对天王星大碰撞的约束 IV：Prospero 的起源
天体物理学
2008-01-10 v2
摘要
人们普遍认为，天王星的大倾角是吸积末期与一个地球大小的原行星发生巨大切向碰撞（GC）的结果。我们试图约束作为天王星倾角成因的 GC 情景，以及能够产生天王星不规则卫星的机制。不同的不规则卫星捕获机制在巨行星形成过程的不同阶段起作用。我们分析了在 GC 之前和之后能够捕获天王星不规则卫星的机制。假设它们是在 GC 之前被捕获的，我们计算了 GC 施加的冲量导致的九颗不规则卫星的轨道转移。如果其轨道转移在动力学上不可行，则它们应起源于 GC 之后。我们研究并讨论了随后能够起作用的耗散机制。特别是 Prospero 在 GC 发生时不可能存在。我们研究了 GC 之后 Prospero 的不同捕获机制。天王星包层的气体拖曳和下拉捕获（pull-down capture）都不是可行的机制。通过无碰撞相互作用捕获 Prospero 似乎很困难。GC 本身提供了一种永久捕获机制。然而，GC 捕获 Prospero 是一个低概率事件。灾难性碰撞可能是 GC 之后 Prospero 和其他不规则卫星诞生的一种可能机制。因此，应预期存在轨道和物理上的成团现象。Prospero 要么起源于 GC 之后，要么 GC 并未发生。在前一种情况下，GC 之后 Prospero 的起源机制仍是一个未解之谜。在后一种情况下，则需要另一种理论来解释天王星的倾角及其赤道面上规则卫星的形成。
引用
@article{arxiv.0801.1258,
title = {Constraints to Uranus' Great Collision. IV. The Origin of Prospero},
author = {Gabriela Parisi and Giovanni Carraro and Michele Maris and Adrian Brunini},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.1258},
year = {2008}
}
备注
11 pages, 1 eps figure, accepted for publication in A&A. Abstract rephrased to fit in; V2: some problem in the latex of V1 fixed