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Spectral reflectance properties of refractory components of comet 67P/CG's nucleus - insights from laboratory studies

Moroz, Liubov und Markus, Kathrin und Arnold, Gabriele und Henckel, Daniela und Kappel, David und Schade, U. und Ciarniello, M. und Rousseau, Batiste und Quirico, E. und Schmitt, B. und Capaccioni, F. und Bockelee-Morvan, D. und Filacchione, G. und Erard, S. und Leyrat, C. und Longobardo, A (2017) Spectral reflectance properties of refractory components of comet 67P/CG's nucleus - insights from laboratory studies. In: Asteroids, Comets, Meteors 2017 Meeting (ACM 2017), 2.d.39. Asteroids, Comets, Meteors (ACM) 2017, 2017-04-10 - 2017-04-14, Montevideo, Uruguay.

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Offizielle URL: http://acm2017.uy/abstracts/Poster2.d.39.pdf

Kurzfassung

Analysis of 0.25-5 μm reflectance spectra acquired by the Visible and InfraRed Thermal Imaging Spectrometer (VIRTIS) onboard Rosetta orbiter revealed that the surface of comet 67P/CG is dark from the near-UV to the IR and is enriched in refractory phases such as organic and opaque components. The broadness and complexity of the ubiquitous absorption feature around 3.2 μm suggest a variety of cometary organic constituents. For example, complex hydrocarbons can contribute to the feature between 3.2 and 3.5 μm and to the low reflectance of the surface in the visible. Relevance of natural macromolecular solids, such as solid oil bitumens (asphaltites, kerites, anthraxolites) and coals as spectral analogs for the hydrocarbon part of cometary refractory organics were discussed in detail in the literature. Fine-grained opaque refractory phases (e.g. iron sulfides, Fe-Ni alloys) are likely responsible for the low IR reflectance and low contrast of the 3.2 μm absorption band. Other non-icy constituents that may contribute to spectral reflectance properties of the 67P surface include amorphous and crystalline silicates. Here we report and discuss the 0.3-5 μm reflectance spectra of relevant Fe-sulfides (meteoritic troilite and several terrestrial pyrrhotites) ground and sieved to various particle sizes. We report the results of the synthesis, analyses, and/or spectral reflectance measurements of Fe-free low-Ca pyroxenes (ortho- and clinoenstatites), forsterites, and a high-Ca pyroxene (diopside). We present reflectance spectra of intimate mixtures of powdered Fe-sulfides with kerite (as an example of a relevant macromolecular organic solid) and synthetic orthoenstatite. We investigate and discuss the ability of Fe-sulfides to suppress absorption bands of other cometary refractory components and to affect the spectral slopes and reflectance values of the 67P/CG surface at different wavelengths from the near-UV to the IR. Finally, we discuss the evolution of organic absorption bands as a function of sulfide content in the mixtures and the possibility for detection of individual C-H stretching bands in the VIRTIS spectra of 67P/CG. We show that spectral reflectance of the ubiquitous dark material on the surface of 67P is mostly controlled by fine-grained opaques and organic refractories, while silicate components play a less significant role and are unlikely to contribute significantly to the VIRTIS spectra and to the observed spectral variations across the 67P surface. We demonstrate that fine-grained Fe-sulfides (troilite and pyrrhotite) are effective darkening agents from the near UV to IR that can explain the very low IR reflectance of the 67P nucleus. The shape of the VIRTIS spectra in the visible range is consistent with the presence of polyaromatic-rich organics together with Fe-sulfides. Fe-sulfides intimately mixed with other components significantly influence shapes and relative contrasts of absorption bands of other phases. If real, the fine structure in the VIRTIS spectra between 3.2 and 3.5 μm could be indicative of individual C-H absorption bands in aromatic structures, methyl and methylene groups. Further work is needed to clarify which species contribute to the broad complex 3.2-μm band in the VIRTIS spectra and to the spectral shape between 1.5 and 2.5 μm.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/115595/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Spectral reflectance properties of refractory components of comet 67P/CG's nucleus - insights from laboratory studies
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Moroz, LiubovLjuba.Moroz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Markus, Kathrinwestfälische wilhelms-universität münsterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arnold, GabrieleGabriele.Arnold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Henckel, Danieladaniela.henckel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kappel, Daviddavid.kappel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schade, U.helmholtz centre berlin for materials and energy, bessy ii, berlin, germanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciarniello, M.inaf-iasf, italyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rousseau, BatistelesiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Quirico, E.laboratory of planetology, cnrs joseph fourier universityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmitt, B.grenoble planetology laboratoryNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capaccioni, F.inaf-iasf, italyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bockelee-Morvan, D.observatoire de paris, meudonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Filacchione, G.inaf-iasf, rome, italyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Erard, S.lesiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leyrat, C.lesiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, Ainaf-laps, via del fosso del cavaliere 100, i-00133 rome, italyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 April 2017
Erschienen in:Asteroids, Comets, Meteors 2017 Meeting (ACM 2017)
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:2.d.39
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Rosetta, 67P, comet, surface, composition, VIRTIS, laboratory
Veranstaltungstitel:Asteroids, Comets, Meteors (ACM) 2017
Veranstaltungsort:Montevideo, Uruguay
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:10 April 2017
Veranstaltungsende:14 April 2017
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ROSETTA Instrumente (alt)
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Asteroiden und Kometen
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Hinterlegt von: Kappel, David
Hinterlegt am:20 Nov 2017 15:51
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:20

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