天王星系统的共吸积+巨撞击起源:倾斜撞击
地球与行星天体物理
2022-04-04 v1 空间物理
摘要
天王星卫星系统的起源仍不确定。四颗主要卫星具有近乎圆形、共面的轨道,且卫星系统与行星的质量比类似于木星的卫星系统,这表明天王星系统是在气体共吸积产生的盘中类似形成的。然而,天王星是一颗具有高自转轴倾角的逆行自转行星。卫星在其高度倾斜的赤道面内以与行星逆行自转相同的方向环绕,这一构型无法仅用共吸积解释。在本工作中,我们研究了 Morbidelli 等人(2012)提出的天王星系统起源的共吸积+巨撞击情景的初始阶段。在该模型中,由共吸积形成的卫星系统被一次倾斜行星的巨撞击破坏稳定。原始卫星碰撞并瓦解,产生一个外部碎屑盘,该盘可重新定向至行星新的赤道面并吸积形成天王星的4颗主要卫星。将重新定向延伸至距离相当于最外侧天卫四的位置,要求撞击产生一个质量≥天王星质量1%的内部盘。我们在此模拟了适当倾斜行星并使系统角动量与当前系统相当的巨撞击。我们发现此类撞击产生的内部碎屑盘质量不足以将外部碎屑盘重新对齐至撞击后的赤道面。尽管我们的结果与共吸积+巨撞击模型表面所需条件不一致,我们提出了值得进一步探索的替代方案。
引用
@article{arxiv.2204.00124,
title = {Co-accretion + giant impact origin of the Uranus system: Tilting Impact},
author = {Raluca Rufu and Robin M. Canup},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.00124},
year = {2022}
}