太阳质量损失对流星群轨道改变的长期影响

将作者在变质量天体力学所得理论结果应用于太阳质量损失对流星群轨道根数变化的长期效应上。太阳质量损失包括光子辐射和太阳风造成的质量损失。利用G—M型变质量天体轨道根数变化方程的一阶和二阶解对15个流星群轨道半长轴、近日点距离、轨道周期和近日点经度因太阳质量损失造成的每世纪的长期改变效应做了数值计算,并得出计算结果。其计算结果表明,太阳质量损失使流星群轨道半长轴每世纪的改变效应较明显,它们同太阳距离的扩大影响值得关注,但对轨道周期的拉长每世纪的影响甚小,对近日点经度只有量级变化小到可以略而不计。     

钡星系统轨道根数分布及丰度的Monte-Carlo模拟计算

采用星风质量吸积的角动量守恒模型，用Monte—Carlo方法研究了普通红巨星双星系统和钡星的轨道根数的变化规律，由于钡星系统是由普通红巨星双星系统演化而来，因此钡星系统的轨道偏心率及周期的分布显示了经过质量吸积后双星系统的最终轨道特征。计算结果表明，随着星风吸积过程的进行，在星风质量损失阶段系统轨道半长轴将增大，导致轨道周期增大，而偏心率变化不大，由此可以解释普通红巨星双星系统和钡星系统的轨道根数的分布规律和变化情况以及钡星重元素丰度分布特征。     

引力常数随时间变化对双星轨道演变的长期效应(椭圆轨道情形)

给出了以偏近点角为自变量的变引力常数的摄动方程组的解.解包括轨道半长轴的长期和周期变化项,其他轨道根数在一阶解中无长期项,只有周期项.近星点经度和平经度在二阶解中显示长期项变化.给出了由于引力常数变化对双星轨道演变情况的数值估计,对结果做了讨论并给出结论.     

太阳质量损失对高阶行星轨道的长期影响

在文[1]研究的基础上给出了太阳质量损失对三阶行星轨道的影响解，并计算了二、三阶解的长期效应的数值结果。理论结果表明，在三阶解中对于质量变化模型κ=3的情形，太阳质量损失对轨道半长轴继续产生长期项、混合项和周期项，但对轨道偏心率和近点角距只产生周期项，三阶解的效应值虽小，但有定性意义。     

太阳质量损失对高阶行星轨道的长期影响

在文[1]研究的基础上给出了太阳质量损失对三阶行星轨道的影响解,并计算了二、三阶解的长期效应的数值结果。理论结果表明,在三阶解中对于质量变化模型k=3的情形,太阳质量损失对轨道半长轴继续产生长期项、混合项和周期项,但对轨道偏心率和近点角距只产生周期项,三阶解的效应值虽小,但有定性意义。     

双星系中两子星的自转对双星轨道变化的后牛顿效应

在以前研究的基础上继续研究了双星两子星的自转对轨道变化的后牛顿效应，给出自转对轨道产生的长期摄动效应和周期摄动效应。理论结果表明，两子星的自转对轨道半长轴、轨道偏心率、近星点角和平近点经度均产生周期摄动效应，但对前两个轨道根数不产生长期摄动效,人对后两个轨道根数产生长期摄动效应，并利用理论结果对6颗双星系：EK Cep、GT Cep、NY Cep、V448 Cyg和V451 Oph中两子星的自转对轨道产生周期和长期摄动效应做了数值计算，数值结果显示：对于两个质量较大快速自转的双星系，由此产生的后牛顿铲应是不能忽视的。     

天体自转因素导致的相对论性效应

本文在PPN框架中得到了太用系内自转因素产生的瞬时轨道根数改正的一阶封闭分析解.轨道半长径和偏心率不受长期效应的影响,只受周期效应的影响;轨道倾角、升交点经度、近星点角距,平近点角既受长期效应又受周期效应的影响.我们用两种引力理论分别计算了太阳自转对地内大行星及—些小行星轨道,行星自转对自然卫星轨道,地球自转对人造卫星轨道所产生的各相对论性效应.     

