Non-gravitational Mechanism of Comets’ Ejection from the Oort Cloud Due to Cometary Outbursts

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Cometary nuclei located in the Oort cloud accumulate high concentration of radicals in surface layers under cosmic ray irradiation at low temperatures. Recombination of radicals induced by an increase in the surface temperature of a comet by a close passing star, O/B stars, or nearby supernovae leads to the heating of the ice layer with the releasing of volatiles from the amorphous ice. When high gas pressure builds up beneath the cometary surface, dust and gas are ejected. The resulting jet of gas and dust can change the comet’s orbit in the Oort cloud. The studied non-gravitational mechanism can effectively expel comets with a radius of ≤1 km from the Oort cloud into the inner part of the Solar system. The total effect of cometary outbursts on the stability of cometary orbits during the evolution of Solar system can result in a decrease in the number of long-period small-radius comets.

作者简介

D. Belousov

Ioffe Institute, 194021, St. Petersburg, Russia

Email: dom.999.bel@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

A. Pavlov

Ioffe Institute, 194021, St. Petersburg, Russia

编辑信件的主要联系方式.
Email: anatoli.pavlov@mail.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

参考

  1. Bar-Nun A., Herman G., Laufer D., Rappaport M.L. Trapping and release of gases by water ice and implications for icy bodies // Icarus. 1985. V. 63. P. 317–332.
  2. Belousov D., Pavlov A., Tsurkov D., Lomasov V. Irradiation effects in comet ice: A source of cometary cryovolcanism // 53th Conf. Lunar and Planet. Sci. 2022. Abs. #1244.
  3. Boe B., Jedicke R., Meech K.J., Wiegert P., Weryk R.J., Chambers K.C., Denneau L., Kaiser N., Kudritzki R.-P., Magnier E.A., Wainscoat R.J., Waters C. The orbit and size-frequency distribution of long period comets observed by Pan-STARRS1 // Icarus. 2019. V. 333. P. 252–272.
  4. Carpenter J.M. Thermally activated release of stored chemical energy in cryogenic media // Nature. 1987. V. 330. P. 358–360.
  5. Duncan M., Quinn T., Tremaine S. The formation and extent of the Solar system comet cloud // Astron. J. 1987. V. 94. P. 1330–1338.
  6. Fernandez J.A. Long-period comets and the Oort cloud // Earth, Moon, and Planets. 2000. V. 89. P. 325–343.
  7. Fernandez J.A. Comets: Nature, Dynamics, Origin and their Cosmogonical Relevance // Astrophys. and Space Sci. Library / Eds: Burton W.B. 2005. 383 p.
  8. Fulle M., Lazzarin M., La Forgia F., Zakharov V.V., Bertini I., Epifani E.M., Ammannito E., Buzzoni A., Capria M.T., Carbognani A., Da Deppo V., Della Corte V., Fiscale S., Frattin E., Inno L., and 22 co-authors. Comets beyond 4 AU: How pristine are Oort nuclei? // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2022. V. 513. P. 5377–5386.
  9. Gronkowski P. The search for a cometary outbursts mechanism: A comparison of various theories // Astron. Nachr. 2007. V. 328. P. 126–136.
  10. Gronkowski P., Wesołowski M. A model of cometary outbursts: a new simple approach to the classical question // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2015. V. 451. P. 3068–3077.
  11. Gronoff G., Maggiolo R., Cessateur G., Moore W.B., Airapetian V., De Keyser J., Dhooghe F., Gibbons A., Gunell H., Mertens C.J., Rubin M., Hosseini S. The effect of cosmic rays on cometary nuclei. I. Dose deposition // Astrophys. J. 2020. V. 890. id. 89 (8 p.).
  12. Heisler J., Tremaine S., Alcock C. The frequency and intensity of comet showers from the Oort cloud // Icarus. 1987. V. 70. P. 269–288.
  13. Hills J.G. Comet showers and the steady-state infall of comets from the Oort cloud // Astrophys. J. 1981. V. 86. P. 1730–1740.
  14. Hudson R.L., Moore M.H. A far-IR study of amorphous ice: an unreported oscillation between amorphous and crystalline phases // J. Phys. Chem. 1992. V. 96. P. 6500–6404.
  15. Huebner W.F., Benkhoff J., Capria M-T., Coradini A., De Sanctis C., Orosei R., Prialnik D. Heat and gas diffusion in comet nuclei // ISSI Sci. Report. 2006. 285 p.
  16. Johnson R.E., Quickenden T.I. Photolysis and radiolysis of water ice on outer Solar system bodies // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. Iss. E5. P. 10985–10996.
  17. Marsden B.G., Sekanina Z., Yeomans D.K. Comets and nongravitational forces. V // Astrophys. J. 1973. V. 78. P. 211–225.
  18. Meech K.J., Kleyna J.T., Hainaut O., Micheli M., Bauer J., Denneau L., Keane J.V., Stephens H., Jedicke R., Wainscoat R., Weryk R., Flewelling H., Schunová-Lilly E., Magnier E., Chambers K.C. CO-driven activity in Comet C/2017 K2 (PANSTARRS) // Astrophys. J. 2017. V. 849. id. L8 (7p.).
  19. Moore M.H., Donn B., Khanna R., A’Hearn M.F. Studies of proton-irradiated cometary-type ice mixtures // Icarus. 1983. V. 54. P. 388–405.
  20. Pavlov A.K., Belousov D.V., Tsurkov D.A., Lomasov V.N. Cosmic ray irradiation of comet nuclei: A possible source of cometary outbursts at large heliocentric distances // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2022. V. 511. P. 5909–5914.
  21. Prialnik D., Sierks H. A mechanism for comet surface collapse as observed by Rosetta on 67P/Churyumov-Gerasimenko // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2017. V. 469. P. S217–S221.
  22. Reach W.T., Vaubaillon J., Lisse C.M., Holloway M., Rho J. Explosion of Comet 17P/Holmes as revealed by the Spitzer Space Telescope // Icarus. 2010. V. 208. P. 276–292.
  23. Shabalin E., Kulagin E., Kulikov S., Melikhov V. Experimental study of spontaneous release of accumulated energy in irradiated ices // J. Radiation Phys. and Chem. 2003. V. 67. P. 315–319.
  24. Siegel S., Flournoy J.M., Baum L.H. Irradiation yields of radicals in gamma-irradiated ice at 4.2° and 77° K // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. P. 1782.
  25. Stern S.A., Shull J.M. The influence of supernovae and passing stars on comets in the Oort cloud // Nature. 1988. V. 332. P. 407–411.
  26. Vincent J.B., Bodewits D., Besse S., Sierks H., Barbieri C., Lamy P., Rodrigo R., Koschny D., Rickman H., Keller H.U., Agarwal J., A’Hearn M.F., Auger A.T., Barucci M.A., Bertaux J.L., and 52 co-authors. Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse // Nature. 2015. V. 523. P. 63–66.
  27. Zhu C., Bergantini A., Singh S.K., Abplanalp M.J., Kaiser R.I. Rapid radical–radical induced explosive desorption of ice-coated interstellar nanoparticles // Astrophys. J. 2021. V. 920. id. 73 (15p.).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (105KB)
索引源数据
3.

下载 (86KB)
索引源数据
4.

下载 (652KB)
索引源数据

版权所有 © Д.В. Белоусов, А.К. Павлов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».