土星小卫星的撞击坑与年龄
地球与行星天体物理
2019-10-03 v2
摘要
土星小卫星(平均半径≤135 km)与土星环密切相关,它们共同构成一个形成与破坏机制相互竞争的复杂动力学系统。我们模拟了半人马天体在这些土星小卫星上的撞击成坑过程,并将结果与旅行者和卡西尼任务获得的观测撞击坑计数进行比较。利用先前发展的理论模型,我们考虑半人马天体种群中小天体的尺寸-频率分布(SFD)的两种斜率,计算这些卫星上的撞击坑产生率,并将结果与现有观测进行比较。此外,我们考虑这些卫星与半人马天体之间的灾难性碰撞情形,并计算那些遭受一次或多次破碎的卫星的形成年龄。总体而言,我们发现观测到的撞击坑分布最好由对应于直径小于60 km的撞击体SFD指数s2 = 3.5的撞击坑尺寸分布建模。然而,对于撞击坑直径D ≲ 3-8 km(对应于撞击体直径d ~ 0.04 - 0.15 km),观测分布变得更平坦并偏离我们的结果,这可能表明在小撞击坑尺寸处存在侵蚀和/或撞击坑饱和过程,或者撞击体SFD在d ~ 0.04 - 0.15 km处可能断裂为更平缓的~ -1.5微分斜率。我们的结果表明,Pan、Daphnis、Atlas、Aegaeon、Methone、Anthe、Pallene、Calypso和Polydeuces在太阳系年龄内遭受了一次或多次灾难性碰撞,其中较年轻的与年龄约10^8年的弧相关。我们还计算了卫星的表面年龄,表明存在持续的再表土过程。
引用
@article{arxiv.1904.13011,
title = {Cratering and age of the small Saturnian satellites},
author = {N. L. Rossignoli and R. P. Di Sisto and M. Zanardi and A. Dugaro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.13011},
year = {2019}
}
备注
Final version published in A&A. 14 pages, 14 figures