土星环是否形成于后期重轰炸期？
天体物理学
2009-01-05 v2
摘要
土星巨大环系统的起源仍是未解之谜。两种流行的假说——经过彗星的潮汐分裂和卫星的碰撞瓦解——都依赖于过去高彗星通量的存在。本文尝试量化后期重轰炸期（LHB）的彗星通量，以评估这两种假说的可能性。我们的分析基于所谓的LHB起源的尼斯模型（Tsiganis等人，2005；Morbidelli等人，2005；Gomes等人，2005）以及Charnoz和Morbidelli（2007）所约束的原始海王星外天体的尺寸分布。我们发现，LHB期间土星受到的彗星通量非常高，因此这两种土星环形成假说原则上都是可行的。然而，更详细的研究表明，彗星潮汐瓦解假说意味着所有四颗巨行星都应拥有可比的环系统，而卫星瓦解假说则仅适用于土星，或许还有木星。这是因为在土星系统中，同步轨道位于洛希极限之内，这是卫星在LHB之前一直保持在洛希区域内的必要条件。我们还讨论了土星环中冰的纯度所隐含的环母体中硅酸盐的明显消除。LHB对土星卫星的存续也有重要影响：所有比土卫一小的卫星都会在LHB期间被摧毁，而土卫二根据瓦解模型的不同，有40%到70%的存活几率。总之，这些结果表明LHB是土星周围形成巨大环系统的关键时刻。
引用
@article{arxiv.0809.5073,
title = {Did Saturn's rings form during the Late Heavy Bombardment ?},
author = {Sebastien Charnoz and Alessandro Morbidelli and Luke H. Dones and Julien Salmon},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.5073},
year = {2009}
}
备注
39 pages, 9 figures, 3 tables. Accepted for publication in ICARUS. New version with figures included in the text