19、彗星核附近气体排放与流动特性解析

彗星核附近气体排放与流动特性解析

1. 气体排放与Knp值的影响

当气体源较强时，在相互作用平面会形成一个激波区域，从而限制了气流的交叉污染。这对于原位成分分析有着有趣的影响。Knp（Knudsen penetration number）值是一个关键因素：
- 当Knp ≳ 1时，意味着来自一个源的分子可以在另一个源中被检测到。这表明，具有不同化学成分的源在化学上更难分离。
- 当Knp << 1时，不同源的分离相对更容易。

例如，在Rosetta任务中，67P彗星经历了较大范围的Knp值变化，这对于数据的解释具有重要意义。这也说明在分析彗星气体成分时，Knp值是一个不可忽视的因素。

2. 成分对气体流动的影响

2.1 成分的不均匀性

以往对气体流动的描述较少涉及成分，但实际上气体成分在质量和比热比γ中都有体现。有确凿证据表明，最内层彗发中母体分子的成分在空间和时间上都有很大变化。
| 气体种类 | 特点 |
| ---- | ---- |
| H₂O | 常见的彗星气体成分 |
| CO₂ | 自由升华温度与H₂O不同，在晨昏线附近可能占主导 |
| CO | 在夜侧，当热惯性产生的残余热量仅足以升华高挥发性冰时，可能是主要发射分子 |

以Rosetta号上的ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）在2014年11月的测量为例，CO₂/H₂O的比例有时约为0.03，有时约为0.3，这说明单一物种的假设有时是值得怀疑的。Deep Impact在9P/Tempel 1和103P/Hartley 2的观测也进一步证明了这一点。