486958アロコスの平らな葉の効果的なメカニズムとしての昇華

氷が主体の微惑星は薄っぺらい煎餅みたいな形状で成長する。自転公転の遠心力と自重力のバランスと揮発性物質の昇華による収縮でこんなん出来ました。以下、機械翻訳。
486958アロコスの平らな葉の効果的なメカニズムとしての昇華
2020年10月13日に提出
ニューホライズンズ宇宙船のカイパーベルトオブジェクト（KBO）のフライバイで観測された（486958）アロコスは、高度に平坦化されたローブが両方とも赤道面に整列し、回転軸が軌道面にほぼ整列している（傾斜角〜99度）二葉形状を明らかにしました。アロコスは、太陽の周りの動的に乱されていない軌道を占めるコールドクラシックカイパーベルトオブジェクト集団に属しており、そのため、その場で形成された原始的なオブジェクトです。したがって、その形状が原始的であるか進化的であるかは、KB​​Oと、潜在的にそれらの動的に派生したオブジェクトであるCentaurs and Jupiter Family Comets（JFC）の両方の進化を理解する上で重要な意味を持ちます。質量損失駆動型形状進化モデル（MONET）を適用して、ここでは、アロコスの現在の形状は、スピン状態に大きな影響を与えない一方で、約1〜100Myrのタイムスケールでの揮発性ガス放出のために進化の起源である可能性があることを示唆しています。さらに、そのようなプロセスは、KBOの形成直後の形状の進化において遍在している可能性があると主張します。この形状変化プロセスは、KBOが動的に進化してケンタウロスになり、次にJFCになり、太陽熱が劇的に増加したときにも再活性化される可能性があります。

図1.今日観察されたアロコスKBOの形状モデルとその類似物
モデリングから派生した親ボディ。図1aは、アロコスの形状を示しています。ニューホライズンズの観察1、私たちの仕事ではSHAPE-ORIGと呼ばれています。
この数値標高モデルから始めて、逆シミュレーション（方法）を実行して、図に示すSHAPE-REVを取得します。
1b。後方侵食プロセスは、負の照明駆動として単純に実装されます。昇華。軌道運動とスピン運動の間に体が質量を増します。自己一貫性
モデルの昇華質量損失による順方向および逆方向の体積損失/増加の変化　他の場所で説明されています7。逆侵食モードでは、シミュレーションは次のように実行されます。
純粋なCH4氷（熱慣性ゼロ）を約1 Myr実行して、ボディSHAPE-REVを取得しました。ここに示されています。
図1cは、SHAPE-REVを近似する数学的に理想化されたボディを示しています。両方のローブのボリュームと軸の比率を維持します。球と偏平を結合して形成されます
形状であり、シミュレーションではアロコスの親体と見なされます。この図はから示されています
+ y軸に沿ったビューであり、同じスケールで相対サイズの形状を表します。


図2.さまざまなダスト層モデルのCH4質量損失率。この図はガス放出を示しています
厚さ5cmのダスト層の太陽フラックスによる速度変動（左パネル）。プロットの各曲線
ラベル付けされたさまざまなサイズのモノマーから構築されたダスト層に対応します。右のパネルは
アロコスでのほぼ最大の太陽フラックスの条件でのガス放出率と層の厚さ
近日点。このプロットは、2つの重要なポイントを示しています。まず、最強の昇華が発生します
予想通り、特に小さな粒子でできた薄い層の場合。層が厚いほど、少なくなります
熱が地下の氷に到達し、質量損失率が急速に低下する可能性があります。ただし、
より小さなモノマーから作られた厚い層の場合、それは面積あたりのより多くの接触を提供します
熱は氷に伝導されるため、より大きな層で作られた層よりも昇華速度が速くなります
モノマー。これは、固体の導電率成分が全体を支配している限り当てはまります。
これらの地動説でのレゴリスの一般的なケースであると主張できる導電率係数
距離。ここで考慮すべき他の重要なダスト層の特性は、クヌーセンの式に従って変化する透磁率です。ここで、Lは層の厚さを表し、Rαは
モノマーサイズ。図の右側のパネルで、のさまざまな曲線がどのように異なるかを指摘する価値があります
質量損失は、パラメータ空間（Ra、L）のさまざまな場所で交差します。それは同一であることを示しています
同じ軌道パラメータおよび/またはスピン軸のオブジェクトは、わずかに異なる質量損失を経験する可能性があります
さまざまなダスト粒子サイズに応じた分布。これは一般化する重要なポイントです
私たちの結果は、全体的な質量損失プロセスの潜在的な重要性を強調しています
形態。


