致密固体颗粒盘中卫星形成机制探讨

单颗巨型卫星具有重要观测价值，因而能产生显著且潜在可被探测到的信号。对于地球型星体和超地球星体，巨型撞击在形成后期可能产生致密的自重引力盘——有利于此类卫星的形成。为此，我们通过三维 N 体模拟探讨了致密固体颗粒盘中卫星的形成，聚焦于盘质量和表面密度指数的影响。我们的结果揭示了在相同盘参数下，所形成卫星的质量和配置存在显著可变性，凸显了该过程的随机性。更高的盘质量和更平坦的表面密度轮廓有利于形成更为庞大的卫星。质量超过0.03个行星质量的盘通常可产生单颗主导性卫星，而质量在0.003至0.03之间则倾向于形成双卫星系统。平均而言，最大卫星的质量与初始盘质量呈线性比例，与解析预测相符。我们估计，围绕一颗质量为1.6地球质量的星体、围绕类太阳星星运行的盘，若最小质量为0.03个行星质量，则可形成类似地球-月球的系统，望远镜以每百万分之10部分的光度精度即可探测到——这一水平可被詹姆斯·韦伯太空望远镜实现。