小石が集積した彗星67P チュリュモフ・ゲラシメンコの熱慣性

隙間だらけの集合体の階層が積み上がって彗星が出来上がっているらしい。以下、機械翻訳。
小石が集積した彗星67P チュリュモフ・ゲラシメンコの熱慣性
2020年7月6日に提出
67P / Churyumov-Gerasimenko彗星へのロゼッタミッションは、彗星が何でできているかをよりよく理解するために新しいデータを提供しました。彗星表面物質の弱い引張強度は、彗星がガス状太陽系星雲のいわゆる「小石」と呼ばれる小さなダスト集合体の束になっている束の重力崩壊によって形成された階層的なダスト集合体であることを示唆しています。小石は、太陽系星雲の惑星の生存者である彗星の構成要素であるため、熱観測と数値計算の組み合わせを使用して小石のサイズを推定することは、外部太陽系の惑星形成を理解する上で非常に重要です。この研究では、温度の日変化と軌道変化の両方について、小石の階層的集合体の熱慣性と熱皮膚深度を計算しました。67P / Churyumov-Gerasimenko彗星の熱慣性は、cmから数十cmサイズの小石の階層的な集合体と一致していることがわかりました。私たちの調査結果は、氷の微惑星が太陽星雲のcmから数十cmサイズの小石の降着によって形成された可能性があることを示しています。
キーワード：彗星：一般–彗星：個人（67P チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星）–惑星と衛星：形成–原始惑星系円盤　Churyumov-Gerasimenko彗星

図1. 2つの接触モノマーの概略図
半径Rの粒子。（a）有機ケイ酸塩粒子の場合。
（b）氷-有機-ケイ酸塩粒子の場合。 ケイ酸塩コアの半径は、（a）と（b）のどちらの場合もRsil = 0.5 µmです。 とき
接触半径ACは最外部の厚さよりも小さい層、Δ、内層はの接着に影響を与えません
モノマー粒子。


図2.階層的な集合体の概略図。 あ
構成集合体の付加によって形成された階層集合体（破線の円で囲まれています）。 総半径
構成要素の集合体（つまり、「小石」）はRaggであり、
モノマー半径はRです。構成要素の集合体のフィリングファクターはφaggであり、集合体パッキングのフィリングファクターは
構造はφpです。 したがって、階層の全体的なFILLING FACTOR
総計はφtotal=φaggφpで与えられます。


図3.構成する骨材の充填係数φagg、および有機物の材料密度ρorgは、かさ密度から計算されます
式（16）を使用した67P / C–G彗星の。 （a）fsil：forg：fice = 0.6：0.3：0.1の場合。 （b）fsil：forg：fice = 0.5：0.3：0.2の場合。
破線は、ρsil= 2500 kg m−3の場合を表します
（水和した炭素質コンドライト）実線は
ρsil= 3500 kg m-3
（無水炭素質コンドライト）。 緑の網掛け領域は、小石が形成されたときのφaggの範囲を表します
複数の固着しない衝突による（Weidling et al。2009; Guttler et al。¨2010）。


図4.階層的集合モデルのフレームワークにおける彗星表面の温度構造の模式図。 の
小石の色は温度に対応しています。 （a）熱スキンの深さが総半径よりも小さい場合、ds <Ragg、
観測された温度変化は、彗星表面の小石の熱物性を反映しているはずです。 対照的に、（b）
サーマルスキンデプスが構成要素の集合体間の一般的な距離よりも大きい、ds> lagg、観測された温度の変化
階層集合体の集合体間構造内の放射熱伝達プロセスを反映しています（Blum et al。2017）。 注意する
サーマルスキンデプスは、温度変化のタイムスケールと、日周および軌道時のサーマルスキンデプスddiuおよび
ドーブは、桁違いです。


図5.（左パネル）日周熱皮膚深さがddiu = ddiu、agg（cyanで与えられる場合の総半径Raggの範囲
斜線領域）またはddiu = ddiu、hie（灰色の斜線領域）、モノマー粒子が有機ケイ酸塩粒子の場合。注意する
数センチより浅い彗星表面は、有機ケイ酸塩粒子を構成する小石で覆われている可能性があること
（実線）、彗星表面の遠紫外スペクトルに基づく（Stern et al。2015）。青い線は集計を表します
半径がddiu、agg = Raggを満たすのに対し、黒い線はddiu、hie = laggの解です（式31）。実線は、
有機-ケイ酸塩粒子、破線は氷-有機-ケイ酸塩粒子の場合。 （右パネル）総半径の範囲
軌道熱スキン深度がdorb = dorb、agg（シアンの網掛け領域）またはdorb = dorb、hie（灰色の網掛け領域）で指定されるRagg、
モノマー粒子が有機ケイ酸塩粒子である場合。青い線は、dorb、agg = Raggを満たす合計半径を示します。
黒い線はdorb、hie = laggの解です。実線は有機ケイ酸塩粒子の場合を表し、破線は
氷-有機物-ケイ酸塩粒子の場合を表します。