脉冲星三星系统 J0337+1715 的长期演化

脉冲星三星系统 J0337+1715 具有显著的规律性和高度的层次结构。长期演化由长期动力学控制，轨道共振的影响可忽略不计。除非其近心点连线平行或反平行，否则长期相互作用会在内轨道和外轨道之间转移角动量。这些选择分别对应于正交本征模 p 和 a。每个本征模的特征是由质量和半长轴设定的偏心率比值，即 $e_{p, 1}/e_{p, 2}\sim a_1/a_2$，而 $e_{a, 1}/e_{a, 2}\sim (a_1/a_2)^{-3/2}(m_2/m_1)$。模 p 主导了系统的当前状态，因此 $e_1/e_2$ 始终保持在接近 $e_{p, 1}/e_{p, 2}$ 的水平。模 a 的微小贡献导致 $e_1$ 和 $e_2$ 以 $\sim 10^3\,\yr$ 的周期振荡。轨道变化应在几年内显现。这将揭示广义相对论 (GR) 对内轨道近心点进动的强迫作用，也可能揭示内白矮星 (WD) 的潮汐和旋转形变产生的较小贡献。Phinney (1992) 提出，当白矮星前身星填充其洛希瓣时，WD-脉冲星双星的本轮能量与单个对流涡旋的动能达到均分。我们将 Phinney 的理论扩展至适用于本征模而非单个轨道。因此，我们预测模 p 和模 a 分别与外部和内部白矮星前身星的巨包层中的涡旋达到均分。最有效的涡旋是那些寿命最接近轨道周期的涡旋。这些涡旋在外层白矮星的前身星中能量更高。这解释了为何模 p 压倒模 a，以及为何内双星的轨道比具有相似轨道周期的其他 WD-脉冲星双星具有更高的偏心率。模 a 微小但有限的振幅为内白矮星的潮汐品质因数设定了下限 $Q\sim 10^6$。