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重新审视环双星盘截断的图像

地球与行星天体物理 2026-06-25 v1

摘要

观测到环双星盘会发展出由双星的引力影响雕刻出的中心空洞。空洞大小的解析估计预测在23\sim 2 \textrm{--} 3个双星间距处截断,具体取决于双星性质。然而,数值研究仅显示与这些预测的定性一致:空洞大小通常会在长时间尺度上演化,并且可能大大超过解析预测值。在这项工作中,我们修正了这一范式,表明环双星盘中的潮汐截断响应于迄今为止被忽略的额外动力学参数。我们分析了一组80个环双星盘数值模拟,以重新检查负责空洞截断的物理机制,并提供独立于系统演化状态的空洞大小处方。我们发现截断不仅取决于双星参数abina_{\rm bin}ebine_{\rm bin}和质量比qq,还取决于瞬时空洞偏心率ecave_{\rm cav}和相对近心点取向ϖbinϖcav\varpi_{\rm bin}-\varpi_{\rm cav}。这些量共同决定了最内稳定盘轨道RpR_{\rm p}的近心点,其方式与限制性三体问题中的轨道稳定性有一些相似之处。流体动力学效应引入了次级修正,盘标高HH和粘性α\alpha相对于纯引力预测轻微移动空洞边缘。我们引入了一个半解析处方,捕获了RpR_{\rm p}和空洞半长轴acava_{\rm cav}的这些依赖性。我们得出结论,对于质量比q>0.05q>0.05的双星,空洞截断是一个过程,其中盘的瞬时轨道性质(ecave_{\rm cav}ϖcav\varpi_{\rm cav})起着基本作用,应被考虑以准确评估截断效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.27419,
  title  = {Revisiting the picture of circumbinary disc truncation},
  author = {Enrico Ragusa and Elliot Lynch and Guillaume Laibe and Richard Alexander},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.27419},
  year   = {2026}
}

备注

21 pages, 14 figures, 5 tables, accepted for publication in A&A