Two-body scatterings under the potential of a massive object are very common in astrophysics. If the massive body is far enough away that the two small bodies are in their own gravitational sphere of influence, the gravity of the massive body can be temporarily ignored. However, this requires the scattering process to be fast enough that the small objects do not spend too much time at distances near the surface of the sphere of influence. In this paper, we derive the validation criteria for effective two-body scattering and establish a simple analytical solution for this process, which we verify through numerical scattering experiments. We use this solution to study star-black hole scatterings in the disks of Active Galactic Nuclei and planet-planet scatterings in planetary systems, and calculate their one-dimensional cross-section analytically. Our solution will be valuable in reducing computational time when treating two-body scatterings under the potential of a much more massive third body, provided that the problem settings are in the valid parameter space region identified by our study.
Can we really detect planets around evolved massive stars?
大质量恒星周围行星的发现对于理解行星形成和演化是如何受到不同恒星环境的制约是很重要的。然而，目前的行星搜索调查未能发现大质量演化恒星周围的行星。这种行星的缺乏可能是这些天体周围行星形成的特殊性的结果。另一种可能是，随着恒星的演化，恒星抖动的增加可能会阻碍对演化中的大质量恒星周围行星的探测。在这个项目中，我们的目标是疏散星团中进化恒星周围的行星，其中大多数质量超过2 M $_\odot$。我们提出了三个对象的情况下，长期（即年）和高振幅RV信号可能恒星起源模仿行星的存在。
Stability of hierarchical triples comprising a central massive body and a tight binary: the effect of inner and outer eccentricities on the binary breakup condition
Detection of Strong Millimeter Emission from the Circumstellar Dust Disk Around V1094 Sco: Cold and Massive Disk around a T Tauri Star in a Quiescent Accretion Phase?
我们目前的发现，一个冷的大规模尘埃盘周围的金牛座T星V1094斯科在狼疮分子云从1.1毫米连续观测与阿兹TEC的ASTE。一个紧凑的（$r\lesssim$ 320 AU）连续发射符合恒星的位置具有272毫焦耳的通量密度，这是最大的金牛座T星在狼。我们还介绍了在$^{12}$ CO J=3- 2和$^{13}$ CO J=3- 2的五点观测中发现的与恒星有关的分子气体。由于我们对$^{12}$ CO和$^{13}$ CO的观测没有显示出任何大规模外流或大质量包层的迹象，致密的尘埃排放很可能来自恒星周围的盘。观测到的V1094 Sco的SED没有显示出从近红外到毫米波长的明显转换，这可以很好地用尘埃成分的扁平盘来描述，并且在10 $\micron$附近没有明显的倾角特征，表明盘中没有内孔。我们适合一个简单的幂律磁盘模型所观察到的SED。估计的盘质量范围从0.03到$\gtrsim$ 0.12 $M_\sun$，这是一个或两个数量级以上的中位数盘质量的金牛座金牛座T星。
GW190521 formation via three-body encounters in young massive star clusters
GW 190521是迄今为止观测到的最大质量的双黑洞合并，其主要成分位于对不稳定性（PI）质量隙中。在这里，我们通过年轻的大质量星团中的三体相遇研究了GW190521类系统的形成。我们进行了2次$\times10^5$模拟，模拟了BBH和大质量$\geq{60}\,$ M $_{\odot}$黑洞（BH）之间的二元-单元相互作用，包括$2.5$阶的后牛顿项和相对论踢的处方。在我们的初始条件下，我们考虑到通过恒星碰撞在PI质量间隙中形成BH的可能性。如果我们假设第一代黑洞具有低自旋，那么所有模拟的黑洞合并中的$\sim{0.17}\%$的分量质量、有效自旋和旋进自旋以及剩余质量和自旋都在$90\%$可信区间GW 190521之内。其中7个是第一代交换二进制，5个是第二代BBH。我们估计了年轻星团中通过双星-单星相互作用形成的类GW190521双星的合并率密度$\mathcal{R}_{\rm GW190521}\sim{0.03}\,$ Gpc $^{-3}\,$ yr $^{-1}$。这个速率对第一代BBH的自旋分布极其敏感。恒星碰撞、第二代合并和动力学交换是在年轻星团中产生类GW190521系统的关键因素。
