气态巨行星周围单卫星系统的形成

已有若干机制被提出以解释卫星系统的形成过程，相对较大的卫星被认为诞生于环行星盘之中。已知形成单卫星系统比多卫星或无卫星系统更为困难。我们旨在找到一种形成具有单个大卫星系统的方法，例如土星周围的泰坦。我们考察了卫星的轨道迁移，其方向和速度随环行星盘的性质而变化。我们建模了耗散的环行星盘并考虑温度结构的影响，计算了在各种环行星盘最终演化阶段中泰坦质量卫星的轨道演化。我们还对初始具有多卫星的系统进行了N体模拟，以观察单卫星系统是否在最后保留下来。由尘埃不透明度表征的盘温度结构的径向斜率产生了一个轨道区域，其中泰坦质量卫星停止向内迁移甚至在一定盘黏度范围内向外迁移。该区域有助于最初位于外轨道的卫星保留在盘中，而内轨道的卫星则坠入行星。我们首次证明可以形成在巨行星周围仅有一个大卫星的系统。我们的N体模拟表明卫星形成在环行星盘的外半径处并不高效。