冥王星系の形成、構成、および歴史：ポストニューホライズンズ合成

冥王星とカロンの表面を見ただけで形成の歴史が見えてくるらしい。カイパーベルトのメンバーは太陽系の内側（20ＡＵ付近）で形成されて海王星の移動に伴い外側に押し出されたらしい。以下、機械翻訳。
冥王星系の形成、構成、および歴史：ポストニューホライズンズ合成
2020年11月27日に提出
冥王星-カロンシステムは、惑星の形成、組成、化学、および進化にさまざまな制約を提供します。冥王星は、現在カイパーベルトとして知られている場所で発見された最初の天体であり、その軌道は最終的に、太陽系の歴史の初期に巨大惑星がかなりの軌道移動を経験したという主要な手がかりになりました。この移動は、冥王星を含む先祖の太陽系外縁天体からの、巨大惑星の軌道の初期の不安定性とカイパーベルト自体の形成に関連しています。冥王星-カロンは、現在、小さな惑星または準惑星として認識されているものを象徴しています。冥王星は、冷たく、死んで、ボロボロになった氷の遺物であるどころか、地殻変動、氷の火山、固体対流、氷河の流れなどの進行中のプロセスとともに、複雑な地質学的歴史の証拠を示しています。大気循環、表面大気揮発性交換、風成過程、および大気光化学、微物理学、およびヘイズ形成。冥王星の比較的控えめな規模にもかかわらず、十分に揮発性の（したがって可動性の）材料と組み合わせると、元の降着熱、長期の内部放射熱放出、および外部太陽強制の組み合わせがアクティブな世界を生み出します。冥王星は降着中に大きな有機質量分率を継承した可能性があり、これは部分的にはその表面と大気の揮発性物質の原因である可能性があります。冥王星の主要な衛星であるカロンは、広範囲にわたる初期の地殻変動と氷の火山の証拠を示しています。したがって、準惑星は、衛星システムと地質学的および大気の複雑さの点で真に惑星です（進行中の活動ではない場合）。彼らが質量に欠けているかもしれないものは数で構成されています、

図1.カラーバージョンについてはプレート未定を参照してください。元の太陽系外縁天体の微惑星の成長
原始惑星系円盤（25AU）。 2つのモデルが示されています：固体が存在する低密度モデル
密度は、彗星と同様にr = 0.5 g / cm3に設定されており、内部が密度はr = 2 g / cm3に設定されます、冥王星に似ています。
初期の微惑星サイズ分布はストリーミング不安定性モデルについて。乱流攪拌の両方の値（ShakuraとSunyaev、1973）は、ディスク粘性進化モデルで一般的に使用されている10-4と比較すると、「低い」です。
ストリーミングとケルビンヘルムホルツによって引き起こされた穏やかな乱流を反映していると考えられています
そうでなければ死んだ層流のミッドプレーンになるであろうものの不安定性。右のパネルはサイズを示しています
時間の関数としての最大の物体の、および円軌道（uecc）に対するその速度。暴走成長は、高い小石のために軌道離心率の急激な低下によって促進されます
降着率は離心率を弱めます。 Johansenらから変更。 （2015）。


図2.数値的な複数の環の階層的凝固降着から選択された結果
シミュレーション。 示されているのは、2つの太陽系外縁天体の範囲で最大の付着物のサイズの時間発展です。 開始条件では、質量の大部分が1kmの微惑星に配置されます。 初期
微惑星の累積サイズ分布はほぼ平坦で、面密度分布があります
a-3 / 2に比例します。 計算には、より小さな物体を除去するためのガス抵抗が含まれます。
計算しますが、明示的な小石の付着はありません。 断片化は含まれていますが、長距離は含まれていません
プロトネプチューンによる動的攪拌。 短時間のゆっくりとした成長の後、オブジェクトは急速に成長します
〜10kmから〜1000 km（かなりの重力集束による暴走）そしてその後成長する
最大の微惑星（「寡頭制」）が小さい微惑星をかき混ぜるにつれて、ゆっくりと約3000〜5000kmになります
微惑星からますます大きな軌道速度へ。 Kenyon and Bromley（2012）から変更。


図3.カラーバージョンについてはプレート未定を参照してください。 巨大惑星の可能な軌道の歴史。
五惑星は、20MÅとともに（3：2、4：3、2：1、3：2）平均運動共鳴チェーンで開始されました
23AUから30AUの間の微惑星ディスク。 準主軸（実線）と近日点
各惑星の軌道の遠日点距離（破線）が示されています。 水平の破線は、現在の太陽系の惑星の準主軸を示しています。
で得られた最終軌道このモデルは、現在の太陽系のものとよく一致しています。 統計から適応NesvornýとMorbidelli（2012）の研究。


図4.カロン形成巨人の前のプロト冥王星体のモデル降着温度
影響。 T、1とラベル付けされた曲線は、衝撃エネルギーの本質的に完全な保持を想定しています。
T、0.8は、衝撃エネルギーなどの約80％の保持に相当します。アプローチ運動
エネルギー（式2の第2項）は、5つの曲線すべてで無視されます。 約半分のボディ
冥王星システムの質量の3分の2までは、「前駆体？」というラベルの付いたサイズ範囲に対応します。


