On the Origin of Pluto's Small Satellites by Resonant Transport
冥王星的四颗小卫星（冥河、尼克斯、冥王星和九头蛇）的轨道近似圆形，与大卫星冥卫一的轨道共面，轨道周期与冥卫一的轨道周期的比例近似为3：1、4：1、5：1和6：1。这些性质表明，这些小卫星是在同一次撞击事件中产生的，该事件将卡戎置于轨道上，并被锁定在卡戎的平均运动共振中，因为卡戎的轨道因与冥王星的潮汐相互作用而扩大。使用Cheng等人（2014）开发的冥王星-冥卫一潮汐演化模型，我们表明，如果冥王星的纬向谐波$J_{2P} = 0$在5：1，6：1和7：1的可测量性下，在相同的平均运动可测量性下，在多个共振中稳定捕获和传输测试粒子是可能的。然而，在冥王星-冥卫一潮汐演化的末期，几乎所有的情况下，测试粒子都有显著的轨道偏心率，并且在3：1和4：1的偏心率下没有稳定的捕获和传输。此外，$J_{2P}$的非零流体静力学值破坏了多重共振迁移所必需的条件。模拟有限，但最小质量的尼克斯和九头蛇也未能产生任何幸存者。我们的结论是，放置的小卫星在其目前的轨道位置的共振运输是极不可能的。
2014-07-03 astro-ph.EP
Ejecta Transfer in the Pluto System
冥王星系统的小卫星（冥河、尼克斯、冥王星和九头蛇）的表面逃逸速度非常低，因此撞击应该会从它们的表面喷射出大量的物质。我们发现，大部分的这种材料，然后逃离冥王星系统，虽然有很大一部分收集在冥王星和冥卫一的表面。尘埃从小卫星表面喷出的速度强烈地决定了它可能撞击的物体，以及它最有可能撞击冥王星和冥卫一表面的位置。我们还表明，冥王星周围的大气层的存在消除了大多数颗粒大小的影响，并增加了对冥王星的尘埃影响的数量。总的来说，冥王星和冥卫一可能在它们的表面积累了几厘米的小卫星尘埃，这可以被新视野号航天器观测到。
2014-03-19 astro-ph.EP
A Pluto--Charon Sonata: Dynamical Limits on the Masses of the Small Satellites
在2005年至2012年期间，哈勃太空望远镜（HST）的图像显示有四颗卫星围绕冥王星-冥卫一运行（Weaver et al 2006，Showalter et al 2011，2012）。虽然它们的轨道和几何形状是众所周知的，但两颗最大的卫星- Nix和Hydra -质量的2个$σ$不确定性与它们的HST质量相当（Brozovic等人2015，Showalter & Hamilton 2015，Weaver等人2016）。值得注意的是，在0.1-1 Gyr时间尺度上的长期系统稳定性的引力$n$ -体计算机计算对Nix和Hydra的质量有更严格的限制，其上限比HST质量大$\sim$ 10%。使用新视野号的尺寸测量对质量密度的限制表明，尼克斯和九头蛇形成于比冥王星和冥卫一更冰冷的物质中。
2019-03-11 astro-ph.EP
On the existence of regular and irregular outer moons orbiting the Pluto-Charon system
众所周知，矮行星冥王星拥有一个由五颗共面卫星组成的扩展系统。以前的研究探索了孤立系统的形成和演化，忽略了太阳的扰动效应。在这里，我们表明，长期的演变，由于太阳可以强烈影响系统中的外部卫星和环的演变，如果存在的话。虽然由于来自冥王星-冥卫一双星内部的引力势的扩展而产生的岁差会使这种长期演化停止到$a_{crit}\sim0.0035$ AU（$\sim0.09$ $R_{Hill}$是希尔半径，包括所有目前已知的卫星），但外层轨道可能会发生显著的变化。特别是，我们发现，\emph{co-planar}环和卫星不应该存在超越$a_{crit}$，而是，卫星和尘埃粒子在这些地区的secularly演变的时间尺度范围之间的$10^{4}-10^{6}$ yrs，并准周期性地改变其倾角和偏心率通过长期的演变（Lidov-Kozai振荡）。这种振荡可能导致高倾角和偏心率，限制了这些卫星（和尘埃颗粒）可以存在的范围，而不会穿过内部卫星的轨道，或穿过外部希尔稳定范围。因此，如果存在的话，外层卫星可能是\emph{irregular}卫星，其轨道限于非圆形和/或高度倾斜。这些可能被新地平线任务探测到，可能为冥王星卫星系统的长期演化提供直接证据，并为它的起源提供新的线索。
2015-06-29 astro-ph.EP
A Pluto-Charon Sonata: The Dynamical Architecture of the Circumbinary Satellite System
使用一个大型的n体模拟套件，我们探索冥王星-冥卫一系统中新卫星的发现空间。对于已知卫星的质量和轨道，几乎没有半长轴为$a \lesssim 1.1~a_H$的稳定的椭圆轨道或极轨道，其中$a_H$是最外面的卫星长蛇座的半长轴。半径为$r \lesssim$ 2 km和$a \lesssim 1.1~a_H$的小卫星在从几年到超过1000万年的时间尺度上被喷射出来。$a \gtrsim 1.1~a_H$的轨道在超过1亿年的时间尺度上是稳定的。使用JWST进行的近红外和中红外成像以及使用2-3米级望远镜进行的地面掩星活动可以探测到Hydra轨道外1-2公里的卫星。对这些卫星的观测使得对已知卫星的质量和环双星形成理论的新约束成为可能。
2018-10-02 astro-ph.EP
The Pluto System After New Horizons
1930年冥王星的发现预示着柯伊伯带和冰矮星的发现，它们是我们太阳系的第三类行星。从20世纪70年代到90年代，冥王星系统的许多迷人的属性被发现，包括多种表面挥发性物质，冥王星的大型卫星卡戎和它的大气层。这些属性，以及1990年代柯伊伯带和冥王星的柯伊伯带小行星群的发现，激发了对冥王星的探索。这项名为“新视野”（NH）的任务在2015年彻底改变了人们对冥王星及其卫星系统的认识。除了提供丰富的地质，成分和大气数据集外，新视野号还证明了冥王星本身在过去40亿年中的地质活动令人惊讶，并且这颗行星表现出令人惊讶的复杂大气现象和地质表达，其丰富程度可与火星相媲美。
2017-12-15 astro-ph.EP
The Formation of Pluto's Low Mass Satellites
