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土星の中型衛星の軌道進化と エンケラドスの潮汐加熱

2018-09-05 22:19:33 | 土星系
土星の内部の中型衛星レア、ディオーネ、テティス、エンケラドスとミマス。原始衛星系円盤の中で形成された後に外側にマイグレーションする中で衛星同士の共鳴やリングとの相互作用で軌道進化して現在エンケラドスが潮汐加熱されやすいポジションにいる。以下、機械翻訳。
土星の中型衛星の軌道進化と エンケラドスの潮汐加熱

要約
土星の内部の中型の衛星 - レア、 Dione 、 Tethys 、 Enceladus と Mimas - の形成と軌道の進展はまだ討論されます。 最も当惑させる局面は 1) TethysDione 対と Mimas - Enceladus 対が潮の軌道の進化の間にそれらの強い3:2の平均運動共鳴を通過した方法です、そして 2) Enceladus の現在の軌道の奇行によって起こされた潮のエネルギー消散より高く少数の規模である Enceladus からの現在の強い熱の流れ。 ここで我々は種々の最初の条件から衛星の軌道の進展のN体シミュレーションを行ないます - 衛星が土星の仮説の大規模なリングから形成された - そして上の困難を解決するために可能な道を調査すると想定して。 もし衛星がほとんど周回軌道に残っていて、そしてリングの影響がおろそかにされているなら、我々は、それらが土星から後退するにつれて、 Tethys - Dione 対が2:1と3:2の平均運動共鳴で閉じ込められるのを避けることができない、そして、土星の質が高い要因が15 000より小さい場合に備えて、 Tethys - Enceladus 対が反響を捕えることの後に衝突を避けることができないことに気付きます。 これらの調査結果は現在の軌道の形状と一致しません。 しかしながら、奇行興奮とリングトルクによって起こされた軌道の拡大両方を考慮に入れて、我々は、これらの反響捕獲が避けられることに気付きます。
比較的高い奇行でトルクによって空気を入れられて、 Enceladus は Tethys と一緒にすべての平均運動共鳴 を通過します、そして Dione - Tethys 対は同様にそれらの2:1の共鳴ともしかすると3:2の共鳴を通過します。 Enceladus が外のリングのエッジで2時1分の反響を越えて居住した後、奇行は潮のように沈ませられることができます。 これが進化の有望な道である間に、たいていの走りで、 Enceladus は興奮した奇行によって Tethys に衝突します。 リング量減少(多分 Mimas のために形成)が Enceladus と Tethys の間の衝突を避けることができたというヒントがあります。 詳細なリング進展と Mimas を考慮に入れているパラメータ調査は未来の研究のために置き残されます。 過去に潮のようにリングトルクによって奇行興奮のために散らされた熱は衛星にしまっておかれて、そして伝導性の転送を通して離れてゆっくりと放射されます。
Enceladus のしまっておかれた熱は現在の異常に高い熱の流れの原因となるかもしれません。
キーワード:土星、衛星、共鳴、 エンケラドス
図1: Mimas 、 Enceladus 、 Tethys の半主要な軸、気後れして差別を撤廃している Dione とレアの進化 Eq. . (1)現在の半主要な軸から衛星の間に相互の相互作用なしで。 たたきつけられたラインが仮定されます
Qp = 18 000と途切れがないラインは Qp = Fリング半径(RF = aF = 1)によって標準化される1 700を想定しました。
我々は両方のラインですべての衛星のために土星のラブ番号 k2p = 0.34を想定しました。 垂直の黒いラインは最も最近の 3:2 の場所と2:1が Tethys と Dione の間に動き resonances を意味することを示します。


図2:リングからトルクを考慮に入れることを除いて図1と同じもの。 Qp = 4000が使われます。 Mimas 、 Enceladus 、 Tethys 、 Dione とレアの軌道はすみれ色の、緑の、赤い、青い、そしてオレンジ色のラインによって表されます。
リングの最初の質量はそれぞれ Dione 、 Tethys と 4×Enceladus 、の大量の合計です、そして1つの月がリングから掃き出されるとき、リングはそれ自身の質量のいくらかを失います。


図3: Enceladus 、 Tethys 、 SET1A の中の Dione とレアの半主要な軸、 pericenter と apocenter の進展。
半主要な軸拡大のためのスピードアップ要因Cと奇行を沈ませることに対するそれは104です。 Enceladus は Tethys と一緒に外部の2:3の平均運動共鳴でわなにかかります。 Enceladus の奇行が引き起こされた後、ひき逃げ衝突が数ダースの時を繰り返します。


図4: Enceladus (緑)と Tethys (赤)の半主要な軸の進展。 から最初の部分に焦点を合わせてください(< 0.1
ジル)、我々x軸を対数縮尺であると思う. Enceladus は Tethys のすぐ後にリングから掃除されます。 Enceladus は Tethys と一緒に6:5の平均運動共鳴で獲得されます、そして、0.03のジルであるまで、それらは一緒に外側に移住します。


図5: Enceladus (緑)、 Tethys (赤)の半主要な軸と Dione (青)の進展。 Enceladus は Tethys のすぐ後にリングから掃除されます。 Enceladus は(Dione なしでケースと同じ) Tethys と一緒の6:5の平均運動共鳴で獲得されます。 Tethys は Dione と一緒に2:1の共鳴で獲得されます。 共鳴 は終わりまで引き留められます。


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