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星子低速碰撞期间的球粒形成:一种混合飞溅 - 飞掠框架

地球与行星天体物理 2024-03-01 v1 地球物理

摘要

球粒可能形成于富钙铝包裹体(CAIs)之后约 1-4 Ma 的短暂时间窗口内,当时小行星带中的大部分固态物质已呈公里级星子形态。因此,它们不太可能是行星的“构建模块”或在 asteroids 上大量存在,而更可能是该时期小行星带中常见的高能事件的产物。实验室实验表明,当原始成分的固体被加热至约 1600 K 并冷却数分钟至数小时时,可能会形成球粒。对此一个合理的热源是岩浆,由于星子内部捕获了 26^{26}Al 衰变能量,岩浆在当时(且仅在当时)的小行星带中可能十分丰富。在此,我们提出球粒形成于大型星子之间的低速(1\lesssim1 km s1^{-1})碰撞期间,此时其内部热量释放到来自其表面的原始碎片流中。加热过程本质上是瞬时的,而冷却过程则处于动力学时间尺度,即 1/(Gρ)301/\sqrt(G \rho) \sim 30 分钟,其中 ρ\rho 是星子的平均密度。许多受热碎片仍将受引力束缚于合并后的天体,并在绕其轨道运行并最终吸积至其表面的过程中遭受额外的加热事件。这是飞溅模型和飞掠模型的混合:我们提出,正是从天体熔融内部释放的能量(而非其质量)导致了通过加热碰撞产生的原始碎片而形成球粒。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.12534,
  title  = {Chondrule Formation During Low-Speed Collisions of Planetesimals: A Hybrid Splash-Flyby Framework},
  author = {William Herbst and James P. Greenwood},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12534},
  year   = {2024}
}

备注

17 pages, 3 figures. Accepted for publication in Meteoritics and Planetary Science