巨撞击对类地行星的大气侵蚀
地球与行星天体物理
2020-07-22 v3
摘要
我们使用具有足够分辨率以直接模拟低质量大气归宿的 3D 光滑粒子流体动力学模拟，考察了具有稀薄大气的类地行星在巨撞击下大气被侵蚀的机制。我们提出了一个简单的标度律，用于估计该情形下任意撞击角和速度的丢失比例。在经典的月球形成撞击中，仅约 10% 的大气会因碰撞的直接效应而丢失。对于掠射撞击，随着变得更对头或速度增加，从几乎不丢失到几乎全部丢失存在逐渐转变，包括在低撞击角下的复杂非单调行为。相比之下，对于对头撞击，稍大的速度可突然移除多得多的大气。我们的结果广义上与将局部大气丢失的 1D 模型应用于直接从我们模拟测得的地面速度相一致。然而，先前来自理想化点质量撞击的激波传播解析模型显著低估了地面速度及因此的总侵蚀。对撞击角的强烈依赖以及多种非线性和非对称丢失机制的相互作用，凸显了为做出真实预测而进行 3D 模拟的必要性。
引用
@article{arxiv.2002.02977,
title = {Atmospheric Erosion by Giant Impacts onto Terrestrial Planets},
author = {J. A. Kegerreis and V. R. Eke and R. J. Massey and L. F. A. Teodoro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02977},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 13 figures, published in ApJ