柯伊伯带双星的形成
天体物理学
2009-11-13 v2
摘要
大量柯伊伯带天体（KBOs）以宽间距和近似相等质量构成双星系统的发现，激发了多种关于其形成的新理论。Goldreich 等人（2002）提出了两种形成机制：第一种是通过小天体海产生的动力学摩擦辅助形成暂现双星（L^2s 机制）；第二种是通过三体引力偏转形成双星（L^3 机制）。本文精确计算了亚希尔速度下的 L^2s 和 L^3 形成率。虽然 L^2s 形成率与之前的数量级估计接近，但 L^3 形成率约小 4 倍。对于亚希尔速度的 KBO（v ≪ v_H），L^3 与 L^2s 形成率之比为 0.05 (v/v_H)，与小天体的速度弥散、面密度或相互碰撞无关。对于超希尔速度（v ≫ v_H），L^3 机制主导 L^2s 机制。通过 L^3 机制形成的双星与经过天体对双星的破坏相互竞争。给定足够时间，会形成统计平衡的双星丰度。我们证明暂现双星的寿命频率随系统寿命呈指数衰减，且此类暂现双星对 L^3 机制的双星形成并不重要，这与 Lee 等人（2007）的结论相反。对于 L^2s 机制，我们发现暂现双星为形成柯伊伯带双星（KBBs）所需持续的时间随动力学摩擦强度 D 仅呈对数增长。暂现双星的寿命仅在动力学摩擦非常弱（即 D ≲ 0.002）时才变得重要，且对 KBB 的形成很可能并不关键。
引用
@article{arxiv.0709.3107,
title = {Formation of Kuiper Belt Binaries},
author = {Hilke E. Schlichting and Re'em Sari},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.3107},
year = {2009}
}
备注
20 pages, 3 figures, Accepted for publication in ApJ, correction of minor typos