最原始小天体发生分化的证据
地球与行星天体物理
2021-06-23 v1
摘要
太阳系演化的动力学模型表明，P型/D型富挥发分小行星形成于太阳系外，并可能与木星特洛伊天体、彗星及小型柯伊伯带天体（KBO）有成因联系。事实上，它们的光谱性质类似于无水彗星尘埃。我们利用 VLT/SPHERE 对 P 型小行星 (87) Sylvia 的高角分辨率图像重建了其三维形状，并研究了其两颗卫星的动力学。我们还对 Sylvia 的热演化进行了建模。Sylvia 的形状显得扁平且细长。我们推导出其体积等效直径为 271 ± 5 km，低密度为 1378 ± 45 kg·m⁻³。两颗卫星在圆形赤道轨道上环绕 Sylvia 运行。Sylvia 的扁率应意味着可检测的交点进动，这与卫星完全开普勒动力学相矛盾。这揭示了其非均匀的内部结构，表明 Sylvia 已发生分化。Sylvia 的低密度和分化内部可由水渗滤引起的部分熔融和物质重新分布来解释。外壳应由类似于行星际尘埃粒子（IDP）的物质组成，核心类似于水蚀变 IDP 或如 Tagish Lake 陨石之类的碳质球粒陨石。Sylvia 热演化的数值模拟表明，对于如此大小的天体，由于长寿命放射性核素的衰变，部分熔融不可避免。此外，我们表明直径小至 130–150 km 的天体应经历了类似的热演化，而更小的天体，如彗星和 KBO Arrokoth，必定保持原始状态，这与这些天体的原位观测一致。然而，NASA Lucy 任务目标 (617) Patroclus（直径约 140 km）可能发生分化。
引用
@article{arxiv.2103.06349,
title = {Evidence for differentiation of the most primitive small bodies},
author = {B. Carry and P. Vernazza and F. Vachier and M. Neveu and J. Berthier J. Hanus and M. Ferrais and L. Jorda and M. Marsset and M. Viikinkoski and P. Bartczak and R. Behrend and Z. Benkhaldoun and M. Birlan and J. Castillo-Rogez and F. Cipriani and F. Colas and A. Drouard and G. P. Dudzinski and J. Desmars and C. Dumas and J. Durech and R. Fetick and T. Fusco and J. Grice and E. Jehin and M. Kaasalainen and A. Kryszczynska and P. Lamy and F. Marchis and A. Marciniak and T. Michalowski and P. Michel and M. Pajuelo and E. Podlewska-Gaca and N. Rambaux and T. Santana-Ros and A. Storrs and P. Tanga and A. Vigan and B. Warner and M. Wieczorek and O. Witasse and B. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06349},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in A&A