天王星的规则卫星是否由岩石质巨型撞击体形成？

天王星规则卫星的形成被认为与其巨大的自转轴倾角（约 98°）的起源有关。原天王星与一颗 2-3 倍地球质量（M_Earth）的撞击体之间的巨型撞击可能导致了大倾角的产生，并形成了撞击生成盘，其中吸积出顺行且近圆的卫星。当前天王星规则卫星系统最引人注目的特征是，其在质量-距离分布上呈现正趋势，在体密度上也可能如此，这意味着巨型撞击后盘的黏性扩散在塑造最终系统构型中起着关键作用。本文中，我们结合巨型撞击的 SPH 模拟、用于撞击后盘黏性扩散的一维半解析盘模型，以及用于从月球子盘组装卫星的 N 体模拟，研究天王星卫星的形成。假设凝聚的岩石（即硅酸盐）保持细小并可供黏附到相对快速增长的凝聚水冰上，我们发现，在重现观测到的天王星卫星系统的质量与整体成分方面，最佳情形是一颗 3 倍地球质量的纯岩石撞击体以撞击参数 b = 0.75 与年轻天王星碰撞。如此倾斜的碰撞也可自然解释天王星的大倾角，并可能解释其低内部热流。巨型撞击情景能自然解释天王星及其规则卫星的关键特征。因此我们建议，天王星卫星系统是由撞击而非环行星盘形成的。