Статья «Динамика пылевых частиц различного строения при моделировании их движения вблизи ядра кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко, "Астрономический вестник"»

В работе рассматриваются оценки основных сил, действующих на пылевые частицы вблизи кометного ядра. На основе этих оценок исследуется движение пылинок различного строения и массы. Мы рассматриваем силы 1) притяжения кометного ядра, 2) солнечного радиационного давления и 3) ускорения пылинок потоком газа, образовавшегося при сублимации кометного льда. Эти силы важны при моделировании движения пылинок относительно ядра кометы и могут существенно влиять на перенос пыли на его поверхности. При расчетах в качестве модели частиц используются силикатные твердые сферы и однородные баллистические агрегаты. Помимо этого мы представляем метод построения иерархических агрегатов - новой модели квази-сферических пористых частиц. Иерархический тип агрегатов позволяет моделировать относительно большие пылинки размером до миллиметра и более, при этом существенных требований к компьютерным ресурсам не предъявляется. Нами показано, что свойства этих частиц отличаются от свойств классических пористых баллистических агрегатов, которые обычно используются в задачах кометной физики, и что учет микроскопического строения частиц имеет принципиальное значение для анализа данных наблюдений. Представленные модели были применены для изучения динамики пыли в окрестностях ядра кометы 67Р/Чурюмова-Герасименко на ранней стадии наблюдений космическим аппаратом Rosetta, когда комета была примерно на 3.2 а. е. от Солнца. Были получены соотношения между основными силами, действующими на пылевые агрегаты на различных расстояниях от ядра. Найдена зависимость скорости пылевых агрегатов от их массы. В статье проведено количественное сравнение результатов численного моделирования и данных космических наблюдений приборами GIADA и CO-SIMA, установленными на борту аппарата Rosetta.