مطالعه ساختار نامتقارن قرص های پیش سیاره ای با استفاده از روش طیفی

قرص­های برافزایشی، در سراسر عالم هستی حضوری پررنگ و حیاتی دارند. از قرص­های کهکشانی گرفته تا قرص­های پیش سیاره­ای که سیارات از آنها متولد می­شوند، همگی در زمره قرص­های برافزایشی قرار می­گیرند. بنابراین مطالعه ساختار قرص­های واقعی در مقابل قرص­های آرمانی (مانند زمانی که آنها کاملا متقارن محوری نیستند)، مفید خواهد بود. در این پژوهش، قصد داریم ساختار یک قرص پیش سیاره­ای را، که تقارن آن توسط یک جسم پر جرم ثانوی مختل شده است، مورد بررسی قرار دهیم. با بررسی اثر گرانشی جسم ثانوی، مشاهده می­کنیم که علاوه بر تغییرات شعاعی، تغییرات سمتی (یا زاویه­ای) نیز مهم می شوند. بعد از فرمول­بندی مسئله، ما با یک دسته از معادله دیفرانسیل­های پاره­ای (دو متغیره، شعاعی و سمتی) مواجه می شویم. لذا با استفاده از روش­های تحلیلی، این معادلات تبدیل به یک مجموعه نامتناهی (سری) از معادلات معمولی (تک متغیره) می­شود. برای این مقصود، ما از روش طیفی، که یک روش قدرتمند برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزیی به معادلات دیفرانسیل معمولی است، استفاده می­کنیم. پرسش مهمی که در این پژوهش به دنبال پاسخ آن هستیم، این است که وارد کردن اثر گرانشی جسم دوم، چه رفتارهای فیزیکی جدیدی به مسئله وارد می کنند؟ و آیا این تغییرات اساسا مهم هستند یا قابل صرفنظر کردن؟ با پاسخ به این سوالات می­توانیم بفهمیم که آیا اساسا حضور جسم دوم در تشکیل سیارات در نواحی فی ما بین، نقش سازنده دارد یا مخرب. اگرچه ما مسئله را برای قرص­های پیش سیاره­ای حل می­کنیم، اما نتایج ممکن است در مطالعه قرص­های برافزایشی در سامانه­های دوتایی مفید واقع شود.

کلیدواژه ها:

اختر فیزیک ، اثر گرانشی ، روش طیفی ، قرص های برافزایشی ، ناپایداری ، معادلات دیفرانسیل جزئی ، معادلات دیفرانسیل معمولی