主带彗星358P/PANSTARRS的挥发性成分与活动演化
地球与行星天体物理
2024-11-13 v1
摘要
我们报告了使用JWST上的NIRSPEC仪器于UT 2024年1月8-9日检测到与主带彗星358P/PANSTARRS相关的水蒸气。我们得出水产生率Q(H2O)=(5.0+/-0.2)x10^25分子/秒,这标志着继238P/Read之后,第二次直接检测到主带彗星的任何种类的升华产物。与238P类似,我们发现超挥发性物质显著缺失,发现Q(CO2)<7.6x10^22分子/秒,对应Q(CO2)/Q(H2O)<0.2%。还估计了CH3OH和CO辐射的上限。地面观测的测光显示,尘埃彗发在2023-2024年间约250天内缓慢变亮和变暗,与2012-2013年观测到的测光行为一致,但也表明这两个时期之间尘埃产生率下降了约2.5倍。动力学尘埃建模显示,2023年11月22日JWST的NIRCAM仪器成像的彗发形态,可以通过中等倾斜度(~80度)的彗核不对称尘埃喷发并以稳态质量损失率~0.8 kg/s来重现。最后,我们发现358P和238P具有相似的Afrho与气体比率,分别为log10(Afrho/Q(H2O))=-24.8+/-0.2和log10(Afrho/QH2O)=-24.4+/-0.2,表明Afrho可作为估算其他活跃主带彗星水产生率的有效替代表征。迄今JWST观测到的两颗主带彗星均确认了水蒸气外逸,这加强了利用近日点附近的周期性活动作为活跃小行星升华驱动活动指示器的做法。
引用
@article{arxiv.2411.07435,
title = {The Volatile Composition and Activity Evolution of Main-Belt Comet 358P/PANSTARRS},
author = {Henry H. Hsieh and John W. Noonan and Michael S. P. Kelley and Dennis Bodewits and Jana Pittichova and Audrey Thirouin and Marco Micheli and Matthew M. Knight and Michele T. Bannister and Colin O. Chandler and Carrie E. Holt and Matthew J. Hopkins and Yaeji Kim and Nicholas A. Moskovitz and William J. Oldroyd and Jack Patterson and Scott S. Sheppard and Nicole Tan and Chadwick A. Trujillo and Quanzhi Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07435},
year = {2024}
}
备注
32 pages, 13 figures. Accepted for publication in The Planetary Science Journal