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Phoebe:一颗以水为主导表面的卫星

地球与行星天体物理 2018-07-11 v1

摘要

土星的不规则卫星Phoebe可宽泛地描述为一颗富水岩石。该天体据信起源于与动力学激发的柯伊伯带天体相同的原初族群,并在Cassini飞掠期间获得了高分辨率光谱成像。我们给出了对Phoebe的可见光红外测绘光谱仪观测的新分析,关键之处在于包含一套几何校正程序,可将可见与红外光谱立方体的逐像素映射直接对应到Phoebe形状模型上,即便图像表现出显著拖尾误差时亦可。我们重新分析的结果成功匹配了40幅图像,生成覆盖Phoebe大部分表面的光谱图,其中约三分之一由高分辨率观测成像(优于22 km/像素分辨率)。Phoebe表面无任何地点缺乏水吸收特征。最富水的区域明显与Jason和南极撞击盆地相关。我们发现Phoebe仅表现出三种光谱类型,且水冰浓度与物理深度和可见反照率相关。富水与贫水区域展现出显著不同的陨石坑尺寸频率分布及不同大型陨石坑形态。我们提出Phoebe曾拥有贫水表面,其水冰浓度因形成盆地的撞击暴露出更富水的次表层而增强。最后,我们证明Phoebe水冰吸收特征的范围与动力学激发的柯伊伯带天体所展现的范围相同。共同的水冰吸收深度与原初起源,以及Phoebe富水区与其撞击盆地的关联,提示了一个合理设想:柯伊伯带天体同样起源于贫水表面,并经由随机碰撞改造而增强。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.04979,
  title  = {Phoebe: a surface dominated by water},
  author = {Wesley C. Fraser and Michael E. Brown},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.04979},
  year   = {2018}
}

备注

16 pages, 8 figures, submitted to the Astrophysical Journal