关于木星之卫星阿马莱亚的起源与动力学演化

木星著名的 Galilean 卫星内部有四个小卫星，单个平均半径 $R\lesssim 84$ km。多项证据表明，这些天体在木星周天盘的更远位置形成后，再驶入其当前的短周期轨道。尽管如此，这些卫星如何动态演化至如此位置尚未在木星卫星形成的新范式中得到解释。本文提出了阿马莱亚（最大的内侧卫星）的定量模型，可推广至其邻居 Thebe 以及天文盘中其他小天体。我们提出，阿马莱亚的异常特征源于它在位于大距离的卫星粒子储备中与 Galilean 同时形成。在该储备中，最内侧的 Galilean、Io 向内迁移时捕获了卫星粒子、阿马莱亚，并将其引导至其现代的栖息地。在通过盘内迁移期间，空气动力阻力导致 Io-Amalthea 共振中出现不稳定的摆动，使得仅限于特定 nebular 参数的宽范围运输才可实现。特别是，盘的纵横比 $h/r$ 成为关键参数。我们的计算表明，木星周天盘的垂直尺度至少为 $h/r\gtrsim 0.08$，这意味着在卫星形成时期，盘是相对温暖的、正在积累的。这为木星系统的演化，以及更广泛的卫星-盘相互作用现象提供了见解。