低质量Kepler行星的潮汐演化研究

Kepler空间计划发现了大量半径小于4 R_⊕(R_⊕为地球半径)的近轨道行星,成为Kepler探测的特色之一,它们对当前的行星形成模型提出了新的挑战.行星与其中心恒星之间的潮汐效应对重塑这类行星的轨道构型具有重要影响.基于各种初始的轨道分布数值模拟了近轨道、低质量行星的潮汐演化,定性地给出了行星最后的轨道分布特征,轨道半长轴和峰值均随着初始的半长轴和偏心率增大而变大.对于初始的平均半长轴在0.1au以内,平均偏心率大于0.25时,数值模拟结果与观测比较接近.潮汐耗散系数、恒星和行星的质量等相关参数对潮汐演化后的半长轴分布影响都比较小.基于数值模拟结果,尝试了揭示低质量行星的形成机制:它们很可能形成于原行星盘的较远处,具有中等的轨道偏心率,后来在原行星盘中经历了Ⅰ类迁移到达目前的轨道,但是这不能排除行星的当地形成机制.     

制约卫星轨道寿命的另一种机制

近点共振会导致太阳系小天体(小行星,自然卫星以及大行星和月球的人造卫星)的轨道偏心率出现变幅较大的长周期变化,特别是以月球和大行星为中心天体的大倾角轨道(确切地说是倾角接近90°的极轨道)卫星,由于类似的原因,偏心率的增大而导致近星距rp=a(1-e)≤ae(ae是中心天体的赤道半径),使其落到中心天体上,结束轨道寿命,这与耗散机制大不相同,因此将对其作理论分析,并以计算实例加以证实.     

在电离中电感应阻力对带电卫星轨道根数的摄动影响

研究了在高空电离层中运动的带电荷的卫星受电感应阻力后对轨道根数产生的摄动影响。研究结果表明 ,电感应阻力对带电卫星的轨道半长轴、轨道偏心率、近地点赤经、历元平赤经均有周期摄动影响 ,但除对半长轴有长期摄动效应外对其它轨道根数均无长期摄动。轨道倾角和升交点赤经不受摄动影响。文中以飞行在高度 1 50 0km的电离层中的导体卫星作为算例。计算结果显示 :带电导体卫星在高空电离层中带有一定电量时电感应阻力对轨道半长轴的缩短产生显著效应     

外赋AGB星星风吸积的角动量守恒模型

用整个系统的角动量守恒条件代替切向动量守恒条件,推导出星风质量吸积及轨道参量变化方程．在新的轨道参量变化方程的基础上,计算了外赋AGB星系统的星风质量吸积及轨道参量的变化．将星风吸积模型同内禀AGB星核合成模型结合起来,通过逐次脉冲吸积质量和混合,自洽地计算外赋AGB星的重元素超丰,并给出计算结果与观测值的比较．对初始质量较大的Ba星（M2．0＝2．5M⊙）,当系统轨道周期大于1300天时,属于星风吸积,小于600天成为共同包层双星或灾变双星．对初始质量较小的Ba星（M2．0＝13M⊙）,当系统轨道周期大于1600天时,属于星风吸积,小于600天时成为灾变双星,由此可以解释Ba星的重元素超丰和轨道参量的观测事实,并有利于解释观测到的外赋S星轨道周期的600天下限．随着星风吸积过程的进行,轨道偏心率逐渐增大,这对解释Ba星轨道偏心率平均值大于外赋S星和CH星平均值的观测事实有利．     

已知e或a的先验值的初轨迭代算法

本文讨论由短弧测角资料,已知偏心率ｅ 或半长轴ａ 的先验值时,初轨的迭代算法。某根数的先验值可看作是对该根数的具有一定精度的观测量,在加权残差平方和达到极小意义下,本文导出了最小二乘估计的迭代算法。仿真结果显示,周期的估计精度主要取决于偏心率先验值的精度;当ｅ 足够小时,可用园轨道计算的ａ′作为ａ 的先验值,定出的初轨有较高精度。     

在电离中电感应阻力对带电卫星轨道根数的摄动影响

研究了在高空电离层中运动的带电荷的卫星受电感应阻力后对轨道根数产生的摄动影响。研究结果表明，电感应阻力对带电卫星的轨道半长轴、轨道偏心率、近地点赤经、历元平赤经均有周期摄动影响，但除对半生长轴有长期摄动效应外对其它轨道根数均无长期摄动。轨道倾角和升交点赤经不受摄动影响。文中以飞行在高度1500km的电离层中的导体卫星作为算例。计算结果显示：带电导体卫星在高空电离层中带有一定电量时电感应阻力对轨道半长轴的缩短产生显著效应。     

地球磁场对带电人造卫星轨道根数的摄动影响

研究了地球磁场对带电的非赤道卫星的轨道根数的摄动影响。理论结果表明，地球磁场对带电卫星的轨道半长轴没有摄动影响，既无周期摄动，也无长期摄动，但对轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点经度和历元平近点角均有周期摄动，且对升交点和近地点经度还有长期摄动效应。通过算例表明，当卫星带有大量电荷时，地球磁场对卫星轨道的摄动影响必须加以考虑。     

