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太阳风在尘埃粒子长期轨道演化中对 Poynting-Robertson 效应的主导作用

地球与行星天体物理 2015-06-18 v1

摘要

本文讨论了太阳风的性质,并将其应用于太阳风对太阳系天体运动的影响。太阳风成分的速度密度函数由 κ\kappa-分布给出。太阳风作用的相关贡献除了直接撞击外,还包含溅射和反射分量。就长期轨道演化而言,太阳风效应比太阳电磁辐射的作用更为重要。即使假设尘埃粒子质量恒定、忽略太阳风速度的非径向分量并忽略太阳风性质的时间依赖性,太阳微粒辐射的效应也比 Poynting-Robertson 效应更重要。所提出的天体在太阳辐射(电磁和微粒)作用下的运动方程,比常规使用的方程更好地符合现实。天体的加速度正比于径向速度分量乘以数值系数 [2+(η1+η2)/Q pr][2 + (\eta_{1} + \eta_{2})/ \overline{Q} ~'_{pr}] 与横向速度分量乘以数值系数 (1+η2/Q pr)(1 + \eta_{2}/ \overline{Q} ~'_{pr}) 的叠加,其中 Q pr\overline{Q} ~'_{pr} 是辐射压的无量纲效率因子。此处 η1\eta_{1} \doteq 1.1,η2\eta_{2} \doteq 1.4,速度为天体相对于太阳的速度。此外,还给出了由于太阳周期导致的 η1\eta_{1}η2\eta_{2} 的时间变异性。尘埃颗粒呈现给风压的无量纲截面约为 4.7。该值不同于常规使用的值 1.0。就微米级尘埃粒子而言,黄道云的质量损失率是目前公认值的 4 倍。

关键词

引用

@article{arxiv.1401.0581,
  title  = {Solar wind dominance over the Poynting-Robertson effect in secular orbital evolution of dust particles},
  author = {Jozef Klačka},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1401.0581},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages