Non-gravitational Mechanism of Comets’ Ejection from the Oort Cloud Due to Cometary Outbursts

D. V. Belousov; Белоусов Д. В.; A. K. Pavlov; Павлов А. К.

doi:10.31857/S0320930X23060026

Негравитационный механизм выброса комет из облака Оорта за счет кометных вспышек

Авторы: Белоусов Д.В.¹, Павлов А.К.¹
Учреждения:
1. ФТИ им. А.Ф. Иоффе
Выпуск: Том 57, № 6 (2023)
Страницы: 623-630
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/0320-930X/article/view/148079
DOI: https://doi.org/10.31857/S0320930X23060026
EDN: https://elibrary.ru/DBAROC
ID: 148079

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Кометные ядра в облаке Оорта накапливают большие концентрации радикалов в поверхностных слоях при облучении космическими лучами при низких температурах. Индуцированная рекомбинация радикалов при нагреве поверхности кометы за счет прохода близкой звезды, звезды O и B класса, а также вспышек близких сверхновых приводят к нагреву слоя льда с высвобождением летучих газов из аморфного льда. При накоплении газа, оказывающего большое давление под поверхностью кометы, происходит выброс газа и пыли в виде струи, способный менять орбиту кометы в облаке Оорта. Рассматриваемый негравитационный механизм может эффективно выбрасывать кометы с радиусами ≤1 км из облака Оорта во внутреннюю часть Солнечной системы. Общий эффект воздействия вспышек на стабильность орбит комет за время эволюции облака Оорта мог привести к уменьшению числа долгопериодических комет малого радиуса.