図5.冥王星システムの形成と進化の段階、カイパーベルトの形成の状況（テキストを参照）。
図13.カラーバージョンについてはプレート未定を参照してください。 冥王星の主な動的表面大気プロセスの概略図。
5.まとめ
ニューホライズンズと冥王星システムとの出会いは、単なるボックスチェックの演習ではありませんでした。沿って
古典的な惑星の最後と最初の既知のカイパーベルト惑星によって、そして最初のために飛んでいます
太陽系の「第3ゾーン」でその場で主要な物体を探索する時間、パラダイムシフトは
惑星の進化と表現の可能性についての私たちの理解から始まりました
親星から遠く離れた適度な規模の世界。冥王星-カロンシステムは幅広い
惑星の形成、構造、組成、化学、および進化に対するさまざまな制約：
原点。の重力不安定性を介した微惑星形成の新たな見方
原始惑星系円盤は、カロン形成によって課せられた要件と一致します
ジャイアントインパクトモデル。初期の微惑星（50-100 kmスケール）は約20-30AUの間に形成されます。
降着のタイミングは、その後の遅いおよび/または停滞した小石の降着と一致しているように見えます
星雲ガス分散後の階層的凝固が続く（〜数Myr）。部分的に
分化したプロト冥王星前駆体（おそらく初期状態）は、遅いおよび/または「小石」を意味します
太陽系外縁天体の微惑星における（衝撃熱が放射される）そして遅い（少し26Al）降着
ディスク。ポストガスの動的環境（数密度、速度分散）
微惑星ディスクはカロン形成とそれに続く巨大惑星の不安定性に有利です
海王星の移動により、冥王星-カロンは現在の3：2の平均運動共鳴に配置されます。
ネプチューン。
インテリア。部分的に分化した前駆体とカロン形成の影響は
冥王星とカロンの両方を完全な氷から岩への分化に向けて、そして同時に
初期の内海形成に向けて。後者は、一般的な不在と一致しています
両方の体の圧縮テクトニクス。冥王星の海（および以前の海）の証拠が
Charon内）は状況に応じたままであり、詳細な構造から証拠が蓄積され続けています
スプートニク盆地のマスコンとしてのモデリングとNH3含有の地質学的に若い噴火
サイロ流体と砕屑物（おそらく最終的には深く、おそらく加圧された海から供給されます）
プルートに。冥王星の海の保全とスプートニクの下の隆起した海の維持
（氷床と一緒に、マスコンの仮定された源）は強くあったでしょう
冥王星の浮遊氷殻内または底部での包接水和物の形成に助けられます。
組成と化学。冥王星の低表面CO / N2は、
スプートニク平原N2氷床へのCOの埋没、海洋での水性化学による破壊、または地下クラスレートでの優先的な隔離。説明する基本的な問題はありません
冥王星の世界的な窒素の存在量、ただしこの窒素の最終的な起源はまだ
決定。冥王星のおそらく有機物が豊富で、化学的に還元するコア内で、熱化学
準安定有機物、グラファイト、CH4およびN2の生成を支持します—潜在的に
冥王星の大気と同様のかなり大きな氷の世界の大気のバルク構成。
テクトニクスと熱流。冥王星のリソスフェア熱流の矛盾した推定値が存在します、
しかし、証拠の優勢は、定常状態に近い低い放射性値に関するものです（いくつか
mW / m2）冥王星の歴史のほとんどを通して（この中のニモとマッキノンによる章を参照）
詳細はボリューム）。重要な例外は、崩壊の証拠の欠如である可能性があります
冥王星の形成後の回転バルジ。これには、より高い熱の十分な組み合わせが必要です。
流れとリソスフェアの弱さ。 CharonのOzTerraのブロックテクトニクスは明確ではありません
離心率の潮汐応力との幾何学的関係。強い離心率の潮流は与えられていません
しかし、冥王星から離れた形成後の潮汐進化の間のカロンは、責任を負います
海洋の凍結と、おそらく潮の膨らみの崩壊について
カロンの古代の地殻。考えられる説明は、カロンの潮汐の進化は十分だったということです
アンモニア処理されたクリオラバスの噴火を含む、急速でその後の地質学的活動
形成されたバルカン平野は、潮汐進化の時代のほとんどの証拠を覆い隠してきました。
大気と気候。冥王星の軌道および回転パラメータの変化
過去数百万年は実質的な日射量の変化をもたらし、したがって揮発性を引き起こしました
氷河や氷のマントルの形成など、輸送と大規模なリサーフェシング
表面圧力とCOおよびCH4の大気中の存在量の1000倍以上の年間変動。
冥王星では、全球的な窒素氷の分布と誘発された窒素凝縮-昇華
流れは大気循環を強力に制御します。 GCMは一般的な逆行を予測します
冥王星の過去に存在していた可能性のある現在の冥王星の大気循環
まあ、そして氷の地質学的特徴と縦方向の非対称性の多くを説明することができます
冥王星で観測された分布。
スプートニク。冥王星の地球物理学的、地質学的、および大気の振る舞いの多くは、
Sputnikによって制御されているか、強く影響を受けているため、他の矮星がどのようになっているのかという疑問が生じます
カイパーベルト（およびトリトン）の惑星は、存在しない場合（または存在する場合）で動作します。
1）ジャイアントインパクトベイスン。動的な議論は、太陽系外縁天体の微惑星円盤にかつて〜1000-4000のプルトマス体があったことを示唆しています。シミュレーションによると、現在の散乱円盤天体は、aKBの元の微惑星の約0.5〜1％を占めています（モルビデリと
Nesvorný、2020）。したがって、最大数十のプルートクラスの準惑星がまだそこにある可能性があります。
カイパーベルトの散乱円盤天体とその拡張（分離）コンポーネント。