短程力对三体系统中极端轨道演化的抑制

Lidov-Kozai (LK) 机制在许多层级三体系统的长期演化中起着重要作用。标准 LK 机制包括受外部扰动体四极势作用的二元系统在大振幅下的偏心率和倾角振荡。最近的研究表明，当势中包含八极项时，内部二元系统可以达到更极端的偏心率并经历取向翻转。众所周知，由短程效应（如广义相对论、潮汐和旋转形变）引起的近心点进动可以限制偏心率的增长，甚至抑制标准（四极）LK 振荡，但它们对八极水平 LK 机制的影响尚未得到充分探索。在本文中，我们系统地研究了这些短程力如何影响八极 LK 周期中发现的极端轨道行为。一般而言，八极势的影响局限于以 90 度为中心的初始相互倾角 $I_{tot}$ 范围内（当内部二元系统质量比远小于 1 时），且该范围随八极强度的增加而扩大。我们发现，虽然短程力不改变此“影响窗口”的宽度和位置，但它们对可达到的最大偏心率施加了严格的上限。该极限偏心率可以解析计算，其值即使对于强八极势以及三个可比质量的一般情况也成立。短程力还会影响轨道翻转，随着这些力强度的增加，逐渐减小可能发生翻转的 $I_{tot}$ 范围。