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彗星活动始于柯伊伯带距离:来自 C/2017 K2 的证据

地球与行星天体物理 2021-03-24 v1

摘要

我们研究了 incoming 长周期彗星 C/2017 K2 在日心距离 9 < r_H < 16 AU 范围内的活动发展。该彗星持续表现为由以低速度抛射的亚毫米及更大颗粒组成的彗发。在核周围固定的共动体积中,我们发现彗发散射截面与日心距离的关系为幂律,日心指数为 s=1.14±0.05s = 1.14\pm0.05。由于两种效应,这种依赖关系显著弱于日照量的反平方变化。其一是尘埃速度的日心依赖,其二是由于在观测之前很久抛射的极慢运动颗粒所产生的滞后效应。光度测量的蒙特卡洛模型表明,要匹配测得的日心指数,需要在 r_H ~ 35 AU 处开始尘埃产生,且对颗粒尺寸分布仅有轻微依赖。在 10 AU 处尘埃的质量损失率约为 1000 kg/s,而气体损失率可能小得多,取决于未知的气尘比。因此,非引力加速度与当地太阳引力之比可能(取决于核的大小)达到与短周期彗星在远小得多的距离处所见值相当的值。C/2017 K2 及类似遥远彗星中的非引力加速度虽目前未测得,但可能限制我们从长周期彗星轨道推断奥尔特云性质的精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.06313,
  title  = {Cometary Activity Begins at Kuiper Belt Distances: Evidence from C/2017 K2},
  author = {David Jewitt and Yoonyoung Kim and Max Mutchler and Jessica Agarwal and Jing Li and Harold Weaver},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.06313},
  year   = {2021}
}

备注

40 pages, 9 figures