摘要
冥河、Nix、Kerberos和hydra这四颗小卫星，围绕着由冥王星和它的大卫星冥卫一组成的中心“双星”，沿着近赤道的近圆形轨道运行。随着Kerberos和Styx的发现，该系统的新的观测细节出现了。在这里，我们报告冥河、尼克斯和九头蛇通过三体共振联系在一起，这让人想起连接木星卫星木卫一、木卫二和木卫三的拉普拉斯共振。然而，其他天体的扰动给这个原本稳定的结构注入了混乱。Nix和Hydra的明亮表面与冥卫一相似。Kerberos可能要暗得多，提出了异构卫星系统是如何形成的问题。Nix和Hydra在冥王星-冥卫二的巨大扭矩的驱动下混乱地旋转。
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确认
M.R.S.感谢NASA的外行星研究计划通过拨款NNX12AQ11G和NNX14AO40G给予的支持。对HST GO-12436项目的支持由NASA通过空间望远镜科学研究所的拨款提供，该研究所由大学天文学研究协会，公司根据NASA NAS5-26555合同运营。D.P.H.承认NASA起源研究计划并授予NNX12AI80G。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
M.R.S.执行了这里讨论的所有天体测量、光度测定、轨道拟合和数值模拟。D.P.H.是Kerberos发现的共同研究者，并参与了所有结果的动态解释。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。
扩展的数据图形和表格
扩展数据图1轨道要素年变化。
平均运动的变化(一个)，偏心率(b)及倾斜度(c)，分别为Nix(红色)、Kerberos(绿色)和Hydra(蓝色)。竖条为±1σ．每一个单独的点都适合于单一年份的数据(与扩展数据表1)．在一个,Δn是每个物体的平均运动减去2006-2012年的平均值。
扩展数据图2 Kerberos在类拉普拉斯共振中的作用
我们在冥河与尼克斯和九头蛇的共振中启动了与冥河的整合，然后让它进化了一万年。这些图表是为了米K名义(一个)，米K减1σ（b),米K= 0 (c)．当Kerberos无质量时，振动的振幅是稳定的，但在其他情况下则显示不稳定的变化。
扩展数据图3 Kerberos的光谱签名。
我们将冥王星和冥卫一合并为一个中心天体Φ（t)对冥河进行精确共振。快速傅里叶变换(FFT)功率谱米K= 0(浅灰色)模糊时获得的相同光谱米K是名义上的。未被保护的峰值是由Kerberos引起的。一个Kerberos经过每个月亮的脉冲在synodic周期和它的泛音中创造了一个签名:年代SK= 53.98天(绿色);年代NK= 109.24天(红色);年代KH= 203.92天(蓝色)。b，周期为42的第二共振谐波年代NK≈43年代SN≈4590天，也是可见的。3/2谐波是无法解释的。
扩展数据图4卫星相位曲线。
原始盘集成光度测定已绘制与相位角α对于Nix (一个)和九头蛇(b)．竖条为±1σ．反对派的崛起是显而易见的。相曲线的简单参数模型如下所示:c(1 +d/α),d是固定的c按比例缩放以适应每年的每个月亮。测量值和曲线按年份用颜色编码:红色代表2010年，绿色代表2011年，蓝色代表2012年。
扩展数据图5光度测量的年分布。
的理论概率密度函数(PDF)一个按年计算的Nix (一个, 2010;b, 2011;c， 2012)和九头蛇(d, 2010;e, 2011;f， 2012)，与测量不确定度卷积后。每年测量结果的直方图用红色表示。尽管统计数字很小，但通过贝叶斯分析得到的模型似乎很好地描述了测量结果。
扩展数据图6在光曲线中搜索旋转周期。
我们拟合了一个简单的模型，该模型包含一个频率及其一阶谐波(见式(6))。一个)和九头蛇(b)．曲线分别为2010年(红色)、2012年(蓝色)和2010 - 2012年(黑色)三年的数据。具有RMS残差的局部最小值
1表明一个合理的适合。确定了轨道周期和半周期;如果其中一个卫星是同步旋转的，我们可以预期在其中一个附近看到极小值P(适用于反照率变化)或P/2(用于不规则形状)。
补充信息
补充表1
此表包含了研究中使用的哈勃图像的数据。文件名是由太空望远镜科学研究所(STScI)在他们的米库尔斯基太空望远镜档案(MAST)中定义的。然而，共添加的图像包含“_coadd”后缀;在这些情况下，“曝光时间”列确定了在时间上获得的附近已组合的图像的数量。程序ID由STScI定义。访问id由首席研究员指定;大多数访问都是由哈勃的一个轨道组成，但有时两次或两次以上的连续轨道都落在同一次访问中。轨道编号标识这些连续轨道的序列。最后四列表示在图像中测量的四个小卫星:S =冥河，N = Nix, K = Kerberos, H =九头蛇。(xlsx534 kb)
Nix的模拟旋转
这个视频显示了从系统重心看Nix的方向。Nix的轴向比假设为5 × 6 × 10，在旋转框架中开始静止，但长轴指向远离重心。视频以每秒12.5天(~半个轨道周期)的速度播放。(MOV 3642 kb)
权利和权限
关于本文
引用本文
肖沃特，M.，汉密尔顿，D.冥王星小卫星的共振相互作用和混沌旋转。自然522， 45-49(2015)。https://doi.org/10.1038/nature14469
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DOI：https://doi.org/10.1038/nature14469
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