彗星 67P/丘留莫夫-格拉西缅科上的回落物质

我们在此研究活动彗星彗核上物质从一个半球向另一个半球的转移过程（回落物质的沉积），具体为 67P/丘留莫夫-格拉西缅科。我们的目标是：1) 量化回落碎屑层的厚度及其对目标区域位置的依赖关系；2) 确定不同尺寸冰尘集合体在通过彗发转移过程中损失的 $\mathrm{H_2O}$ 和 $\mathrm{CO_2}$ 冰量；3) 估算沉积后回落物质的蒸气损失相对量，以理解在下一个近日点接近时哪些位置预期比其他位置更活跃。我们使用多种数值模拟，包括轨道动力学、彗核及单个彗发聚合体的热物理、彗发气体动力学与流体力学，以及由气体拖曳引起的尘埃动力学，来解决这些问题。我们发现积累的回落物质厚度随位置变化显著，通常为 $0.1$-$1\,\mathrm{m}$ 量级。回落物质即使在相对小（厘米级）的彗发聚合体中，在彗发中停留较长时间（$12\,\mathrm{h}$）后仍保留大量水冰。然而，$\mathrm{CO_2}$ 即使在相对大（分米级）的聚合体中也会在几小时内损失，预计不会成为回落沉积物的重要组分。我们引入可达性与存活性指数来衡量不同区域同时收集回落物质并保存其水冰至下一个近日点通过的相对能力，从而对其在下一个近日点通过期间贡献彗星活动的潜力进行分级。