Thermophysics of fractures on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko

Höfner, S. und Vincent, J.-B. und Blum, J. und Davidsson, B. J. R. und Sierks, H. und El-Maarry, M. R. und Deller, J. und Hofmann, M. und Hu, X. und Pajola, M. und Barbieri, C. und Lamy, P. L. und Rodrigo, R. und Koschny, Detlef und Rickmann, H. und Keller, H. U. und A’Hearn, M. F. und Auger, A.-T. und Barucci, M. A. und Bertaux, J.-L. und Bertini, I. und Bodewits, D. und Cremonese, G. und Da Deppo, V. und Debei, S. und De Cecco, M. und Fornasier, S. und Fulle, M. und Gicquel, A. und Groussin, O. und Gutierrez, P. J. und Gutierrez-Marques, P. und Güttler, C. und Hviid, S. und IP, W.-H. und Jorda, L. und Knollenberg, J. und Kovacs, G. und Kramm, J.-R. und Kührt, E. und Küppers, M. und La Forgia, F. und Lazzarin, M. und Lopez-Moreno, J. J. und Marzari, F. und Michalik, H. und Moissl-Fraund, R. und Moreno, F. und Mottola, S. und Naletto, G. und Oklay, N. und Preusker, F. und Scholten, F. und Shi, X. und Thomas, N. und Toth, I. und Tubiana, C. und Zitzmann, S. (2017) Thermophysics of fractures on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Astronomy & Astrophysics, 608, A121. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/201628726. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2017/12/aa28726-16/aa28726-16.html

Kurzfassung

Context. The camera OSIRIS on board Rosetta obtained high-resolution images of the nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P). Great parts of the nucleus surface are composed of fractured terrain. Aims. Fracture formation, evolution, and their potential relationship to physical processes that drive activity are not yet fully understood. Observed temperatures and gas production rates can be explained or interpreted with the presence of fractures by applying appropriate modelling methods. Methods. We followed a transient thermophysical model approach that includes radiative, conductive, and water-ice sublimation fluxes by considering a variety of heliocentric distances, illumination conditions, and thermophysical properties for a set of characteristic fracture geometries on the nucleus of 67P. We computed diurnal temperatures, heat fluxes, and outgassing behaviour in order to derive and distinguish the influence of the mentioned parameters on fractured terrain. Results. Our analysis confirms that fractures, as already indicated by former studies about concavities, deviate from flat-terrain topographies with equivalent properties, mostly through the effect of self-heating. Compared to flat terrain, illuminated cometary fractures are generally warmer, with smaller diurnal temperature fluctuations. Maximum sublimation rates reach higher peaks, and dust mantle quenching effects on sublimation rates are weaker. Consequently, the rough structure of the fractured terrain leads to significantly higher inferred surface thermal inertia values than for flat areas with identical physical properties, which might explain the range of measured thermal inertia on 67P. Conclusions. At 3.5 AU heliocentric distance, sublimation heat sinks in fractures converge to maximum values >50 W / m2 and trigger dust activity that can be related mainly to H2O. Fractures are likely to grow through the erosive interplay of alternating sublimation and thermal fatigue.

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Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

