柯伊伯带中的海王星 5:2 共振
地球与行星天体物理
2018-07-25 v2
摘要
对位于海王星 5:2 共振中的柯伊伯带天体（KBOs）的观测提出了两个谜题：这一三阶共振拥有出乎意料地大的族群，可与一阶 3:2 和 2:1 共振中显著的 Plutinos 和 Twotinos 族群相媲美；其次，它们的偏心率集中在 附近。为阐明这些谜题，我们利用圆型平面限制性三体模型的庞加莱截面研究了该共振附近的相空间。我们发现随着偏心率增大，相空间结构出现若干转变，并用共振轨道相对于海王星的性质加以解释。共振宽度在极小的偏心率下很窄，但在 时急剧变宽，在 附近达到最大，此时其与 2:1 和 3:2 共振的最大宽度相近。我们通过 N 体数值模拟证实了这些结果，模拟包含了四颗巨行星的全部影响以及 KBOs 大范围的轨道倾角。我们发现稳定共振区的边界对倾角并不十分敏感，且与简化三体模型所得结果非常相似，但需注意偏心率高于 的轨道是不稳定的；较高偏心率的轨道在相位上可避免与海王星发生破坏性相遇，但无法避免与天王星发生。这些结果表明，5:2 共振 KBOs 并不比 Plutinos 和 Twotinos 更令人困惑；然而，对偏心、倾斜共振 KBOs 起源的详细理解仍是一项挑战。
引用
@article{arxiv.1804.01209,
title = {Neptune's 5:2 Resonance in the Kuiper Belt},
author = {Renu Malhotra and Lei Lan and Kathryn Volk and Xianyu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.01209},
year = {2018}
}
备注
Accepted for publication in AJ. Summary of changes from previous version: two new figures (4 and 5), slightly re-organized and expanded section 2.3 and section 4