利用ALMA探测彗星C/2012 F6 (Lemmon)与C/2012 S1 (ISON)的挥发性成分组成
地球与行星天体物理
2017-08-30 v1
摘要
彗星形成于最终演化为太阳系的盘的外缘寒冷区域。假设彗星未经历重大改造，研究其成分可揭示太阳星云的原始组成。我们推导了若干挥发性彗发物质的产生速率，并探索分子线比值如何帮助约束这些速率的不确定性。我们分析了利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列获得的彗星C/2012 F6 (Lemmon)与C/2012 S1 (ISON)在日心距离分别约1.45 AU和0.56 AU处的彗发挥发性成分观测。假设具有恒定外流速度的Haser轮廓，我们使用三维辐射转移代码对每个跃迁的线强度建模，并推导分子产生速率与母尺度长度。我们报告了利用ALMA阵列在ISON彗星中首次探测到CS，并推导出CS的母尺度长度约200 km。由于ALMA的高空间分辨率导致合成波束尺寸略小于推导出的母尺度长度，我们得以暂定地将CS识别为子物种，即在彗发中产生和/或从冰粒升华而来的物种，而非母物种。此外，我们报告了若干CH3OH跃迁的探测，并确认了先前报道的每颗彗星彗发中HCN、HNC、H2CO以及尘埃的探测，同时给出了HCO+的3σ上限。我们推导了相对于水的分子产生速率：CS为0.2%，HCN为0.06-0.1%，HNC为0.003-0.05%，H2CO为0.1-0.2%，CH3OH为0.5-1.0%，并表明由未知碰撞速率和运动学温度引起的建模不确定性较小，且可通过已有的HCN不同跃迁观测来缓解。
引用
@article{arxiv.1705.02812,
title = {Exploring the volatile composition of comets C/2012 F6 (Lemmon) and C/2012 S1 (ISON) with ALMA},
author = {Eva G. Bøgelund and Michiel R. Hogerheijde},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.02812},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 4 figures, 2 tables. Accepted for publication in A&A