与系外行星系统参数相关的特洛伊共振动力学、稳定性及混沌扩散
地球与行星天体物理
2015-06-23 v1
摘要
我们研究了小质量特洛伊系外行星在蝌蚪运动域内的次级共振域中的动力学。我们考虑巨行星的无质量特洛伊伴星的极限情况。在没有其他行星的情况下，这是椭圆限制性三体问题 (ERTBP) 的一个案例。更多行星的存在（限制性多行星问题，RMPP）会对特洛伊天体的动力学产生新的直接和间接长期效应。在本文的理论部分，我们开发了作用量 - 角变量下的哈密顿形式体系，这使得能够以统一的方式处理 ERTBP 或 RMPP 中特洛伊天体的共振动力学和长期效应。我们的形式体系导致哈密顿量分解为两部分，。 称为基本模型，描述了短周期（本轮）和会合（天平动）自由度中的共振动力学。 仅包含依赖于慢（长期）角的项。除了角变量的重新定义外， 在 ERTBP 和 RMPP 中形式上是相同的。一个重要的物理后果是，慢速混沌扩散在 ERTBP 和 RMPP 中均通过定性相似的力学机制进行，该机制更好地由“调制扩散”范式近似。在数值部分，我们专注于 ERTBP 以对沿共振的混沌扩散过程进行数值演示。利用颜色稳定性图，我们对主天体的特征质量参数的共振网进行了调查，其中出现了从 1:5 到 1:12（短周期与会合周期之比）的次级共振及其共振多重态。我们给出了共振网中弱混沌轨道扩散的数值示例。我们对共振域内的逃逸时间进行了统计，发现慢速扩散混沌轨道的逃逸时间分布具有幂律拖尾。
引用
@article{arxiv.1410.1407,
title = {Trojan resonant dynamics, stability, and chaotic diffusion, for parameters relevant to exoplanetary systems},
author = {Rocio Isabel Páez and Christos Efthymiopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.1407},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy