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地下のプロパティと彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコの早期活動
要約
熱輸送および彗星における氷の昇華が形成時及びその後の進化の間に取得された反射特性を相互に関係するプロセスである。ロゼッタオービター上の電子レンジトゥルメント（MIRO）は1.6ミリメートルと0.5ミリメートル波長、及び水蒸気のスペクトルで彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコ、の地下温度のマップを取得しました。合計H 2 O生成速度は0.3kg/sから変化を1.2kg/sに初期の2014年6月における 8月下旬と核の回転や形状に関連した周期的な変化を示した。水の脱ガスは、彗星の「ネック」領域に局在した。地下温度はサブミリ放射が日周熱表皮深さに匹敵する深さで発生したことが示され、季節や日内変動を示した。低熱慣性（JKが10から50〜-1メートル-2 S -0.5、断熱粉末表面と一致して、推測される）。
ロゼッタオービターの宇宙船はより良い私たちの太陽系の起源を理解することの長距離目標に、彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコを研究するために12の科学機器を運ぶ。彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコは、典型的な木星ファミリー彗星（JFC）です。JFCsがあるため巨大惑星や衝突との重力相互作用の海王星の軌道外のカイパーベルトから注入されたと考えられている。現在、彗星67P 3.46 AUの長半径と6.45年の軌道周期の低傾斜軌道にある。現在の軌道構成は、2.7 AUから1.28へのAUを、その近日点距離を換算木星と接近遭遇の間に1959年2月に達成された（1）。その前に、歴史は不明である。いくつかの統計的研究によると、彗星67Pは数キロ（の深さまで表面材料の枯渇と熱昇華により駆動質量の浸食を受けたかもしれない2）。その結果、ダストマントルを徐々に構築し、Hの氷の混合物核面カバーする2 O、CO 2、およびCOが（見出される3）。
ロゼッタに器具一式は、核の物理的および化学的特性を研究するため、核からのアウトガスの発生を選択され、日心距離の関数と同様に、太陽風の相互作用としてコマ収差の開発された彗星をターゲットにしています。彗星の軌道に沿ってガスと塵昏睡の開発は、ダストマントルとそれらの揮発性に応じて異なる種の差動ガス放出によるエネルギー輸送に大きく依存。ロゼッタオービター（MIRO）上の電子レンジインストゥルメント（4）、核内で熱輸送を研究するために設計された核からのガス放出、および相互に関連プロセスなど、コマの開発されました。MIROによるガス排出量と表面温度の進化の間の相互作用の測定と監視が故に、地下氷ダスト複合体の一時的な進化に重要な情報を持って来る。2014年6月-9月からMIRO機器との彗星67Pの早期測定にこの作品が報じている。
MIRO器具は30 cmの直径で構成され、オフセットパラボラ反射望遠鏡は2ヘテロダイン受信が続く。受信機の中央帯域の動作周波数は、190ギガヘルツ（1.6 mm）とし、562ギガヘルツ（0.5 mm）の近くにある。この報告書を通じて、私たちはそれぞれ、2（ミリメートル）としてバンドやSMM（サブミリ）バンドを参照してください。広帯域連続チャネルは彗星67Pの核内表面付近の温度および温度勾配の測定のためのミリメートルとSMMバンドの両方に実装される。SMMバンドはまた、Hのスペクトル線の測定のための非常に高分解能分光計（44 kHzのチャネル幅）を含む2 16 O、H 2 18 O昏睡状態、および他の分子。ここでは、水Hの最初の測定結果を報告して2 16 OおよびH 2 18私たちは、会合前観測として6-7月の観測を参照してください月2014年6月からの時間間隔の間に得 られた核の昏睡と地下熱測定でO 、核はMIRO SMMビームによる未解決だったと全体のコマを一度に観察することができた時、ここで特徴づけられる。8-9月期は、核とコマの両方が500〜40メートル変える空間分解能で観察された時に会合後時間間隔、として識別されます。
MIROと彗星の67Pの観察は、機器のモードがデュアル連続分光した5月24日、2014年に始まった。機器がバックグラウンド基準を提供する彗星の天底方向および彗星のオンオフを指摘して最初の観察を行った。
6月 - 2014年7月の時間間隔では、ロゼッタ宇宙船は973キロまで55万キロから彗星に接近した。この期間中の観測値の位相角は35°から1°の範囲であった、と3.62 AUに3.95から変更日心距離。MIROがシングルピクセルをSMM、ビューの1次元（1D）フィールドには、2400から3.8キロの核半径よりも大きい4.2キロ、の範囲であった。これは、この時間間隔の間に空間マッピングなし彗星67Pの全水分ガス放出率を測定し、モニターすることが可能であった。
水蒸気は第一彗星が太陽から3.92 AUにあった2014年6月6日、上MIROで検出した 1（1,0）からの微弱発光線- 1（0,1）Hの回転遷移2 16 556.936 GHzの周波数でOがその後急速に減少した彗星にロゼッタの距離（ように増加した、検出された図図1A）。大ブルーシフト（約-0.4キロの彗星残り速度フレームにおけるスペクトル線の（周波数増加）-1月期における）は、ロゼッタと日が直面する半球に向けて、基本的に、水のガス放出を示す、観察された これは大きな温度が水の氷の急速な昇華のためには低すぎる夜側の温度で、昼間と夜間の間で対照的で示唆している。水の生産速度は、周期（毎に2つの極大値と極小値との大きさが50％、典型的には、短い時間スケールでの周期的変動を表示図2核（12.4時間の回転に相関している）、5）。この変化は、太陽にさらされる合計面積は、回転（中に変化するために核の複雑な形状に関連している5）。ラインドップラーシフトと時間変化の両方が太陽照明にさらされる核の領域が6~7月の期間中の水蒸気の主な源であることを示唆している。しかし、氷のコンテンツ及び材料特性、表面の不均一性も重要な役割を果たし得る。実際、ローカルジェット活性OSIRISカメラ（で観察した5特にスペクトルおよび反射率特性は水の氷の存在を示す67Pのいわゆる「ネック」領域において、）（5、6）。均一な表面上の氷の分布または首領域に集中して一方（いずれかを考慮し、簡単なモデルは、図2）一次近似で観測された時間変化を説明することができる（7）。
図1 . 1（1,0）のサンプルスペクトル- 1（0,1）Hの推移2 16 OおよびH 2 18天底視野幾何学でMIROで得られたそれぞれ556.939 GHzおよび547.676 GHzの、のOライン、。
これまでに見たすべてのスペクトルを核の日側から優先的にアウトガスとして解釈され、（宇宙船に向かって）負のガス速度に向かって付勢されている。（A 2014年6月23日UT彗星にロゼッタ距離はΔ= 128000キロであるとき、日心距離が上の発光が観察された）ラインのR H = 3.84 AU、空間分解能はΩ= 260キロで、相（Sun-彗星観測者）の角度はΦが32°を=である。（B）（挿入図プロット）2014年8月19日UTに核の地下の熱放射に対する吸収で観察ラインズ（Δ= 81キロ、 のR H = 3.5 AU、Φ= 37°、Ω= 160メートル）。線強度は、メインビームTBスケールで表現される。速度スケールは、核速度に対して与えられている。スペクトル分解能は24ミリ秒である-1。H 2 16 6月23日のOスペクトルは、0.68±0.02キロsの膨張速度と一致している-1。Hの光学的厚さ2 16 6月23日に観測さOラインは0.3である。8月19日には、H 2 16 Hに対し、Oラインは、ラインセンター（不透明度> 10）の近くに光学的に厚いです2 18 Oラインは光学的に薄い（不透明度<0.1）である。
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図2
水の総生産速度の変動核が回転する。
上に示した速度はMIRO Hに基づいている2 16粗いマップに基づいて2014年7月13〜15 Oの観察、ビューのMIROフィールドの指向方向は、観測時の核の中心部から南西300アーク秒であった。オン核の回転周期（12.4時間）における（5）水の生産速度を呈する2の最小値及び二つの最高点。67P（12.4時間）の回転周期は、赤いバーで示されている。バリエーションを説明するための初期のモデルは、（で発見され7）。
6~7月の期間で、先に述べたように、核は未解決であり、それは、ビューの1画素のフィールドに内部コマをサンプリングすることが可能であった。この期間の間に観察されたスペクトルは、ブルーシフト水ライン（表示図1に、発光が）主に太陽に面した半球への水のガス放出の指標である。したがって、このデータセットを使用してオン核回転にわたって平均総水生産速度を計算する目的のために、我々は半球アウトガスの近似を使用する。私たちは、放射伝達計算から推定される（8、9）1核回転にわたる平均総水の生産率が1×10であったことを25分子/秒（0.3キロ秒-1）6月上旬と2×10に達した25分子/秒（ 0.6キロは、s -1）より局所的な生産パターンについては、2014年7月の終わりに、高い値は、より高い不透明度の結果として導き出される。我々は、上記の値は、最大で、2倍の実際の生産速度を過小評価する可能性があることを推定する。で回転変動に基づいて、図。図2は、我々は、ガス放出の変動が±20％のオーダーであると推定する。私たちはより良い放射伝達計算に入力したパラメータ、すなわち、昏睡中の温度と速度プロファイルとアウトガスのグローバルな範囲を定義することができますように私たちは、この推定値を洗練することができるように期待しています。