受新视野号任务的启发，我们考虑冥王星的小卫星-目前的冥河，尼克斯，冥王星和九头蛇-如何在形成冥王星-冥卫一双星的巨大撞击的碎片中生长。撞击后，冥王星和冥卫一吸积了一些碎片，并将其余的从双星轨道上弹射出去。在抛射过程中，碎片粒子之间的高速碰撞产生碰撞级联，导致一些碎片从系统中抛射出来，并使剩余的碎片粒子能够找到围绕双星的稳定轨道。我们的凝聚和迁移的数值模拟表明，碰撞演化的一个环或一个磁盘的碎片导致一些小卫星绕冥王星-冥卫一。这些模拟是第一次证明迁移引起的合并在一个粒子盘。最终的卫星质量与初始盘质量相关。更大的圆盘倾向于产生更少的卫星。就卫星目前的性质而言，我们的研究结果非常支持初始碎片质量为3-10 x 10^{19} g，目前卫星的碎片质量约为0.4-1。我们还预测了一个由半径小于1-3 km的较小卫星和半径约为1-100 cm、光学厚度小于10^-10的非常小的粒子组成的集合。这些天体的半长轴应该在九头蛇目前的轨道之外。
2013-11-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
A Pluto-Charon Concerto: An Impact on Charon as the Origin of the Small Satellites
我们考虑的情况下，冥王星和冥卫一的小卫星在一个磁盘的碎片从冥卫一和海王星外天体（TNO）之间的影响增长。在冥卫一的轨道运动将碎片推进到盘状结构之后，米级或更小的物体的快速轨道阻尼对于防止双星随后的再吸积或动力喷射至关重要。根据对盘演化的分析估计和模拟，我们估计撞击物半径为30-100公里;较小（较大）的半径适用于斜（直接）撞击。虽然大的TNO和Charon之间的碰撞在今天是不太可能的，但它们在太阳系的第一个0.1-1 Gyr内相对常见。与小卫星聚集在产生冥王星-冥卫一双行星的巨大撞击所留下的碎片中的模型相比，后来对冥卫一的撞击形成的卫星避免了在双行星早期轨道膨胀期间扫过卫星的不稳定共振。
2020-06-24 astro-ph.EP astro-ph.SR
Trans-Neptunian Space and the Post-Pluto Paradigm
冥王星系统是众多冰冷矮行星和伴随卫星系统的原型，这些行星和卫星系统居住在海王星以外的太阳系的巨大体积中。新视野号对冥王星及其五颗卫星的探索让我们得以一窥它们的亲属可能拥有的一系列特性。此外，冥王星和冥卫一的表面记录了小的海王星外天体的撞击，通过将它们作为证据板，我们可以推断出海王星外天体的一些关键特性，这些天体的大小远远低于目前的直接检测极限。本章总结了我们从冥王星系统中了解到的有关海王星外行星群的起源和性质、在太阳系的各个年龄阶段对这些行星群的作用过程，以及这些作用过程可能在今天仍然活跃。本摘要中包括对海王星外小天体的大小分布特性的推断，以及对小尺寸双星系统的估计。此外，本章还比较了外海王星矮行星卫星的现存性质，以及它们对卫星形成过程和外太阳系星子早期演化的影响。最后，本章最后讨论了近期的理论、观测和实验室工作，这些工作可以进一步加深我们对冥王星系统的理解，以及它的性质如何指导未来对海王星外空间的探索。
2021-07-05 astro-ph.EP
A Pluto--Charon Concerto II. Formation of a Circumbinary Disk of Debris After the Giant Impact
使用一套数值计算，我们考虑了长期的演变，从冥王星-冥卫一巨大的影响环双星碎片。最初，这些固体有很大的离心率和近心附近的冥卫一的轨道。在100-1000年的时间尺度上，与冥王星和冥卫一的动力学相互作用导致了系统中大多数固体的喷射。当动力学使粒子远离重心时，碰撞阻尼降低了许多粒子的轨道偏心率。这些固体填充在冥王星-冥卫一轨道平面的环双星盘;这种物质的很大一部分位于一个“卫星区”，包括冥河，尼克斯，海王星和九头蛇的轨道。与海王星外天体（TNO）和冥卫一碰撞产生的碎片所形成的狭窄环相比，巨大撞击后产生的盘状物要长得多，可能是产生小型环双星的不太有希望的选择。
2021-02-22 astro-ph.EP
Evolution of a ring around the Pluto-Charon binary
我们考虑形成的卫星周围的冥王星-冥卫一二。这两个伙伴之间的早期碰撞可能产生了双星和一个狭窄的碎片环，其中出现了卫星冥河，尼克斯，伊兹密尔和九头蛇。卫星是如何从致密环中出现的还不确定。在这里，我们表明，一个粒子环传播的物理碰撞和集体引力散射，类似于迁移。在双星系统周围，这些过程发生在“最圆”轨道的参考系中，类似于开普勒势中的圆形轨道。星环的粒子在这些轨道上运动，避免了毁灭性的碰撞。阻尼和扩散也有助于粒子在与双星共振驱动的动力学不稳定性中幸存下来。在某些情况下，粒子被困在共振附近，随着冥王星-冥卫一双星的潮汐演化而向外扫过。通过简单的模型和数值实验，我们展示了冥王星-冥卫一撞击环是如何扩展成一个宽阔的圆盘的，而环双星就是从这个圆盘中生长出来的。在某些情况下，环可以远远超出最远的卫星Hydra的轨道，形成少数较小的卫星。如果这些小卫星存在，新视野号将找到它们。
2015-07-03 astro-ph.EP
The Small Satellites of Pluto as Observed by New Horizons
新视野号任务提供了冥王星卫星冥河、尼克斯、冥王星和九头蛇的分辨率测量结果。这四颗行星都很小，Nix和Hydra的等效球径为$\approx$ 40公里，Styx和Hydra的等效球径为10公里。它们也是高度细长的，最大与最小轴比为$\approx$ 2。所有四颗卫星都有很高的冰饱和度（$\approx$ 50- 90%），暗示着水冰表面的组成。Nix和Hydra上的陨石坑密度暗示表面年龄为$\gtrsim$ 4 Ga。小卫星的旋转速度比同步快得多，旋转极聚集在冥王星和冥卫一的共同极方向上。这些结果强化了一个假设，即小卫星是在产生冥王星-冥卫一双星的碰撞之后形成的。
2016-04-18 astro-ph.EP
Determination of commensurabilities in the dynamics of the Pluto-Charon's satellites
本文利用精细频率分析和REBOUND数值积分，结合本轮理论，系统识别了冥王星-卡戎四颗卫星的已知及新共振关系，并揭示了初始条件变化对天平动行为的影响。
2024-10-23 astro-ph.EP
