推动行星-盘相互作用中偏心率的极限

对偏心性扰动体与微分剪切气盘之间的引力相互作用进行建模是一项长期存在的难题，具有多种天体物理应用，从行星系统的演化到嵌入AGN气盘中的黑洞迁移。近期工作发展出一种全局、线性、模态方法，用于计算激发醒觉及其对扰动体轨道演化所产生的反馈。本文进行一系列针对性的流体动力学模拟，以测试这种线性框架在不同气盘温度和密度轮廓下的适用性。特别是，我们从圆形轨道推进到高度偏心轨道，后者使得扰动体相对于背景气体超声速运动。我们在各种诊断工具上发现，我们的模拟与线性方法之间存在惊人的一致性——这为预测的醒觉形态、复杂的径向扭矩密度轮廓以及在偏心率超过局部纵横比时发生的扭矩反转现象提供了支持。相比之下，与之前的拟合函数比较暴露了显著的差异，警示不要在探索不同扰动体偏心率、不同气盘结构的研究中不加区分地使用这些拟合函数。我们的模拟还探讨了冲击引起的角动量沉积和共轱马蹄形drag的非线性效应，这些效应随偏心率的变化而有明显差异。最后，本次对线性理论与数值方法的精细比较为行星-气盘相互作用问题提供了详细的基准，并我们提供了线性计算的存储库，可用于严格测试未来的数值研究。