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Comparison of space weathering spectral changes induced by solar wind and micrometeoroid impacts using ion- and femtosecond-laser-irradiated olivine and pyroxene

Chrbolková, K. und Brunetto, Rosario und Durech, J. und Kohout, Tomas und Mizohata, K. und Malý, P. und Dědič, V. und Lantz, C. und Penttilä, A. und Trojánek, F. und Maturilli, Alessandro (2021) Comparison of space weathering spectral changes induced by solar wind and micrometeoroid impacts using ion- and femtosecond-laser-irradiated olivine and pyroxene. Astronomy & Astrophysics, 654, A143. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202140372. ISSN 0004-6361.

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Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2021/10/aa40372-21/aa40372-21.html

Kurzfassung

Context. Space weathering is a process that changes the surface of airless planetary bodies. Prime space weathering agents are solar wind irradiation and micrometeoroid bombardment. These processes alter planetary reflectance spectra and often modify their compositional diagnostic features. Aims. In this work we focused on simulating and comparing the spectral changes caused by solar wind irradiation and by micrometeoroid bombardment to gain a better understanding of these individual space weathering processes. Methods. We used olivine and pyroxene pellets as proxies for planetary materials. To simulate solar wind irradiation we used hydrogen, helium, and argon ions with energies from 5 to 40 keV and fluences of up to 1018 particles cm−2. To simulate micrometeoroid bombardment we used individual femtosecond laser pulses. We analysed the corresponding evolution of different spectral parameters, which we determined by applying the Modified Gaussian Model, and we also conducted principal component analysis. Results. The original mineralogy of the surface influences the spectral evolution more than the weathering agent, as seen from the diverse evolution of the spectral slope of olivine and pyroxene upon irradiation. The spectral slope changes seen in olivine are consistent with observations of A-type asteroids, while the moderate to no slope changes observed in pyroxene are consistent with asteroid (4) Vesta. We also observed some differences in the spectral effects induced by the two weathering agents. Ions simulating solar wind have a smaller influence on longer wavelengths of the spectra than laser irradiation simulating micrometeoroid impacts. This is most likely due to the different penetration depths of ions and laser pulses. Our results suggest that in some instances it might be possible to distinguish between the contributions of the two agents on a weathered surface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147446/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Comparison of space weathering spectral changes induced by solar wind and micrometeoroid impacts using ion- and femtosecond-laser-irradiated olivine and pyroxene
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chrbolková, K.Department of Geosciences and Geography,University of Helsinki; Astronomical Institute of Charles University, Prague; Institute of Geology, The Czech Academy of Sciences, PragueNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brunetto, RosarioUniversité Paris-Saclay, CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Durech, J.Astronomical Institute, Charles University in Prague, Faculty of Mathematics and Physics, V Holesovickach 2, 18000 Prague, Czech RepublicNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kohout, TomasDepartment of Geosciences and Geography, University of Helsinki, P.O. Box 64, FI-00014 Helsinki, Finland; Ursa Finnish Fireball Network, Kopernikuksentie 1, FI-00130 Helsinki, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mizohata, K.Department of Physics, Faculty of Science, University of HelsinkiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Malý, P.Department of Chemical Physics and Optics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dědič, V.Institute of Physics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, PragueNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lantz, C.Université Paris-Saclay, CNRS, Institut d'Astrophysique SpatialeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Penttilä, A.Department of Physics, University of Helsinki, FinlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Trojánek, F.Department of Chemical Physics and Optics, Faculty of Mathematics and Physics, Charles University, PragueNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maturilli, AlessandroAlessandro.Maturilli (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4613-9799NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:22 Oktober 2021
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:654
DOI:10.1051/0004-6361/202140372
Seitenbereich:A143
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:planets and satellites: surfaces, solar wind, meteorites, meteors, meteoroids, methods: data analysis, techniques: spectroscopic, Astrophysics - Earth and Planetary Astrophysics, Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics, Physics - Space Physics
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 BepiColombo - MERTIS und BELA
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetare Labore
Hinterlegt von: Maturilli, Dr. Alessandro
Hinterlegt am:15 Dez 2021 10:59
Letzte Änderung:05 Dez 2023 07:20

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