冥王星-冥卫一系统的潮汐-热演化
地球与行星天体物理
2022-02-16 v1 地球物理
摘要
巨行星卫星与海王星外天体的地下海洋的存在已被预言有一段时间了。冰世界上的海洋对冰-海洋系统的动力学施加了相当大的影响，并且由于天体生物学潜力，成为未来任务的一个重要目标。冥王星-冥卫一系统代表了一个环绕矮行星运行的冰卫星，该矮行星由一次巨碰撞的残骸形成。冰卫星的演化主要由穿过外层冰壳的热传递模式与效率控制，这受到杂质存在、冰壳中的潮汐耗散以及核中放射性元素预算的影响。先前关于冥王星-冥卫一系统演化的研究要么只考虑热演化或潮汐演化，而在同时考虑两者的情况中，未涉及液态海洋中杂质存在的重要效应。我们通过将一个包含粘弹性潮汐响应的综合潮汐模型与为冰世界开发的参数化对流模型相结合，考虑该系统的联合潮汐-热演化。此方法使得对形成并维持地下液态海洋至今所需条件的广泛分析成为可能。我们的结果表明，由于轨道的快速圆化与同步化，潮汐加热仅在演化早期阶段（<1 Myr）重要。我们检验了结果对初始轨道与热参数的敏感性。在所有情形中，均预测冥王星上的海洋至今保持液态，厚度从 40 km 到 150 km 不等，而冥卫一上的海洋已固化。这得到新视野号对冥王星上伸展断层以及冥卫一上伸展与压缩断层的观测的支持。
引用
@article{arxiv.2109.13206,
title = {The Tidal-Thermal Evolution of the Pluto-Charon System},
author = {Amirhossein Bagheri and Amir Khan and Frederic Deschamps and Henri Samuel and Mikhail Kruglyakov and Domenico Giardini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.13206},
year = {2022}
}