Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Bơm Các Sao Lê Hệ Mặt Trời Vào Đám Mây Oort: Vai Trò Cơ Bản của Sự Kích Thích Từ Các Ngôi Sao
Tóm tắt
Chúng tôi trình bày các mô phỏng Monte Carlo về sự tiến hóa động lực học của đám mây Oort trong suốt tuổi đời của Hệ Mặt Trời, sử dụng một mẫu thử nghiệm gồm một triệu sao chổi mà không có bất kỳ sự nhân bản nào. Mô hình của chúng tôi bao gồm các biến động do thủy triều thiên hà (theo phương kính thiên văn và theo phương thẳng đứng) cùng các ngôi sao đi qua. Chúng tôi đưa ra phân tích chi tiết đầu tiên về cơ chế tiêm vào quỹ đạo có thể quan sát được bằng cách so sánh mô hình hoàn chỉnh với các mô hình riêng cho các biến động từ thủy triều và từ các ngôi sao. Chúng tôi phát hiện ra rằng một vai trò cơ bản cho việc tiêm các sao chổi từ vùng ngoài 'loss cone' (khoảng cách perihelion q > 15 AU) vào các quỹ đạo có thể quan sát được (q < 5 AU) được đóng vai trò bởi các biến động từ các ngôi sao. Những biến động này hoạt động theo sự đồng bộ với thủy triều sao cho tỷ lệ tiêm tổng cộng lớn hơn một cách đáng kể so với tổng của hai tỷ lệ riêng biệt. Sự đồng bộ này cũng quan trọng trong các cơn mưa sao chổi như trong các khoảng thời gian êm ả và liên quan đến các sao chổi có cả trục chính nhỏ và lớn. Chúng tôi đề xuất các cơ chế động lực học khác nhau để giải thích các sự đồng bộ trong các phần trong và ngoài của Đám Mây Oort. Chúng tôi phát hiện rằng việc lấp đầy phần có thể quan sát của 'loss cone' dưới các điều kiện bình thường trong Hệ Mặt Trời hiện nay tăng từ <1% cho a < 20 000 AU lên khoảng 100% cho a ≳ 100 000 AU.
Từ khóa
#Đám mây Oort #sao chổi #mô phỏng Monte Carlo #biến động thiên hà #thủy triều #co ngót.Tài liệu tham khảo
Allen C.: Astrophysical Quantities, 3rd edn. Athlone Press, London (1985)
Bahcall J.N.: Self-consistent determinations of the total amount of matter near the sun. Astrophys. J 276, 169–181 (1984)
Bailey M.E., Stagg C.R.: Cratering constraints on the inner Oort cloud—steady-state models. Mon. Not. R. Astron. Soc 235, 1–32 (1988)
Brasser, R., Duncan, M.J., Levison, H.F.: Embedded star clusters and the formation of the Oort Cloud III: the Galactic phase. Icarus (in press) (2008)
Breiter S., Fouchard M., Ratajczak R., Borczyk W.: Two fast integrators for the Galactic tide effects in the Oort cloud. MNRAS 377, 1151–1162 (2007)
Byl J.: The effect of the Galaxy on cometary orbits. Earth Moon Planets 36, 263–273 (1986)
Charnoz S., Morbidelli A.: Coupling dynamical and collisional evolution of small bodies II. Forming the Kuiper belt, the scattered disk and the Oort cloud. Icarus 188, 468–480 (2007)
Delsemme A.H.: Galactic tides affect the Oort cloud—an observational confirmation. Astron. Astrophys 187, 913–918 (1987)
Duncan M., Quinn T., Tremaine S.: The formation and extent of the solar system comet cloud. Astron. J 94, 1330–1338 (1987)
Dybczyński P.A.: Simulating observable comets. I. The effects of a single stellar passage through or near the Oort cometary cloud. Astron. Astrophys 396, 283–292 (2002)
Dybczyński P.A.: Simulating observable comets. II. Simultaneous stellar and galactic action. Astron. Astrophys 441, 783–790 (2005)
Dybczyński P.A., Prȩtka H.: The galactic disk tidal force: simulating the observed Oort cloud comets. In: Wytrzyszczak, I.M., Lieske, J.H., Feldman, R.A.(eds) IAU Colloq. 165: Dynamics and Astrometry of Natural and Artificial Celestial Bodies, pp. 149–154. Kluwer, Dordrecht (1997)
Emel’yanenko V.V., Asher D.J., Bailey M.E.: The fundamental role of the Oort cloud in determining the flux of comets through the planetary system. Mon. Not. R. Astron. Soc 381, 779–789 (2007)
Everhart E.: An efficient integrator that uses Gauss-Radau spacings. In: Carusi, A., Valsecchi, G.B.(eds) ASSL Vol. 115: IAU Colloq. 83: Dynamics of Comets: Their Origin and Evolution, pp. 185–202. Reidel, Dordrecht (1985)
Fernández J.A.: Evolution of comet orbits under the perturbing influence of the giant planets and nearby stars. Icarus 42, 406–421 (1980)
