彗星 103P/Hartley 2 最内层彗发中的水冰与尘埃
地球与行星天体物理
2014-06-16 v1
摘要
2010 年 11 月 4 日，Deep Impact eXtended Investigation (DIXI) 任务成功飞掠彗星 103P/Hartley 2，当时其日心距离为 1.06 AU。利用 HRI-IR 光谱仪，我们在 1.05-4.83 微米波长范围内获取了 Hartley 2 彗星的空间分辨近红外光谱。我们展示了在最近飞掠点后 7 分钟和 23 分钟采集的彗发内部约 10 公里范围内的光谱图。提取的反射光谱包含位于 1.5、2.0 和 3.0 微米附近的明确吸收带，其位置、带宽和形状均与水冰颗粒的存在一致。利用 Hapke 辐射传输模型，我们表征了水冰与难熔物质的混合类型（面状混合与均匀混合）、相对丰度、颗粒尺寸及空间分布。我们的建模结果表明，主导 Hartley 2 最内层彗发且温度为 300K 的尘埃，在热学和物理上与尺寸约为 1 微米的细粒水冰颗粒是解耦的。水冰、尘埃和 CO2 空间分布之间的强相关性支持了以下概念：CO2 气体将水冰和尘埃颗粒从彗核拖曳而出。进入彗发后，水冰开始升华，而尘埃则处于持续的外流状态。推导出的水冰标度长度与 1 AU 处 1 微米纯水冰颗粒的预期寿命相符，前提是其速度接近 0.5 m/s。此类速度比孤立 1 微米水冰颗粒预期的膨胀速度 [Hanner, 1981; Whipple, 1951] 低约三个数量级，表明观测到的水冰颗粒可能是聚集体。
引用
@article{arxiv.1406.3382,
title = {Water Ice and Dust in the Innermost Coma of Comet 103P/Hartley 2},
author = {Silvia Protopapa and Jessica M. Sunshine and Lori M. Feaga and Michael S. P. Kelley and Michael F. A' Hearn and Tony L. Farnham and Olivier Groussin and Sebastien Besse and Frederic Merlin and Jian-Yang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.3382},
year = {2014}
}
备注
51 pages, 12 figures, accepted for publication in Icarus