Общая теория орбитальной эволюции двойных систем с солнцами
В рамках этой работы предложен подход, обобщающий ряд частных теорий и рассчитаны величины, определяющие орбитальную эволюцию двойных систем, содержащих звезды типа Солнца.
Разработанная в ФИАНе общая теория динамических приливов развивает и обобщает известные теории Занна, В. Пресса и С. Тьюкольского. Полученные результаты могут быть непосредственно применены к объяснению орбитальных параметров систем, содержащих двойные звезды, планеты-гиганты и коричневые карлики с орбитальными периодами в несколько земных дней (см. рисунок 1).
Теоретиками было доказано, что, если известен механизм диссипации свободных колебаний нормальных мод звезды и известны параметры орбиты, то приливные взаимодействия полностью определяются важнейшими характеристиками – т.н. интегралами перекрытия и их зависимостью от собственных частот нормальных колебаний.
Для вращающихся звезд типа Солнца эти величины были определены аналитически и рассчитаны численно в рамках так называемого традиционного приближения и приближения Каулинга, причем темп вращения не предполагался малым. Оба метода показали превосходное согласие друг с другом. По этой теме были опубликованы две статьи в международном журнале «Monthly Notices of Royal Astronomical Society».
Рисунок 1. Характерное время эволюции большой полуоси массивной планеты, находящейся на орбите вокруг звезды солнечного типа (в годах) в зависимости от орбитального периода (в днях). Штриховая, сплошная и пунктирная линии соответствуют массам планеты 10, 1, 0,1 массы Юпитера. Изображение с сайта fian-inform.ru
В настоящее время разработанная теория применяется для изучения приливных взаимодействий более массивных звезд, обладающих конвективным ядром. В этом случае как численные, так и аналитические расчеты значительно затруднены из-за пекулярного поведения частоты Брента-Вяйсяля при переходе к конвективному ядру, что заставляет применять более сложные методы расчетов.
В рамках этих исследований, фиановцы, совместно с коллегами из Кембриджского и Лондонского университетов, предложили теорию орбитальной миграции массивного тела (черной дыры или протопланеты), погруженного в аккреционный диск и имеющего направление орбитального движения в сторону, противоположную направлению вращения диска.
Была рассчитана структура протопланетных или аккреционных дисков, содержащих объект, двигающийся в сторону, противоположную вращению диска, и орбитальная эволюция этого объекта.
В случае протопланетных систем, такая ситуация может возникнуть из-за гравитационного взаимодействия системы протопланет друг с другом и протопланетным диском. Это взаимодействие может привести к тому, что одна из протопланет изменит направление своего орбитального движения.
По словам ведущего научного сотрудника Отдела теоретической астрофизики АКЦ ФИАН Павла Борисовича Иванова, «дополнительной мотивацией в этих исследованиях является то обстоятельство, что подобные системы также возможны в галактических центрах, находящихся на ранних этапах своей эволюции, где, как полагают, происходит процесс слияния галактик с формированием двойных сверхмассивных черных дыр, окруженных аккреционным диском. Причем направление орбитального движения такого объекта никак не скоррелировано с направлением движения вещества в аккреционном диске и поэтому может быть направлено как в сторону вращения диска, так и в противоположную сторону».
Были разработаны аналитические методы и численный подход к этой проблеме, основанный на решении вертикально-проинтегрированных уравнений Навье-Стокса для разных параметров задачи.
Было показано, что, вопреки обычным ожиданиям, для достаточно большого отношения масс, возможно открытие щели в газовом диске и для таких систем, хотя механизм этого процесса может быть существенно разным для систем, обладающих как малым, так и достаточно большим эксцентриситетом, соответственно (см. рисунок 2).
Рисунок 2. Распределение поверхностной плотности в аккреционном диске, в который помещен компаньон массой 0,01 массы центрального тела, вращающейся по круговой орбите, противоположной направлению вращения газа диска. Распределение показано, после того, как компаньон совершил 50 оборотов после погружения в диск. Изображение с сайта fian-inform.ru
Для систем с малым эксцентриситетом была разработана полуаналитическая теория открытия щели, орбитальной эволюции и набора массы обоими компонентами, дающая весьма хорошее согласие с численным расчетом.
Комментарии читателей Оставить комментарий
Солнечная активность носит планетарную зависимость!
Функция активности целиком и полностью определяется суперпозицией планет.
Лет сорок тому назад Крымская обсерватория повергла весь мир в трепет. Северный с приятелями обнаружили радиальные пульсации нашего Солнца. Хоть и слабые, хоть и на границе точности измерений, но периодичность было не оспорить. Более того, один из периодов почти точно совпадал с периодом обращения Юпитера. На кухнях главным вопросом был теперь крик Амбарцумяна--"ребята, все наши тысячи статей с теоретическими расчётами не стоят и десятой доли этого открытия, сделанного с помощью довоенного телескопа". Теория функционирования нашего Солнца рассыпалась вдребезги. Почти одновременно точно то же самое засекли американцы. Все последующие годы оставшиеся в живых динозавры Крымской обсерватории занимались проверкой полученных результатов на том же самом трофейном коронографе. Всё подтверждалось. Более ошеломляющего нашего открытия в послевоенной науке припомнить не могу. В обсуждаемой статье написано, что ФИАН создал общую теорию подобных явлений. Вроде бы и сравнить никто не мешает нашу практику и нашу теорию. Но что-то не видно даже слабого упоминания.
Доброе утро всем..
) и не хотелось вставать в субботу рано поутру.. но проснулись.. повалялись.. потянулись.. и таки встали.. уже погрузились с головой в информационный поток.. а посему нам - с Аркадием светом очей Юрьевичем - сейчас подумалось:
".. Была рассчитана структура протопланетных или аккреционных дисков, содержащих объект, двигающийся в сторону, противоположную вращению диска, и орбитальная эволюция этого объекта.
В случае протопланетных систем, такая ситуация может возникнуть из-за гравитационного взаимодействия системы протопланет друг с другом и протопланетным диском. Это взаимодействие может привести к тому, что одна из протопланет изменит направление своего орбитального движения.." - движение объекта в сторону, противоположную вращению протопланетных и прочих дисков, вызвано скорей причинами механики, нежели причинами гравитационного взаимодействия. Ведь как оно получается.. Вращение протопланетного диска в - к примеру - правую сторону.. или по часовой стрелке.. может чисто механически закручивать некоторые объекты в противоположную сторону, против часовой стрелки.. Чтобы объект закрутился в противоположном направлении, он должен обладать свойством лёгкого смещения центра его тяжести.. должен содержать в себе свойство легко-мигрирующего собственного центра тяжести. И тогда закручивать объект в сторону, противоположную вращению общего протопланетного диска, всего лишь дело механики. Легко смещаемый центр тяжести объекта будет способствовать обратному кручению.