Dimorphos 源自快速自转 Didymos 的动力学起源

Didymos 是一颗双星近地小行星。它是 DART 与 HERA 空间任务的目标。主星体 Didymos 的自转接近其预期抛射物质时的自旋速率。次星体 Dimorphos 是一颗 140 米卫星，约 12 小时绕主星体运行一周。本文研究 Dimorphos 的可能起源。利用环/卫星相互作用的一维模型，我们研究从 Didymos 表面流失并沉积在其赤道形成环的物质演化。我们发现由于黏性扩散，环在 Didymos 洛希极限外扩散形成小卫星。一部分质量将形成 Dimorphos 及一组靠近洛希极限的物体，而环的大部分质量落回 Didymos。为匹配今日 Dimorphos 的性质，必须沉积于环中的总质量约为 Didymos 质量的 25%。可能一部分物质在环与 Didymos 表面之间往返数次。模型产生类似于观测到的轨道，对应 Didymos 潮汐参数 k2/Q<1e-5。若环沉积时间尺度较长（>100 年）（即物质通量小），Dimorphos 可能因由相似尺寸卫星星子碰撞形成而不规则形状。然而，Didymos 的顶级形状预期由其快速自旋加速达成，这将导致短沉积时间尺度（<年）。该情形下，卫星将由洛希极限处逐渐吸积物质形成， resulting in an ellipsoidal Dimorphos constructed of small pieces with sizes of the order of meters，这显然与 DART 任务近期获得的 Dimorphos 图像一致。