基于黎明号 VIR 与 GRaND 数据利用概率方法确定谷神星平均表面成分
地球与行星天体物理
2020-11-03 v1
摘要
黎明号(Dawn)航天器搭载的可见光-红外成像光谱仪(VIR)揭示,含水次生矿物——镁层状硅酸盐、含 NH4 相以及镁/钙碳酸盐——在谷神星表面普遍存在。谷神星的低反照率需要暗相,此前被假定为非晶碳和/或磁铁矿(约 80 wt.%)。相比之下,伽马射线与中子探测器(GRaND)限定了 C(8–14 wt.%)和 Fe(15–17 wt.%)的丰度。在此,我们调和 VIR 推导的矿物成分与 GRaND 推导的元素成分。首先,我们从 VIR 数据建模矿物丰度,将陨石来源的不溶有机质(IOM)、非晶碳、磁铁矿或其组合作为暗化剂,并通过贝叶斯算法结合辐射传输模型给出统计严格的误差棒。对于所有满足 VIR 数据的模型,C 和 Fe 的元素丰度均远高于 GRaND 观测所暗示的值。接着我们表明,辐射传输建模预测已知成分的碳质球粒陨石具有比其实测反照率更高的反照率。因此,我们的第二组模型使用多种碳质球粒陨石端元,允许其特定结构或碳、磁铁矿以外的矿物(包括硫化物和 toadilinite)作为暗化剂的可能性。采用碳质球粒陨石的解混模型消除了 C 和 Fe 元素丰度的差异。谷神星的平均反照率光谱与元素丰度最好由类碳质球粒陨石物质(40–70 wt.%)、IOM 或非晶碳(10 wt.%)、磁铁矿(3–8 wt.%)、蛇纹石(10–25 wt.%)、碳酸盐(4–12 wt.%)和含 NH4 层状硅酸盐(1–11 wt.%)重现。
引用
@article{arxiv.2011.00157,
title = {A probabilistic approach to determination of Ceres' average surface composition from Dawn VIR and GRaND data},
author = {H. Kurokawa and B. L. Ehlmann and M. C. De Sanctis and M. G. A. Lapôtre and T. Usui and N. T. Stein and T. H. Prettyman and A. Raponi and M. Ciarniello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00157},
year = {2020}
}
备注
37 pages, 12 figures, accepted for publication in JGR: Planets