ロゼッタは、8月6日に彗星から100キロの距離にあったと急速に接近し続けた。核はよくSMMチャンネル内の<200メートルの空間分解能で、その時に解決（と8月と9月全体で）した。昏睡を通じて解決核を表示すると、（核）から連続放射はHの吸収であることが認められた2 16 OおよびH 2 18昏睡中に存在するOスペクトルライン周波数。昏睡における核熱放射の吸収は、吸水性分子の励起温度が核輝度温度（TB）よりも低いことが明らかな証拠を提供する（9）。8月上旬に開始し、原因Hにスペクトル線2 18 OがH以外水生成速度のより敏感対策を提供2 16光学的に厚いとなったOライン、（図1B）。そこで、Hに焦点を当てる2 18この期間中水製造に関する定量的情報を導出するためにO観測。幅は、ガス速度と温度の放射特性に関する情報が含まれ、一方、水線のピーク強度の周波数は、ガス膨張速度の診断である。
それは月7.4から9.5 UTC時間（時の10時間の時間スケールにわたって5倍以上に変化させるように、視線のMIRO線に沿った水柱密度は、かなりの変動を示した図3）。8月6日から9月1日までから取得した両方の天底と手足の観測を考慮して、約4×10であること（日心距離は3.6 AUから3.46 AUの範囲であった）、この期間の平均水生産を推定25分子/秒。この時間枠では、MIROフットプリントが不均一に覆われた核は、360°（0°から80°Nと経度0°から緯度、図3と図S1およびS2）。しかし、最大のコラム密度は一般的に、特にどこに核プレゼント場所で、北極や首に近い、すなわち、65°〜70°の緯度と0〜100°度の経度でcometocentric座標の地域の上に観測されているその最も深い凹部（首は67Pのducklike形状を参考に核の小さな頭と大きな体を接続する領域である）。これは主にネック領域とOSIRIS画像に見られる顕著な粉塵ジェットの責任からの水の脱ガスに沿ったものである。氷の結晶粒からの水の生産は、彗星（数において観察されている10）、したがって、このダストジェットから氷の粒子を昇華させることも観察された水の生成に重要な貢献者であり得る。驚いたことに、最高水柱密度はしばしば影の首領域の上に観察される場合、核熱連続、及び、その結果として、表面および表面下の低温では、ある（図3および図S2）。これは、観測されたガスが近くのばらばらの領域から発するされることが可能である。逆に、低コラム密度が再び日射よりによって駆動の活動を支援し、他のロゼッタ機器で観測された氷の分布の不均一性を確認し、（頭体およびオン）いくつかの照射領域上で測定されている（5、6）。
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図3
天底のH使って、7.4〜9.5 2014年8月UTCからのMIROによって測定された水柱密度と膨張速度2 18 Oスペクトルを。
重要な空間的な変動が核の首領域に近い視線と相関の最大値で、見られている。（A）カラム密度（エラーバー付きブルードット）、核熱連続温度（赤線）、及びMIROビームの中心における入射角の余弦（黒い曲線を点線）。視力のMIROラインが肢を超えたとき、SMMの連続体（赤）に大きな温度降下が観察される。（B）最大吸収の速度によって与えられる水の膨張速度の平均。（C核の）（下）照明マップ指定した時間にOSIRISチームが提供SHAP2デジタル形状モデルを用いた。サブミリMIROビーム位置は、照明マップ上の赤い点で示されている。Xは、Y平面は、視力のMIROラインに対して垂直であり、彗星-Sunの行が含まれています。
ラインプロファイルは、ガス流の運動に関する情報を提供する。なお、ラインピーク速度（-0.6 -0.75キロ秒-1）は、より高いカラム密度（視線に沿って高いことが観察され、図3は、線幅が減少する一方で、）が記録される。したがって、ガス流の投影効果は照準これらのラインについて最小化され、ラインピーク速度は、膨張速度に近くなければならない。これらの知見はまた、観察された列密度の強化、表面からではなく、ガスを減速う流れの間の衝撃によって引き起こされる局所密度の強化に大きな昇華流束に関連していることを示している。
MIRO 0.5〜1.6 mmのバンドから連続観測はOSIRISチームが提供SHAP2デジタル形状モデルにジオリファレンスされた。アンテナ温度のマップ（図4）核横切っMIROビームを走査した後、シングルディッシュ電波望遠鏡とのマッピングのために開発された「オンザフライ」技術を使用してマップにスキャンを組み合わせることによって誘導した（11）。アンテナ温度の輪郭は、次に、日に関する地形および配向によって決定される核の表面上の照明パターンとよく相関する
図4
MIROサブミリ波アンテナ温度の等高線図とデジタル形状モデルSHAP2の照明マップ。
ミロは太陽から離れて傾いたものよりも（暖かい）は、一般的に明るい太陽に面した地域に面の傾斜と相関地下の明るさの機能を、見ている これは、太陽照明に迅速に対応し、従って、低い熱慣性を示すものである。MIROと形状モデル手足の優れたオーバーラップは核の太陽に照らさ（右）側に求められる。核の左側には、この時点で極性夜であり、形状モデル·ベースの可視で撮像ができ、ここで、その真の形状を決定しない。夜側の手足を超えMIROデータの拡張は、この地域の核の本当の大きさを示している。形状モデルは、彗星の重心に宇宙船を結ぶ線に垂直な平面に投影された太陽照明角度の余弦で与えられる強度の照明マップとして提示される。
MIROのSMM及びミリメートル熱流束を決定地下温度は、3成分を有することができる。（I）太陽時-、熱1 /によって定義された浅い層に閉じ込め地元との日周部品·バリエーションのE浸透深さで1〜2 67Pの12.4時間の回転周期のためのCMとのもっともらしい熱的特性のために粒子状のレゴリス。（II）緯度依存振幅の傾斜、軌道周期、および近日点の場所に依存して毎年恒例の信号、および1 / Eの順1メートルの減衰の深さ。温度の季節変動は昼行性層の下に浸透深さからMIRO排出量を決定する。（iii）の「静的」または「subseasonal」成分は季節変化層の下のおよそ等温層であり、その温度は、太陽放射の緯度依存軌道の変動に依存する。
現地太陽時と緯度の関数としてMIROのMMとSMMの明る温度をプロットする（図5）核熱環境の3つの重要な特徴を明らかにする。（I）SMMとmmの両方のチャネルが、初期の昼下がりにでピークに達し、日周加熱サイクルに対する感度を明らかにミリチャネルにSMMから約2から4倍に減少した振幅を有するものの。（ii）の観察された40- SMMの昼夜50Kのピーク·ツー·ピークの変動は、月日間隔で完全に絶縁面の予測表面温度の変動の35％以上（ゼロ熱慣性）を表す。現実的な非ゼロの熱慣性値は、SMM TB /表面温度ピークツーピーク値の比が高くなる。この結果は、SMM 1 /ことを意味している電子の侵入深さは、1 /又はその上にある電子日内変動を熱減衰深。（III）季節的影響は20°N N°30緯度ビンから20°S、30°Sの緯度ビンにTB値を平均した昼行性の減少を明らかである。私たちは、mmの排出量は、電気吸収特性と一致して、深さで約3倍の熱の減衰深さを発信に対し、グローバルな規模で、MIRO SMMの排出量は、日周層の厚さに匹敵する深さで、主に発信波長に反比例した、と結論。測定された輝度温度の緯度依存性は67Pの軌道パラメータが与えられた太陽フラックスの季節変動からの期待と一致している。
図5
2014年9月のMIROの連続測定から現地太陽時間の関数として、輝度温度は、30°N（黒のデータポイント）と30°S、20°（赤のデータポイント）に20°の効果的な緯度ビンのために示されている。
実線は、データへの昼間正弦フィットである。どちらも効果的な緯度と現地太陽時はMIROビーム中心の形状モデル由来の面方位から計算される。MIROビームが核内に完全にあるもののための唯一のポイントが含まれています。データは、極端なシャドーイング条件は日周加熱曲線の解釈を曖昧に首領域内のデータを除去するために200°経度帯に100°に制限されている。（A）サブミリデータ。（B）ミリデータ。
温度の深さプロファイルは、熱慣性の値の範囲について1次元熱伝導方程式を解くことによって計算し、ミリメートルとSMMバンドで得られたアンテナ温度は、地下領域に放射熱放射の伝達を評価することから計算した。MIROの観察と、これらの理論的なアンテナ温度を比較すると、〜10〜50 JKの範囲の推定熱慣性をもたらす-1メートル-2秒-0.5（12）。
（〜50 Kまでの）MIRO測定昼地下温度と表面温度との間の差を推定することができるこの値の範囲は、大規模な、埃っぽい表面が演じる重要な絶縁の役割を強調し：それは、主に熱の量を制限する内の氷を含め、室内に移した。これは確かに一般的に彗星の、おそらく、67Pの寿命に大きく寄与して。特にその日周下記と彗星の表面下の温度を測定することの重要性これらのデータによって示される層が、されている。
MIROの分光及び連続観測は、相互核地下温度に関するデータを提供することによって、熱輸送、氷の昇華、及びアウトガスのデータ、場所、時間を提供し、水のフラックスは、核の表面から放出される。氷が表面上に配置された場合、67P核表面の1％未満では、先に説明した水性ガスの製造速度を説明するために必要とされる（13）。測定されたガス放出の大部分は核の首に由来する。
地下のプロパティと彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコの早期活動
要約
熱輸送および彗星における氷の昇華が形成時及びその後の進化の間に取得された反射特性を相互に関係するプロセスである。ロゼッタオービター上の電子レンジトゥルメント（MIRO）は1.6ミリメートルと0.5ミリメートル波長、及び水蒸気のスペクトルで彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコ、の地下温度のマップを取得しました。合計H 2 O生成速度は0.3kg/sから変化を1.2kg/sに初期の2014年6月における 8月下旬と核の回転や形状に関連した周期的な変化を示した。水の脱ガスは、彗星の「ネック」領域に局在した。地下温度はサブミリ放射が日周熱表皮深さに匹敵する深さで発生したことが示され、季節や日内変動を示した。低熱慣性（JKが10から50〜-1メートル-2 S -0.5、断熱粉末表面と一致して、推測される）。
ロゼッタオービターの宇宙船はより良い私たちの太陽系の起源を理解することの長距離目標に、彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコを研究するために12の科学機器を運ぶ。彗星67P / Churyumov-ゲラシメンコは、典型的な木星ファミリー彗星（JFC）です。JFCsがあるため巨大惑星や衝突との重力相互作用の海王星の軌道外のカイパーベルトから注入されたと考えられている。現在、彗星67P 3.46 AUの長半径と6.45年の軌道周期の低傾斜軌道にある。現在の軌道構成は、2.7 AUから1.28へのAUを、その近日点距離を換算木星と接近遭遇の間に1959年2月に達成された（1）。その前に、歴史は不明である。いくつかの統計的研究によると、彗星67Pは数キロ（の深さまで表面材料の枯渇と熱昇華により駆動質量の浸食を受けたかもしれない2）。その結果、ダストマントルを徐々に構築し、Hの氷の混合物核面カバーする2 O、CO 2、およびCOが（見出される3）。
ロゼッタに器具一式は、核の物理的および化学的特性を研究するため、核からのアウトガスの発生を選択され、日心距離の関数と同様に、太陽風の相互作用としてコマ収差の開発された彗星をターゲットにしています。彗星の軌道に沿ってガスと塵昏睡の開発は、ダストマントルとそれらの揮発性に応じて異なる種の差動ガス放出によるエネルギー輸送に大きく依存。ロゼッタオービター（MIRO）上の電子レンジインストゥルメント（4）、核内で熱輸送を研究するために設計された核からのガス放出、および相互に関連プロセスなど、コマの開発されました。MIROによるガス排出量と表面温度の進化の間の相互作用の測定と監視が故に、地下氷ダスト複合体の一時的な進化に重要な情報を持って来る。2014年6月-9月からMIRO機器との彗星67Pの早期測定にこの作品が報じている。
MIRO器具は30 cmの直径で構成され、オフセットパラボラ反射望遠鏡は2ヘテロダイン受信が続く。受信機の中央帯域の動作周波数は、190ギガヘルツ（1.6 mm）とし、562ギガヘルツ（0.5 mm）の近くにある。この報告書を通じて、私たちはそれぞれ、2（ミリメートル）としてバンドやSMM（サブミリ）バンドを参照してください。広帯域連続チャネルは彗星67Pの核内表面付近の温度および温度勾配の測定のためのミリメートルとSMMバンドの両方に実装される。SMMバンドはまた、Hのスペクトル線の測定のための非常に高分解能分光計（44 kHzのチャネル幅）を含む2 16 O、H 2 18 O昏睡状態、および他の分子。ここでは、水Hの最初の測定結果を報告して2 16 OおよびH 2 18私たちは、会合前観測として6-7月の観測を参照してください月2014年6月からの時間間隔の間に得 られた核の昏睡と地下熱測定でO 、核はMIRO SMMビームによる未解決だったと全体のコマを一度に観察することができた時、ここで特徴づけられる。8-9月期は、核とコマの両方が500〜40メートル変える空間分解能で観察された時に会合後時間間隔、として識別されます。
MIROと彗星の67Pの観察は、機器のモードがデュアル連続分光した5月24日、2014年に始まった。機器がバックグラウンド基準を提供する彗星の天底方向および彗星のオンオフを指摘して最初の観察を行った。
6月 - 2014年7月の時間間隔では、ロゼッタ宇宙船は973キロまで55万キロから彗星に接近した。この期間中の観測値の位相角は35°から1°の範囲であった、と3.62 AUに3.95から変更日心距離。MIROがシングルピクセルをSMM、ビューの1次元（1D）フィールドには、2400から3.8キロの核半径よりも大きい4.2キロ、の範囲であった。これは、この時間間隔の間に空間マッピングなし彗星67Pの全水分ガス放出率を測定し、モニターすることが可能であった。
