拟往往在伴侣从初始动力学坠落过渡至缓变轨道半长轴 aba_\text{b} 的长期后动力学轨道后便被提前终止。这种提前终止常源于数值分辨率不足以及两核心引力势的软化难题。本文采用静态细化的三维湍流动力学模拟,研究包层内轨道的二体系统,探讨数值分辨率、引力势软化方案及其相关软化尺度的影响。我们发现,诸如二体轨道持续时间或体积平均剪切率等量项,仅当软化长度 ϵ0.1ab\epsilon \le 0.1 a_\text{b} 且分辨率 δ6×103ab\delta \le 6 \times 10^{-3}a_\text{b} 时,才会收敛至渐近值,更小的 ϵ\epsilon 需对应更小的 δ\delta。在若干个二体轨道后,两核心被包裹在共转的、近似静力学气体结构中,类似于接触二体的共享包层。我们提出该结构负责缓慢动力学坠落,导致二体质量比 q=1/3q=1/3 时约为 10510^5 个轨道周期,q=1q=1 时约为 10610^6 个轨道周期的渐近坠落持续时间。通过研究动力学螺旋,我们认为在后动力学阶段,磁场不太可能通过常规的 α\alpha--效应组织成大尺度结构。即便无磁场,我们也观察到间歇性的极地外流被部分离心驱动的极地漏斗聚拢。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.04419,
  title  = {Journey to the center of the common envelope evolution. Inner dynamics of the post-dynamical inspiral},
  author = {Damien Gagnier and Ondrej Pejcha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.04419},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 24 figures. Resubmitted to A&A