踮脚的海王星：保留冷经典柯伊伯带的动力学历史

当前柯伊伯带的动力学结构是由巨行星，特别是海王星的轨道演化所塑造的，这一过程发生在行星形成之后的时期，当时巨行星可能经历了行星-行星散射和/或星子驱动的迁移。这一过程的数值模拟虽然再现了该带的许多特性，但未能产生观测到的一些天体的高倾角和偏心率，同时保持观测到的动力学“冷”族群。我们呈现了一项三部分参数研究的第一部分，探讨海王星的不同动力学历史如何塑造星子盘。在此，我们确定哪些动力学历史允许一个原位的星子盘保持动力学冷状态，从而成为今天的冷柯伊伯带族群。我们发现，如果海王星经历一段偏心率或倾角升高的时期，它会长期激发星子盘的偏心率和倾角。我们证明，根据海王星迁移、海王星轨道倾角和/或偏心率阻尼以及星子长期演化的相对时间尺度，这种长期激发存在几个明确定义的区域。我们在每个区域解析地模拟了这种长期激发，从而能够对参数空间进行彻底的探索。海王星的偏心率和倾角可以在有限时间内保持较高值而不破坏冷经典带。在慢阻尼和慢迁移的区域，如果海王星位于（例如）20 AU处，那么其偏心率必须保持在0.18以下，倾角必须保持在6度以下。