水蒸気は第一彗星が太陽から3.92 AUにあった2014年6月6日、上MIROで検出した 1（1,0）からの微弱発光線- 1（0,1）Hの回転遷移2 16 556.936 GHzの周波数でOがその後急速に減少した彗星にロゼッタの距離（ように増加した、検出された図図1A）。大ブルーシフト（約-0.4キロの彗星残り速度フレームにおけるスペクトル線の（周波数増加）-1月期における）は、ロゼッタと日が直面する半球に向けて、基本的に、水のガス放出を示す、観察された これは大きな温度が水の氷の急速な昇華のためには低すぎる夜側の温度で、昼間と夜間の間で対照的で示唆している。水の生産速度は、周期（毎に2つの極大値と極小値との大きさが50％、典型的には、短い時間スケールでの周期的変動を表示図2核（12.4時間の回転に相関している）、5）。この変化は、太陽にさらされる合計面積は、回転（中に変化するために核の複雑な形状に関連している5）。ラインドップラーシフトと時間変化の両方が太陽照明にさらされる核の領域が6~7月の期間中の水蒸気の主な源であることを示唆している。しかし、氷のコンテンツ及び材料特性、表面の不均一性も重要な役割を果たし得る。実際、ローカルジェット活性OSIRISカメラ（で観察した5特にスペクトルおよび反射率特性は水の氷の存在を示す67Pのいわゆる「ネック」領域において、）（5、6）。均一な表面上の氷の分布または首領域に集中して一方（いずれかを考慮し、簡単なモデルは、図2）一次近似で観測された時間変化を説明することができる（7）。
図1 . 1（1,0）のサンプルスペクトル- 1（0,1）Hの推移2 16 OおよびH 2 18天底視野幾何学でMIROで得られたそれぞれ556.939 GHzおよび547.676 GHzの、のOライン、。
これまでに見たすべてのスペクトルを核の日側から優先的にアウトガスとして解釈され、（宇宙船に向かって）負のガス速度に向かって付勢されている。（A 2014年6月23日UT彗星にロゼッタ距離はΔ= 128000キロであるとき、日心距離が上の発光が観察された）ラインのR H = 3.84 AU、空間分解能はΩ= 260キロで、相（Sun-彗星観測者）の角度はΦが32°を=である。（B）（挿入図プロット）2014年8月19日UTに核の地下の熱放射に対する吸収で観察ラインズ（Δ= 81キロ、 のR H = 3.5 AU、Φ= 37°、Ω= 160メートル）。線強度は、メインビームTBスケールで表現される。速度スケールは、核速度に対して与えられている。スペクトル分解能は24ミリ秒である-1。H 2 16 6月23日のOスペクトルは、0.68±0.02キロsの膨張速度と一致している-1。Hの光学的厚さ2 16 6月23日に観測さOラインは0.3である。8月19日には、H 2 16 Hに対し、Oラインは、ラインセンター（不透明度> 10）の近くに光学的に厚いです2 18 Oラインは光学的に薄い（不透明度<0.1）である。
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図2
水の総生産速度の変動核が回転する。
上に示した速度はMIRO Hに基づいている2 16粗いマップに基づいて2014年7月13〜15 Oの観察、ビューのMIROフィールドの指向方向は、観測時の核の中心部から南西300アーク秒であった。オン核の回転周期（12.4時間）における（5）水の生産速度を呈する2の最小値及び二つの最高点。67P（12.4時間）の回転周期は、赤いバーで示されている。バリエーションを説明するための初期のモデルは、（で発見され7）。
6~7月の期間で、先に述べたように、核は未解決であり、それは、ビューの1画素のフィールドに内部コマをサンプリングすることが可能であった。この期間の間に観察されたスペクトルは、ブルーシフト水ライン（表示図1に、発光が）主に太陽に面した半球への水のガス放出の指標である。したがって、このデータセットを使用してオン核回転にわたって平均総水生産速度を計算する目的のために、我々は半球アウトガスの近似を使用する。私たちは、放射伝達計算から推定される（8、9）1核回転にわたる平均総水の生産率が1×10であったことを25分子/秒（0.3キロ秒-1）6月上旬と2×10に達した25分子/秒（ 0.6キロは、s -1）より局所的な生産パターンについては、2014年7月の終わりに、高い値は、より高い不透明度の結果として導き出される。我々は、上記の値は、最大で、2倍の実際の生産速度を過小評価する可能性があることを推定する。で回転変動に基づいて、図。図2は、我々は、ガス放出の変動が±20％のオーダーであると推定する。私たちはより良い放射伝達計算に入力したパラメータ、すなわち、昏睡中の温度と速度プロファイルとアウトガスのグローバルな範囲を定義することができますように私たちは、この推定値を洗練することができるように期待しています。
