冥王星-冥卫一奏鸣曲 III：冥卫一从冥王星周围碎屑环中的生长
地球与行星天体物理
2019-10-02 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
当前理论考虑冥王星-冥卫一双星形成的两种可能（Canup 2005, 2011; Desch 2015）。在“撞击并逃逸”模型中，一个低质量抛射体勉强撞击质量更大的冥王星，扬起一些碎屑，并与冥王星保持束缚（另见 Asphaug 等 2006）。在“掠过并合并”情景中，抛射体在与冥王星合并时喷出大量碎屑（另见 Canup 2001）。为更详细地研究掠过并合并思想，我们考虑冥卫一质量天体在冥王星周围固体环中的生长。数值计算表明，冥卫一类似体在初始半径为 145-230 km 的星子群中快速形成。在大约 30-100 天的时间尺度上，新形成的冥卫一类似体具有半长轴 a = 5-6 冥王星半径、轨道偏心率 e = 0.1-0.3，类似于在撞击并逃逸碰撞后保持与冥王星束缚的冥卫一类似体。尽管冥卫一类似体的早期生长在 a = 50-275 冥王星半径处产生小颗粒环，但中心冥王星-冥卫一双星抛出的若干 145-230 km 残余物在 10-100 年内清除了这些小固体。简单估计表明，小颗粒可能幸存于中心双星抛出的 10-20 km 天体的穿过。我们的结果表明，当冥卫一在冥王星周围盘中的形成导致若干 100-200 km 颗粒经冥王星-冥卫一双星轨道面抛出时，冥王星-冥卫一双星卫星系统并非由掠过并合并撞击形成。然而，若生长中的冥卫一仅抛出小得多的颗粒，则掠过并合并撞击是冥王星-冥卫一双星及一群小型双星周围卫星的可行形成通道。
引用
@article{arxiv.1908.01776,
title = {A Pluto-Charon Sonata III. Growth of Charon from a Circum-Pluto Ring of Debris},
author = {Scott J. Kenyon and Benjamin C. Bromley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.01776},
year = {2019}
}
备注
38 pages, 10 figures, 3 tables, AJ, in press