혜성먼지 진화의 상호작용

태양계 물체의 충돌 확률은 Opik (1951)과 Dohnanyi (1969)의 선구적인 작업 이후 조사되었습니다. IDP의 충돌 수명은 고정 된 원형 궤도를 가정하여 추정되었습니다 (Dohnanyi 1978; Gr¨un et al. 1985; Steel & Elford 1986). 입자 크기가 ~ 200 μm보다 크면 IDP 간의 치명적인 충돌이 IDP를 잃어 버리는 지배적 인 메커니즘이 될 수 있습니다 (Dohnanyi 1978; Gr¨un et al. 1985; Steel & Elford 1986). IDP가 고정 된 원형 궤도에서 회전하는 이러한 참조의 단순화 된 모델에도 불구하고, 그들의 추정 값은 편심 궤도를 가진 혜성 먼지 입자에 대한 최근의 동적 연구에서 고려되었습니다 (Wiegert et al. 2009; Nesvorn´y et al. 2011; Pokorn´y et al. 2014). 최근에는 Soja et al. (2016)은 다양한 고정 편심 궤도에서 입자의 충돌 수명을 도출했으며 수명은 100μm 입자의 P-R 수명과 비슷했습니다. 또 다른 측면에서 헬리온 유성의 궤도 분포는 Gr¨un et al.보다 긴 충돌 수명을 선호합니다. (1985)의 추정치 (Nesvorn´y et al. 2011). 관찰 측면에서 Jenniskens et al. (2016)은 낮은 편심 궤도를 가진 지구로 전달 된 7mm 운석을 발견했으며, 이는 그러한 먼지 입자가 충돌 분해 전에 P–R 항력을 통해 이동했음을 시사합니다. 이러한 서 지적 배경을 요약하기 위해서는 IDP의 궤도가 행성 섭동과 P–R 항력에 따라 진화하는보다 현실적인 방식으로 충돌 수명을 계산해야합니다. 하위 섹션 3.3.1에서 언급했듯이 JFC에서 나오는 대부분의 먼지 입자는 큰 값을 가진 궤도로 쫓겨나고 외부 태양계에 오랫동안 머물러 있습니다. 종종 입자조차도 결국 태양으로 떨어지고 큰 값을 가진 궤도로 쫓겨나고 대부분의 수명을 그러한 궤도에서 보냈습니다.

또한 행성이없는 상황에서와 같이 궤도의 이심률이 감소하지 않습니다. P-R 시간 척도보다 짧은 먼지 입자의 동적 수명과 함께 이러한 요소를 고려하면 IDP 구름 단지에서 상호 충돌 가능성이 낮을 것으로 예상 할 수 있습니다. 이 논문에서 우리는 상호 충돌을 정량적으로 다루고 영향 효과가 중요한지 논의했습니다. 충돌 속도와 충돌 결과를 고려하지 않고 충돌 속도와 관계없이 충돌 확률을 계산했습니다. 이 선택은 계산 중에 필요한 처리를 단순화 할 수 있다고 생각합니다. 우리는 궤도 진화 동안 먼지 입자가 휩쓸었던 부피를 계산했습니다. 각 세대에서 입자 크기의 함수로 먼지 입자 궤도 위치의 단면 밀도도 계산했습니다. 이 두 값의 곱셈 (즉, 스윕 부피 및 단면 밀도)을 통합하여 먼지 입자에 의해 스윕 된 단면을 도출했습니다. 스윕 된 단면을 책임있는 단일 입자 (예 : 발사체)의 단면으로 나누어 주어진 에포크에 대한 접촉 확률을 도출했습니다. 우리는 동적 수명을 전체 접촉 확률로 나누어 접촉 시간 척도를 정의했습니다. 이것은 전체 동적 수명에 걸친 접촉 확률의 통합입니다. 접촉 시간 척도는 고려 된 가장 작은 발사체 크기의 함수로 계산되었습니다. 시간 척도는 그림 3.2에 나와 있습니다. 그림 3.2에서 볼 수 있듯이 크기 비율이 1 : 100 (질량 비율 1 ~ 백만)보다 큰 입자 간의 상호 접촉은 IDP 구름 복합체에서 발생하지 않습니다. 이 접촉의 충돌 속도는 고려하지 않았기 때문에 목표 먼지 입자를 파괴하는 데 얼마나 큰 발사체가 필요한지 확신 할 수 없지만 목표보다 100 배 작은 발사체는 파괴하지 않을 것으로 예상됩니다. 또한 푹신한 골재를 부수는 데 필요한 발사체 크기를 알지 못합니다. 그림 3.2의 값은 푹신한 응집체가 가장 긴 동적 수명과 가장 큰 크기 (직경 3mm)의 경우에서 가져온 것입니다. 입자가 가장 쉽게 충돌을 경험하는 경우입니다. Rosetta 우주선의 COSIMA 검출기 (Hilchenbach et al. 2016)에서 ∼ cm s-1의 충돌 속도로 푹신한 응집체가 충돌에 의해 조각 났다고 생각할 때 25μm 발사체와 접촉하면 3mm가 깨질 것이라고 생각합니다. 푹신한 응집체가 적어도 부분적으로는 있지만 접촉의 정확한 결과는 확실하지 않습니다. 그러나 전반적으로 푹신한 골재는 특히 직경이 밀리미터보다 작은 크기에서 상호 충돌이 발생하지 않음을 알 수 있습니다.