A Pluto--Charon Sonata IV. Improved Constraints on the Dynamical Behavior and Masses of the Small Satellites
我们讨论了一组新的$\sim$ 500数值n体计算，旨在约束冥河，尼克斯，水，水螅的质量和体积密度。比较不同的技术来推导四颗卫星的半长轴和偏心率，有利于依赖于Lee & Peale（2006）理论的方法，其中卫星轨道是在限制性三体问题（冥王星，Charon和一颗无质量卫星）的背景下推导的。在每次模拟中，我们采用Kenyon & Bromley（2019 a）中推导出的标称卫星质量，将至少一颗卫星的质量乘以数值因子$f \ge 1$，并确定系统是否在时间尺度$\le$ 4.5 Gyr上至少发射一颗卫星。当系统总质量较大（$f \gg 1$）时，更常见的是发生电子的喷射。卫星质量较低的系统（$ f \approx$ 1）通常会喷出冥河。在这些计算中，冥河经常在弹射之前很久就通过移动到更高的轨道倾角来发出弹射的“信号”;但冥河很少以有用的方式发出信号。n体的结果表明，冥河和冥河更可能有体积密度与水冰，$ρ_{SK} \lesssim$ 2克厘米$^{-3}$，比岩石。对系统总质量$M_{SNKH} \lesssim 9.5 \times 10^{19}$ g的严格上限也对四颗卫星的平均体积密度$ρ_{SNKH} \lesssim$ 1.4 g cm $^{-3}$施加了严格的限制。这些限制支持了卫星从冥王星或冥卫一的主要撞击中喷出的冰冷物质中生长出来的模型。
2022-04-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Spin-orbit coupling and chaotic rotation for circumbinary bodies. Application to the small satellites of the Pluto-Charon system
本文研究了平面准圆轨道上的环双星的共振转动。分别用内双星和环双星的轨道平均运动表示$n_b$和$n$，我们证明了在频率$n\pm kν/2$处存在自旋-轨道共振，其中$ν= n_b - n$和$k$是整数。此外，当在固有频率的天平动具有与$ν$相同的幅度时，共振重叠并且旋转变得混乱。我们将这些结果应用于冥王星-冥卫一系统中的小卫星，并得出结论，它们的旋转可能是混沌的。然而，对于小的轴向不对称，旋转也可以是稳定的并且不同步。
2015-08-20 astro-ph.EP nlin.CD physics.space-ph
A Numerical Method for Determining the Elements of Circumbinary Orbits and Its Application to Circumbinary Planets and the Satellites of Pluto-Charon
围绕双星系统运行的行星和卫星存在于太阳系和太阳系外的行星系中。它们的轨道可能与开普勒轨道有很大的不同，如果它们接近双星，并且次级与初级质量比很高。环双星轨道的正确描述是在行星频率$κ_0$下的自由偏心率$e_{\rm free}$，在平均运动$n_0$下的强迫偏心率$e_{\rm forced}$，以及由双星势的非轴对称分量强迫的更高频率的振荡。我们表明，这些条款的振幅和频率的精确数值，可以提取从数值轨道积分，通过应用快速傅立叶变换（FFT）的圆柱体之间的距离circumbinary对象和二进制的质量质心作为时间的函数。我们将这种方法应用到三个开普勒环联行星和冥王星的卫星冥卫一。对于冥王星-冥卫一的卫星冥河，$κ_0$和$e_{\rm free}$的FFT结果分别与一阶解析值和Showalter & Hamilton（2015）报告的值有显著差异。我们发现，$κ_0$的偏差可能是由于3：1平均运动共振的影响，并讨论了较低的值$e_{\rm free}$的影响。
2020-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Orbits and Masses of the Small Satellites of Pluto
本研究利用哈勃望远镜和新视野号的观测数据，更新了冥王星四颗小卫星的轨道与质量，发现Nix、Hydra质量低于此前估计，且内部可能富含冰，极小的Styx和Kerberos质量约束仍较差。
2023-06-14 astro-ph.EP
A Pluto-Charon Sonata V. Long-term Stability of the HST State Vector
通过275个n体计算，限定冥王星-卡戎四颗小卫星总质量上限，并评估其长期稳定性，新状态向量下斯提克斯轨道更易受尼克斯摄动。
2025-02-24 astro-ph.EP
Pluto Follow On Missions: Background, Rationale, and New Mission Recommendations
对冥王星的第一次探索的动机是（i）这个天体的许多有趣的方面，它的大气层，以及它的巨大撞击双星-行星形成;以及（ii）科学的愿望，开始侦察柯伊伯带新发现的矮行星群。这一探索是以一艘航天器飞越的形式进行的，产生了一系列令人印象深刻的令人兴奋的结果，这些结果改变了我们对这个世界及其卫星的理解，并使我们看到了柯伊伯带矮行星人口的令人兴奋的性质。从冥王星的五个物体卫星系统，到其充满碳氢化合物的大气层，到其表面挥发物的多样化分布，再到其广泛的地质表达，包括广泛的冰川作用和疑似冰火山，再加上诱人的内部海洋的可能性，冥王星系统已被证明与火星等大型陆地天体一样复杂，它乞求未来的探索。由于冥王星的高分辨率（因此，当前时代南半球极地冬季黑暗）和新视野号飞越的单一航天器性质，冥王星及其双星卡戎只有大约40%可以以高像素尺度（优于10公里/像素）绘制。此外，由于它们与新视野号的距离最近，在飞越期间，冥王星的小卫星都无法以高分辨率进行研究。此外，对大气、地质和地表-大气相互作用随时间变化的研究实际上不能通过额外的飞越来进行，也不能通过地球上的观测来进行。我们发现，这些限制，结合冥王星的许多重要的，开放的科学问题，强烈激励冥王星系统后续轨道飞行器任务。
2021-03-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Are there rings around Pluto?
