土星内层中型卫星源自巨大原始冰环的吸积

土星环贫岩，按质量计含有 90%-95% 的冰。作为一组，土星内侧直至包括 Tethys 的卫星也约含 90% 的冰。Tethys 本身含岩量<6%（按质量计），而其质量相近的外侧邻居 Dione 含岩量>40%。在此，我们模拟了巨大的富冰原始环的演化以及环物质扩散至 Roche 极限之外产生卫星的过程。我们用解析模型描述 Roche 极限内的环，并使用 N-体代码描述 Roche 极限外的物质。我们追踪了生成卫星的吸积和相互作用，包括与行星的潮汐相互作用，假设土星的潮汐耗散因子为 $Q~10^4$。我们发现，环力矩和卫星陷入相互共振会产生一个富冰的内层卫星系统，该系统即使在潮汐导致的轨道扩张相对缓慢的情况下，也能在 $10^9$ 年内向外延伸至约 Tethys 轨道处。生成卫星的质量和半长轴分布与 Mimas、Enceladus 和 Tethys 相似。我们估算了晚期重轰炸期间外部彗星撞击者输送到卫星的岩石质量。我们发现，内层卫星接收的岩石质量与其当前总岩石含量相当，而 Dione 和 Rhea 接收的岩石质量比其当前岩石含量少一个数量级。这表明外部污染可能是内层卫星岩石的主要来源，而 Dione 和 Rhea 是由含岩量高得多的源物质形成的。重现当前内层卫星中岩石的分布具有挑战性，似乎需要大型撞击者的随机性和/或初始环中存在一些岩石。