矮行星妊神星周围环形成过程的 N 体模拟

妊神星是已知唯一拥有环的跨海王星天体。该环位于与具有三轴形状的妊神星自转周期形成 3:1 自旋-轨道共振的位置。妊神星周围的非轴对称引力场被认为会影响环的动力学；然而，环的形成过程尚未阐明。在本研究中，我们较为详细地分析了妊神星一种潜在的环形成情景。我们首先计算了三轴椭球体周围的引力场，并利用包含时变引力场的模拟估计了绕妊神星运行物体能够稳定存在的距離。该模拟结果表明，物体的轨迹在其当前环位置内侧稍处变得不稳定。接下来，我们解析地推导了绕三轴椭球体运行的刚体的洛希半径，并表明洛希半径可能接近当前环的位置。此外，作为参数研究，我们以碎石堆恢复系数为变量进行了 N 体模拟。结果表明，根据众多参数，洛希半径的位置接近妊神星环的当前位置。基于这些发现，我们可以假定环形成于轨道不稳定区边界与洛希半径之间的区域具有高度可能性。本研究提出的情景有助于解释妊神星环的形成过程。