双星小行星模拟中互势近似的精度
地球与行星天体物理
2023-03-08 v1
摘要
小行星双星的模拟通常使用由级数展开近似的互引力势，这导致截断误差，并且在天体靠近时无法正确计算力与力矩。我们采用一种近期发展的方法，其中互势借助面积分计算，并对椭球形状天体是精确的。将由表面积分法得到的解与一种将互势展开并截断至二阶和四阶的方法进行比较。近似解由“通用双星小行星模拟器”（gubas）生成。我们发现，当天体近乎接触时力与力矩的差异最大。若主天体形状高度细长，这些差异可超过 1000%。长期模拟显示，若天体初始靠近，动力学差异超过 100%；而若初始相距较远，差异可忽略。对于两个三轴椭球的模拟，表面积分法的计算效率与 gubas 的四阶近似相当，且优于截断至八阶或更高阶的势。
引用
@article{arxiv.2301.10083,
title = {The accuracy of mutual potential approximations in simulations of binary asteroids},
author = {Alex Ho and Margrethe Wold and Mohammad Poursina and John T. Conway},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10083},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 16 figures. Accepted for publication in A&A. The abstract has been abridged for arXiv submission