Arrokoth 单次合并实现主轴配置的挑战

冷-classical Kuwait Belt Object 486958 Arrokoth 是一个由两个压扁的 lobule 组成的接触二元体，称为 Weeyo 与 Wenu，紧密沿其主轴方向排列，尽管每个 lobule 形状均呈高度不规则。该物体光滑且结构相对未受损，表明其观察到的双lobule 形状源于 lobule 之间低速、温和的碰撞。既有的解释假设包括来自原始太阳系气体 drag 的轨道能耗散，或来自初始极宽二元体的 Lidov-Kozai（LK）振荡。然而，缺失的是形状不规则导致的 lobule 之间相互动力学如何影响软碰撞时刻双 lobule 最终取向的问题。本文我们采用有限元建模实现完整 two-body 问题的数值模拟，量化了 Weeyo 与 Wenu 在报告的地质约束与轨道配置下，软碰撞前的复杂相互作用。所有模拟显示，两个 lobule 的旋转状态在接近后不久即失去同步，最终导致其主轴排列出现显著偏离。我们还发现，lobule 之间引力扭矩对其对齐取向的 destabilization 作用远远超过气体驱动的扭矩，表明气体 drag 在稳定其取向方面几乎毫无作用。本研究表明，在碰撞后还需引入额外过程重新配置 Arrokoth 的形状，可能与 Sky-forming 碰撞有关。