碰撞级联的自洽尺寸与速度分布
地球与行星天体物理
2015-06-03 v1
摘要
碰撞级联的标准理论处理在推导稳态尺寸分布时,假设所有天体(无论大小)具有单一恒定的速度弥散。本文放宽这一假设,自洽地求解天体的稳态尺寸分布以及依赖于尺寸的速度分布。具体而言,除通常用于在稳态级联中求解尺寸分布的质量守恒条件外,我们还考虑了粘滞搅动、动力学摩擦以及天体随机速度的碰撞阻尼。所得到的尺寸分布显著陡于未考虑速度演化时所得的分布。例如,自洽地考虑速度后,可将 Dohnanyi(1969)微分尺寸谱的标准幂律指数 q=3.5 改变至高达 q=4。类似地,对于由自身引力维系在一起的天体,Pan & Sari(2005)给出的相应幂律指数范围 2.88<q<3.14 可陡化至高达 q=3.26。我们的速度结果可对天体尺度高度随尺寸的函数关系给出定量预言。结合我们的预言,对柯伊伯带、小行星带以及系外碎片盘不同尺寸天体尺度高度的观测,有望约束搅动级联的大质量天体数目与质量,以及碰撞天体的内部强度。
引用
@article{arxiv.1111.0667,
title = {Self-consistent size and velocity distributions of collisional cascades},
author = {Margaret Pan and Hilke E. Schlichting},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.0667},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 3 figures, 1 table; submitted to ApJ