考虑潮汐加离心应力作用于冰岩及其抗拉强度的影响，冰岩在密度范围内（1-2.4）g cm-3，在冥王星-冥卫一系统形成时，作为碰撞喷出物（碎片）在冥王星附近存在，这是由于柯伊伯带天体对原始冥王星的巨大撞击，这里显示，这些围绕冥王星的岩石在其附近受到缓慢的破坏，产生了一个稳定的环形结构，由直径在（20-90）km范围内的冰质岩石组成，以及从岩石上破碎的细尘和颗粒，并分布在各自的洛希带的各个区域，各种洛希半径在~1/2三体平均运动共振中。计算冥王星的引力影响范围，发现冥王星的逆轨道为4.2 × 106公里，逆轨道为8.5 × 106公里，再加上冥王星附近存在柯伊伯带，说明冥王星附近可能存在一些岩石（卫星）/尘埃环/到目前为止，尚未发现的床单在行星周围的轨道上移动，还有一些是遥远的，在4.2x106公里之间的区域围绕冥王星移动，8.5x106公里逆行轨道。
2011-09-08 astro-ph.EP
A Pluto-Charon Sonata III. Growth of Charon from a Circum-Pluto Ring of Debris
目前的理论认为冥王星-冥卫一双星的形成有两种选择（Canup 2005，2011; Desch 2015）。在“打了就跑”的模型中，质量较低的抛射体几乎没有击中质量较大的冥王星，扬起一些碎片，并保持与冥王星的结合（另见Asphaug等人，2006年）。在一个“擦地-合并”的情况下，抛射体在与冥王星合并时会产生大量碎片（另见Canup 2001年）。为了更详细地研究擦合并的想法，我们考虑了环绕冥王星的固体环内冥卫一质量物体的增长。数值计算表明，在初始半径为145-230 km的微行星群中，类冥卫一迅速形成。在大约30-100天的时间尺度上，新形成的冥卫一类似物有半长轴，a = 5-6冥王星半径，轨道偏心率，e = 0.1-0.3，类似于冥卫一类似物在与冥王星碰撞后保持束缚。虽然早期成长的冥卫一类似物产生环的小颗粒在a = 50-275冥王星半径，喷射几个145-230公里的剩余物的中央冥王星-冥卫一二删除这些小固体在10-100年。简单的估计表明，小粒子可能会在中央双星喷出的10-20公里物体的通过中幸存下来。我们的研究结果表明，冥王星-冥卫一环双星卫星系统不是由擦合并的影响时，形成的冥卫一环冥王星盘导致喷射的几个100-200公里的粒子通过冥王星-冥卫一双星的轨道平面。然而，如果一个不断成长的冥卫一只喷发出小得多的粒子，那么擦撞和合并撞击是冥王星-冥卫一双星和一个小的环双星系综的合…
2019-08-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation, Composition, and History of the Pluto System: A Post-New-Horizons Synthesis
冥王星-冥卫一系统对行星的形成、组成、化学和演化提供了广泛的限制。冥王星是第一个被发现的天体在现在被称为柯伊伯带，它的轨道最终成为一个主要线索，巨行星经历了大量的轨道迁移早期在太阳系的历史。这种迁移与巨行星轨道的早期不稳定性以及柯伊伯带本身的形成有关，柯伊伯带本身来自包括冥王星在内的海王星外小行星盘。冥王星-冥卫一是现在被认为是小行星或矮行星的象征。冥王星远不是一个冰冷、死寂、破碎的冰遗迹，它显示出复杂的地质历史证据，其持续的过程包括构造作用、冰火山作用、固态对流、冰川流动、大气环流、表面-大气挥发物交换、风成过程、大气光化学、微观物理和烟雾形成。尽管冥王星的规模相对较小，但原始的吸积热，长期的内部辐射热释放和外部太阳强迫的组合，当与足够挥发性（因此是移动的）物质相结合时，产生了一个活跃的世界。冥王星可能在吸积过程中继承了大量的有机物质，这可能是其表面和大气挥发物的部分原因。冥王星的主要卫星卡戎显示了广泛的早期构造运动和冰火山活动的证据。因此，矮行星在卫星系统、地质和大气复杂性（如果不是正在进行的活动）方面是真正的行星。它们可能缺少的质量是由数量弥补的，太阳系的大多数矮行星仍然没有被发现。
2020-11-27 astro-ph.EP
Complete Tidal Evolution of Pluto-Charon
冥王星和它的卫星冥卫一的自转速率与它们的轨道平均运动同步。这是潮汐演化的理论终点，角动量的转移已经停止。在这里，我们遵循冥王星的潮汐演化从一个初始状态具有当前的系统的总角动量，但与冥卫一在偏心轨道与半长轴$a \approx 4R_P$（其中$R_P$是冥王星的半径），符合其影响的起源。使用两种潮汐模型，其中潮汐耗散函数$Q \propto$ 1/频率和$Q=$常数，其中演化的细节强烈依赖于模型。在分析中包含的引力调和系数$C_{22}$的两个机构允许顺利，自洽的演化的双重同步状态，而它的省略挫败成功的演化在某些情况下。也可以包括带状谐波$J_2$，但不会对整体演化产生显著影响。冥卫一与冥王星的耗散比控制着轨道偏心率的行为，在最后接近双同步旋转之前，一个明智的选择会导致一个几乎恒定的偏心率。潮汐模型是完整的，在这个意义上，潮汐演化的每一个细微差别都是在守恒总角动量的情况下实现的--包括当冥卫一的自旋减小时，暂时捕获到自旋轨道共振中，并阻尼了相同的振动。
2014-02-04 astro-ph.EP
Past and present dynamics of the circumbinary moons in the Pluto-Charon system
冥王星-冥卫一（PC）双星通常被认为是处于双同步状态的双星，这是其潮汐演化的终点。小的环双星，冥河，尼克斯，海王星和九头蛇，分别位于与冥卫一的平均运动共振（MMR）3/1，4/1，5/1和6/1附近，揭示了系统复杂的动力学结构。已经提出了PC系统的几种形成机制。我们的目标是分析卫星系统过去和目前的轨道动态。我们研究了过去和当前的PC系统的动力学通过一个大的数值积分的精确运动方程，占的PC二进制与小卫星和潮汐演化的引力相互作用，建模的恒定时间滞后的方法。我们在伪雅可比坐标系中构造了稳定性映射。此外，考虑到冥王星扁率的纬向谐波$J_2$和卡戎的吸积质量，我们研究了整个系统的潮汐演化。结果表明，在所选的参考系中，所有卫星的当前轨道都是近圆、近平且与Charon近共振的，这可以看作是该系统过去所经历的收敛耗散迁移的一个指标.我们验证，假设冥卫一在潮汐膨胀过程中完成其形成，卫星可以安全地穿过主MMR，而不会被强烈激发，从而弹出的运动。在这里提出的更现实的情况下，小卫星在PC双星的潮汐膨胀中幸存下来，而不必调用共振传输的假设。我们的研究结果指出，不能排除在PC系统中发现其他小卫星的可能性。
2021-12-22 astro-ph.EP
Circumbinary Chaos: Using Pluto's Newest Moon to Constrain the Masses of Nix & Hydra
