La supervivencia del hielo amorfo en los cometas depende del calor latente de cristalización del hielo de agua impura.

Los cometas tendrían hielo amorfo en lugar de cristalino en el momento de su acreción. El hielo cometario contiene ciertas impurezas que gobiernan el calor latente de cristalización del hielo, Lcry.

Sin embargo, sigue siendo controvertido si el proceso de cristalización es exotérmico o endotérmico. En este estudio, realizamos simulaciones unidimensionales de la evolución térmica de cometas de tamaño kilométrico y estudiamos el efecto del calor latente. Descubrimos que la profundidad a la que puede sobrevivir el hielo amorfo depende significativamente del calor latente de cristalización del hielo. Suponiendo un radio de cometa de 2 km, la profundidad del manto de hielo amorfo es de aproximadamente 100 m cuando el calor latente es positivo (es decir, el caso exotérmico con Lcry=+9×104 J/kg).

Por otro lado, cuando consideramos hielo impuro que representa el caso endotérmico con Lcry=−9×104 J/kg, la profundidad del manto de hielo amorfo podría exceder 1 km. Aunque nuestros resultados numéricos indican que estas profundidades dependen del tamaño y la edad de acreción de los cometas, la profundidad en un cometa con calor latente negativo es de varias a varias veces mayor que la profundidad positiva para un tamaño de cometa dado. Este trabajo sugiere que la distribución espacial de la cristalinidad del hielo en el núcleo de un cometa depende del calor latente, que puede ser diferente de estimaciones anteriores que suponen hielo de agua pura.

Sota Arakawa, Shigeru Wakita

Comentarios: 15 páginas, 10 figuras. Aceptado para publicación en PASJ
Asignaturas: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)
Citar como: arXiv:2401.00231 [astro-ph.EP] (o arXiv:2401.00231v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
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Por: Sota Arakawa
[v1] Sábado 30 de diciembre de 2023 13:44:23 UTC (6535 KB)
https://arxiv.org/abs/2401.00231
Astrobiología