17P/ホームズ彗星のダストトレイルの進化

ダストトレイルは太陽風と木星の重力により軌道から外れていく。以下、機械翻訳。
17P/ホームズ彗星のダストトレイルの進化
投稿日:2022年3月21日
2007年10月の17P/ホームズ彗星の大規模な爆発は、これまでに知られている中で最大の彗星の爆発である。我々は、この現象で生成されるダストトレイルの進化を記述する新しい包括的なモデルを提示する。このモデルは、太陽放射圧力効果、金星、地球と月、火星、木星、土星によって引き起こされる重力擾乱、およびダスト粒子と親彗星自体との重力相互作用を含む多粒子モンテカルロアプローチで構成されています。計算の良好な精度は、より高い精度でドルマド・プリンス数値積分法を実行するOrekitでの実装によって達成される。我々は、0.001mmから1mmのサイズの粒子集団を、対応する球対称な放出速度分布とともにシミュレートすることによって、および太陽アウトバーストモデリングに向けて、モデルのパフォーマンスを実証する。このモデルは、0.5 回転と 1 回転の共通節点のダスト トレイルの観測値で補足され、検証されます。いずれの場合も、予測されたトレイルの位置は観測値と良好に一致していました。また、トレイルの砂時計の模様は、この作品の中で初めて観察されました。我々のシミュレーションで爆発モデルのバリエーションを使用することにより、我々は、放出された粒子の球面対称性の仮定が、観察された砂時計パターンと互換性のあるシナリオにつながることを決定した。これらのデータを用いて、2022年に地上望遠鏡を用いて検出できるはずの爆発点付近の2回転ダストトレイル挙動を予測します。


図1.2007年にフィンランドのハンカサルミ天文台で観測されたホームズ彗星
11月4日16:30:06UT。 軸は赤経と赤緯を示しています。 The
コンパスは北と東の方向を示しています。 露光時間60秒。 SBIGで撮影
ST-L-1001CCDカメラ。



図2.2013年2月17日の出力の「ダストトレイルキット」モデリングは、
（M2）の観測。 X軸はRAおよびY軸DECを示します。 色分けは
さまざまなサイズの粒子を示しています。 青：SP。 黄色：MP。 赤：BP。 黒い三角形：
トレイルの観測された開始位置と終了位置。 モデル内で放出されたパーティクル



図3.2013年2月17日のモデリング結果（観測M2時）。 粒子
ICRF座標XYZで表示されます。 使用される色分けは、のサイズを反映しています
モデル化された粒子：青：SP。 黄色：MP。 赤：BP。 すべてを完全に示すために
粒子の母集団については、青い粒子にオフセットZ = 0.5を適用し、オフセットZ=-を適用しました。
赤い粒子に0.5。 太陽に向かって放出された粒子は十字でマークされています



図4.2013年2月17日のモデリング結果（観測M2時）。 The
粒子はICRF座標XYZで表示されます。 使用されるカラーコードは、のサイズを反映しています
モデル化されたパーティクル：青：SP。 黄色：MP。 赤：BP。 完全に実証するために
すべての粒子集団で、オフセットZ=0.5を青い粒子に適用しました。オフセットZ=
-0.5から赤い粒子。 黒丸：40°RAウィンドウ内の粒子。



図5.2013年2月に行われた観測（M2）。 暗い道は2月17日です
観察。 軽い道は2月19日の観測です。 Lyytinenらから採用。 2013年。



図6.2013年8月24日の出力の「ダストトレイルキット」モデリングは、
（M3）の観測。 X軸はRAおよびY軸DECを示します。 色分けは
さまざまなサイズの粒子を示しています。 青：SP。 黄色：MP。 赤：BP。 黒い三角形：
トレイルの観測された開始位置と終了位置。 太陽に向かって放出された粒子はマークされています
十字架付き。


6.結論
この論文は、以前に構築された包括的な粒子モデルについて説明します
Lyytinen（1999）、Lyytinen and Van Flandern（2000）、およびLyytinen et
al。 （2001）。 改良されたモデルには、多粒子モンテカルロモデリングが含まれています。
日射圧効果、重力擾乱を含めることによって強化
金星、地球と月、火星、木星と土星、および重力の相互作用によって引き起こされます
親彗星との塵の粒子の。 このモデルを使用して、ダストトレイルを記述します
の壮大な爆発以来の全期間にわたる彗星17P/ホームズ彗星の進化
2007年10月。
彗星の軌跡の砂時計パターンが初めて観測され、モデリング
それを説明するために使用されました。 放出された粒子の球対称性は
砂時計のパターンを作成する責任があります（対すべての場合の純粋に理論的なケース
粒子は太陽に向かって放出されます）。
球対称爆発モデルは、の濃度を説明することはできません
爆発位置近くのトレイルの明るさの急激な増加によって暗示される粒子
2015年2月の観測。太陽モデルに向かって追加すると、それは小さくなります
粒子はトレイルの中心線に直接移動しますが、十分に接近していません。
2013年2月のモデルと観測値を比較すると、球対称
モデルはより良い一致を与えます。太陽に向かって放出された粒子は
トレイルの中心線。これにより、以前のトレイルと比較して過度に明るいトレイルになります。
観察された。
トレイルの砂時計のパターンが観察されたすべての場合において、それはまた
爆発の球対称モデリングを使用したモデル。放出された太陽に向かって
パーティクルは砂時計パターンの作成に寄与しませんが、代わりに
トレイルの中心線に粒子の鋭い集中線。
私たちのモデルをサポートするために、私たちは地上での望遠鏡観測を実施しました
粒子が2つの共通ノードのいずれかに収束するときのダストトレイル（手前側）
共通ノードまたは反対側の共通ノード）。観察は可視光で行われました
2013年から2015年までのかなりの期間に渡ります。新しく改良されたモデルは
ダストトレイル粒子の観測値を直接比較することにより、検証に成功しました。
数年間に及ぶ期間中のモデル化された粒子分布。 The
モデル化されたトレイルの位置、トレイルの幅と最も狭いポイントの決定は、
観察結果と非常によく一致している。
これに加えて、改良されたモデルは、ダストトレイルの将来の進化を制約するために使用されました
トレイルの位置と可視性の予測を提供することによって。現在、2つの革命
ダストトレイルは時間的に2倍分散し、同時にそれはいつよりも暗くなります
粒子は太陽の周りを1回転しました。しかし、2007年近く
バーストポイントでは、見かけの観測可能な放射状分散はそれほど大きくありません。
ダストトレイルは、3月に約0.01AUだけさらに偏向すると予想されます。
主に木星の重力擾乱と太陽放射による2022年の
ある程度の圧力。距離はわずかに異なり、トレイルはいくつかありました
2021年2月には、17P/ホームズ彗星の進化したダストトレイルは100分の1AU遠くにあります。

2022年には控えめな望遠鏡でさえあります。2022年以降のダストトレイルを観測すると、
この現象を理解するためのさらに多くの洞察。継続的な将来の観察
長期的なグラウンドトゥルース情報以来、さらなるモデリング開発も可能になります
モデルの検証と改善には不可欠です。