冥王星系统为研究具有多个低质量伴星的双星提供了独特的本地实验室。本文研究了冥王星系统中最近发现的卫星P4的轨道稳定性。这颗新发现的伴星的轨道靠近冥王星-冥卫一双星的平面，大约位于两颗小卫星尼克斯和水蛇的中间。我们使用一套少体积分来约束Nix和Hydra的质量以及P4的轨道参数。为了使系统在太阳系的年龄内保持稳定，尼克斯和九头蛇的质量可能分别不超过5e 16 kg和9 e16 kg。这些上限假设Nix和Hydra之间的固定质量比为它们的中值光学亮度所暗示的值。我们的研究发现，稳定性是更敏感的总质量和向下修正的冥卫一的偏心率（从我们采用的值0.0035）是不太可能显着影响我们的结论。我们的上限是一个数量级低于现有的天体测量限制的质量尼克斯和九头蛇。如果密度至少是冰的密度，尼克斯和九头蛇的密度将超过0.3。这种限制意味着它们是冰的，正如巨型撞击模型所预测的那样。即使有这些低质量，P4也只有在偏心率e < 0.02时才保持稳定。与冥卫一的5：1共振是特别不稳定的，结合稳定性约束和观测到的平均运动，P4的首选轨道就在5：1共振的外部。这些预测将在新视野卫星访问冥王星时得到验证。根据冥王星-冥卫一系统的结果，我们预计环双星系统，多行星系统将比它们的单星系统更广泛地分布。此外，接近三体稳定边界的环联系外行星，如开普勒发现的那些，不太可能在附近有其他同伴。
2012-05-23 astro-ph.EP
Formation of Regular Satellites from Ancient Massive Rings in the Solar System
当一个行星潮汐盘--像土星环一样--扩展到罗氏半径之外（在罗氏半径内行星潮汐阻止聚合），卫星就形成并迁移走了。在这里，我们表明，太阳系中大多数规则的卫星可能是这样形成的。根据我们的分析模型，当扩散缓慢时，卫星的随从出现，质量随着到罗氏半径的距离而增加，与土星，天王星和海王星的卫星系统非常一致。这表明天王星和海王星曾经有巨大的环，这些环消失了，产生了它们的大多数常规卫星。当扩张迅速时，只有一颗大卫星形成，就像冥王星和地球一样。这在概念上弥合了类地行星系统和巨行星系统之间的差距。
2013-01-16 astro-ph.EP
The Fate of Debris in the Pluto-Charon System
冥王星-冥卫一系统在新视野号飞过后变得更加清晰。我们使用N体模拟探测这个双矮行星系统的独特的动力学历史。我们遵循的碎片光盘，可能已经形成在卡戎形成巨大的影响演变。首先，我们注意到，如果冥卫一经历偏心潮汐演化，四颗环双星卫星的原位形成是极其困难的。我们跟踪了圆盘碎片与Charon的碰撞，估计数百到数十万个可见的陨石坑可能来自0.3 - 5公里半径的天体。新视野号的数据表明，这些小陨石坑的缺乏可能会限制圆盘的性质。虽然潮汐加热会消除一些陨石坑的历史，但潮汐和放射成因加热也可能使人们有可能区分盘状碎片陨石坑和柯伊伯带天体陨石坑。我们还跟踪了从冥王星-冥卫一系统喷射到太阳系的碎片;虽然这些碎片中的大部分最终从太阳系中消失，但几十个半径为10 - 30公里的天体可以作为冥王星-冥卫一碰撞家族幸存下来。大多数是与海王星3：2共振的冥王星，而少数则居住在共振附近。我们表明，在太阳系的历史早期迁移的巨行星不会破坏这个碰撞家庭。最后，我们建议，这样一个家庭的识别可能需要根据组成，因为它们显示出最小的集群在相关的轨道参数。
2016-12-30 astro-ph.EP
Size, Shape, and Geometric Albedo of Dwarf Planet Quaoar's Largest Satellite Weywot
Florida Space Institute, University of Central Florida（佛罗里达空间研究所，中佛罗里达大学）；Department of Physics, University of Central Florida（中佛罗里达大学物理系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Instituto de Astrofísica de Andalucía（安达卢西亚天体物理研究所）；Department of Mechanical Engineering IIT Kanpur（坎普尔印度理工学院机械工程系）
本研究通过重新分析恒星掩星与哈勃空间望远镜成像数据，测得夸欧尔卫星韦沃特的尺寸、三轴形状及低几何反照率，推测其冰质量分数不足100%，来源与冥王星、妊神星卫星不同。
2026-10-09 astro-ph.EP
The New Horizons and Hubble Space Telescope Search For Rings, Dust, and Debris in the Pluto-Charon System
我们在冥王星-冥卫一系统中寻找尘埃或碎片环，在新视野号相遇之前，期间和之后。所采用的方法包括：在接近冥王星的过程中寻找后向散射光（$\sim15^\circ$阶段），在现场探测撞击粒子，在接近冥王星的时刻附近寻找恒星掩星，以及在离开冥王星的过程中寻找前向散射光（$\sim165^\circ$阶段）。在遭遇之前使用HST进行的搜索也有助于获得结果。没有环，碎片或尘埃的功能，但我们的检测极限提供了一个改进的图片整个冥王星-卡戎系统的环境。在后向散射光中观测到的光环覆盖了距离系统重心35，000 - 250，000公里的区域，这个区域开始于冥河的轨道内部，并延伸到九头蛇轨道半径的四倍。我们使用NH LORRI相机在该区域的内半部分获得了最严格的限制。我们对一个看不见的环的正常$I/F$的限制取决于环的径向尺度：$2\times10^{-8}$（$3σ$）用于1500公里宽的环，$1\times10^{-8}$用于6000公里宽的环，$7\times10^{-9}$用于12,000公里宽的环。在距离冥王星超过$\sim100,000$公里的地方，HST的观测将正常的$I/F$限制在$\sim8\times10^{-8}$。尘埃的前向散射光从冥王星表面延伸到冥王星-冥卫一希尔球体（$r_{\rm Hill}=6.4\times10^6$ km）。在$\sim10^4$公里尺度上，没有发现环或…
2017-09-23 astro-ph.EP
Formation of Charon's Red Poles From Seasonally Cold-Trapped Volatiles
冥王星的大型卫星卡戎的一个独特之处是它的暗红色北极帽。冥王星表面类似的颜色被归因于碳氢化合物的高能辐射处理产生的有机大分子。这种物质在冥卫一上的极地位置暗示了冥卫一的高温和漫长的季节所导致的极端温度。冥王星大气层的逃逸为复杂化学的生产提供了潜在的原料。来自冥王星的气体在冥卫一的冬季极点被短暂的冷捕获和处理，被提出作为一个解释的基础上的图像，冥卫一的北半球，但没有定量建模。在这里，我们报告的图像，南半球照明的冥王星的光芒，也在接近阶段拍摄的图像显示了北极帽的范围内的极光。我们模拟了冥卫一的表面热环境，从冥王星逃逸的物质的供应和暂时的冷捕获，以及在冷捕获的同时，其光解处理成更复杂和挥发性更低的分子。模型的结果是一致的，提出的机制产生观察到的颜色图案的冥卫一。
2019-03-09 astro-ph.EP
A Deep Search for Additional Satellites around the Dwarf Planet Haumea
