解锁小行星磁场历史:用于热力学演化和磁动发电的 refined、通用模型
地球与行星天体物理
2024-10-02 v2
摘要
小行星的热力学和磁场历史提供了对地球构件形成与演化的独特见解。这些历史可通过测量 meteorite 的属性来获得,通过数值模型将测量的属性转化为小行星的行为。在本文中,我们提出了新的 1D 小行星热力学演化和磁动发电模型。该磁场发电模型是首个包含 mantle 对流和非均匀 core 固化的 differentiated、拥有 mantle 的小行星模型。我们在热传递基本方面进行了改进,通过包括更详细的粘度模型和与内部加热一致的 stagnant lid 对流参数化。我们还加入了来自金属 Fe-FeS core 中 的放射性加热。此外,我们实现了组合热力学和成分浮力通量,以及最新的磁场标度定律,以预测小行星热力学演化期间的磁场强度,直至 core 固化完成。我们以 500 km 半径的小行星为例说明模型变更的后果。这些效应包括 core 热力学分层更快的侵蚀以及 mantle 对流持续时间更长。来自 core 固化的额外浮力对磁动发电强度的影响有限,但对于某些初始 core 硫含量,它可以防止在 mantle 对流结束时磁动发电停止。我们的模型可用于检讨 individual参数 对磁动发电的影响并约束特定 meteorite 父体的属性。综合这些更新后,本模型能够迄今为止预测小行星最可靠、最完整的磁场历史,是解码小行星行为的有价值工具。
引用
@article{arxiv.2407.12721,
title = {Unlocking planetesimal magnetic field histories: a refined, versatile model for thermal evolution and dynamo generation},
author = {Hannah R. Sanderson and James F. J. Bryson and Claire I. O. Nichols and Christopher J. Davies},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.12721},
year = {2024}
}
备注
38 pages, 12 figures, 3 tables. Accepted for publication in Icarus. Supplementary material is a pdf in the TeX source file