气态行星与恒星中潮汐椭圆不稳定性的非线性演化

受潮汐扭曲的旋转恒星和气态行星会受到一种众所周知的线性流体不稳定性——椭圆不稳定性的影响。有人提出，这种不稳定性可能驱动足够的能量耗散，从而解决恒星和行星中潮汐耗散起源这一长期存在的问题。然而，椭圆不稳定性的非线性结果尚未在感兴趣的参数范围内得到研究，其产生的湍流能量耗散也尚未被量化。为此，我们对受潮汐形变的气态行星或恒星的一小块区域进行了三维流体动力学模拟，该区域受到椭圆不稳定性的影响。研究表明，当潮汐形变较弱时，该不稳定性的非线性结果会导致形成沿旋转轴排列的长寿命柱状涡旋。这些涡旋抑制了椭圆不稳定性，最终导致的能量耗散不足以解释潮汐耗散。然而，仍需进一步工作以考虑此处忽略的效应，包括磁场、湍流对流以及真实的边界条件。