原始柯伊伯带的碰撞演化、其不稳定种群和特洛伊小行星
摘要：海外太阳系早期演化的动荡时期，尤其是当海王星穿越原始柯伊伯带（PKB）并引发了巨型行星之间的动力不稳定以后，其高潮的时候到了。这一事件导致了PKB约99.9％的物体被抛射出去（这里称为不稳定的种群），巨型行星卫星的大规模轰炸以及木星特洛伊人的捕获。尽管这一情景已经广泛通过动力学模型进行了测试，但对于PKB、其不稳定的种群以及特洛伊人如何经历碰撞演化的调查较少。在这里，我们使用Boulder代码研究了这个问题。我们的约束条件包括特洛伊小行星的尺寸-频率分布（SFD）和巨型行星卫星上的撞击坑。使用这个组合，我们确定了影响这些种群中物体的未知破碎规律。从单位质量的碰撞能量角度看，最弱的那些物体直径为20米。总的来说，碰撞演化会产生多千米特洛伊人的幂律形状以及PKB和不稳定种群的波状SFD。后者可以解释（i）观察到的巨型行星卫星上古老和年轻的撞击坑SFD的形状，（ii）经历了不同程度碰撞演化的木星家族和长周期彗星SFD的形状，以及（iii）现今在木星上超爆和在土星的环上的小型弹丸的撞击频率。我们的模型结果还表明，许多观测到的彗星，其中大多是直径小于10公里的，很可能是大规模碰撞事件形成的重力聚合物体。
作者：William Bottke, David Vokrouhlicky, Raphael Marshall, David Nesvorny, Alessandro Morbidelli, Rogerio Deienno, Simone Marchi, Luke Dones, Harold Levison
论文ID：2307.07089
分类：Earth and Planetary Astrophysics
分类简称：astro-ph.EP
提交时间：2023-07-17