特勒斯托与卡吕普索之间喷射物的交换:蝌蚪轨道、马蹄形轨道与穿越轨道
地球与行星天体物理
2015-05-19 v1
摘要
我们对土星主卫星特提斯的两颗小型特洛伊伴星——特勒斯托和卡吕普索——的喷射物轨道进行了数值积分。喷射物以与其母体逃逸速度相当或更高的速度被抛出,这与撞击风化层表面的过程一致。我们发现,喷射物的命运可分为几个不同的类别,具体取决于发射速度和方向。最慢的喷射物沿亚轨道轨迹运动,并在不到一天的时间内重新撞击其源卫星。稍快的碎片勉强逃离其母体的希尔球,并被限制在蝌蚪轨道上,围绕特提斯的三角拉格朗日点L4(前导点,靠近特勒斯托)或L5(后随点,靠近卡吕普索)振动,其轨道半长轴与特提斯、特勒斯托和卡吕普索几乎相同。这些喷射物最终也会重新撞击其源卫星,但中位寿命为几十年。那些在最初十年左右重新撞击的喷射物,其寿命接近348.6天(蝌蚪周期的一半)的整数倍。更快的碎片,其方位角速度分量大于约10米/秒,会进入马蹄形轨道,该轨道包围L4、L5和L3,但避开特提斯及其希尔球。这些喷射物以相当的速率撞击特勒斯托或卡吕普索,中位寿命为数千年。然而,它们无法到达特提斯本身;只有最快的喷射物,方位角速度大于约40米/秒,才能实现能够遭遇特提斯的“穿越轨道”。特提斯在几年内吸积了这些喷射物中的大部分,但其中约1%的喷射物在数百年的时间尺度上向内散射撞击土卫二,或向外散射撞击土卫四。
引用
@article{arxiv.1005.4420,
title = {Exchange of ejecta between Telesto and Calypso: Tadpoles, horseshoes, and passing orbits},
author = {Anthony R. Dobrovolskis and Jose' Luis Alvarellos and Kevin J. Zahnle and Jack J. Lissauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.4420},
year = {2015}
}