図3.さまざまな質量損失の進化をシミュレートするアロコス類似体の最終形状
ダスト層の特性。左のパネルは、到達した進化した物体の断面を示しています
参考までに青色のアウトラインで示したSHAPE-ORIGとほぼ同じボリューム、
タイムスケールTeがキーに表示されます。色付きの線[赤、緑、マゼンタ、灰色]は、
ラベルが付けられているように、厚さ5cmのモデルダスト層を構成するモノマーサイズのさまざまなケース。
モデルでは、50％のバルク気孔率と2の体積ダスト対氷比が想定されています。ザ・
進化したボディはすべて、SHAPE-ORIGの全体的な構造と形状の特徴を再現しています
特定のダスト層の特性に関係なく。それにもかかわらず、いくつかの詳細に違いがあります
これは、異なるダスト層の特性に起因します。右側のパネルは別の視覚化を示しています
質量損失率に対するダスト層の影響による形態の違いの分析。カラースケール
形状のは、ダスト層のある最終形状間のファセット中心の半径方向の違いを示します
モノマーサイズRa = 10-3およびRa = 10-6から構築、の灰色と赤色の断面に対応
左パネル。直射日光が当たっている地域では、体積が急速に失われていることがわかります。
Ra = 10-6ただし、照明が不十分な赤道域では、
体がSHAPE-ORIGのボリュームに達する前の進化期。結果は、アロコスの傾斜角が大きく（99°）、小さいため、平坦化が自然な結果であることを示しています。
離心率であり、ダスト層の特性に強く依存していません。厚さまたはモノマー
ほこりの粒子のサイズ。さらに、「ダストマントル」は、ダスト粒子とダスト粒子の混合物である可能性もあります。
ウォーターアイスなどの非揮発性の氷。これは、駆動される質量損失の結論を変えることはありません
flattening34,35ですが、体がSHAPE-ORIGに到達するための進化のタイムスケールのみを変更します。


図4.重力と引張応力の影響を考慮した形状変化の結果
質量損失分布：a）名目上の場合。 b）0.017Paの引張応力しきい値。 c）引張応力
0.02Paのしきい値; d）重力の説明。パネルaでは、下に最終的な形状を示しています
厚さ5cmのダスト層のCH4昇華による質量損失の公称条件
Ra = 10-5mモノマー。パネルbとcは、質量損失が発生した場合にのみ発生する形状を示しています。
地下圧力がそれぞれ0.017Paと0.02Paのしきい値を超えています。の平坦化
パネルbの2つのローブは、赤道のため、主格と比較してより顕著です。
地域はより弱い質量損失を経験します。また、平坦化の南北の違いは
結果として増幅され、それはアロコスの軌道の小さな離心率にもかかわらずです。対照的に、
パネルcに示されている最終的な形状は、次の結果として夏の半球でのみ平坦化されます。
圧力しきい値をわずか0.003Paだけ増加させます。偏心としきい値の組み合わせ
冬の半球が著しく弱い質量損失を経験する効果に。この
特定のシミュレーションは、進化時間中にアロコスのおおよその体積に達しませんでした
5Myrの。パネルdでは、圧力勾配力が発生した場合にのみ質量損失が発生する場合を示しています。
重力による加速度（遠心加速度を含む）よりも大きい。この状態は、他の状態とはさらに異なる最終形状を作成します。葉の平坦化はまだですが
が発生すると、尖塔や丘に似た追加の形態的特徴が
重力の高さ。さらに、そのサイズは北半球と南半球の間で対称ではありません。
説明のために、特定のダスト層に対して主観的にこれらのしきい値を選択しましたが
これらの重要なポイントは、熱物理的、機械的、氷の組み合わせであることは確かです
本物のアロコスの組成は、形態を形作るために重要である可能性があります。注目に値する
ほぼ円軌道上の最初は丸い物体でさえ、昇華によって引き起こされる質量損失は
ほこりに応じて強い南北非対称性を示す非円形の形状になります（および
氷）特性とその分布。