Pluto-Charon 系统中碎片的命运

随着 New Horizons 的飞掠，Pluto-Charon 系统的图景变得更为清晰。我们使用 N-body 模拟来探究这一双矮行星系统独特的动力学历史。我们追踪了在形成 Charon 的巨型撞击期间可能形成的碎屑盘的演化。首先，我们注意到如果 Charon 经历偏心潮汐演化，这四颗环双星卫星的就地形成将极其困难。我们追踪了盘碎屑与 Charon 的碰撞，估计 0.3--5 km 半径的天体可能产生数百至数十万个可见的撞击坑。New Horizons 数据显示这些小撞击坑匮乏，这可能对盘的性质构成约束。虽然潮汐加热会抹去部分撞击坑历史，但潮汐加热和放射成因加热也可能使得区分盘碎屑撞击坑与 Kuiper 带天体撞击坑成为可能。我们还追踪了从 Pluto-Charon 系统喷射入太阳系的碎片；虽然大部分碎片最终从太阳系中流失，但少数几十个 10--30 km 半径的天体可能作为 Pluto-Charon 碰撞族幸存下来。其中大多数是处于与 Neptune 3:2 共振的 plutinos，少数分布于邻近共振中。我们表明，太阳系早期巨行星的迁移不会破坏这一碰撞族。最后，我们建议，识别这样一个碰撞族可能需要基于成分，因为它们在相关轨道参数上表现出极小的聚集性。