Fricción gravitacional de sistemas binarios en medios gaseosos

Abstract

RESUMEN:

En este trabajo se realiza un estudio detallado de la respuesta de un medio gaseoso a un perturbador gravitacional en movimiento. Se considera que el medio sin perturbar es homogéneo e infinito. Describimos la manera de obtener de forma semianalitica la estela que se genera en el medio gaseoso. Conocida la distribución de densidad de la estela se puede calcular aproximadamente la fuerza de reacción que el perturbador experimenta. Partimos analizando el caso más simple en el que el perturbador se supone que sigue una órbita rectilínea a velocidad constante, lo cual ya fue considerado por Ostriker [33]. Después se discute el caso en el que el perturbador acreta gas del medio y, por lo tanto, su masa no es constante, sino que aumenta con el tiempo. Posteriormente se considera un caso más realista en el que el perturbador se mueve en órbita circular. Este caso fue estudiado por Kim & Kim [23] y nos servirá para mostrar que nuestro algoritmo funciona correctamente. Finalmente, derivamos las expresiones para la densidad perturbada en la estela y la fuerza de fricción gravitacional de un sistema binario cuyo centro de masas se desplaza a velocidad constante. Nos centramos en el caso en el que el plano orbital es perpendicular a la dirección del vector velocidad del centro de masas. Mostramos que las estelas se caracterizan por dos números de Mach: el número de Mach del centro de masas y el número de Mach de los perturbadores. Este estudio servirá para entender mejor el papel de la fricción dinámica en sistemas múltiples como, por ejemplo, en las estrellas jóvenes sumergidas en las nubes moleculares.

ABSTRACT:

In this work we make a detailed study of the response of a gaseous medium to a moving gravitational perturber. Is considered that the medium without disturbing is homogeneous and infinity. We describe how to obtain semi-analytical form the wake generated in the gaseous medium. Knowing the density distribution of the wake can be approximately calculated reaction force that the perturber experience. We start by analyzing the simplest case in which the perturber supposed to follow an orbit in a straight line at constant speed, which has already been considered by Ostriker [33]. After the case is discussed in which the medium gas is accreted for the perturber and, therefore, their mass is not constant because increases with time. Subsequently considered a more realistic case where the perturber moves in a circular orbit. This case was studied by Kim & Kim 23] and will serve to show that our algorithm works correctly. Finally derive expressions for the density in the wake perturber and the dynamical friction of a binary system gravitational which its center of mass moves at constant speed. We concentrate on the case in which the orbital plane is perpendicular to the direction of the velocity vector of the center of mass. We show that the trails are characterized by two Mach numbers: the Mach number of the center of mass and the Mach number of the double perturbers. This study will help to better understand the role of dynamic friction in multiple systems, for example, young stars in molecular clouds submerged.