恒星和巨行星中的平衡潮：I - 共面情况

自1995年以来，已有超过500颗系外行星被发现非常靠近其母星运行，它们经历着强烈的潮汐相互作用。它们的轨道演化取决于引起潮汐耗散的物理机制，而这些机制仍未被很好理解。我们改进了部分或完全对流的流体天体中的平衡潮理论，以预测系统的动力学演化。特别地，我们检验了用品质因子Q模拟潮汐耗散的有效性，这是常见的做法。我们考虑最简单的情况，即所考虑的恒星或行星均匀自转，所有自旋对齐，伴星简化为点质量。潮汐的第一个表现是使恒星或行星的形状沿中心连线绝热地扭曲。这产生了绝热平衡潮的无散速度场，该场与动力潮解耦。潮汐动能通过湍流摩擦耗散为热量，这里我们将其建模为作用于绝热潮汐流的涡粘性。这种耗散诱导出第二个速度场，即耗散平衡潮，它与激发势正交；它负责扰动函数的虚部，该虚部被纳入动力学演化方程，从中推导出特征演化时间。系统演化的速率取决于潮汐耗散的物理性质，特别是涡粘性如何随潮汐频率变化，以及流体平衡潮的对流包层厚度。在低频时，该潮汐以恒定时间延迟滞后，而当潮汐频率超过对流翻转率时，它以恒定角度滞后。