妊神星是一颗矮行星，有两颗已知的卫星，一个异常高的自转速率，和一个大的碰撞家族，使它成为外太阳系中最有趣的天体之一。一个完全自洽的形成情景负责卫星和家庭的形成仍然是难以捉摸的，但一些过程预测许多小卫星的初始形成，类似于最近发现的冥王星周围的小卫星。由于观测限制，深入搜索KBO周围的常规卫星很困难，但Haumea是少数几个拥有足够数据的卫星之一。我们分析了哈勃太空望远镜（HST）的观测结果，重点是2010年7月获得的10个连续轨道序列，以寻找新的非常小的卫星。为了最大限度地提高搜索深度，我们实现并验证了一个非线性的移位和堆栈方法。没有发现妊神星的其他卫星，但通过植入和恢复人工源，我们表征了我们的敏感性。在距离Haumea 10，000 km和350，000 km之间的距离，半径小到$\sim$ 10 km的卫星被排除在外，假设一个类似于Haumea的卫星（$p \simeq 0.7$）。我们还排除了卫星大于$\gtrsim$ 40公里，在大多数希尔球使用其他HST数据。这种搜索方法排除了大小与冥王星小卫星相似的天体。通过制定明确的标准来确定要使用的非线性速率的数量，我们发现所需的移位速率（$\sim$ 35）比预期的要少得多。发现卫星（和其他移动瞬变）的非线性移位叠加方法是容易处理的，特别是在非线性运动开始显现的情况下。
2016-05-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the Estimation of Circumbinary Orbital Properties
我们描述了一个快速，近似的方法来描述卫星的轨道周围的中央二进制的数值模拟。一个目标是区分自由偏心率-卫星相对于动态冷却轨道的随机运动-与由中心双星的时变引力势驱动的振荡模式。我们使用开普勒-16，开普勒-47和冥王星-冥卫一系统的方法评估性能。然后，我们将该方法应用于模拟的轨道阻尼在一个circumbinary环境中，解决小机构之间的相对速度慢到足以促进合并和增长。这些结果说明了动态冷却如何为恒星双星周围的塔图因类行星和冥王星-卡戎双星行星周围的小卫星的形成奠定基础。
2020-11-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Tidal-Thermal Evolution of the Pluto-Charon System
在巨行星和外海王星天体的卫星上存在地下海洋的预测已经有一段时间了。冰世界上的海洋对冰-海洋系统的动力学有相当大的影响，而且由于其天体生物学潜力，是未来飞行任务的一个重要目标。冥王星-冥卫一系统代表了一颗冰冷的卫星，它围绕着一颗由巨大撞击的残余物形成的矮行星运行。冰卫星的演化主要受外部冰壳的热传递模式和效率控制，而外部冰壳的热传递受杂质的存在、冰壳中的潮汐耗散以及核心中的放射性元素收支的影响。以前对冥王星-冥卫一系统演化的研究要么只考虑了热演化，要么只考虑了潮汐演化，在两者都考虑的情况下，液态海洋中杂质的存在的重要影响没有得到解决。我们认为联合潮汐热演化系统相结合的一个全面的潮汐模型，采用了粘弹性潮汐响应与参数化对流模型开发的冰冷的世界。这种方法使广泛的分析所需的条件的形成和维持地下液体海洋到目前为止。我们的研究结果表明，由于快速循环和同步的轨道，潮汐加热是重要的，只有在早期阶段的演变（<1百万年）。我们测试我们的结果的灵敏度，初始轨道和热参数。在所有的情况下，冥王星上的海洋一直被预测到现在都是液态的，厚度从40公里到150公里不等，而卡戎上的海洋已经凝固。新视野号对冥王星上伸展断层和冥卫一上伸展和压缩断层的观测支持了这一点。
2021-09-27 astro-ph.EP physics.geo-ph
Models of a protoplanetary disk forming in-situ the Galilean and smaller nearby satellites before Jupiter is formed
我们适合一个等温振荡密度模型的木星的原行星盘到今天的伽利略和其他附近的卫星，我们确定的径向尺度长度的磁盘，状态方程和中心密度的原始气体，和旋转状态的木星星云。虽然木星盘的径向密度分布与太阳星云相似，但它对自引力的旋转支持非常低，这一特性也保证了它在数百万年内对自引力引起的不稳定性的长期稳定性。
2019-03-03 astro-ph.EP
Seasonal Variability of Pluto's Haze Formation Revealed by Laboratory Simulations
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG）；Department of Materials Science and Engineering, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学材料科学与工程系）
研究通过实验室模拟揭示冥王星大气中CH4浓度对 haze 形成路径和效率的影响，发现CH4浓度增加显著提升气相和固相产物产量，为解释观测数据和改进行星 haze 模型提供关键参数。
2026-04-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Exploring formation scenarios for the exomoon candidate Kepler 1625b I
如果得到证实，开普勒1625系统中的海王星大小的系外卫星候选者将成为我们太阳系以外的第一颗天然卫星。它的特性与我们所知的卫星完全不同。开普勒1625b I预计与海王星一样大，以40个行星半径围绕一颗10个木星质量的行星运行。由于它的质量和宽轨道，这颗卫星最初被认为是被捕获的，而不是原位形成的。在这项工作中，我们调查了这种exomoon候选人原位形成的可能性。为此，我们进行了N体模拟，以再现卫星形成的后期阶段，并使用一个巨大的环行星盘来解释这颗卫星的质量。我们的设置在气态星云消散后不久就开始了，那时卫星胚胎已经形成。此外，对于选定的系外卫星系统，我们考虑到形成后的潮汐演变。我们发现，原位形成是可行的解释开普勒1625 b I的起源，即使在不同的恒星行星分离值被认为是。我们表明，对于不同的恒星行星分离的最小量的固体需要在环行星盘形成这样的卫星变化，更广泛的是这种分离需要更多的材料。在我们对卫星形成的模拟中，许多卫星都是在靠近行星的地方形成的，这种情况在系统的潮汐演化之后发生了变化。我们的结论是，如果开普勒1625 b卫星系统是在原地形成的，潮汐演化是一个重要的机制，塑造其最终的建筑。
2020-05-20 astro-ph.EP
Models of a protoplanetary disk forming in-situ the major Uranian satellites before the planet is formed
我们拟合一个等温振荡密度模型的天王星的原行星盘的主要卫星，我们确定的径向尺度长度的磁盘，状态方程和原始气体的中心密度，和旋转状态的天王星星云。这个圆盘看起来一点也不像我们之前模拟的木星圆盘。它的旋转参数，衡量离心支持对自我重力是一个小得多（$β_0=0.00507$），是径向尺度长度（只有27.6公里）和磁盘的大小（只有0.60 Gm）。另一方面，致密的天王星核心的中心密度高出180倍，其核心的角速度约为木星核心的2.3倍（旋转周期为3.0 d，而不是6.8 d）。然而，圆盘的旋转足够慢，以保证其长期稳定性，以对抗数百万年来的自引力引起的不稳定性。
