[论文解读] Sungrazer Comet C/2012 S1 (ISON): Curve of light, nucleus size, rotation and peculiar structures in the coma and tail

Toni Scarmato|arXiv (Cornell University)|May 13, 2014

Astro and Planetary Science参考文献 1被引用 5

一句话总结

本研究利用2013年8月太阳合日前后地面业余望远镜对彗星C/2012 S1（ISON）进行观测。研究报告称其彗核半径为830 ± 245米，自转周期为3天，并检测到持续存在的朝日结构及多次尘埃喷发，尘埃产生率高达43.2 × 10⁶ kg/天，表明该小彗星具有显著活动性。

ABSTRACT

We present our results for comet (ISON). Our results were obtained with amateur telescopes observing from the ground, before and after the comet had passed conjunction with the Sun in August 2013. We measured a mean radius of 830 +- 245 m, and we have identified a persistent structure in the direction of the sun with a preliminary rotation period of approximately 3 days. In the tail are visible peculiar structures linked to the production of dust by the nucleus. Our data Af(rho) (AHearn et al. 1984), a physical parameter that indicates the amount of dust produced, is approximately 500+-50 cm in the quite phase which means a production Qdust=500kgxsec^-1 equal to 43.2x10^6 kg per day. A considerable amount for a small comet. We have also detected two major outbursts in January, 2013 and November, 2013, and minor outbursts throughout the observation period. Key words: General: general; comets: C2012 S1 (ISON), ISON, comets, afrho, photometry of aperture, flux, apparent magnitude, absolute magnitude, fragmentation.

研究动机与目标

• 利用地面观测数据测定彗星C/2012 S1（ISON）的物理特性。
• 分析ISON在太阳合日前后光变曲线及尘埃产生率（Af(rho)）的变化。
• 研究其自转行为，并探测彗发与彗尾中的结构特征。
• 识别并表征彗星活动随时间的变化过程中的喷发事件。
• 评估与尘埃产生相关的彗发和彗尾中特殊结构的重要性。

提出的方法

• 利用业余望远镜进行测光孔径测量，以推导视星等与绝对星等。
• 采用A'Hearn等人（1984年）的方法计算Af(rho)参数，以估算尘埃产生率。
• 通过光变曲线分析推断自转周期并检测周期性亮度变化。
• 通过时间序列图像的目视与测光检查识别彗发与彗尾中的结构特征。
• 通过分析亮度和Af(rho)值随时间的突然增加来检测喷发事件。
• 基于测光建模与光变曲线振幅分析估算彗核尺寸。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于测光数据，彗星ISON的彗核有效半径是多少？
• RQ2 ISON的自转周期是多少？该周期是否与朝向太阳的持久结构一致？
• RQ3 ISON的尘埃产生率是多少？与典型彗星相比有何差异？
• RQ4 ISON彗发与彗尾中观察到的特殊结构由何原因造成？
• RQ5 在观测期间共发生多少次喷发？其类型为何？

主要发现

• 彗星ISON的彗核半径测定为830 ± 245米，表明其为相对较小但活动性较强的天体。
• 观测到与太阳方向对齐的持久结构，提示其自转周期约为3天。
• 基于Af(rho) ≈ 500 ± 50 cm计算得出的尘埃产生率对应Qdust = 500 kg/s或43.2 × 10⁶ kg/天。
• 检测到两次主要喷发事件——分别发生在2013年1月和11月——以及观测期间的多次小型喷发。
• 彗发与彗尾中的特殊结构与彗核的间歇性尘埃喷发密切相关。
• 尽管尺寸较小，该彗星表现出显著活动性，喷发期间观测到极高的尘埃产生率。