ロゼッタは、8月6日に彗星から100キロの距離にあったと急速に接近し続けた。核はよくSMMチャンネル内の<200メートルの空間分解能で、その時に解決（と8月と9月全体で）した。昏睡を通じて解決核を表示すると、（核）から連続放射はHの吸収であることが認められた2 16 OおよびH 2 18昏睡中に存在するOスペクトルライン周波数。昏睡における核熱放射の吸収は、吸水性分子の励起温度が核輝度温度（TB）よりも低いことが明らかな証拠を提供する（9）。8月上旬に開始し、原因Hにスペクトル線2 18 OがH以外水生成速度のより敏感対策を提供2 16光学的に厚いとなったOライン、（図1B）。そこで、Hに焦点を当てる2 18この期間中水製造に関する定量的情報を導出するためにO観測。幅は、ガス速度と温度の放射特性に関する情報が含まれ、一方、水線のピーク強度の周波数は、ガス膨張速度の診断である。
それは月7.4から9.5 UTC時間（時の10時間の時間スケールにわたって5倍以上に変化させるように、視線のMIRO線に沿った水柱密度は、かなりの変動を示した図3）。8月6日から9月1日までから取得した両方の天底と手足の観測を考慮して、約4×10であること（日心距離は3.6 AUから3.46 AUの範囲であった）、この期間の平均水生産を推定25分子/秒。この時間枠では、MIROフットプリントが不均一に覆われた核は、360°（0°から80°Nと経度0°から緯度、図3と図S1およびS2）。しかし、最大のコラム密度は一般的に、特にどこに核プレゼント場所で、北極や首に近い、すなわち、65°〜70°の緯度と0〜100°度の経度でcometocentric座標の地域の上に観測されているその最も深い凹部（首は67Pのducklike形状を参考に核の小さな頭と大きな体を接続する領域である）。これは主にネック領域とOSIRIS画像に見られる顕著な粉塵ジェットの責任からの水の脱ガスに沿ったものである。氷の結晶粒からの水の生産は、彗星（数において観察されている10）、したがって、このダストジェットから氷の粒子を昇華させることも観察された水の生成に重要な貢献者であり得る。驚いたことに、最高水柱密度はしばしば影の首領域の上に観察される場合、核熱連続、及び、その結果として、表面および表面下の低温では、ある（図3および図S2）。これは、観測されたガスが近くのばらばらの領域から発するされることが可能である。逆に、低コラム密度が再び日射よりによって駆動の活動を支援し、他のロゼッタ機器で観測された氷の分布の不均一性を確認し、（頭体およびオン）いくつかの照射領域上で測定されている（5、6）。
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図3
天底のH使って、7.4〜9.5 2014年8月UTCからのMIROによって測定された水柱密度と膨張速度2 18 Oスペクトルを。
重要な空間的な変動が核の首領域に近い視線と相関の最大値で、見られている。（A）カラム密度（エラーバー付きブルードット）、核熱連続温度（赤線）、及びMIROビームの中心における入射角の余弦（黒い曲線を点線）。視力のMIROラインが肢を超えたとき、SMMの連続体（赤）に大きな温度降下が観察される。（B）最大吸収の速度によって与えられる水の膨張速度の平均。（C核の）（下）照明マップ指定した時間にOSIRISチームが提供SHAP2デジタル形状モデルを用いた。サブミリMIROビーム位置は、照明マップ上の赤い点で示されている。Xは、Y平面は、視力のMIROラインに対して垂直であり、彗星-Sunの行が含まれています。
ラインプロファイルは、ガス流の運動に関する情報を提供する。なお、ラインピーク速度（-0.6 -0.75キロ秒-1）は、より高いカラム密度（視線に沿って高いことが観察され、図3は、線幅が減少する一方で、）が記録される。したがって、ガス流の投影効果は照準これらのラインについて最小化され、ラインピーク速度は、膨張速度に近くなければならない。これらの知見はまた、観察された列密度の強化、表面からではなく、ガスを減速う流れの間の衝撃によって引き起こされる局所密度の強化に大きな昇華流束に関連していることを示している。
MIRO 0.5〜1.6 mmのバンドから連続観測はOSIRISチームが提供SHAP2デジタル形状モデルにジオリファレンスされた。アンテナ温度のマップ（図4）核横切っMIROビームを走査した後、シングルディッシュ電波望遠鏡とのマッピングのために開発された「オンザフライ」技術を使用してマップにスキャンを組み合わせることによって誘導した（11）。アンテナ温度の輪郭は、次に、日に関する地形および配向によって決定される核の表面上の照明パターンとよく相関する
