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等质量偏心双星因气体盘引起的轨道演化:偏心内旋与圆化外旋

高能天体物理现象 2021-06-17 v2 地球与行星天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

我们求解描述环双星盘吸积到偏心等质量双星上的二维流体动力学方程。我们计算了双星半长轴 aa 和偏心率 ee 随时间的变化率,覆盖从 e=0e=0e=0.9e=0.9 的连续偏心率范围。我们发现初始偏心率 e00.1e_0 \lesssim 0.1 的双星趋向 e=0e=0,此时双星半长轴扩张。其余双星被吸引至 e0.4e \approx 0.4,此处双星半长轴衰减。e0.4e \approx 0.4 吸引子由盘响应从近原点对称态到进动非对称态的快速变化引起。该状态变化使时间变化率 a˙\dot{a}e˙\dot{e} 在同一临界偏心率处陡变符号,产生 a˙=e˙=0\dot{a} = \dot{e} = 0 的吸引解。然而这并不导致停滞的偏心双星。盘状态间的有限过渡时间使双星偏心率向两个方向越过吸引偏心率演化,造成轨道参数振荡与半长轴漂移。对所选盘参数, e00.1e_0 \gtrsim 0.1 的双星演化并围绕 e0.4e \approx 0.4 振荡,此处半长轴收缩。由于不等质量双星通过优先吸积增长趋向等质量,我们的结果适用于广泛的初始双星质量比。因此,这些发现值得对该盘过渡进一步研究;理解其对盘参数的依赖对确定环双星盘轨道演化双星的命运至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.09251,
  title  = {Orbital Evolution of Equal-mass Eccentric Binaries due to a Gas Disk: Eccentric Inspirals and Circular Outspirals},
  author = {Daniel J. D'Orazio and Paul C. Duffell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09251},
  year   = {2021}
}

备注

Published in The Astrophysical Journal Letters