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天体物理学

arXiv:astro-ph/0211149 (astro-ph)
[提交于 2002年11月7日 ]

标题: 土星环中不规则结构的起源

标题: On the origin of irregular structure in Saturn's rings

Authors:Scott Tremaine
摘要: 我们建议,土星B环中的不规则结构源于剪切自由的环粒集合体的形成,其径向范围可达约100公里。 不规则结构的特征尺度由潮汐力和这些集合体的屈服应力之间的竞争决定;所需的拉伸强度约为10^5达因/厘米^2,这与实验室模拟霜冻冰粒时观察到的粘附力一致。 这些集合体可能是线性不稳定性在旋转流体盘中产生的非线性结果,在这种流体盘中,剪切应力随剪切率的增加而减小。 我们证明了简单地考虑不可压缩、非牛顿流体在剪切流中的模型会导致Cahn-Hilliard方程,该方程广泛用于模拟双元合金和其他系统中结构的形成。
摘要: We suggest that the irregular structure in Saturn's B ring arises from the formation of shear-free ring-particle assemblies of up to ~100 km in radial extent. The characteristic scale of the irregular structure is set by the competition between tidal forces and the yield stress of these assemblies; the required tensile strength of ~10^5 dyn/cm^2 is consistent with the sticking forces observed in laboratory simulations of frosted ice particles. These assemblies could be the nonlinear outcome of a linear instability that occurs in a rotating fluid disk in which the shear stress is a decreasing function of the shear. We show that a simple model of an incompressible, non-Newtonian fluid in shear flow leads to the Cahn-Hilliard equation, which is widely used to model the formation of structure in binary alloys and other systems.
评论: 21页,1幅图,即将发表于《天文学期刊》
主题: 天体物理学 (astro-ph)
引用方式: arXiv:astro-ph/0211149
  (或者 arXiv:astro-ph/0211149v1 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.astro-ph/0211149
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Astron.J. 125 (2003) 894-901
相关 DOI: https://doi.org/10.1086/345963
链接到相关资源的 DOI

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来自: Scott Tremaine [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2002 年 11 月 7 日 18:14:10 UTC (21 KB)
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