2019-03-03 astro-ph.EP
In Situ Formation of Icy Moons of Uranus and Neptune
巨行星的卫星被认为是在行星形成的后期形成于气态的环行星盘（CPD）中，但到目前为止还不知道质量较小的行星，如冰巨星是否可以形成这样的盘，从而在那里形成卫星。我们结合辐射流体动力学模拟卫星人口合成的情况下，天王星和海王星的调查问题。对于这两颗冰巨星，我们发现在它们形成的最后都会产生一个气态的CPD。综合结果表明，在$10^5$年内，这些CPDs中可能形成类天王星的冰质卫星系统。这意味着海王星可能有一个类似天王星的卫星系统，最初被捕获的海卫一抹去。此外，我们的模型可以重现天王星目前的卫星，而不需要行星与行星的碰撞来创造一个卫星生长的碎片盘。这些结果强调，即使是冰巨人-最常见的系外行星质量类别-也可以形成卫星，为可能比以前想象的更多的系外卫星开辟了道路。
2018-11-15 astro-ph.EP
Models of Saturn's protoplanetary disk forming in-situ its regular satellites and innermost rings before the planet is formed
我们适合一个等温振荡密度模型的土星的原行星盘，以当今的主要卫星和最内环D/C，我们确定的径向尺度长度的磁盘，状态方程和中心密度的原始气体，和旋转状态的土星星云。这个圆盘看起来不像我们以前模拟的木星和天王星圆盘。它的幂律指数非常陡（$k=-4.5$），径向范围非常窄（$ΔR\lesssim 0.9$ Gm），它的旋转参数（$β_0=0.0431$）和径向尺度长度（395公里）都稍大一些，这是衡量离心力对自引力的支持;但是，正如预期的那样，土星盘的大小，$R_{\rm max}=3.6$ Gm，只是一个中间值。另一方面，致密的土星核心的中心密度和角速度都与木星核心相当（两种情况下的密度都是$\approx 0.3$ ~g~cm $^{-3}$，自转周期分别是5.0 d和6.8 d）;并且明显小于天王星核心的相应参数。与其他原始星云一样，这种旋转速度足够慢，足以保证盘状物在数百万年的演化过程中长期稳定地对抗自引力引起的不稳定性。
2019-03-03 astro-ph.EP
Early formation of moons around large trans-Neptunian objects via giant impacts
最近的研究表明，所有大型（直径超过1，000公里）海王星外天体都形成卫星系统。虽然冥王星最大的卫星冥卫一被认为是直接由巨大撞击形成的撞击物的完整碎片，但巨大撞击是否可以解释所有大型TNO之间的次级与初级质量比和自旋/轨道周期的变化仍有待确定。在这里，我们系统地进行流体动力学模拟，调查卫星形成通过巨大的影响。我们发现，模拟的次级到初级的质量比在很宽的范围内变化，这与观测到的质量比重叠。我们还发现，卫星系统的自旋/轨道周期和小偏心率的当前分布可以解释只有当他们的自旋和轨道潮汐演变：最初作为流体状的机构，但最终作为刚体。这些结果表明，所有的卫星的大型TNO的形成在太阳系形成的早期阶段，海王星向外迁移之前，通过巨大的冲击，他们完全或部分熔融期间的巨大冲击时代。
2019-06-26 astro-ph.EP physics.geo-ph
Satellitesimal Formation via Collisional Dust Growth in Steady Circumplanetary Disks
木星周围的冰卫星被认为是在一个环行星盘中形成的。虽然以前的模型侧重于从小卫星开始形成卫星，但小卫星如何从较小的尘埃颗粒形成的问题迄今尚未得到解决。在这项工作中，我们研究的可能性，satellitesimals形成在原地在一个环行星盘。我们计算了表面密度的径向分布和代表性的大小的冰尘埃颗粒，通过相互碰撞和漂移到中央行星在一个稳定的环行磁盘与连续供应的气体和尘埃从母原行星盘。如果尘埃与气体在环行星盘上的吸积率之比$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$很高，并且湍流强度$α$不太低，则可以克服径向漂移障碍。当$α$较低时，碰撞速度低于临界碎裂速度。综上所述，我们发现通过尘埃凝聚形成小卫星的条件由$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}\ge1$和$10^{-4}\leα<10^{-2}$给出.前一个条件通常难以实现，这表明通过颗粒粘附的原位小卫星形成仅在极端条件下可行。我们还表明，无论是通过多孔聚集体的碰撞生长，也不是通过流动不稳定性的satellitesimal形成是可行的，只要$\dot{M}_{\mathrm{d}}/\dot{M}_{\mathrm{g}}$是低的。
2017-08-03 astro-ph.EP
The origin of Neptune's unusual satellites from a planetary encounter
海王星的卫星系统是不寻常的，包括海卫一，一个大的（$\sim2700$公里）卫星在一个接近，圆形，但逆行的轨道，两侧是海卫二，最大的不规则卫星（$\sim$ 300公里）在一个高度偏心的轨道。先前已经提出了这两颗卫星的捕获起源。在这里，我们探讨了一种替代的原位形成模型，其中两颗卫星在环海王星盘吸积，并赋予不规则和偏心轨道的深行星遇到一个冰巨人（IG），就像预测在尼斯的情况下，早期太阳系的发展。我们使用$N$ -体模拟的IG接近海王星20海王星radi（$R_\mathrm{Nep}$），通过一个带的圆形椭圆形规则卫星在10-30 $R_\mathrm{Nep}$。我们发现，这些原始卫星的一半仍然束缚海王星和0.4- 3%的直接分散到广泛和偏心的轨道类似的海卫二。与观测轨道更好的匹配，我们的模型有一个成功率相当于或高于捕获大型Nereid大小的不规则卫星从日心轨道。与此同时，IG遭遇将一个巨大的原始卫星注入到逆行轨道上，其特定角动量与Triton的0.3- 3%相似。虽然效率低于捕获场景（Agnor & Hamilton 2006），但我们的模型确实表明Triton的原位起源是动态可能的。我们还模拟了海卫一模拟卫星遭遇后的碰撞和潮汐轨道演化，发现它们在$\sim$ $10^4$年的时间尺度上与海卫一脱钩，与Cuk & Gladman（2005）一致。
2020-04-06 astro-ph.EP
Resolving satellite-in situ mismatches in Net Primary Production using high-frequency in situ bio-optical observations in the subpolar Northwest Atlantic
