【摘要】：Kuiper帶天體(KBOs)的動(dòng)力學(xué)研究是當(dāng)前太陽系動(dòng)力學(xué)研究的前沿領(lǐng)域之一。 由于Kuiper帶含有許多太陽系最原始的信息,通過對(duì)它的研究可以使我們更加深入 了解太陽系的早期歷史。而KBOs的軌道觀測(cè)特性和理論研究的比較會(huì)為外層太陽系 的形成和演化提供豐富的第一手線索。對(duì)處于海王星平運(yùn)動(dòng)共振帶中的KBOs的動(dòng)力 學(xué)結(jié)構(gòu)的研究將會(huì)有助于揭示Kuiper帶共振天體異常豐富的機(jī)理,理解共振的形成 和演化機(jī)制以及這種機(jī)制和外層大行星的形成和演化的內(nèi)在聯(lián)系。 本文在對(duì)當(dāng)前已觀測(cè)到的KBOs的軌道分布特性進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上,采用天 體力學(xué)的限制性三體問題的動(dòng)力學(xué)模型,用數(shù)值模擬方法研究了Kuiper帶天體的起 源和動(dòng)力學(xué)演化。論文共分四章: 第一章為綜述,闡明了Kuiper帶天體的動(dòng)力學(xué)研究背景和意義,并介紹了當(dāng)前 這一重要課題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 第二章在對(duì)當(dāng)前已觀測(cè)到的KBOs的軌道根數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上,分析了 Kuiper帶的軌道半長徑、軌道偏心率和傾角的分布特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)KBOs在共振區(qū)中 出現(xiàn)聚集;共振區(qū)KBOs的偏心率明顯比經(jīng)典KBOs的大;有些經(jīng)典KBOs具有比共振 KBOs還大的軌道傾角等現(xiàn)象。 第三章在只考慮太陽、海王星和一個(gè)Kuiper帶天體組成的限制性三體問題,忽 略其它大行星和KBOs的攝動(dòng)作用的物理模型的基礎(chǔ)上,從用軌道根數(shù)為變量的天體 的攝動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),采用具有高精度的、可以自動(dòng)選擇步長的8階 RKF(Runge—Kutta—Fehlberg)單步法數(shù)值積分器,模擬了Kuiper帶天體的動(dòng)力學(xué)演化 過程。首先,通過對(duì)分布在35-50AU區(qū)域的四組具有不同初始軌道根數(shù)的751顆試 驗(yàn)粒子在10~7yr和10~8yr的時(shí)間尺度上的數(shù)值積分,討論了初始軌道半長徑、軌道偏 心率、軌道傾角以及海王星的平運(yùn)動(dòng)共振對(duì)Kuiper帶天體演化的影響。其次,我們 對(duì)當(dāng)前已觀測(cè)到的處于海王星平運(yùn)動(dòng)共振中的KBOs和39AU以內(nèi)的經(jīng)典KBOs的未
【圖文】：

圖I一130一50AU區(qū)域的天體在與海王星第一次密近交會(huì)前的動(dòng)力學(xué)壽命。天體樣本的偏心率在。一0.3之間，初始軌道傾角均為l”。(選自Dunenaetal1995‘，’l)1)Kuiper帶的內(nèi)邊緣大約在33一34Au處。由于海王星的強(qiáng)攝動(dòng)作用，，在33一34Au以內(nèi)的天體軌道極不穩(wěn)定，在很短的時(shí)間尺度〔<1o7yr)上就會(huì)與海王星相遇。2)在36AU到40AU區(qū)域的Kuiper帶結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。這個(gè)區(qū)域中近圓形(�！�.005)、低傾角倉、巧。)天體的軌道在超過太陽系年齡的時(shí)間尺度上是穩(wěn)定的。天體的軌道偏心率和其近日點(diǎn)距離成反比。一般說來，近日點(diǎn)距離小于35UA的天體是不穩(wěn)定的，這主要是因?yàn)樘祗w在其近日點(diǎn)會(huì)受到來自海王星的強(qiáng)攝動(dòng)。但海王星平運(yùn)動(dòng)共振帶中的天體即使具有較高偏心率(。>0.1)，大多數(shù)的軌道仍然是穩(wěn)定的，這主要是由于平運(yùn)動(dòng)共振提供了在近日點(diǎn)使其遠(yuǎn)離海王星的保護(hù)機(jī)制。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)共振帶中i之25“的天體不是很穩(wěn)定。。

軌道傾角只有1.8。，因此KB0s的軌道傾角越大，說明其與海王星軌道面的偏離程度越大。圖2一4顯示出Kuiper主帶天體的軌道傾角對(duì)軌道半長徑的分布。圓點(diǎn)代表RKB0s，圓圈代表CKB0s，虛線表示共振的中心位置。通過a)和b)兩圖的比較和數(shù)值統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn):具有可靠軌道根數(shù)KBOs的軌道傾角都小于350，而有少數(shù)從單一方向測(cè)定的KBOs的軌道傾角大于35“;兩者的平均軌道傾角分別為7.200和8.3已。這可能有兩方面的原因:(1)測(cè)量誤差，從單一方向的測(cè)量會(huì)高估其值;(2)由于觀測(cè)手段
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：P13

【共引文獻(xiàn)】

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10 房建軍;SKBOs軌道演化的動(dòng)力學(xué)模擬[D];山東師范大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2595154