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An orbital water-ice cycle on comet 67P from colour changes

Filacchione, Gianrico und Capaccioni, Fabrizio und Ciarniello, Mauro und Raponi, Andrea und Rinaldi, Giovanna und De Sanctis, Maria Cristina und Bockelée-Morvan, Dominique und Erard, Stéphane und Arnold, Gabriele und Mennella, Vito und Formisano, Michelangelo und Longobardo, Andrea und Mottola, Stefano (2020) An orbital water-ice cycle on comet 67P from colour changes. Nature, 578 (7793), Seiten 49-52. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41586-020-1960-2. ISSN 0028-0836.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41586-020-1960-2

Kurzfassung

Solar heating of a cometary surface provides the energy necessary to sustain gaseous activity, through which dust is removed. In this dynamical environment, both the coma and the nucleus evolve during the orbit, changing their physical and compositional properties. The environment around an active nucleus is populated by dust grains with complex and variegated shapes, lifted and diffused by gases freed from the sublimation of surface ices. The visible colour of dust particles is highly variable: carbonaceous organic material-rich grains appear red while magnesium silicate-rich and water-ice-rich grains appear blue, with some dependence on grain size distribution, viewing geometry, activity level and comet family type. We know that local colour changes are associated with grain size variations, such as in the bluer jets made of submicrometre grains on comet Hale-Bopp or in the fragmented grains in the coma of C/1999 S4 (LINEAR). Apart from grain size, composition also influences the coma's colour response, because transparent volatiles can introduce a substantial blueing in scattered light, as observed in the dust particles ejected after the collision of the Deep Impact probe with comet 9P/Tempel 1. Here we report observations of two opposite seasonal colour cycles in the coma and on the surface of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko through its perihelion passage. Spectral analysis indicates an enrichment of submicrometre grains made of organic material and amorphous carbon in the coma, causing reddening during the passage. At the same time, the progressive removal of dust from the nucleus causes the exposure of more pristine and bluish icy layers on the surface. Far from the Sun, we find that the abundance of water ice on the nucleus is reduced owing to redeposition of dust and dehydration of the surface layer while the coma becomes less red.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/138639/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An orbital water-ice cycle on comet 67P from colour changes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Filacchione, GianricoINAF-IASF via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capaccioni, FabrizioINAF-IAPS, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ciarniello, MauroIstituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raponi, AndreaIstituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rinaldi, GiovannaIstituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Sanctis, Maria CristinaIstituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rom, INICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bockelée-Morvan, DominiqueLESIA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Université de Paris, Sorbonne Université, Meudon, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Erard, StéphaneLESIA, UMR CNRS 8109, Observatoire de Paris, 5 place Jules Janssen, 92195 Meudon Cédex, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arnold, GabrieleGabriele.Arnold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mennella, VitoOsservatorio Astronomico di Capodimonte, Instituto Nazionale di Astrofisica, Naples, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Formisano, MichelangeloINAF, IAPS, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, AndreaINAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, Stefanostefano.mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Februar 2020
Erschienen in:Nature
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:578
DOI:10.1038/s41586-020-1960-2
Seitenbereich:Seiten 49-52
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:0028-0836
Status:veröffentlicht
Stichwörter:comets, 67P/Churyumov-Gerasimenko, sublimation
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
Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Mottola, Dr.phys. Stefano
Hinterlegt am:03 Dez 2020 15:02
Letzte Änderung:20 Okt 2023 09:35

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