行星系统中小天体的散射：对彗星物质可能轨道的约束
地球与行星天体物理
2015-06-03 v1
摘要
行星对小天体的散射是行星系统中重要的动力学过程。我们提出了一个解析模型来描述这一过程，其简化假设是每个粒子的动力学在任一时刻主要由单一行星主导。因此，散射过程可被视为一系列三体问题，在每次问题中相对于相关行星的蒂塞朗参数守恒。这限制了粒子可被散射到的轨道参数空间。此类论点此前已应用于彗星从柯伊伯带散射至太阳系内部的过程。我们的分析将此推广到任意行星系统。对于从外带直接沿行星链散射的粒子，基于蒂塞朗参数的初始值，我们发现可以：(i) 确定哪些行星能将粒子从系统中弹出，(ii) 定义粒子可被散射到的最小恒星距离，以及 (iii) 约束不同距离处粒子的倾角范围（从而约束盘的高度）。将此应用于太阳系，我们确定行星的间距接近于在它们之间散射粒子的最优状态。关于在拥有类似柯伊伯带的恒星周围发现的温暖尘埃，我们表明，如果外区和内区之间存在动力学联系，则某些中间行星系统的架构无法产生观测结果。此外，我们表明，对于某些行星系统，彗星可以从外带（或在约束较少的情况下从类似奥尔特云的区域）散射到掠日轨道，这支持了某些邻近白矮星的金属污染和尘埃现象具有行星起源的观点。
引用
@article{arxiv.1111.1858,
title = {The scattering of small bodies in planetary systems: constraints on the possible orbits of cometary material},
author = {A. Bonsor and M. C. Wyatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.1858},
year = {2015}
}