利用有限元模型数值约束 (16) Psyche 可能内部构型的方法
地球与行星天体物理
2022-05-02 v1
摘要
小行星 (16) Psyche 作为最大的 M 型小行星而引人注目，且在主带小行星中具有高雷达反照率。由于其体积密度低于金属物质，且观测推断其表面存在硅酸盐物质，该天体很可能是金属与硅酸盐的混合物。在此，我们数值研究当 Psyche 的结构由一个球形铁核和两类富硅酸盐层（由压实过程产生的压缩与未压缩层）组成时的内部构型。我们开发了一种反演问题算法，通过结合考虑密度变化并约束基于压力的压碎条件的有限元模型方法来确定构型分布。结果表明，在 10 MPa 压碎极限下，最小核半径可能达到 72 km，而由压缩与未压缩区域共同构成的富硅酸盐层厚度最大可达 68 km。为支持近期雷达观测所探测到的陨坑状区域局部金属富集现象，我们对最小核尺寸给出更多约束，其可占 Psyche 整体尺寸的 34% 至 40%。我们的研究还指出，铁火山表面喷发仍可能是富金属物质的来源。最后，尽管具有球形核的分化结构只是潜在情景之一，本研究推断核与压缩层条件很可能控制着表面状况。
引用
@article{arxiv.2204.14215,
title = {A numerical approach using a finite element model to constrain the possible interior layout of (16) Psyche},
author = {Yaeji Kim and Masatoshi Hirabayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.14215},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 11 figures, 3 tables, Accepted (Planet. Sci. J.)