図4
MIROサブミリ波アンテナ温度の等高線図とデジタル形状モデルSHAP2の照明マップ。
ミロは太陽から離れて傾いたものよりも（暖かい）は、一般的に明るい太陽に面した地域に面の傾斜と相関地下の明るさの機能を、見ている これは、太陽照明に迅速に対応し、従って、低い熱慣性を示すものである。MIROと形状モデル手足の優れたオーバーラップは核の太陽に照らさ（右）側に求められる。核の左側には、この時点で極性夜であり、形状モデル·ベースの可視で撮像ができ、ここで、その真の形状を決定しない。夜側の手足を超えMIROデータの拡張は、この地域の核の本当の大きさを示している。形状モデルは、彗星の重心に宇宙船を結ぶ線に垂直な平面に投影された太陽照明角度の余弦で与えられる強度の照明マップとして提示される。
MIROのSMM及びミリメートル熱流束を決定地下温度は、3成分を有することができる。（I）太陽時-、熱1 /によって定義された浅い層に閉じ込め地元との日周部品·バリエーションのE浸透深さで1〜2 67Pの12.4時間の回転周期のためのCMとのもっともらしい熱的特性のために粒子状のレゴリス。（II）緯度依存振幅の傾斜、軌道周期、および近日点の場所に依存して毎年恒例の信号、および1 / Eの順1メートルの減衰の深さ。温度の季節変動は昼行性層の下に浸透深さからMIRO排出量を決定する。（iii）の「静的」または「subseasonal」成分は季節変化層の下のおよそ等温層であり、その温度は、太陽放射の緯度依存軌道の変動に依存する。
現地太陽時と緯度の関数としてMIROのMMとSMMの明る温度をプロットする（図5）核熱環境の3つの重要な特徴を明らかにする。（I）SMMとmmの両方のチャネルが、初期の昼下がりにでピークに達し、日周加熱サイクルに対する感度を明らかにミリチャネルにSMMから約2から4倍に減少した振幅を有するものの。（ii）の観察された40- SMMの昼夜50Kのピーク·ツー·ピークの変動は、月日間隔で完全に絶縁面の予測表面温度の変動の35％以上（ゼロ熱慣性）を表す。現実的な非ゼロの熱慣性値は、SMM TB /表面温度ピークツーピーク値の比が高くなる。この結果は、SMM 1 /ことを意味している電子の侵入深さは、1 /又はその上にある電子日内変動を熱減衰深。（III）季節的影響は20°N N°30緯度ビンから20°S、30°Sの緯度ビンにTB値を平均した昼行性の減少を明らかである。私たちは、mmの排出量は、電気吸収特性と一致して、深さで約3倍の熱の減衰深さを発信に対し、グローバルな規模で、MIRO SMMの排出量は、日周層の厚さに匹敵する深さで、主に発信波長に反比例した、と結論。測定された輝度温度の緯度依存性は67Pの軌道パラメータが与えられた太陽フラックスの季節変動からの期待と一致している。
図5
2014年9月のMIROの連続測定から現地太陽時間の関数として、輝度温度は、30°N（黒のデータポイント）と30°S、20°（赤のデータポイント）に20°の効果的な緯度ビンのために示されている。
実線は、データへの昼間正弦フィットである。どちらも効果的な緯度と現地太陽時はMIROビーム中心の形状モデル由来の面方位から計算される。MIROビームが核内に完全にあるもののための唯一のポイントが含まれています。データは、極端なシャドーイング条件は日周加熱曲線の解釈を曖昧に首領域内のデータを除去するために200°経度帯に100°に制限されている。（A）サブミリデータ。（B）ミリデータ。
温度の深さプロファイルは、熱慣性の値の範囲について1次元熱伝導方程式を解くことによって計算し、ミリメートルとSMMバンドで得られたアンテナ温度は、地下領域に放射熱放射の伝達を評価することから計算した。MIROの観察と、これらの理論的なアンテナ温度を比較すると、〜10〜50 JKの範囲の推定熱慣性をもたらす-1メートル-2秒-0.5（12）。
（〜50 Kまでの）MIRO測定昼地下温度と表面温度との間の差を推定することができるこの値の範囲は、大規模な、埃っぽい表面が演じる重要な絶縁の役割を強調し：それは、主に熱の量を制限する内の氷を含め、室内に移した。これは確かに一般的に彗星の、おそらく、67Pの寿命に大きく寄与して。特にその日周下記と彗星の表面下の温度を測定することの重要性これらのデータによって示される層が、されている。
MIROの分光及び連続観測は、相互核地下温度に関するデータを提供することによって、熱輸送、氷の昇華、及びアウトガスのデータ、場所、時間を提供し、水のフラックスは、核の表面から放出される。氷が表面上に配置された場合、67P核表面の1％未満では、先に説明した水性ガスの製造速度を説明するために必要とされる（13）。測定されたガス放出の大部分は核の首に由来する。
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