周天盘的拉普拉斯曲面
地球与行星天体物理
2025-04-01 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
经典拉普拉斯曲面定义了围绕具有某些倾斜角的行星,圆形粒子轨道不发生节点预旋的位置。靠近行星时,曲面与行星的赤道重合;远离行星时,曲面与行星的轨道平面重合。我们确定受积星际气体影响、受气压、自重和黏性作用以及行星自转和恒星引力作用的周天盘的拉普拉斯曲面的形状。我们应用赀小倾斜角行星(如木星)的扭曲盘的线性理论。由于耗散作用,开始时略偏离拉普拉斯曲面的盘将演化至该曲面。由于通常温暖的周天盘中的气压效应,盘相对于经典拉普拉斯曲面高度被压平,意味着其扭曲程度较小,但仍显著倾斜。对于木星的情况,盘在任何位置都不与行星的赤道对齐。对于此类盘,自重和黏性对扭曲的影响通常很小。盘的倾斜角位于行星赤道平面与轨道平面之间。远低于预期的周天盘可能在小半径处发生扭曲并与行星赤道对齐。上述结果对太阳系中被观察到的一些卫星轨道演化具有意义,这些卫星轨道与其经典拉普拉斯曲面有一定程度的对齐。
引用
@article{arxiv.2503.22835,
title = {The Laplace Surface of a Circumplanetary Disc},
author = {Stephen H. Lubow and Gordon I. Ogilvie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.22835},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS. 20 pages, 9 figures