用自旋-轨道共振倾斜冰巨星

巨型碰撞可以解释天王星和海王星的大倾角，然而生成两颗倾角差异很大而自转周期却惊人相似行星是低概率事件。捕获到长期自旋-轨道共振（自旋与轨道进动频率之间的耦合）是一个有前景的替代方案，因为它可以在不改变自转周期的情况下倾斜行星。我们通过数值积分表明，如果天王星在吸积其气体大气时拥有一个至少为其卫星系统质量三倍的巨行星环，那么其自旋进动速率将增加到足以与其自身轨道共振，潜在地将行星的倾角驱动到 70${^\circ}$。我们发现，大质量盘的存在使 Laplace 半径显著向外移动，偏离其经典值，导致盘中更多部分参与行星的极进动。尽管我们仅能罕见地产生大于 70${^\circ}$ 的倾斜且无法驱动超过 90${^\circ}$ 的倾斜，但随后与约 $0.5\,M_{\oplus}$ 物体的碰撞可将天王星从 70${^\circ}$ 倾斜到 98${^\circ}$。将巨型撞击体的质量和数量从两个或更多最小化到一个，使产生天王星自转状态的似然性提高约一个数量级。相比之下，海王星需要质量较小的盘来解释其 30${^\circ}$ 的倾斜，从而完全消除了对巨型碰撞的需求。