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Macro and micro structures of pebble-made cometary nuclei reconciled by seasonal evolution

Ciarniello, Mauro und Fulle, Marco und Raponi, Andrea und Filacchione, Gianrico und Capaccioni, Fabrizio und Rotundi, Alessandra und Rinaldi, Giovanna und Formisano, Michelangelo und Magni, Gianfranco und Tosi, Federico und De Sanctis, Maria Cristina und Capria, Maria Teresa und Longobardo, Andrea und Beck, Pierre und Fornasier, Sonia und Kappel, David und Mennella, Vito und Mottola, Stefano und Rousseau, Batiste und Arnold, Gabriele (2022) Macro and micro structures of pebble-made cometary nuclei reconciled by seasonal evolution. Nature Astronomy, 6 (5), Seiten 546-553. Nature Publishing Group. doi: 10.1038/s41550-022-01625-y. ISSN 2397-3366.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.nature.com/articles/s41550-022-01625-y

Kurzfassung

Comets evolve due to sublimation of ices embedded inside porous dust, triggering dust emission (that is, erosion) followed by mass loss, mass redistribution and surface modifications. Surface changes were revealed by the Deep Impact and Stardust NExT missions for comet 9P/Tempel 1, and a full inventory of the processes modifying cometary nuclei was provided by Rosetta while it escorted comet 67P/Churyumov–Gerasimenko for approximately two years. Such observations also showed puzzling water-ice-rich spots that stood out as patches optically brighter and spectrally bluer than the average cometary surface. These are up to tens of metres large and indicate macroscopic compositional dishomogeneities apparently in contrast with the structural homogeneity above centimetre scales of pebble-made nuclei. Here we show that the occurrence of blue patches determines the seasonal variability of the nucleus colour and gives insight into the internal structure of comets. We define a new model that links the centimetre-sized pebbles composing the nucleus and driving cometary activity to metre-sized water-ice-enriched blocks embedded in a drier matrix. The emergence of blue patches is due to the matrix erosion driven by CO2-ice sublimation that exposes the water-ice-enriched blocks, which in turn are eroded by water-ice sublimation when exposed to sunlight. Our model explains the observed seasonal evolution of the nucleus and reconciles the available data at micro (sub-centimetre) and macro (metre) scales.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/191933/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Macro and micro structures of pebble-made cometary nuclei reconciled by seasonal evolution
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ciarniello, MauroIAPS-INAF, via Fosso del Cavaliere, 100, 00133, Rome, Italy, email: mauro.ciarniello (at) iaps.inaf.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fulle, MarcoINAF - Osservatorio Astronomico, Via Tiepolo 11, 34014 Trieste, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Raponi, AndreaINAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Filacchione, GianricoINAF-IASF via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Roma, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capaccioni, FabrizioIstituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Consigilio Nazionale delle Richerche, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rotundi, AlessandraUniversità degli studi di Napoli Parthenope, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rinaldi, GiovannaIstituto Nazionale di Astrofisica, Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Formisano, MichelangeloIstituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS), Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Magni, GianfrancoIstituto di Astrofisica Spaziale-CNR, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tosi, FedericoInstituto di Fisica dello Spazio Interplanetario, Consiglio Nazionale delle Richerche, Rome 00133, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
De Sanctis, Maria CristinaIstituto di Astrofisica Spaziale-CNR, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Capria, Maria TeresaIstituto di Astrofisica Spaziale-CNR, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Longobardo, AndreaINAF-IAPS Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Via del Fosso del Cavaliere, 100, 00133 Rome, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beck, PierreUniv. Grenoble Alpes, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique, IPAG, Grenoble,NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fornasier, SoniaLESIA-Observatoire de Paris, CNRS, Université Pierre et Marie Curie, Universite Paris Diderot, 5 place J. Janssen, 92195, Meudon, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kappel, Daviddakappel (at) uni-potsdam.dehttps://orcid.org/0000-0002-0518-5548NICHT SPEZIFIZIERT
Mennella, VitoInstitutio Nazionale di Astrofisica, Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, Stefanostefano.mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Rousseau, BatisteLESIANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arnold, Gabrielegabriele.arnold (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 März 2022
Erschienen in:Nature Astronomy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:6
DOI:10.1038/s41550-022-01625-y
Seitenbereich:Seiten 546-553
Verlag:Nature Publishing Group
ISSN:2397-3366
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Comets; 67P/Churyumov–Gerasimenko
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), R - LUCY
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Institut für Planetenforschung > Planetare Labore
Hinterlegt von: Mottola, Dr.phys. Stefano
Hinterlegt am:08 Dez 2022 13:52
Letzte Änderung:20 Okt 2023 07:27

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