Thermophysics of fractures on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
Höfner, S.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Vincent, J.-B.	jean-baptiste.vincent (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Blum, J.	Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik (IGEP), Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstr. 3, 38106 Braunschweig, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Davidsson, B. J. R.	jpl, Pasadena	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Sierks, H.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
El-Maarry, M. R.	Physikalisches Institut, Sidlerstrasse 5, University of Bern, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Deller, J.	Max-Planck Institut für Sonnensystemforschung, Goettingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hofmann, M.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hu, X.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Pajola, M.	CISAS - Center for Studies and Activities for Space, University of Padova	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Barbieri, C.	University of Padova, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lamy, P. L.	Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, UMR 7326, CNRS & Aix-Marseille Université, 13388 Marseille, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rodrigo, R.	International Space Science Institute, Hallerstraße 6, 3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Koschny, Detlef	ESTEC, The Netherlands	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Rickmann, H.	PAS Space Research Center, Bartycka , Poland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Keller, H. U.	horst.keller (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
A’Hearn, M. F.	Department for Astronomy, University of Maryland, College Park, MD 20742-2421, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Auger, A.-T.	Aix Marseille Université, CNRS, LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) UMR 7326, 13388, Marseille, France, email: anne_therese.auger (at) lam.fr	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Barucci, M. A.	LESIA, Obs. de Paris, CNRS, Univ Paris 06, Univ. Paris-Diderot, 5 place J. Janssen, 92195 Meudon, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bertaux, J.-L.	Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales, CNRS/UVSQ/UPMC, 11 boulevard d’Alembert, 78280 Guyancourt, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bertini, I.	Dipartimento di Astronomia, Università di Padova, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Bodewits, D.	Department for Astronomy, University of Maryland, College Park, MD 20742-2421, USA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Cremonese, G.	Osservatorio Astronomico, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Da Deppo, V.	Consiglio Nazionale delle Ricerche-Istituto Nazionale per la Fisica della Materia, Luxor, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Debei, S.	Università di Padova, Center of Studies and Activities of Space (CISAS) "G.Colombo", Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
De Cecco, M.	Università di Padova, Center of Studies and Activities of Space (CISAS) "G.Colombo", Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fornasier, S.	LESIA, Obs. de Paris, CNRS, Univ Paris 06, Univ. Paris-Diderot, 5 place J. Janssen, 92195 Meudon, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Fulle, M.	INAF – Osservatorio Astronomico di Trieste, via Tiepolo 11, 34143 Trieste, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gicquel, A.	LESIA	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Groussin, O.	Aix Marseille Université, CNRS, LAM (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) UMR 7326, 13388, Marseille, France, e-mail: olivier.groussin (at) lam.fr	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gutierrez, P. J.	Instituto de Astrofísica de Andalucía – CSIC, Granada, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Gutierrez-Marques, P.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Güttler, C.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Hviid, S.	stubbe.hviid (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
IP, W.-H.	Nationa Central Univ., Institute of Astronomy, Chung-Li, Taiwan	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Jorda, L.	Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, France	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Knollenberg, J.	joerg.knollenberg (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kovacs, G.	Max–Planck–Institut für Sonnensystemforschung, Justus–von–	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kramm, J.-R.	Max–Planck–Institut für Sonnensystemforschung, Justus–von–	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Kührt, E.	Institute of Planetary Research, DLR, Rutherfordstrasse 2, 12489, Berlin, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Küppers, M.	ESA/ESAC, PO Box 78, 28691 Villanueva de la Cañada, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
La Forgia, F.	Department of Physics and Astronomy "G. Galilei", University of Padova, Vic. Osservatorio 3, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lazzarin, M.	Department of Astronomy, University of Padua	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Lopez-Moreno, J. J.	Instituto de Astrofisica de Andalucia CSIC, Glorieta de la Astronomia, 18008, Granada, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Marzari, F.	Department of Physics and Astronomy "G. Galilei", University of Padova, Vic. Osservatorio 3, 35122 Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Michalik, H.	Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze (IDA), Technische Universität Braunschweig, Hans-Sommer-Str. 66, 38106 Braunschweig, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Moissl-Fraund, R.	Operations Department, European Space Astronomy Centre/ESA, PO Box 78, 28691 Villanueva de la Canada, Madrid, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Moreno, F.	Instituto de Astrofísica de Andalucía, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), P.O. Box 3008, 18080 Granada, Spain	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, S.	stefano.mottola (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Naletto, G.	Università di Padova, Departimento di Elettronica et Informatica, Padova, Italy	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Oklay, N.	nilda.oklayvincent (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Preusker, F.	Frank.Preusker (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Scholten, F.	frank.scholten (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Shi, X.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von- Liebig-Weg, 3 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, N.	Physikalisches Institut, Sidlerstrasse 5, University of Bern, CH-3012 Bern, Switzerland	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Toth, I.	Konkoly Observatory, MTA CSFK CSI	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Tubiana, C.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Zitzmann, S.	Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Justus-von-Liebig-Weg 3, 37077 Göttingen, Germany	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

13 Dezember 2017

Erschienen in:

Astronomy & Astrophysics

Referierte Publikation:

Open Access:

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

Band:

608

DOI:

10.1051/0004-6361/201628726

Seitenbereich:

A121

Verlag:

EDP Sciences

ISSN:

0004-6361

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Rosetta 67P Comets Thermal Fractures

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 > Planetengeodäsie

Hinterlegt von:

Hviid, Stubbe

Hinterlegt am:

10 Dez 2018 14:15

Letzte Änderung:

31 Jul 2019 20:22

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