初始星子尺寸与小柯伊伯带天体的尺寸分布

我们通过将观测结果与理论模型进行比较，表明观测到的柯伊伯带尺寸分布与凝聚模型吻合良好，这些模型始于半径约为 1km 的初始星子种群，并随后经历碰撞演化。我们发现，对于 R > 30km 的天体，其观测尺寸分布在太阳系年龄内未受碰撞演化的修饰；而对于 R ~ 30km 以下的天体，其尺寸分布已受碰撞修饰，且其斜率与使用已发布强度定律的碰撞演化模型吻合良好。我们详细研究了半径范围从 0.01km 到 30km 的天体所产生的尺寸分布，发现其斜率随半径变化数次，然后在 R < 0.1km 时趋近于材料强度主导天体的平衡碰撞级联的预期值。与跨越 0.01km 到 30km 整个范围的单一幂律尺寸分布相比，我们在 R ~10km 附近发现天体严重匮乏，而在 2km 附近发现天体严重过剩。这种匮乏和过剩是由 runaway growth 阶段遗留下来的 km 尺寸范围内小星子的过剩质量引起的，并在尺寸分布中留下了经过 45 亿年碰撞演化仍未抹去的特征。因此，对小柯伊伯带天体 (KBO) 尺寸分布的观测可以检验大 KBO 是否是 runaway growth 的结果，并约束初始星子的尺寸。我们发现，最近的 KBO 掩星观测结果和观测到的 KBO 尺寸分布与初始星子种群的最佳匹配情况是：在半径为 0.4km 到 4km 的天体中，每个对数质量区间包含大致相等的质量。此外，我们发现，如果大部分星子质量包含在半径为 10km 或更大的天体中，则无法匹配观测到的 KBO 尺寸分布。