由低质量行星周粒子盘形成多卫星系统

行星周粒子盘可能在行星形成的晚期阶段由行星体的撞击、卫星或过境天体的瓦解而产生，卫星可以通过吸积扩散至洛希极限之外的盘粒子而形成。以往关于月球吸积的 N 体模拟主要关注从大质量比盘中形成单卫星系统，而近期关于从小质量比盘中形成多卫星系统的模型未考虑已形成卫星之间的引力相互作用。在本工作中，我们利用 N 体模拟研究了从不同质量粒子盘中吸积形成卫星的过程。在吸积盘质量略小于月球吸积案例的情况下，形成的卫星质量不足以清除盘物质，但足以通过引力作用引导盘的外边缘，并因与盘的引力相互作用而开始向外迁移。当卫星的 2:1 平均运动共振的径向位置到达洛希极限之外时，第二个卫星可在盘的外边缘附近形成，随后两颗卫星在共振锁定状态下继续向外迁移。研究发现，共轨卫星偶尔会在第一颗卫星的轨道上形成。我们的模拟还表明，潮汐环境中聚集体之间引力相互作用和碰撞所涉及的随机性可能导致最终质量和轨道架构的多样性，这在系外行星的卫星系统中是可以预期的。