地球磁场对带电人造卫星轨道根数的摄动影响

研究了地球磁场对带电的非赤道卫星的轨道根数的摄动影响，理论结果表明，地球磁场对带电卫星的轨道半长轴没有摄动影响，既无周期摄动，也无长期摄动，但对轨道偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点经度和历元平近点角均有周期摄动，且对升交点和近地点经度还有长期摄动效应，通过算例表明，当卫星带有大量电菏时，地球磁场对卫星轨道的摄动影响必须加以考虑。     

分点和赤道改正的分离摄动项求解法

本文所提出的分离摄动项求解法,是利用小行星在整个轨道上分布的不少于9次的位置测定值,与用该小行星的轨道根数初值计算出的列表位置进行比较,将由太阳系其它天体摄动力对小行星位置、速度的影响进行分离,求解出分点及赤道改正,小行星轨道根数改正,地球轨道根数改正和由摄动力引起的小行星位置和速度改正。这种方法的优点在于:(1)列表位置仅需根据小行星的轨道根数初值计算出,不考虑摄动力的作用,这样可避免小行星运动理论不完善对确定分点和赤道改正的影响;(2)在解算中,可以单独地求出摄动力对小行星运动速度和位置的影响,通过对摄动函数的数值积分,可求得任一时刻的小行星的真位置。     

摄动分析法在小推力轨道优化中的应用

在对太阳系近地小行星的多目标多任务探测中,从大量小行星中快速筛选出可到达目标小行星是小推力轨道设计中一直在努力解决的问题.考虑了小推力作用下的探测器在行星际空间中的轨道运动,通过借鉴天体力学中摄动分析法的思想将小推力作为摄动力来考虑,给出了1阶意义下给定时间内两条开普勒轨道在小推力作用下得以转移成功的必要条件.该条件形式上为几个始末轨道根数差的简单组合,计算量极小,可以用来迅速剔除掉许多无法在给定时间和小推力作用下直接到达的小行星,数值结果验证了近地小行星探测情况下该条件的有效性.     

两颗小行星的光变曲线

Ⅰ.小行星的变光小行星亮度的变化,概括說来,有三种原因.(1)由于小行星与地球和小行星与太阳間距离的改变.(2)由于位相角(即从小行星看太阳和看地球两个方向间的角度)的改变。(3)由于小行星不規則形状自轉时所引起亮度的改变。     

地球场的广义相对论效应对人造卫星轨道的影响

从计及J2项的地球重力场度规出发，我们导出在这样的度规场中人造卫星的摄动加速度及在径向、横向和轨道面法向等方面的摄动函数，进而计算了轨道一阶导数的平均值，讨论了在这种重力场中卫星的轨道特性。其主要结论是：1、球形地球的广义相对论摄动仅对近地点角距ω和平近点角τ产生长期项，而地球J2项的广义相对论效应不仅对这两个根数有长期摄动，而且对升效点角距Ω出有长期摄动。值得注意的是这两种广义相对论效应对半长轴a，偏心率e及倾角i都没有长期摄动；2、球形地球的广义相对论效应对倾角i和升交点角距Ω仅有短周期摄动，但地球J2项的广义相对论效应除了对它们有短周期摄动外，还有长周期摄动，对Ω甚至还有长期摄动。     

热海王星系统HD 106315的近$2:1$ 平运动共振捕获与轨道演化

通过结合理论分析和数值模拟方法,可以对热海王星系统HD 106315轨道迁移中的近2:1平运动共振捕获机制以及潮汐作用下的演化过程进行研究.在轨道迁移阶段,初始轨道半长径、初始偏心率以及行星c的偏心率衰减系数K会对系统轨道构型产生影响.数值模拟结果显示当初始轨道半长径分别为ab～0.4 au、ac～0.8 au,偏心率eb和ec均小于0.03时, HD 106315b和HD 106315c在中央恒星的引力作用以及原行星盘粘滞作用下向内迁移, 65000 yr左右两颗行星均可迁移至当前观测位置附近并形成近2:1平运动共振捕获.此外,中央恒星的潮汐效应也可能会对行星系统共振构型产生影响,理论分析表明当行星潮汐耗散系数Q=100时,潮汐效应造成的轨道半长径衰减使系统轨道周期比发生的变化可能是系统脱离共振构型的原因.数值模拟结果显示, HD 106315系统内两颗行星Q103时,来自中央恒星的潮汐效应并不会使行星系统产生明显的偏心率和轨道半长径衰减,不足以使HD 106315行星系统在剩余寿命内脱离2:1平运动共振轨道构型.