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Properties of the gas escaping from a non-isothermal porous dust surface layer of a comet

Skorov, Yuri und Reshetnyk, V und Markkanen, J und Mottola, Stefano und Macher, Wolfgang und Mokhtari, O und Thomas, N. und Küppers, M. und Hartogh, Paul (2024) Properties of the gas escaping from a non-isothermal porous dust surface layer of a comet. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 527 (4), Seiten 12268-12283. Oxford University Press. doi: 10.1093/mnras/stad3994. ISSN 0035-8711.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://academic.oup.com/mnras/article/527/4/12268/7513207

Kurzfassung

Estimation of the properties of the sublimation products leaving the cometary nucleus is one of the significant questions in the study of the dusty-gas flow following the Rosetta mission. It is widely assumed that the temperature of the water molecules emitted is the temperature of ice directly exposed to the surface. Ho we ver, it is the simplest non-verified idealization if the refractory porous material lays on the surface and controls the energy driving the ice sublimation. This highly non-isothermal surface layer should change the vapour temperature as the molecules pass through it from the icy region to the vacuum. A key sustaining observation here comes from the MIRO experiment on Rosetta which measured the velocity of water vapour. The observed gas velocities are visibly higher than can be explained by emission at typical ice surface temperature. To investigate the issue, we simulate a gas flow through a non-isothermal porous dust layer and analyse the temperature of molecules emitted. Monodisperse and bimodal layers, as well as layers made of porous aggregates, are considered. Modelling is carried out for various porosity values, different particle sizes, and dust layer thicknesses. The simulation results are embedded in two-layer thermal models including the ef fecti ve thermal conductivity, volumetric light absorption, and the resistance of the dust layer to the gas flow.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202671/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Properties of the gas escaping from a non-isothermal porous dust surface layer of a comet
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Skorov, YuriMax-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, GöttingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reshetnyk, VTaras Shevchenko National University of Kyiv, Glushkova ave . 2, 01601 Kyiv, UkraineNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Markkanen, JInstitut für Geophysik und Extraterrestrische Physik, Technische Universität Braunschweig, Mendelssohnstr 3, D-38106 Braunschweig, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mottola, StefanoStefano.Mottola (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0457-3872NICHT SPEZIFIZIERT
Macher, WolfgangSpace Research Institute, Austrian Academy of Sciences, Graz, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mokhtari, OPhysikalisches Institut, University of Bern, Bern, Sidlerstrasse 5, CH-3011, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, N.Physikalisches Institut, University of Bern, Sidlerstrasse 5, 3012, Bern, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Küppers, M.ESA/ESAC, Villanueva de la Cañada, SpainNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hartogh, PaulMax-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, GöttingenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Januar 2024
Erschienen in:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:527
DOI:10.1093/mnras/stad3994
Seitenbereich:Seiten 12268-12283
Verlag:Oxford University Press
ISSN:0035-8711
Status:veröffentlicht
Stichwörter:methods: numerical –comets: general –comets: individual: 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 - CO-I Beteiligungen
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetengeodäsie
Hinterlegt von: Mottola, Dr.phys. Stefano
Hinterlegt am:13 Feb 2024 08:43
Letzte Änderung:11 Nov 2024 13:55

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