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Hyperion 自转的非线性时间序列分析:光度观测与数值模拟

混沌动力学 2014-12-10 v3 地球与行星天体物理 空间物理

摘要

Hyperion 的案例已被广泛研究,因为它是已知最大的高度非球形天体。它具有低质量密度,并与 Titan 保持 4:3 的轨道共振。通过 (Klavetter 1989a,b) 的光度观测获得的光变曲线,最初被用于表明 Hyperion 的自转没有周期性。本文利用时间序列分析方法对其进行了分析。估计 Hurst 指数为 H=0.87H=0.87,表明存在持久性行为。由于数据集较短(仅包含 38 个观测点),不幸的是无法给出最大 Lyapunov 指数 λmax\lambda_{max} 的可靠估计。将这些结果与数值模拟进行了比较,模拟给出混沌相空间区域的 H=0.88H=0.88。Lyapunov 时间 TLyap=1/λmaxT_{Lyap}=1/\lambda_{max} 约为 30 天,大约是轨道周期的 1.5 倍。通过进行更长时间的观测,有可能深入了解当前自转状态的动力学特征。

关键词

引用

@article{arxiv.1306.4920,
  title  = {Nonlinear time series analysis of Hyperion's rotation: photometric observations and numerical simulations},
  author = {Mariusz Tarnopolski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1306.4920},
  year   = {2014}
}

备注

An updated version (new template, structure, methods including numerical simulations and aims; dropped the HE analysis, extended mLCE analysis) available at arXiv:1412.2423