精确解译彗星彗发水分子谱线研究取得进展

放大字体  缩小字体 2019-10-08 14:30:37  阅读:4089 作者:责任编辑。陈微竹0371

9月30日,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(《英国皇家地理学会月刊》) 和Astronomy and Astrophysics(《地理与天体物理》)别离在线宣布了中国科学院紫金山地理台研讨员季江徽课题组与德国马普太阳系研讨所博士Paul Hartogh课题组等根据罗塞塔号勘探器MIRO仪器取得的彗星67P/CG(亚)毫米波观测数据,初次树立并使用三维模型对彗星彗发中的分子谱线观测数据进行剖析(图1),然后使用该模型结合MIRO的仪器参数剖析遥感观测的三维空间效应(图2)的研讨工作,相关研讨对提醒彗星彗发活动特性与演化前史具有科学含义。

欧空局罗塞塔号(Rosetta)彗星勘探器于2014年抵达木星族彗星67P/CG,在轨期间取得了很多高精度的观测数据,协助人类对彗星这类或许记录着太阳系来历和演化重要信息的小天体有了更深化的了解和知道。罗塞塔上搭载的毫米波勘探器MIRO中心科学方针是勘探彗星彗发首要气体成分和丰度、同位素比值及彗核外表和亚表层的温度。在为期两年的观测中,MIRO取得了很多的信息量极为丰厚的数据,但是传统的研讨工作根据一维球对称模型,疏忽了67P/CG的极不规矩的形状(图3)、太阳光照及彗核外表活动性的散布等要素,这无法满意解读高精度MIRO观测数据的需求。因而,如何将这些要素考虑在内,并树立更为合理的三维模型以更好地剖析和了解MIRO的观测数据,取得更多有价值的信息成为一个难点问题。

为了准确解译MIRO观测数据,来自紫金山地理台的副研讨员赵玉晖与马普太阳系研讨所的博士Ladislav Rezac等协作树立了一套交融三维形状模型、光照模型、气体蒸发模型、三维彗发模型、三维辐射搬运模型及观测模仿和谱线模仿等多个模块的三维“数据剖析”东西,并别离应用于MIRO前期水分子观测数据的研讨和遥感仪器观测数据三维效应的剖析。

该模型是现在仅有考虑彗核的杂乱形状、自转状况、光照状况等要素的三维辐射搬运模型,相对传统的一维模型能够显著地进步对毫米和亚毫米波段彗发分子谱线高精度观测数据的拟合成果,然后更深化准确地解读观测数据包含的彗发特性。该模型将用于对MIRO更多观测数据的剖析以及对ALMA、JCMT等地上观测设备取得的高精度彗星彗发观测数据的解读,获取太阳系不同族群含冰小天体彗发中分子成分和丰度的更多更准确的信息,一起也为我国未来小天体勘探使命中主带彗星勘探和正在预研阶段的长周期彗星勘探等使命供给重要的科学依据。

图1 使用三维模型对彗核外表不同区域的活动性(左上:均匀,右上:Imhotep活泼,左下:Hapi活泼)模仿得到的MIRO观测到的分子柱密度(蓝色圈)及对应谱线(右下),与MIRO观测数据比较标明Hapi区域在这一时期相对较强的活动性(Zhao et al., 2019)。

图2 67P/CG外表不同区域对MIRO观测数据的奉献(色彩标明与奉献最大值的比值)和MIRO的视场在彗核外表的投影(白色圆)之间的联系(左上:彗核外表光照散布,右上、左下和右下别离标明勘探器间隔彗核外表2.5km,5km和20km),标明遥感观测数据大部分时刻来自于简直“整个”外表的奉献,不能与仪器视场在彗核外表投影区域的物理特性和活动性进行简略相关(Rezac et al., 2019)。

图3 67P/CG杂乱的形状及光照导致的外表温度(左)和水分子发生率(右)的散布(Zhao et al., 2019)。

来历:中国科学院紫金山地理台

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