Davidsson, B.J.R. and Schloerb, P. and Fornasier, S and Oklay, N. and Gutierrez, P J and Buratti, B.J. and Chmielewski, A.B. and Gulkis, S. and Hofstadter, M. and Keller, H.U. and Sierks, H. and Güttler, C. and Küppers, M. and Rickman, H. and Choukroun, M. and Lee, S. and Lellouch, E. and Lethuillier, A. and Da Deppo, V. and Groussin, O and Kührt, E. and Thomas, N. and Tubiana, C. and El-Maarry, M.R. and La Forgia, F. and Mottola, Stefano and Pajola, M. (2022) CO2-driven surface changes in the Hapi region on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 516 (4), pp. 6009-6040. Oxford University Press. doi: 10.1093/mnras/stac2560. ISSN 0035-8711.
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Official URL: https://academic.oup.com/mnras/article/516/4/6009/6696016
Abstract
Between 2014 December 31 and 2015 March 17, the OSIRIS cameras on Rosetta documented the growth of a 140 m wide and 0.5 m deep depression in the Hapi region on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. This shallow pit is one of several that later formed elsewhere on the comet, all in smooth terrain that primarily is the result of airfall of coma particles. We have compiled observations of this region in Hapi by the microwave instrument MIRO on Rosetta, acquired during October and November 2014. We use thermophysical and radiative transfer models in order to reproduce the MIRO observations. This allows us to place constraints on the thermal inertia, diffusivity, chemical composition, stratification, extinction coefficients, and scattering properties of the surface material, and how they evolved during the months prior to pit formation. The results are placed in context through long-term comet nucleus evolution modelling. We propose that: 1) MIRO observes signatures that are consistent with a solid-state greenhouse effect in airfall material; 2) CO2 ice is sufficiently close to the surface to have a measurable effect on MIRO antenna temperatures, and likely is responsible for the pit formation in Hapi observed by OSIRIS; 3) the pressure at the CO2 sublimation front is sufficiently strong to expel dust and water ice outwards, and to compress comet material inwards, thereby causing the near-surface compaction observed by CONSERT, SESAME, and groundbased radar, manifested as the 'consolidated terrain' texture observed by OSIRIS.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/188346/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | CO2-driven surface changes in the Hapi region on Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 11 September 2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 516 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1093/mnras/stac2560 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 6009-6040 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Oxford University Press | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0035-8711 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | comets; 67P/Churyumov Gerasimenko; CO2 activity, surface changes, radar astronomy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EW - Space Exploration | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Project ROSETTA Instruments (old) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Berlin-Adlershof | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Optical Sensor Systems Institute of Planetary Research > Planetary Geodesy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kührt, Dr.rer.nat. Ekkehard | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 20 Sep 2022 07:06 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 29 Mar 2023 00:02 |
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