引力聚集体的旋转依赖性灾难性破碎

我们系统性地探索了碰撞前自转对建模为引力聚集体的星子之间低速碰撞结果的影响。我们使用了 pkdgrav，这是一个适用于碰撞问题的宇宙学代码，最近通过包含更真实接触力的新软球碰撞算法得到了增强。旋转天体的有效表面重力低于非旋转天体，因此可能因碰撞而遭受更多的质量损失。然而，尚不清楚的是，无论撞击轨迹如何，自转是否系统地增加了平均质量损失。这对通过星子生长形成行星的效率具有重要意义，也更普遍地影响灾难性破碎（导致最大残留物保留原始质量的 50%）的撞击能量阈值的确定，因为该阈值通常仅针对非自转天体进行评估。我们发现，对于大多数碰撞情景，自转降低了灾难性分散的阈值能量。对于正面碰撞，我们建立了阈值描述随靶体碰撞前自转速率变化的半解析描述，并发现这些结果与 Leinhardt & Stewart 提出的灾难性破碎“普遍定律”一致。利用这种方法，我们引入了重新标度的灾难性破碎变量，考虑了靶体和抛射体的相互作用质量分数，以便将斜撞击转化为等效的正面碰撞。