双同步双星小行星质量参数的可观测性

完整二体问题（F2BP）常用于建模双星小行星系统，将天体表示为两个有限质量分布，其动力学受相互引力势影响。F2BP 的涌现行为为质量分布高度耦合的平动与转动相互运动。已表征的双星小行星中有很大比例似乎处于或接近双同步平衡，即两体均被潮汐锁定且处于圆共轨。对于非平面系统，可证明该平衡附近的稳定振荡为系统七个基本频率与互轨道速率的组合。基本频率作为平衡处中心流形的线性周期出现，深受各天体质量参数影响。我们利用这八项动力学约束，通过动力学观测研究双星小行星质量参数的可观测性。为此，我们推导了双同步系统中基本频率与质量参数的关系。该关系使我们能展示动力学对质量参数变化的敏感性，先针对平面动力学，再针对非平面动力学。由此，我们能够根据观测质量预测质量参数的理想化估计协方差，并定义所需质量参数确定度下的理想化观测精度。我们将这些工具应用于 617 Patroclus（一个双同步特洛伊双星，亦是 LUCY 任务的飞掠目标）以及冥王星与冥卫一系统，以预测其相互行为。