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通过与被九号行星的长期自旋轨道共振使天王星倾斜

地球与行星天体物理 2023-03-07 v1

摘要

天王星令人吃惊的98度大自转轴倾角至今尚无令人满意的解释。最被广泛接受的涉及巨型撞击体将天王星撞翻的假说,在天王星自转速率及其顺行卫星系统方面遇到了若干困难。由天王星被捕获进长期自旋轨道共振所导致的倾角增大,仍是一种可避免巨型撞击诸多问题的可能替代假说。我们提出,若由一颗尚未被探测到的外太阳系天体(俗称九号行星)的向外迁移所驱动,长期自旋轨道共振本可将天王星的自转轴倾角激发至当今数值。我们通过对123个具有不同九号行星参数及其迁移设置的N体模拟的分析来支持该假说。我们发现,在多个模拟实例中,模拟的九号行星将天王星倾角驱动超过98度,且有相当数量落在该值的10%以内。我们注意到结果的一个显著限定条件:在所有情形下,天王星要达到高倾角均需远比现今更快的自转轴进动速率。我们得出结论:虽然原则上九号行星(若存在)有可能对天王星倾角负责,但此类结果的可行性取决于天王星的原始进动速率。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.11823,
  title  = {Tilting Uranus via Secular Spin-Orbit Resonance with Planet 9},
  author = {Tiger Lu and Gregory Laughlin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.11823},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 12 figures, Accepted by the Planetary Science Journal