二维偏心开普勒盘的非线性流体动力学演化：长期理论的验证

我们进行了具有自由偏心的开普勒盘在数千个轨道周期上的全球二维流体动力学模拟。我们的目标是确定长期理论在描述偏心盘演化方面的有效性，并探索中等偏心率盘的非线性演化。线性长期理论能正确预测小偏心率盘的结构和进动速率。然而，观测到具有较大偏心率（和偏心率梯度）的盘进动更快（相对于轨道运动逆行），其速率取决于它们的偏心率（和偏心率梯度）。我们分析推导了偏心气体盘的非线性长期理论，将其解释为当盘中偏心轨道几乎相交时压力力的修正。这一效应对于潮汐破坏事件产生的高度偏心盘或窄气体环可能尤其重要；它也可能在引起某些超胀双星系统的变星中起作用。在二维中，中等偏心盘的偏心率是长寿命的，并在我们的模拟期间持续存在。然而，偏心模式通过其与非轴对称螺旋密度波（由Papaloizou-Pringle不稳定性驱动，发生在我们带有固体壁的理想化设置中）的相互作用以及数值扩散而被弱阻尼。