卡戎的潮汐阻尼对冥王星三颗卫星轨道的影响

冥王星最近发现的小卫星尼克斯 (Nix) 和许德拉 (Hydra) 拥有近乎圆形的轨道，且几乎与冥王星的大卫星卡戎 (Charon) 共面。这令人惊讶，因为与冥王星的潮汐相互作用太弱，不足以阻尼它们的偏心率。我们考虑另一种可能性：尼克斯和许德拉通过长期相互作用激发卡戎的偏心率从而使自身轨道圆化，而卡戎随后通过与冥王星的潮汐相互作用阻尼其自身的偏心率。对于合理的潮汐参数和卫星质量，这一过程的时间尺度可能小于太阳系的年龄。然而，正如我们通过数值和分析所示，尼克斯与卡戎之间 2:1 和 3:1 共振强迫项的影响使这一图景变得复杂。在卡戎潮汐阻尼存在的情况下，2:1 项迫使尼克斯向外迁移，而 3:1 项改变了偏心率阻尼率，有时导致偏心率增长。我们得出结论，该机制可能无法解释尼克斯和许德拉当前的轨道。相反，我们推测它们是在原位形成的，且具有低偏心率。我们还表明，对尼克斯迁移速度的上限设定了冥王星 - 卡戎潮汐圆化时间尺度的下限，即 $>10^5$ 年。此外，许德拉观测到的固有偏心率可能由尼克斯的 3:2 强迫所解释。