Arrokoth 近地表温度模型

基于最近发布的该天体 $10^5$ 面元模型，我们建立了 Arrokoth 的近地表热模型。该热解考虑了 Arrokoth 表面再辐射回其自身的影响。求解方法利用 Arrokoth 的周期性轨道特征，采用时间渐近求解方法发展热响应，该方法涉及热方程的傅里叶变换解，是他人近期使用过的一种途径。我们展示了在假设 Arrokoth 近地表物质热惯性 ${\cal I} =$ 2.5 W/m$^{-2}$K$^{-1}$s$^{1/2}$ 下的详细热解。我们预测，在新视野号(New Horizons)与 Arrokoth 相遇期间，其相遇半球表面温度在极区约为 57-59 K，赤道带为 30-40 K，冬季半球为 11-13 K。Arrokoth 的轨道平均温度在极区约为 30-35 K，近赤道带更接近 40 K。来自周围表面的热再辐射占总能量预算不到 5%，而在一个轨道内通过热传导埋入和释出 Arrokoth 内部的能量约为总能量预算的 0.5%。作为该热模型与其他 KBO 起源考虑的通用应用，我们倾向于如下解释：新视野号 REX 仪器的 $29 \pm 5$K 亮温测量与 Arrokoth 近地表物质由亚毫米至几毫米尺寸、覆有托林(tholin)的无定形 \water 冰晶粒组成相一致，其热惯性为 1 W/m$^{-2}$K$^{-1}$s$^{1/2}$ $< {\cal I} <$10-20 W/m$^{-2}$K$^{-1}$s$^{1/2}$，并以 0.9 至 1 范围内的 X 波段发射率为特征。