行星碰撞中的金属-硅酸盐混合
地球与行星天体物理
2024-07-23 v1
摘要
在原行星盘中，不同分层的行星质子之间的碰撞十分常见，这些碰撞可能混合来自行星质子核心、岩浆和地壳的材料，从而形成石-铁陨石。asteroid (16) Psyche 的表面组成代表了金属和非金属成分的混合物。然而，导致不同行星质子层间金属与硅酸盐混合的碰撞速度、角度和结果模式尚有争议。本文旨在探讨能够混合大量金属与硅酸盐的行星质子碰撞，以及石-铁陨石形成机制。我们采用光滑粒子流体动力学模拟 various initial conditions 下的行星质子碰撞，涵盖不同结果 regime。在仿真中，考虑了材料强度，并研究了行星质子核心状态的影响。采用统计方法，我们对碰撞后金属与硅酸盐的分布进行了定量分析。我们的仿真模型描绘了不同碰撞条件下金属-硅酸盐混合物的质量、深度和来源。结果表明，行星质子中的熔融核心可能促进金属与硅酸盐的混合。通过低能量吸积碰撞和高能量侵蚀碰撞在最大碰撞残余物中，可产生大量金属-硅酸盐混合物；通过命中-逃逸和侵蚀碰撞在第二个最大碰撞残余物中也可产生大量混合物。碰撞后，混合物的大部分被埋于深层，这与石-铁陨石的低冷却速率相符。我们的结果表明，mesosiderites 可能在侵蚀碰撞中形成，而 pallasites 可能在吸积或命中-逃逸碰撞中形成。 Psyche 上的金属和非金属成分的混合也可能是由碰撞导致的。
引用
@article{arxiv.2407.14830,
title = {Metal-silicate mixing in planetesimal collisions},
author = {Kang Shuai and Christoph M. Schäfer and Christoph Burger and Hejiu Hui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.14830},
year = {2024}
}