双星与系外行星系统中主序星超谐重力波的非线性潮汐激发

我们研究了在系外行星或双星系统的恒星辐射区中，非线性效应对潮汐激发的内部重力波的作用。我们部分受质量大、短周期热木星（其优先环绕具有对流核的恒星）的潮汐研究驱动，因为此类情况下恒星中心附近的波破碎无法发生。我们发展了一种理论（并以数值计算验证），用于解释在辐射区与对流包层界面附近，由“初级”潮汐波（频率为 $\omega_p$）对超谐“次级”波（频率为 $2\omega_p$）的非线性激发。这些波在主导阶上具有相同的水平相速度，且若次级波能有效耗散初级波，该非线性效应可对潮汐耗散产生重要贡献。我们利用辐射区/对流区界面的局部模型，推导了激发这些次级波至大振幅所需的轨道与恒星参数判据，并将其推广至球状恒星中的潮汐情形。我们使用恒星模型数值评估了这一新非线性效应变得重要所需的临界振幅，并将其与辐射核中波破碎的“常规”判据以及对流核附近 WKBJ 理论的应用进行比较。在 $1.4$ 与 $2M_\odot$ 的主序星中，这一新效应的判据比常规非线性度量更易满足。我们预测即便对后者周围行星质量的伴星，非线性效应也很重要，但在具有辐射核的恒星中该效应可能较不重要。