简单物理与积分器精确复现水星不稳定性统计
地球与行星天体物理
2023-06-23 v2 地球物理
摘要
太阳系的长周期稳定性是一个具有重要科学和哲学意义的问题。导致不稳定的机制是水星偏心率被抬升得如此之高，以至于水星要么与金星碰撞，要么被散射进入太阳。此前，为评估长周期稳定性，仅运行过三个包含数千次模拟、时长五十亿年的太阳系 体集合。我们生成了两个额外的集合，每个含 2750 个成员，并在 \texttt{https://archive.org/details/@dorianabbot} 公开提供。我们发现，精确的水星不稳定性统计可通过以下方式获得：(1) 仅包含太阳与八大行星，(2) 使用无修正项的简单 Wisdom-Holman 格式，(3) 使用广义相对论的基本表示，以及 (4) 使用 3.16 天的时间步长。通过将我们的太阳系集合与先前的集合结合，我们构成了一个 9,601 个成员的集合之集合。在该集合之集合中，水星不稳定性事件频率的对数在 1.3 至 5 Gyr 之间随时间线性增长，表明单一机制负责该时间范围内的水星不稳定性，且该机制随时间推进变得更活跃。我们的工作提供了未来五十亿年水星不稳定性统计的稳健估计，勾勒了可能有益于系外行星系统研究的方法论，并提供了两个公开可用的大型太阳系积分集合，可作为理论思想的试验台以及人工智能方案的训练集。
引用
@article{arxiv.2212.14844,
title = {Simple physics and integrators accurately reproduce Mercury instability statistics},
author = {Dorian S. Abbot and David M. Hernandez and Sam Hadden and Robert J. Webber and Georgios P. Afentakis and Jonathan Weare},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14844},
year = {2023}
}
备注
accepted at ApJ