研究發現行星部分瓦解時的碎片動力學演化特性_裁心鏤舌網
潮汐瓦解能夠解釋天體物理學中的研究多種瞬變現象。在不同系統參數和被瓦解天體化學成分的發現情況下,瓦解過程中生成的行星學演性物質與中心天體的相互作用,可以產生X射線、部分光學、瓦解甚至射電等波段的時的碎片各種爆發現象。目前,動力行星部分瓦解情況下的化特碎片動力學演化研究仍是空白,對深入研究理解重復爆發輻射的研究起源和機制具有重要意義。
近期,發現新疆天文臺脈沖星研究團組的行星學演性科研人員阿布都沙塔爾·庫爾班及其合作者利用引力擾動理論研究了中子星周圍行星部分瓦解后的碎片動力學演化特性,為深入研究重復爆發現象的部分起源和爆發機制提供重要線索。該研究成果已在英國《皇家天文學會月刊》上正式發表(MNRAS, 2023, 522, 4265-4274)。瓦解
中心天體與行星之間的時的碎片距離決定著被瓦解天體是被完全瓦解或部分瓦解。當巖石類行星部分瓦解時,動力其質量損失很少,原行星運行軌道的改變可忽略不計,產生的碎片分別運動在不同橢圓軌道上,這些碎片與原行星、中子星可看做多體系統。假設碎片之間相互作用可忽略,單一碎片、原行星與中子星便可看作簡單的三體系統,研究人員發現在這個系統中,原行星的引力擾動是不可忽略的因素,在碎片演化過程中占主導地位,對比碎片的角動量演化時標和碎片本身的軌道周期演化關系(見圖1),在原行星的引力擾動下,最內軌道(靠近中子星)的碎片會在很短時間內損失掉角動量,從而被中子星捕獲落到其表面,產生爆發輻射。行星結構及其軌道參數是影響行星潮汐瓦解的關鍵參量。
本研究結果為碎片與中子星多次碰撞產生的重復爆發現象提供了理論依據。研究人員將對碎片與中子星的相互作用可能產生的其他天體物理現象展開深入研究。
文章鏈接:https://doi.org/10.1093/mnras/stad1260

圖1:部分潮汐瓦解的情況下,最內軌道中碎片的軌道周期(實線)及其角動量的演化時標(虛線)隨行星質量變化的曲線。子圖(a)為Fe行星,子圖(b)為MgSiO3行星。紅線、藍線和綠線分別對應行星軌道周期為10天、100天和1000天的情況。