彗星コマ放出のSUBLIME 3Dモデル:超揮発性リッチ彗星C/2016 R2(パンスター)

COとN2は水よりも凝固温度が低いためコマの中にCOやN2が多いとより太陽から遠い所で形成された彗星ということが分る。以下、機械翻訳。
彗星コマ放出のSUBLIME 3Dモデル:超揮発性リッチ彗星C/2016 R2(パンスター)https://arxiv.org/abs/2202.11849
2022年2月24日に提出
彗星C/2016 R2(PanSTARRS)のコマは、特に非常に高いCO /H2OおよびN2+/H2O比および異常な微量揮発性の存在のために、これまでに観察された最も化学的に独特の1つである。しかし、CO排出ラインの複雑な形状、コマ構造や励起の不確実性は、CO全体の生産率のあいまいさにつながります。ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡(JCMT)とサブミリ波アレイ(SMA)を使用して、C/2016 R2のアウトガス挙動を解明するために、空間的、スペクトル的、時間的に解決されたCO観測を、空間的、スペクトル的、時間的に解決しました。結果は、CO-COシステムの初めての正確な状態衝突率係数を組み込んだ、新しい時間依存の3次元放射伝達コード(SUBLIME)を使用して分析されます。COの総生産率は、範囲内にあることが判明しました(3.8-7.6)×10^28s^-1 2018-01-13 と 2018-02-01 の間で、平均値(5.3±0.6)×10^28s^-1 r_H = 2.8-2.9 au.放出は、流出速度を伴う日照ジェット機に集中する0.51±0.01km/s, と比較0.25±0.01km/sアンビエント(および夜間)コマ状態での。CO排出量の拡張源の証拠も発見されたが、おそらく周りの氷の粒子昇華のために1.2×10^5核から1km離れた所に。このコマ分子の存在量に基づいて、C/2016 R2の核氷は、CO、CO2、N2およびCH3OHが豊富な急速に昇華する極性相に分けられ、さらにH2O、CH4、H2COおよびHCNを含む主に凍結(またはあまり豊富)の極性相に分けることができると提案する。
キーワード：彗星：（C / 2016 R2（PanSTARRS）） サブミリ波天文学 高解像度 分光法 天文干渉計 放射伝達シミュレーション

図1.を使用して観測されたCOJ = 3 −2スペクトルの時系列
JCMT（トポセントリックレストフレーム内）、追加ベースラインで表示
オフセット。 各スペクトルの観測日は、次の形式で示されます。
YYYYMMDD。 明確にするために、少なくとも600秒のオンソース観測時間のスペクトルのみが示されています。 最適なスペクトルモデル
赤い曲線でオーバーレイされます（セクション4.3を参照）。


図2.スペクトルに基づいて、時間の関数としてJCMTを使用して観察されたスペクトル積分されたCO J = 3 −2の線強度
図1に示されています。水平線はエラー加重平均を示しています。
エラーバーには統計の不確かさが含まれ、さらに10％が含まれます
キャリブレーションの不確かさが直交法で追加されました。


図3.彗星C / 2016のスペクトル的に統合されたCOJ = 3 −2マップ
R2（PanSTARRS）、HARPジグル観測の平均から
2018-01-14および2018-01-15に。 円形のガウスシアンJCMTビームのFWHMは右上に示され、空に投影された太陽軌道と軌道軌道（彗星の速度の負）ベクトルは次のようになります。
右下に表示されています。 等高線は3σの単位であり、軸は
赤道（RA / dec。）グリッドに合わせます。


図4.彗星のスペクトル的に統合されたCOJ = 2-1排出量マップ
C / 2016 R2、2018-02-21にSMAを使用して取得。 FWHM
楕円ガウス復元ビームの（および方向）は、楕円（右上）、および空に投影された太陽と
軌道軌跡ベクトルは右下に表示されます。 等高線の単位は
3σと軸は赤道（RA / dec。）グリッドに揃えられ、
SMA位相追跡センターの原点。 負の輪郭は
破線のスタイルで示されています。


6.結論
2018年の期間中にJCMTおよびSMA望遠鏡を使用した高解像度のスペクトル空間観測に基づく-
01-13〜2018-02-21、極度の存在を確認
過揮発性の豊富な彗星C / 2016 R2（PanSTARRS）からの強力な非対称COガス放出、Q（CO）
範囲（3.8 − 7.6）×10^28秒^-1。観測データは
量子散乱に基づく状態間CO-CO衝突率を使用して、拡大するコマ収差に2成分モデルを採用し、新しい時間依存の3D放射転送コードを使用して分析しました。を使用した計算
結合状態法。の存在を確認しました
（時間可変）半開口部を備えた（ほぼ）太陽方向のCOジェット
θの角度= 25–90◦ （そして平均θ= 62±2◦、7±2◦オフセット太陽彗星ベクトルから）。平均
JCMTデータから決定されたジェット流出速度は0.51±0.01km s^-1、周囲のコマの流出速度は0.25±0.01kms^-1であることがわかりました。
。の合計金額ジェットによって生成されたCOは、平均して2.0倍でした。
周囲のコマよりも多い。
2018年1月14〜15日、延長の証拠が見つかりました
標準的な核ガス放出または励起効果では簡単に説明できないCO放出。延長排出量
したがって、変調の可能な結果として解釈されます
COガス放出率、外部コマの減速、または
長寿命の氷粒の昇華。そのような減算
最適な（平均時間）JCMT 3 − 2モデルからの拡張COコンポーネントにより、17％の削減が実現します。
核について導き出されたCO生成率。の値を使用する
マッケイらからのQ（H2O）。 （2019）、非対称ガス放出を補正すると、CO / H2O比は約42倍になります。
これまでの彗星（遠方のケンタウロス29Pを含む）に見られる、
これは、以前に指摘された化学的特異性と組み合わされて、C / 2016R2が最も珍しい彗星の1つであることを示唆しています
これまでに観察された。
しかし、彗星の氷の不均一な性質は、分子のガス放出が
混合氷は必ずしもそれらの昇華温度と相関しているわけではないということは、私たちがまだバルクを除外できないことを意味します
C / 2016 R2の構成は、以前に推測されたものよりも、オールトの雲彗星の一般的な集団に類似しています。私たち
C / 2016R2の氷温が
昇華冷却、または異常に厚い断熱地殻の存在によって抑制され、より従来型のH2Oが支配的なガス放出の開始を妨げました。
レジーム、昇華率により大きな影響を与える
内の個々の分子のトラップと結合によって
バルクアイス。観察された存在量パターンを提案する
C / 2016の2つの氷相の存在によって説明することができます
R2、若い恒星状天体で観察されたものと同様：（1）CO、CO2、N2、およびCH3OHが豊富な無極性相
氷、および（2）より多くの量を含む極性相CH4、H2CO、HCNをH2O氷と混合。遠方の彗星（rH＆2.5 au、H2O昇華がまだ完全にアクティブ化されていない場合）、
この彗星の特異な性質をよりよく理解するために重要であり、支配する物理的および化学的プロセスを制約する
彗星の揮発性物質の形成、貯蔵、放出は、H2O昇華点が低い