论文部分内容阅读
Kuiper带天体简称KBOs,是近十几年来在海王星外面新发现的一群类冰状天体。现今所观测到的KBOs大部分都分布在30～50AU(1AU为地球到太阳的距离),但根据猜测其最远可到达Oort云。由于KBOs被认为是太阳系最初形成时留下的残骸,所以它可能保留有太阳系形成时最原始的信息,对它的研究将有力地推动太阳系的形成和演化的研究,同时它也是理解KBOs中某些特殊星体(比如双星)和短周期彗星起源的关键。尤其是近几年来,大量数据表明太阳系以外也有行星系统,而KBOs动力学中的行星迁移过程也可以应用到这些行星系统中。因此,对KBOs动力学的研究也有益于人们对太阳系外行星系统的研究。自1992年第一颗KBO发现后,KBOs的数目每年都在以惊人的速度增加着,截至到2006年已达到近千颗。根据已观测到的KBOs的动力学特性,常把它们划分为三种类型:经典型(CKBOs),共振型(RKBOs)和散射型(SKBOs),其中研究较多的是CKBOs和RKBOs,统称为KBOs主带天体。一般来说,SKBOs的形成是由于海王星的散射作用,这一点已经得到数值实验的验证;对于KBOs主带天体的形成常见的几种理论为行星迁移机制,大星子散射机制,长期共振迁移机制和恒星交会机制等,但这几种机制都未能单独完全地解释KBOs主带天体的分布和轨道特性。本文的研究工作包括3大部分:(1)利用目前所观测到的KBOs的最新数据,对其轨道特性进行了分析,展示出了KBOs的轨道半长径、偏心率和轨道倾角的分布规律。(2)对当今应用在天体力学中解决N体问题的几种数值模拟方法做了比较,针对大量KBOs轨道长期演化的特点,选择了长期误差积累小和耗机时少的方法——Hermite算法。(3)应用Hermite算法到太阳、海王星、冥王星和KBOs的N体问题模型中,对目前所观测到的具有确定轨道的481个KBOs做了长达9. 9×108年的轨道演化数值模拟。该模拟不同于