攝動函數高階展開與長期共振

作者：王文磊,許雪晴,周永宏,廖新浩

摘要：研究三體系統的長期共振效應,有助于了解系統的穩定性。在雅可比坐標系下建立了第三體攝動一般運動模型,將攝動函數按照半長徑之比展開到十六極矩。通過對攝動函數進行軌道雙重平均,消除了內外軌道的短周期項。基于限制性三體模型,分別在內攝和外攝兩類情形下進行討論。外攝情形下十六極矩項對系統結構的演化只有微弱的影響,而內攝情形下系統會出現新的共振和混沌現象。在圓型內攝情形下,系統出現了類似于Lidov-Kozai效應的近點共振。區別于Lidov-Kozai效應只在近心點幅角ω2=±90°時可能存在平衡點,十六極矩近似下,在ω2為0°和180°時也可能存在平衡點。角動量Z軸分量的取值會影響共振平衡點的數量、位置和穩定性。在橢圓型內攝情形下,系統在十六極矩近似下激發出新的軌道翻轉,且翻轉沒有周期性,呈現混沌現象。十六極矩近似下的軌道翻轉明顯區別于八極矩近似下的軌道翻轉,特別是,當半長徑之比相當大時,十六極矩近似下偏心率的振幅明顯大于八極矩近似下偏心率的振幅。

發文機構：中國科學院上海天文臺 中國科學院行星科學重點實驗室 中國科學院大學天文與空間科學學院

關鍵詞：天體力學長期攝動軌道演化十六極矩celestial mechanicssecular body perturbationorbital evolutionhexadecapole approximation

分類號： P133[天文地球—天體力學][天文地球—天文學]