双星通过共振锁定的潮汐圆化 I：主序前阶段的重要性

尽管双星中的潮汐耗散已被研究了一个多世纪，但理论预测仍未能与观测到的双星族性质相匹配。本工作定量考察了近期提出的通过共振锁定实现潮汐圆化的提议，其中潮汐耗散源于恒星的自然振荡频率与轨道频率谐波之间的共振，且由于同时发生的恒星演化，共振在较长时间内被“锁定”。我们聚焦于与轴对称重力模的潮汐共振，并考察主星质量从1到2个太阳质量的双星。我们发现，通过共振锁定的轨道演化主要发生在恒星的主序前阶段，主序阶段的贡献可忽略不计。忽略非线性时，共振锁定可使近星点距离远至约10个恒星半径（对应圆化周期约4–6天）的双星圆化。然而，我们发现共振激发的重力模在恒星核心中将变为非线性，这阻止它们达到完整的线性振幅。我们估计这种“饱和共振锁定”使圆化周期减少约三分之一，但共振锁定仍比平衡潮的累积作用有效得多。在 companion paper 中，我们考察了近期的双星数据以与理论比较。