Ключевые слова

кометы, облако Оорта, кометные вспышки, космические лучи, вспышки сверхновых

Об авторах

Д. В. Белоусов

ФТИ им. А.Ф. Иоффе

Email: dom.999.bel@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

А. К. Павлов

ФТИ им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: anatoli.pavlov@mail.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Bar-Nun A., Herman G., Laufer D., Rappaport M.L. Trapping and release of gases by water ice and implications for icy bodies // Icarus. 1985. V. 63. P. 317–332.
Belousov D., Pavlov A., Tsurkov D., Lomasov V. Irradiation effects in comet ice: A source of cometary cryovolcanism // 53th Conf. Lunar and Planet. Sci. 2022. Abs. #1244.
Boe B., Jedicke R., Meech K.J., Wiegert P., Weryk R.J., Chambers K.C., Denneau L., Kaiser N., Kudritzki R.-P., Magnier E.A., Wainscoat R.J., Waters C. The orbit and size-frequency distribution of long period comets observed by Pan-STARRS1 // Icarus. 2019. V. 333. P. 252–272.
Carpenter J.M. Thermally activated release of stored chemical energy in cryogenic media // Nature. 1987. V. 330. P. 358–360.
Duncan M., Quinn T., Tremaine S. The formation and extent of the Solar system comet cloud // Astron. J. 1987. V. 94. P. 1330–1338.
Fernandez J.A. Long-period comets and the Oort cloud // Earth, Moon, and Planets. 2000. V. 89. P. 325–343.
Fernandez J.A. Comets: Nature, Dynamics, Origin and their Cosmogonical Relevance // Astrophys. and Space Sci. Library / Eds: Burton W.B. 2005. 383 p.
Fulle M., Lazzarin M., La Forgia F., Zakharov V.V., Bertini I., Epifani E.M., Ammannito E., Buzzoni A., Capria M.T., Carbognani A., Da Deppo V., Della Corte V., Fiscale S., Frattin E., Inno L., and 22 co-authors. Comets beyond 4 AU: How pristine are Oort nuclei? // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2022. V. 513. P. 5377–5386.
Gronkowski P. The search for a cometary outbursts mechanism: A comparison of various theories // Astron. Nachr. 2007. V. 328. P. 126–136.
Gronkowski P., Wesołowski M. A model of cometary outbursts: a new simple approach to the classical question // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2015. V. 451. P. 3068–3077.
Gronoff G., Maggiolo R., Cessateur G., Moore W.B., Airapetian V., De Keyser J., Dhooghe F., Gibbons A., Gunell H., Mertens C.J., Rubin M., Hosseini S. The effect of cosmic rays on cometary nuclei. I. Dose deposition // Astrophys. J. 2020. V. 890. id. 89 (8 p.).
Heisler J., Tremaine S., Alcock C. The frequency and intensity of comet showers from the Oort cloud // Icarus. 1987. V. 70. P. 269–288.
Hills J.G. Comet showers and the steady-state infall of comets from the Oort cloud // Astrophys. J. 1981. V. 86. P. 1730–1740.
Hudson R.L., Moore M.H. A far-IR study of amorphous ice: an unreported oscillation between amorphous and crystalline phases // J. Phys. Chem. 1992. V. 96. P. 6500–6404.
Huebner W.F., Benkhoff J., Capria M-T., Coradini A., De Sanctis C., Orosei R., Prialnik D. Heat and gas diffusion in comet nuclei // ISSI Sci. Report. 2006. 285 p.
Johnson R.E., Quickenden T.I. Photolysis and radiolysis of water ice on outer Solar system bodies // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. Iss. E5. P. 10985–10996.
Marsden B.G., Sekanina Z., Yeomans D.K. Comets and nongravitational forces. V // Astrophys. J. 1973. V. 78. P. 211–225.
Meech K.J., Kleyna J.T., Hainaut O., Micheli M., Bauer J., Denneau L., Keane J.V., Stephens H., Jedicke R., Wainscoat R., Weryk R., Flewelling H., Schunová-Lilly E., Magnier E., Chambers K.C. CO-driven activity in Comet C/2017 K2 (PANSTARRS) // Astrophys. J. 2017. V. 849. id. L8 (7p.).
Moore M.H., Donn B., Khanna R., A’Hearn M.F. Studies of proton-irradiated cometary-type ice mixtures // Icarus. 1983. V. 54. P. 388–405.
Pavlov A.K., Belousov D.V., Tsurkov D.A., Lomasov V.N. Cosmic ray irradiation of comet nuclei: A possible source of cometary outbursts at large heliocentric distances // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2022. V. 511. P. 5909–5914.
Prialnik D., Sierks H. A mechanism for comet surface collapse as observed by Rosetta on 67P/Churyumov-Gerasimenko // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. 2017. V. 469. P. S217–S221.
Reach W.T., Vaubaillon J., Lisse C.M., Holloway M., Rho J. Explosion of Comet 17P/Holmes as revealed by the Spitzer Space Telescope // Icarus. 2010. V. 208. P. 276–292.
Shabalin E., Kulagin E., Kulikov S., Melikhov V. Experimental study of spontaneous release of accumulated energy in irradiated ices // J. Radiation Phys. and Chem. 2003. V. 67. P. 315–319.
Siegel S., Flournoy J.M., Baum L.H. Irradiation yields of radicals in gamma-irradiated ice at 4.2° and 77° K // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. P. 1782.
Stern S.A., Shull J.M. The influence of supernovae and passing stars on comets in the Oort cloud // Nature. 1988. V. 332. P. 407–411.
Vincent J.B., Bodewits D., Besse S., Sierks H., Barbieri C., Lamy P., Rodrigo R., Koschny D., Rickman H., Keller H.U., Agarwal J., A’Hearn M.F., Auger A.T., Barucci M.A., Bertaux J.L., and 52 co-authors. Large heterogeneities in comet 67P as revealed by active pits from sinkhole collapse // Nature. 2015. V. 523. P. 63–66.
Zhu C., Bergantini A., Singh S.K., Abplanalp M.J., Kaiser R.I. Rapid radical–radical induced explosive desorption of ice-coated interstellar nanoparticles // Astrophys. J. 2021. V. 920. id. 73 (15p.).