柯伊伯带天体早期演化过程中的冰升华
地球与行星天体物理
2023-04-19 v1
摘要
柯伊伯带天体(如Arrokoth，短周期彗星的可能前身)在较大的日心距离处形成并演化，那里环境温度似乎足够低以保存挥发性冰。通过详细的数值模拟，我们追踪了由无定形水冰、尘埃以及彗星中常见其他挥发性物种冰组成的小天体的长期演化。热源为太阳辐射和短寿命放射性核素衰变。天体高度多孔，内部释放的气体通过多孔介质流动。发现最具挥发性的冰(CO和CH)在约100 Myr时间尺度上从表面 depleted 至中心。升华锋从表面向内推进，当内部温度升至足够高时，整个内部的整体升华逐渐降低挥发性冰含量直至完全丧失。所有其他冰均得以保存，这与New Horizons在Arrokoth收集的数据相符，显示存在甲醇，可能还有HO、CO、NH和CH，但无超挥发性物质。短寿命放射性核素的作用是提高升华平衡温度并缩短挥发性耗竭时间。我们考虑了体密度、丰度比和日心距离的影响。在100~au处，CO被耗竭，但CH除薄外层外存活至今。由于彗星中大量探测到CO，我们得出结论：活动彗星中高挥发性物种的来源必为无定形冰中捕获的气体。
引用
@article{arxiv.2304.04482,
title = {Sublimation of ices during the early evolution of Kuiper belt objects},
author = {Adam Parhi and Dina Prialnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.04482},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 7 figures