潮汐双星的同步化：赫氏轨道迁移中的普罗伊特与查尔顿案例
地球与行星天体物理
2026-04-21 v6
摘要
通常认为，潮汐双体系统的相互同步化通过潮汐退缩实现，前提是简化赫氏球未被到达。然而，若罗切 limit 未被跨越，亦可通过潮汐接近方式实现同步化。本文分别推导两种情形下，演化同步化半径与潮汐轨道相遇的条件。针对普罗伊特-查尔顿系统进行两种情形的分析，检视查尔顿形成的影响力假说与捕获假说。基于地质证据，我们提出捕获假说更具可能性。据此，我们考察捕获情形，即查尔顿的轨道演化起始于当前更大的距离并经历潮汐下降，进行解析与数值分析。也可考虑普罗伊特初始顺时针自转被潮汐接近的逆向自转所引起的翻转。根据初始条件，观察到在系统演化前 0.5 万年内，查尔顿暂时被锁定在 3:2 至 7:2 的更高自旋-轨道共振中。由于双方初始分离距离更大，两者内部耗散功率远低于相同内部结构天体潮汐退缩的情况。更大的初始分离也导致潮汐应力更小，这可能解释了为何不存在潮汐产生的裂缝模式。
引用
@article{arxiv.2511.17832,
title = {Synchronisation of a tidal binary by inward orbital migration. The case of Pluto and Charon},
author = {Michael Efroimsky and Michaela Walterova and Yeva Gevorgyan and Amirhossein Bagheri and Valeri V. Makarov and Amir Khan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.17832},
year = {2026}
}