是什么驱动了彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 的尘埃活动？
地球与行星天体物理
2015-11-11 v1
摘要
我们利用彗星小体（cometesimals）的引力不稳定性形成情景，推导了在不同日心距离和不同挥发性冰条件下，可由彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗核的气体压力释放的聚合体尺寸。为了推导抛射聚合体的尺寸，我们基于一个假设建立了模型：表面吸收的全部热量都被一种挥发性物质的升华过程消耗。计算针对彗星中三种最主要的挥发性物质进行，即 H_20 冰、CO_2 冰和 CO 冰。我们发现，能够从彗核逃逸到太空的尘埃聚合体的尺寸范围在彗星接近太阳时变宽，并随着日心距离增加而变窄，这是因为聚合体的抗拉强度随聚合体尺寸增大而降低。与 H_20 冰相比，CO 冰的活动能够从表面剥离小约一个数量级的聚合体。由于 CO 冰的升华速率更高，更大的聚合体还能额外逃离彗核的引力场。我们的模型能够解释彗星 67P/Churyumov-Gerasimenko 内彗发中由 OSIRIS 相机在 3.4 AU 至 3.7 AU 日心距离之间观测到的大颗粒（半径从 2 cm 到 1 m）。此外，该模型预测在气体驱动的尘埃活动消失的日心距离附近会释放分米级聚合体（轨迹粒子）。然而，气体驱动的尘埃活动无法解释彗发中小于约 1 mm 的颗粒的存在，因为从这些表面剥离这些颗粒所需的高抗拉强度无法由挥发性冰的蒸发提供。这些较小颗粒可由例如抛射出的较大聚合体的自转加速和离心质量损失产生。
引用
@article{arxiv.1506.08545,
title = {What drives the dust activity of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko?},
author = {B. Gundlach and J. Blum and H. U. Keller and Y. V. Skorov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.08545},
year = {2015}
}