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Predictions for Dusty Mass Loss from Asteroids During Close Encounters with Solar Probe Plus
Earth, Moon, and Planets ( IF 0.9 ) Pub Date : 2016-06-11 , DOI: 10.1007/s11038-016-9490-5
Steven R. Cranmer

The Solar Probe Plus (SPP) mission will explore the Sun’s corona and innermost solar wind starting in 2018. The spacecraft will also come close to a number of Mercury-crossing asteroids with perihelia less than 0.3 AU. At small heliocentric distances, these objects may begin to lose mass, thus becoming “active asteroids” with comet-like comae or tails. This paper assembles a database of 97 known Mercury-crossing asteroids that may be encountered by SPP, and it presents estimates of their time-dependent visible-light fluxes and mass loss rates. Assuming a similar efficiency of sky background subtraction as was achieved by STEREO , we find that approximately 80 % of these asteroids are bright enough to be observed by the Wide-field Imager for SPP (WISPR). A model of gas/dust mass loss from these asteroids is developed and calibrated against existing observations. This model is used to estimate the visible-light fluxes and spatial extents of spherical comae. Observable dust clouds occur only when the asteroids approach the Sun closer than 0.2 AU. The model predicts that during the primary SPP mission between 2018 and 2025, there should be 113 discrete events (for 24 unique asteroids) during which the modeled comae have angular sizes resolvable by WISPR. The largest of these correspond to asteroids 3200 Phaethon, 137924, 155140, and 289227, all with angular sizes of roughly 15–30 arcminutes. We note that the SPP trajectory may still change, but no matter the details there should still be multiple opportunities for fruitful asteroid observations.

中文翻译:

与 Solar Probe Plus 近距离接触期间小行星尘土质量损失的预测

Solar Probe Plus (SPP) 任务将从 2018 年开始探索太阳的日冕和最内部的太阳风。该航天器还将接近一些近日点小于 0.3 AU 的穿越水星的小行星。在较小的日心距离处,这些天体可能开始失去质量,从而成为具有彗星状彗尾或尾部的“活跃小行星”。本文汇集了 SPP 可能遇到的 97 颗已知越过水星的小行星的数据库,并提供了它们随时间变化的可见光通量和质量损失率的估计值。假设天空背景减除的效率与 STEREO 实现的相似,我们发现这些小行星中大约 80% 的亮度足以被 SPP 的宽视场成像仪 (WISPR) 观测到。开发了这些小行星的气体/尘埃质量损失模型,并根据现有观测结果进行校准。该模型用于估计球形彗尾的可见光通量和空间范围。仅当小行星接近太阳的距离小于 0.2 天文单位时,才会出现可观测到的尘埃云。该模型预测,在 2018 年至 2025 年之间的主要 SPP 任务期间,应该有 113 个离散事件(针对 24 个独特的小行星),在此期间,建模的彗星具有 WIPR 可解析的角度大小。其中最大的对应于小行星 3200 Phaethon、137924、155140 和 289227,它们的角大小都大约为 15-30 角分。我们注意到 SPP 轨迹可能仍会发生变化,但无论细节如何,仍应有多种机会进行富有成效的小行星观测。该模型用于估计球形彗尾的可见光通量和空间范围。仅当小行星接近太阳的距离小于 0.2 天文单位时,才会出现可观测到的尘埃云。该模型预测,在 2018 年至 2025 年之间的主要 SPP 任务期间,应该有 113 个离散事件(对于 24 个独特的小行星),在此期间,建模的彗星具有 WIPR 可解析的角度大小。其中最大的对应于小行星 3200 Phaethon、137924、155140 和 289227,它们的角大小都大约为 15-30 角分。我们注意到 SPP 轨迹可能仍会发生变化,但无论细节如何,仍应有多种机会进行富有成效的小行星观测。该模型用于估计球形彗尾的可见光通量和空间范围。仅当小行星接近太阳的距离小于 0.2 天文单位时,才会出现可观测到的尘埃云。该模型预测,在 2018 年至 2025 年之间的主要 SPP 任务期间,应该有 113 个离散事件(针对 24 个独特的小行星),在此期间,建模的彗星具有 WIPR 可解析的角度大小。其中最大的对应于小行星 3200 Phaethon、137924、155140 和 289227,它们的角大小都大约为 15-30 角分。我们注意到 SPP 轨迹可能仍会发生变化,但无论细节如何,仍应有多种机会进行富有成效的小行星观测。该模型预测,在 2018 年至 2025 年之间的主要 SPP 任务期间,应该有 113 个离散事件(针对 24 个独特的小行星),在此期间,建模的彗星具有 WIPR 可解析的角度大小。其中最大的对应于小行星 3200 Phaethon、137924、155140 和 289227,它们的角大小都大约为 15-30 角分。我们注意到 SPP 轨迹可能仍会发生变化,但无论细节如何,仍应有多种机会进行富有成效的小行星观测。该模型预测,在 2018 年至 2025 年之间的主要 SPP 任务期间,应该有 113 个离散事件(针对 24 个独特的小行星),在此期间,建模的彗星具有 WIPR 可解析的角度大小。其中最大的对应于小行星 3200 Phaethon、137924、155140 和 289227,它们的角大小都大约为 15-30 角分。我们注意到 SPP 轨迹可能仍会发生变化,但无论细节如何,仍应有多种机会进行富有成效的小行星观测。
更新日期:2016-06-11
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