极薄近开普勒盘中势软化与偏心率动力学
地球与行星天体物理
2019-09-25 v2 星系天体物理
摘要
在许多涉及环绕主导中心质量运行的盘（气态或颗粒态）的天体物理问题中，盘引力势起着重要的动力学作用。其对外部物体运动以及盘自身动力学的影响通常可使用长期近似来研究。这常通过软化引力来完成，以避免在使用经典拉普拉斯-拉格朗日理论计算极薄盘的长期平均势——扰动函数——时出现奇点。我们探讨了文献中提出的几种软化形式在再现盘势中正确偏心率动力学方面的表现。我们识别出在零软化极限下，其结果精确收敛、近似收敛或完全不收敛于期望行为的软化模型。我们还发展了一个通用框架，用于针对相当一般的相互作用势形式，在给定任意软化规定下计算长期扰动函数。我们的结果表明，将盘表示为 N 个引力相互作用环带的长期盘动力学数值处理是相当苛刻的：对于给定（无量纲）软化参数 ς≪1，准确再现偏心率动力学需要 N∼Cς^{-χ}≫1，其中 C∼O(10)，1.5≲χ≲2。在具有锐边的盘中，需要非常小的软化参数 ς（≲10^{-3}）才能正确再现盘边界附近的偏心率动力学；这一发现与行星环建模相关。
引用
@article{arxiv.1904.07592,
title = {Potential softening and eccentricity dynamics in razor-thin, nearly-Keplerian discs},
author = {Antranik A. Sefilian and Roman R. Rafikov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.07592},
year = {2019}
}
备注
Final version accepted for publication in MNRAS: 23 Pages, 9 Figures, 2 Tables