Fernández, J.A. (eds): Comets—Nature, Dynamics, Origin and their Cosmological Relevance. Astrophysics and Space Science Library, vol. 328. Springer, Dordrecht (2005)
Fouchard M., Froeschlé Ch., Valsecchi G., Rickman H.: Long-term effects of the Galactic tide on cometary dynamics. Celest. Mech. Dyn. Astron. 95, 299–326 (2006)
Fouchard M., Froeschlé Ch., Breiter S., Ratajczak R., Valsecchi H., Rickman G.: Methods to study the dynamics of the Oort cloud comets II: modelling the galactic tide. In: Benest, D., Froeschlé, C., Lega, E.(eds) Topics in Gravitational Dynamics. Lecture Notes in Physics, vol. 729, pp. 273–296. Springer, Berlin (2007)
García-Sánchez J., Weissman P.R., Preston R.A., Jones D.L., Lestrade J.-F., Latham D.W., Stefanik R.P., Paredes J.M.: Stellar encounters with the solar system. Astron. Astrophys 379, 634–659 (2001)
Heisler J.: Monte Carlo simulations of the Oort comet cloud. Icarus 88, 104–121 (1990)
Heisler J., Tremaine S.: The influence of the galactic tidal field on the Oort comet cloud. Icarus 65, 13–26 (1986)
Heisler J., Tremaine S., Alcock C.: The frequency and intensity of comet showers from the Oort cloud. Icarus 70, 269–288 (1987)
Heisler, J., Tremaine, S., Weissman, P., Greenberg, R: Sky distributions of Oort cloud comets during and outside of showers. Lunar and Planetary Institute Conference Abstracts, vol. 22, p. 553 (1991)
Hills J.G.: Comet showers and the steady-state infall of comets from the Oort cloud. Astron. J 86, 1730–1740 (1981)
Holmberg J., Flynn C.: The local density of matter mapped by Hipparcos. Mon. Not. R. Astron. Soc 313, 209–216 (2000)
Hut P., Tremaine S.: Have interstellar clouds disrupted the Oort comet cloud?. Astron. J 90, 1548–1557 (1985)
Królikowska M.: Non-gravitational effects in long-period comets and the size of the Oort cloud. Acta Astron. 56, 385–412 (2006)
Laskar J., Robutel P.: High order symplectic integrators for perturbed Hamiltonian systems. Celest. Mech. Dyn. Astron. 80, 39–62 (2001)
Levison H.F., Dones L., Duncan M.J.: The origin of Halley-type comets: probing the inner Oort cloud. Astron. J. 121, 2253–2267 (2001)
Levison H.F., Duncan M.J., Dones L., Gladman B.J.: The scattered disk as a source of Halley-type comets. Icarus 184, 619–633 (2006)
Matese J.J., Lissauer J.J.: Characteristics and frequency of weak stellar impulses of the Oort cloud. Icarus 157, 228–240 (2002)
Matese J.J., Whitman P.G.: The Galactic disk tidal field and the nonrandom distribution of observed Oort cloud comets. Icarus 82, 389–401 (1989)
Mazeeva, O.A.: Dynamical evolution of Oort cloud comets to near-Earth space. In: Milani, A., Valsecchi, G., Vokrouhlický, D. (eds.) Near Earth Objects, our Celestial Neighbors: Opportunity and Risk. IAU Symposium, vol. 236, pp. 43–54 (2006)
Mihalas D., Binney J.: Galactic Astronomy: Structure and Kinematics. Freeman, San Francisco (1981)
Oort J.H.: The structure of the cloud of comets surrounding the solar system and a hypothesis concerning its origin. Bull. Astron. Inst. Neth. 11, 91–110 (1950)
Remy F., Mignard F.: Dynamical evolution of the Oort cloud. I—A Monte Carlo simulation. II—a theoretical approach. Icarus 63, 1–30 (1985)
Rickman H.: Stellar perturbations of orbits of long-period comets and their significance for cometary capture. Bull. Astron. Inst. Czech 27, 92–105 (1976)
Rickman H., Froeschlé Ch., Froeschlé Cl., Valsecchi G.B.: Stellar perturbations on the scattered disk. Astron. Astrophys 428, 673–681 (2004)
Rickman H., Fouchard M., Valsecchi G.B., Froeschlé Ch.: Algorithms for stellar perturbation computations on Oort cloud comets. Earth Moon Planets 97, 411–434 (2005)
Weissman P.R.: Physical and dynamical evolution of long-period comets. In: Duncombe, R.L.(eds) IAU Symp. 81 Dynamics of the Solar System, pp. 277–282. Reidel, Dordrecht (1979)
Weissman, P., Hut, P.: Dynamics of cometary showers. Lunar and Planetary Institute Conference Abstracts, vol. 17, pp. 935–936 (1986)