Белоусов Доминик Владимирович – ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург

Тезисы:

Многие ледяные тела Солнечной системы (кометы и тела пояса Койпера) демонстрируют активность на больших расстояниях от Солнца. Определение источников далеких кометных вспышек является одной из важных задач планетологии. Кометные ядра подвержены постоянной бомбардировке Галактическими космическими лучами (ГКЛ) и Солнечными космическими лучами (СКЛ) при их нахождении в облаке Оорта и поясе Койпера.

Длительное облучение космическими лучами приводит к химическим и физическим изменениям в кометном льду. Одним из важных результатов воздействия потока энергетических частиц на лед при низкой температуре является эффект накопления свободных радикалов. Известно, что радикалы, захваченные в решетке льда при низкой температуре, могут быстро рекомбинировать с выделением энергии при внешнем нагреве или реагировать спонтанно при превышении критической концентрации. В результате лед с высокой концентрацией радикалов в поверхностном слое кометы подвержен спонтанному саморазогреву с выбросом газа и пыли. Данный процесс может быть вызван как при движении “новой” кометы к Солнцу, так и при долгом хранении ядер комет в облаке Оорта за счет спонтанной рекомбинации. Эффект накопления радикалов также имеет место на поверхности ледяных спутников планет гигантов, подверженные облучению энергичными электронами. Для изучения процесса аккумуляция радикалов были проведены эксперименты по облучению водяного льда 15 MэВ протонами и 0.9 МэВ электронами при температуре 80 K. На основе полученных данных мы построили одномерную модель вспышек комет на больших расстояниях от Солнца. Рассматриваемый механизм показал высокую эффективность как триггера активности кометы на расстояниях вплоть до облака Оорта. Важно учитывать, что ГКЛ воздействуют только на верхний 10-метровый слой кометы, тогда как более глубокие слои облучаются частицами распада долгоживущих (232Th, 235U, 238U, и 40K) и короткоживущих (26Al и 60Fe) радиоизотопов в составе кометной пыли. Таким образом, кометный лед в облаке Оорта и поясе Койпера сильно радикализован, что приводит к высокой вероятности вспышки при внешнем воздействии на кометное ядро.