空间风化物质的亚表面改造及其反射光谱的相关变化
地球与行星天体物理
2022-09-07 v1 天体物理仪器与方法
空间物理
摘要
无大气行星体反射光谱解释的主要困难之一，是由太阳风与微陨石粒子辐照引起的空间风化造成的表面改造。我们旨在评估 H 离子与激光辐照对样品的损伤，并将其与观测到的光谱改造相联系。我们使用经 5 keV H 离子和单个飞秒激光脉冲辐照的橄榄石(OL)与辉石(OPX)压片，并测量其可见光(VIS)与近红外(NIR)光谱。我们利用扫描与透射电子显微镜观察压片，研究样品中的结构、矿物学与化学修饰，并将其与反射光谱的变化相关联。在两种矿物中，H 辐照均诱导产生含小泡的局部非晶态亚表面层。在 OL 压片中，这些小泡比 OPX 压片中的排布更紧密。相关的光谱变化主要体现在 VIS 光谱斜率上。激光辐照引起的变化主要取决于材料的熔化温度。仅经激光辐照的 OL 含有纳米相铁颗粒，其在整个测量光谱范围内诱导出可探测的光谱斜率变化。我们的结果表明，VIS-NIR 波长的光谱变化主要取决于(局部)非晶态亚表面层的厚度。非晶化平滑了微粗糙度，使体散射与吸收的贡献超过表面散射。暴露于空间环境后不久，局部非晶态亚表面层的出现导致 VIS 光谱斜率的快速变化。在后期阶段(微陨石轰击开始时)，我们预期纳米颗粒的出现也会轻微影响 NIR 光谱斜率。在更受空间风化的物质中，非晶层与小泡尺寸的增大仅会引起谱带深度变化与变暗。
引用
@article{arxiv.2207.08473,
title = {Sub-surface alteration and related change in reflectance spectra of space-weathered materials},
author = {K. Chrbolková and P. Halodová and T. Kohout and J. Ďurech and K. Mizohata and P. Malý and V. Dědič and A. Penttilä and F. Trojánek and R. Jarugula},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.08473},
year = {2022}
}
备注
9 pages, 8 figures, 1 table. Abstract was modified to comply with the required maximum number of characters of arXiv abstracts