对彗星 67P 尘埃与气体产率的定量描述仍具谜团

彗核的尘埃发射机制仍是一个开放性问题，且热物理模型难以同时复现出气与尘埃产率。在本研究中，我们考察了一个相当简单的热物理模型匹配 Rosetta 探测器在彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 上观测数据的能力，以及模型变体的影响。我们假设表面为由卵石组成的宏观多孔结构，并研究不同模型假设的影响。除尘埃层在蒸气压超过抗拉强度时被抛出的情景外，我们还使用了依赖于各层冰耗竭程度的人工抛出机制。我们发现，遵循压力判据的尘埃活动仅在降低的抗拉强度值或降低的气体扩散率下才可能，且与观测到的出气率不一致，因为活动由 CO$_2$ 驱动。仅当我们假设尘埃活动在层完全耗尽 H$_2$O 时被触发时，CO$_2$ 与 H$_2$O 出气率之比才处于预期数量级。然而，尘埃与 H$_2$O 之比始终未被复现。仅在降低气体扩散率时，H$_2$O 出气率的斜率得以匹配，但绝对值过低。为探究可达到的最大压力，我们将模型调整为等效于气体不可透尘埃结构。此处，压力可超过抗拉强度数个数量级。对于由 H$_2$O、CO$_2$ 和 CO 驱动的 $1 \,\mathrm{cm}$ 尺寸尘埃活动，估计的最大活动距离分别为 $3.1 \,\mathrm{au}$、$8.2 \,\mathrm{au}$ 和 $74 \,\mathrm{au}$。总之，尘埃发射背后的机制仍不清楚。