极坐标环双星盘中的行星形成与稳定性

背景。动力学研究表明大多数环双星盘（CBDs）应为共面。然而一些理论工作表明，在特定条件下 CBD 可变为极坐标，即其自转矢量与双星轨道平面正交。有趣的是，非常近期的观测显示自然界中存在极坐标 CBD（如 HD 98800）。目的。我们基于线性理论检验关于偏心双星周围 CBD 取向的预测。特别地，我们比较了顺行与逆行 CBD 构型。进而，假设行星在这些系统中形成，我们彻底刻画了未对齐（P 型）粒子的轨道行为与稳定性。这对无质量与有质量粒子均进行了。方法。不同构型下 CBD 取向的演化通过三维流体动力学模拟建模。对于轨道刻画与稳定性分析，我们依赖长期 N 体积分以及结构与混沌指示量，如 $\Delta e$ 与 MEGNO。结果。我们确认了先前关于 CBD 取向的解析预测，但发现了顺行与逆行构型间未预期的对称性破缺。因此，高度未对齐 CBD 变为极坐标的可能性高于此前设想。关于环双星 P 型行星（亦称 Tatooines）的稳定性，极坐标轨道在广泛的双星参数范围内稳定。特别地，对于低于 0.4 的双星偏心率，轨道对任意双星质量比均稳定。在无气体情况下，质量低于 $10^{-5}\,M_{\odot}$ 的行星对双星轨道影响可忽略。最后，我们建议应在中等偏心率等质量双星中搜寻极坐标 Tatooines。