低质量闯入者多次混沌散射相遇中柯伊伯带双星的形成

海王星外天体成对或成双存在的发现，对于揭示外太阳系的形成、演化和结构具有重要价值。基于近期的系统性搜索，估计多达10%的柯伊伯带天体可能是双星。然而，与近地小行星和主带小行星双星相比，目前发现的所有实例都具有不寻常的特征：其质量比接近1，且轨道尺度大、偏心率高。本文提出了一种基于Hill近似下四体模拟的常见动力学起源，以解释这些组成和轨道特性。我们的计算表明，双星通过以下事件链产生：首先，两个天体在Hill球内由太阳潮汐产生的动力学混沌的薄层中相互纠缠，形成长期准束缚双星。接下来，与低质量闯入者的引力散射传递能量，将双星推入邻近的非混沌、稳定的相空间区域。最后，双星通过与更多闯入者进行一系列相对温和的引力散射相遇而硬化（损失能量）。这产生了能用开普勒椭圆良好拟合的双星轨道。从动力学角度看，如果原始准束缚双星包含可比质量，整个过程强烈有利。我们提出了一种简化的混沌散射模型来解释这些结果。我们的发现表明，观测上对近似等质量比双星的偏好可能是一个真实效应；也就是说，它主要不是由于对广泛分离、亮度相近目标的观测偏差。然而，我们预测存在大量质量比悬殊的柯伊伯带双星有待发现。