论冥王星小卫星通过共振输运的起源

冥王星四颗小卫星（Styx、Nix、Kerberos 和 Hydra）的轨道近乎圆形，且与大卫星 Charon 的轨道共面，其轨道周期与 Charon 的轨道周期之比接近 3:1、4:1、5:1 和 6:1。这些性质表明，小卫星是在将 Charon 送入轨道的同一撞击事件中形成的，并且随着 Charon 轨道因与冥王星的潮汐相互作用而扩张，它们通过与 Charon 的平运动共振被锁定并推至当前位置。利用 Cheng 等人 (2014) 开发的冥王星 -Charon 潮汐演化模型，我们表明，如果冥王星的带谐系数 $J_{2P} = 0$，则在 5:1、6:1 和 7:1 通约处，测试粒子在多个共振中的稳定捕获和输运是可能的。然而，在几乎所有情况下，测试粒子在冥王星 -Charon 潮汐演化结束时具有显著的轨道偏心率，且在 3:1 和 4:1 通约处不存在稳定的捕获和输运。此外，非零的流体静力学 $J_{2P}$ 值会破坏多共振迁移所需的条件。对具有有限但最小质量的 Nix 和 Hydra 进行的模拟也未能产生任何幸存粒子。我们得出结论，通过共振输运将小卫星置于其当前轨道位置的可能性极低。