冰质天体中的撞击诱导分化

当冰质天体增长到约木卫二的质量、硅酸盐天体增长到约月球质量时，一次大型高速撞击能产生一个完整的熔融区，使得致密物质发生引力分凝，形成大的密度异常。如果该异常产生足够的差应力，它会迅速分凝至天体中心，触发整个天体的分化。我们使用了一个基于 Hugoniot 方程、线性冲击-粒子速度关系以及冲击压力与距离间的经验关系的撞击熔融模型，并结合晚期吸积过程的蒙特卡洛模拟，以确定大型撞击在冰质天体中触发分化的条件。在无气体环境中，卫星吸积区内抛射体的撞击在幸存的原卫星（小至海卫一）中触发分化的概率很小。当幸存原卫星增长到木卫二质量时，概率增至 100%。由中心行星捕获的日心粒子撞击也有效触发冰卫星中的分化。如果日心分布中的最大抛射体与生长中卫星的质量相当，则它们在生长到木卫四质量之前触发所有幸存原卫星的分化。然而，如果 Callisto 和 Ganymede 从小的（最大粒子约为卫星质量的10%）日心天体分布中吸积了所捕获的一小部分（0.01 和 0.5%）粒子，它们具有不同概率的撞击诱导分化。撞击诱导分化以一种合理的方式解释了这两个天体之间明显的差异。