不规则卫星群的碰撞演化：太阳系和系外行星周围可探测的尘埃
地球与行星天体物理
2013-11-07 v1 天体物理仪器与方法
摘要
自20世纪80年代以来，人们越来越清楚地认识到太阳系的不规则卫星经历了碰撞演化。我们推导了一个不规则卫星群碰撞演化的通用模型，并将其应用于太阳系和系外行星。我们的模型很好地再现了太阳系中观测到的不规则卫星的分布，并表明颗粒间碰撞与坡印廷-罗伯逊（PR）阻力之间的竞争有助于决定尘埃的最终命运。由于卫星群的碰撞率随时间降低，主要的尘埃汇可能随时间变化，这可能有助于揭示显示亮度不对称性的同步旋转规则卫星的吸积历史。在太阳系巨行星周围的天文单位尺度上，必然存在一定水平的尘埃，我们预测其可能达到可探测水平。我们还预测了系外行星周围卫星群产生的尘埃是否可以被探测到。詹姆斯·韦伯空间望远镜上的日冕仪将能够探测到这些卫星群产生的尘埃，这些尘埃在围绕最年轻恒星运行、距离数十天文单位的行星周围最容易被探测到。由于卫星群的碰撞衰减对行星质量相对不敏感，卫星群可能比其宿主行星亮得多，从而能够发现原本不可见的海王星质量行星。这种尘埃可能已经被探测到。对北落师门b行星的观测可以解释为来自一颗10地球质量行星周围不规则卫星群碰撞衰减产生的尘埃的散射光。这样的卫星群包含大约5个月球质量的不规则卫星。最后，我们考虑了如果北落师门b穿过北落师门主碎片盘会发生什么，这将允许通过与盘中星子碰撞来补充行星周围的卫星群。（删节版）
引用
@article{arxiv.1011.4858,
title = {Collisional Evolution of Irregular Satellite Swarms: Detectable Dust around Solar System and Extrasolar Planets},
author = {Grant M. Kennedy and Mark C. Wyatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.4858},
year = {2013}
}
备注
accepted to MNRAS