冥王星-冥卫一奏鸣曲 IV：对小卫星动力学行为与质量的改进限制

我们讨论了一组新的 $\sim$ 500 个数值 n 体计算，旨在限制 Styx、Nix、Kerberos 和 Hydra 的质量与体积密度。对不同推导四颗卫星半长轴和偏心率技术的比较倾向于依赖 Lee & Peale (2006) 的理论，其中卫星轨道在限制性三体问题（冥王星、冥卫一和一个无质量卫星）的背景下推导。在每次模拟中，我们采用 Kenyon & Bromley (2019a) 中推导的标称卫星质量，将至少一颗卫星的质量乘以数值因子 $f \ge 1$，并确定系统是否在 $\le$ 4.5 Gyr 的时间尺度上抛出至少一颗卫星。当系统总质量较大时（$f \gg 1$），Kerberos 的抛出更常见。具有较低卫星质量的系统（$f \approx$ 1）通常抛出 Styx。在这些计算中，Styx 经常在抛出前很久通过移动到更高轨道倾角来“信号”抛出；Kerberos 很少以有用方式发出信号。n 体结果表明，Styx 和 Kerberos 更可能具有与水冰相当的体积密度，$\rho_{SK} \lesssim$ 2 g cm$^{-3}$，而非与岩石相当。对系统总质量的强上限，$M_{SNKH} \lesssim 9.5 \times 10^{19}$ g，也对四颗卫星的平均体积密度施加了稳健限制，$\rho_{SNKH} \lesssim$ 1.4 g cm$^{-3}$。这些限制支持卫星由冥王星或冥卫一重大撞击中抛出的冰物质生长而来的模型。