小衛星可能塑造半人馬族小行星Chariklo周圍獨特的兩個薄環

2025-12-10 03:07:15 分類：百科 閱讀(3929)

卡西尼號飛船拍攝的牧羊人衛星潘多拉和普羅米修斯（每個直徑約80公里）對土星F環的作用。衛星的造半族小周圍引力導致了圖中所示的擾動，從而限制了這個薄環。人馬在這里，獨特的兩我們模擬了Chariklo的個薄一個牧羊人月亮，它通過相同的小衛星可行星過程來限制這些環。致謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL/空間科學研究所
（神秘的造半族小周圍地球uux.cn）據行星科學研究所：半人馬族Chariklo星周圍獨特的兩個薄環可能是由一顆更小的衛星形成的。Chariklo是人馬一個半人馬族天體，它是獨特的兩一個小天體，大小類似于小行星，個薄但成分類似于彗星，小衛星可行星在外太陽系中圍繞太陽旋轉，造半族小周圍主要位于木星和海王星的人馬軌道之間。
“小行星周圍的獨特的兩環只是最近才被發現的，目前已知的個薄此類系統只有一小部分。人們對巨行星周圍耀眼的光環進行了大量研究；然而，行星科學研究所高級科學家阿曼達·西卡福斯說，她是《行星科學雜志》上發表的《（10199）查理克洛環的共振擾動數值模擬》的主要作者。
“我們已經證明，小天體周圍存在薄環的可能性之一是它們正在被一顆小衛星雕刻。”
該論文首次報道了帶有衛星的小天體環系統的多體模擬。使用計算機軟件來模擬多個（N個）組件的物理動態，從而進行N體模擬。N體模擬的結果提供了對正在建模的系統的動態演化的洞察。

這項研究模擬了Chariklo周圍的星環，衛星半徑約為3公里，平均運動共振為6:5。環形粒子顯示為白色。兩個環的位置和寬度與在Chariklo觀測到的大致相同。內環在Chariklo周圍不對稱，這也與來自Chariklo的恒星掩星數據一致。我們的軟件模擬了一個細胞中的數百萬個環形粒子，因此這張圖像是通過將一個軌道周期內不同時間的細胞值結合在一起而創建的。致謝:uux.cn/Sickafoose & Lewis（2024年）。
在這種情況下，通過在一個類似Chariklo的系統中模擬幾百萬個環粒子，表明一個單一的千米大小的衛星可以保持兩個與觀測到的環具有相似屬性的環。
“我們認為環粒子主要是由水冰構成的，就像大行星上的水冰一樣。我們不知道確切的特征，例如環形粒子碰撞時的“硬”或“軟”程度，或者粒子大小分布。西卡福斯說:“進一步的模擬可以幫助限制這些特性。”
“行星環會隨著時間的推移自然擴散或分散。Chariklo展示了兩個薄環，寬度為幾公里。西卡福斯說:“為了讓環保持這么薄，需要有一種機制來限制物質并防止其分散。”
“我們實際上在論文中通過模擬一個沒有衛星的類似Chariklo的環系統來展示這一點，我們發現環的寬度隨時間線性增加。這與有一顆衛星與環物質共振的情況不同，后者將環限制在觀察到的千米大小的寬度內。”
查里克洛星大小約250公里，是第一個被發現有星環的半人馬星，它們受到約束。
“我們的論文表明，類似Chariklo的環可以受到一顆小衛星的約束，這顆衛星的半徑約為3公里，質量為1013公斤。這種大小的衛星低于我們目前的直接成像極限，因此需要間接方法或航天器任務來發現它。”
“有人提出了一種替代機制，即Chariklo表面存在重力異常，環與原子核的自旋共振；查里克洛每轉一圈，光環就繞軌道運行一周。西卡福斯說:“對于衛星或具有引力異常的自旋軌道共振來說，作用于環形粒子的物理學原理是相似的。”
“有趣的是，根據大多數合理的假設，Chariklo環也位于羅氏極限附近或外部。“洛希極限是環不應該存在的大致距離，因為物質應該開始吸積成衛星——在這個距離上，來自母行星的引力擾動不足以剪切粒子，它們可以形成更大的團塊，”西卡福斯說。
“在這種情況下，衛星可以干擾環物質并阻止其增生，類似于在土星F環中看到的情況。”