月球次级撞击坑与抛射块体尺寸估计揭示尺度依赖的碎裂趋势
地球与行星天体物理
2020-08-25 v1
摘要
行星撞击事件抛射出大量表面物质。撞击坑挖掘过程难以研究,尤其单个抛射碎片的细节尚不清楚。行星制图中的一个相关长期问题是:给定撞击坑是由原生撞击(小行星或彗星)形成,还是由抛射碎片产生的次级撞击坑。通过对六片月球次级撞击坑场(包括 Orientale、Copernicus 和 Kepler)的制图与统计分析,我们就这些问题给出三项新约束:1) 估计月球上距原生撞击坑不同距离处的最大次级坑尺寸,2) 估计形成这些次级坑的抛射碎片的大小与速度,3) 估计以逃逸速度抛射的碎片尺寸。通过此分析,我们确认并扩展了抛射物尺寸-速度分布中疑似存在的尺度依赖趋势。较大原生撞击的最大抛射碎片尺寸随抛射速度增大的下降,比较小的原生撞击陡得多。具体而言,我们用幂律刻画给定抛射速度下的最大抛射尺寸,并发现速度指数在本文所研究原生坑范围(直径 0.83–660 km)内约在 -0.3 至 -3 之间变化。木卫二与木卫三的数据证实了冰质表面的类似趋势。该结果未被撞击中 Grady-Kipp 碎片或剥落形成的解析理论所预测,表明有必要进一步建模研究以解释此尺度依赖效应。
引用
@article{arxiv.2008.10132,
title = {Lunar Secondary Craters and Estimated Ejecta Block Sizes Reveal a Scale-dependent Fragmentation Trend},
author = {Kelsi N. Singer and Bradley L. Jolliff and William B. McKinnon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10132},
year = {2020}
}
备注
Including main manuscript and supplement: 47 pages, 20 Figures, 5 Tables