Dalhousie University（达尔豪斯大学）；Fisheries and Oceans Canada, Bedford Institute of Oceanography（加拿大渔业与海洋部，贝德福德海洋研究所）；New York City College of Technology, City University of New York（纽约市立大学纽约城市技术学院）
本研究通过高频原位生物光学观测，比较了全球和区域校准的NPP模型与原位数据，发现卫星估计的NPP值高估了2.5至4倍，原因在于模型对光合参数和垂直结构的处理不同。
2026-09-04 astro-ph.EP physics.ao-ph q-bio.QM
Model of Neptune's protoplanetary disk forming in-situ its surviving regular satellites after Triton's capture and comparison of the protoplanetary disks of the four gaseous giants
我们适合海王星的原行星盘的等温振荡密度模型，以幸存的定期卫星和它的最内环，我们确定的径向尺度长度的磁盘，状态方程和原始气体的中心密度，和旋转状态的海王星星云。海王星的规则卫星受到海卫一逆行捕获的影响，破坏了系统。一些卫星可能已经被抛出，而另一些卫星可能在其潜在的最小值内幸存下来。由于这个原因，海王星星云看起来不像我们以前模拟的任何星云。特别是，在星云核心的深处一定有两个密度最大的地方，那里现在没有卫星或环。即使有了这个强有力的假设，最近发现的小卫星NXIV也使建模工作进一步复杂化。通过一些额外的假设，海王星星云仍然与天王星星云有许多相似之处，这是从两个系统的相对接近和相似的物理条件中预期的。对于海王星的原始磁盘，我们发现一个陡峭的幂律指数（$k=-3.0$），需要容纳的外卫星拉里萨，N XIV和变形。衡量离心力对自身重力的支持的旋转参数非常小（$β_0=0.00808$），其径向尺度长度也非常小（13.6 km）。盘的范围（$R_{\rm max}=0.12$ Gm）比天王星的范围（$R_{\rm max}=0.60$ Gm）小得多，海卫一似乎是盘被截断的原因。致密的海王星核心的中心密度和它的角速度都比天王星的核心高，但与之相当。最后，我们比较了四颗气态巨星的原行星盘模型。
2019-03-03 astro-ph.EP
The mass and density of the dwarf planet (225088) 2007 OR10
（225088）2007 OR10的卫星是在哈勃太空望远镜的存档图像上发现的，随着2017年底WFC 3相机的新观测，我们已经能够确定轨道。轨道的显著偏心率e $\approx$ 0.3，可能是固有的偏心轨道和缓慢的潮汐演变的结果，但也可能是由Kozai机制造成的。动力学的考虑也表明月球很小，D $_{eff}$ $<$ 100 km。根据最新测定的系统质量1.75x10 $^{21}$ kg，2007 OR 10是第五大质量矮行星，仅次于厄里斯、冥王星、妊神星和鸟神星。新确定的轨道也被认为是我们辐射分析中的一个附加选项，前提是月球轨道位于主星的赤道平面内。假设一级为球形，这种方法提供的尺寸为1230 $\pm$ 50 km，对卫星轨道方向和所选的一级旋转速率有轻微的依赖性，一级的体积密度为1.75 $\pm$ 0.07 g cm $^{-3}$。先前的大小估计假设赤道上的配置（1535 $^{+75}_{-225}$ km）将提供0.92 $^{+0.46}_{-0.14}$ g cm $^{-3}$的密度，对于1000 km大小的矮行星来说出乎意料的低。
2019-03-13 astro-ph.EP
Continuous In-Situ and Remote Sun Observation for Space Weather Monitoring and Mitigation of Infrastructure Threats Through an Optimized Heliocentric Satellite Constellation
本文提出一种优化的椭圆Walker日心卫星星座，通过均匀分布近地点幅角和耦合真近点角，实现太阳风时空变化区分、CME三维重建、日地连线连续覆盖及基础设施威胁预测。
2025-01-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
A new perspective on the irregular satellites of Saturn - II Dynamical and physical origin
巨行星的不规则卫星的起源自发现以来一直存在争议。它们的动力学特征反对原位形成，这表明它们是捕获的物体，但在捕获的基础上的物理过程上没有全球共识。在本文中，我们探讨碰撞捕获的情况下，实际的卫星起源于土星的影响范围内发生的影响。通过建立捕获反问题的模型，我们估计了可能的母天体的轨道族和捕获它们所需的比冲。这些假定的母天体的轨道进行了比较，外太阳系的小天体，以概述其可能的形成区域。最后，我们利用卡西尼号提供的主要撞击坑杰森的数据，对菲比的碰撞捕获假设进行了测试。我们的研究结果提出了一个现实的解决方案范围匹配的观测和动力学数据。
2010-11-25 astro-ph.EP
Nereid as a Regular Satellite of Neptune
California Institute of Technology（加州理工学院）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
通过 JWST 近红外光谱和轨道动力学模拟，证明 Nereid 不是捕获的柯伊伯带天体，而是海王星唯一的幸存规则卫星。
2026-06-01 astro-ph.EP
Chaotic dynamics in the planar gravitational many-body problem with rigid body rotations
在过去的十年中，冥王星小卫星的发现引起了人们对矮行星卫星动力学的关注。考虑到这样的系统，我们研究了一个平面$N$体系统，其中所有的机构是点质量，除了一个单一的刚体。然后，我们提出了一个简化的模型，包括一个平面$N$体问题的刚体作为一个一维连续体（即身体被视为一个杆与任意质量分布）。这种模型提供了一个很好的近似高度不对称的几何形状，如最近观察到的星际小行星'Oumuamua，但也适合分析。通过Melnikov方法，我们解析地证明了当其中一个轨道是近圆轨道时同宿混沌的存在性，并给出了当轨道较复杂时混沌的数值证据.我们表明，在参数空间中的混沌的程度是密切相关的偏离一个纯粹的圆形轨道。这些结果表明，混沌是普遍存在的多体问题时，一个或多个刚体表现出非球形和高度不对称的几何形状。混沌旋转的激发似乎不需要潮汐耗散、潮汐变化或轨道共振。这样的动力学给出了一个可能的解释路线观察到的混沌动力学$N$体系统，如冥王星系统，其中一些机构是高度非球形的。
2018-05-29 astro-ph.EP nlin.CD
