冰质彗尘颗粒的热物理模型
地球与行星天体物理
2020-10-28 v1
摘要
背景。彗尘颗粒在被从彗核抬升后受到多种力的作用。这些力决定了尘埃的动力学、轨迹、取向与碎裂,进而对彗发中颗粒分布有显著影响。目的。我们开发一个适用于冰质彗尘的数值热物理模型,以研究归因于冰升华的力。方法。我们将近期提出的无冰尘埃颗粒概观模型扩展至含冰尘埃。我们在能量平衡方程中引入一项额外的源项以考虑升华与凝结热。我们使用直接模拟蒙特卡洛方法结合尘埃气体模型同时求解质量平衡方程与能量平衡方程。结果。数值测试表明,所提方法可以中等计算成本应用于尺寸范围从数十微米到厘米的尘埃颗粒。我们预测,在假定冰体积分数为 0.05 时,在 1.35 AU 处半径 r >> 1 mm 的颗粒可能因内部压力积聚而解体为毫米级碎片。半径 r < 1 cm 的颗粒在数分钟内失去其冰含量。因此,我们预期仅有 r > 1 cm 的颗粒可能展现持续升华及由此产生的出气力。
引用
@article{arxiv.2009.13208,
title = {Thermophysical model for icy cometary dust particles},
author = {Johannes Markkanen and Jessica Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.13208},
year = {2020}
}