柯伊伯带天体的挥发性丢失与分类

观测表明，一些最大的柯伊伯带天体（KBOs）保留了气相中的挥发性物质，这意味着存在能够影响其反射光谱和热平衡的大气。由表面太阳加热驱动的挥发性逃逸速率，曾由 Schaller 和 Brown (2007) (SB) 以及 Levi 和 Podolak (2009) (LP) 分别使用表面 Jeans 逃逸和流体动力学模型进行估算。基于最近的分子动力学模拟，这些速率可能存在巨大误差（例如，对于冥王星的 SB 估算值误差达 $\sim 10^{16}$ 倍）。在本文中，我们借助近期关于表面太阳加热以及高层大气 UV/EUV 加热导致逃逸的分子动力学模拟，估算了数个大型 KBOs 的原始 N$_2$ 丢失量。对于后者，我们利用能量限制逃逸模型外推了冥王星逃逸的模拟结果（Erwin 等 2013），该模型最近由分子动力学模拟（Johnson 等 2013）针对相关 KBOs 进行了验证。我们发现，除非 N$_2$ 大气稀薄（$\lesssim 10^{18}$ N$_2$/cm$^2$）和/或半径较小（$\lesssim 200-300$ km），否则逃逸主要由高层大气吸收的 UV/EUV 辐射驱动，而非表面太阳加热。这影响了先前关于大气丢失与观测表面性质之间关系的解释。长期目标是将详细的大气丢失模拟与针对单个 KBOs 的挥发性传输模型（例如 Young, 2014）相连接。