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A porosity gradient in 67P/C-G nucleus suggested from CONSERT and SESAME-PP results: an interpretation based on new laboratory permittivity measurements of porous icy analogues

Authors :
Pierre Sabouroux
Yann Brouet
A. Le Gall
Antoine Pommerol
Cyril Szopa
Wlodek Kofman
Luisa Neves
Nicolas Thomas
Nathalie Carrasco
Olivier Poch
P. Encrenaz
Valérie Ciarletti
Alain Herique
Anny Chantal Levasseur-Regourd
A. Lethuillier
Physikalisches Institut [Bern]
Universität Bern [Bern]
PLANETO - LATMOS
Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HIPE (HIPE)
Institut FRESNEL (FRESNEL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Marseille (ECM)-Aix Marseille Université (AMU)
Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA)
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
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ESTER - LATMOS
Institut Universitaire de France (IUF)
Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.)
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IMPEC - LATMOS
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Universität Bern [Bern] (UNIBE)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Source :
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press (OUP): Policy P-Oxford Open Option A, 2016, 462 (Suppl. 1), pp.S89-S98. ⟨10.1093/mnras/stw2151⟩, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2016, 462 (Suppl. 1), pp.S89-S98. ⟨10.1093/mnras/stw2151⟩, Brouet, Yann; Levasseur-Regourd, A. C.; Sabouroux, P.; Neves, L.; Encrenaz, P.; Poch, Olivier; Pommerol, Antoine; Thomas, Nicolas; Kofman, W.; Le Gall, A.; Ciarletti, V.; Hérique, A.; Lethuillier, A.; Carrasco, N.; Szopa, C. (2016). A porosity gradient in 67P/C-G nucleus suggested from CONSERT and SESAME-PP results: an interpretation based on new laboratory permittivity measurements of porous icy analogues. Monthly notices of the Royal Astronomical Society, 462(Suppl1), S89-S98. Oxford University Press 10.1093/mnras/stw2151
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; The Rosetta spacecraft made a rendezvous with comet 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P) in August 2014, soon after the Philae module landed on the small lobe of the nucleus on 12 November 2014. The CONSERT instrument, onboard Rosetta and Philae, sounded the upper part of the interior of 67P with radiowaves at 90 MHz and determined an average of the real part of the permittivity (hereafter ϵ′) equal to about 1.27. The SESAME-PP instrument, onboard Philae, sounded the near-surface of the small lobe in the 400–800 Hz range and determined a lower limit of ϵ′ equal to 2.45. We use a semi-empirical formula obtained from measurements of ϵ′ performed in the laboratory at 243 K on water ice and ice-basaltic dust mixtures, with a controlled porosity in the 31–91% range and a dust-to-ice volumetric ratio in the 0.1–2.8 range, to interpret the results of the two instruments, taking into account the temperature and frequency dependencies. A graphical method is proposed to derive ranges of porosity and dust-mass fraction from a value of ϵ′ derived from observations. The non-dispersive behaviour of ϵ′ below 175 K, allows us to compare the values of ϵ′ obtained by CONSERT and SESAME-PP. We show that the porosity of the small lobe of 67P increases with depth. Based on new measurements of analogues of complex extraterrestrial organic matter, the so-called tholins, we also suggest that, for the dust component in the cometary material, the presence of silicates has more effect on ϵ′ than organic materials.

Details

Language :
English
ISSN :
00358711 and 13652966
Database :
OpenAIRE
Journal :
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Oxford University Press (OUP): Policy P-Oxford Open Option A, 2016, 462 (Suppl. 1), pp.S89-S98. ⟨10.1093/mnras/stw2151⟩, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2016, 462 (Suppl. 1), pp.S89-S98. ⟨10.1093/mnras/stw2151⟩, Brouet, Yann; Levasseur-Regourd, A. C.; Sabouroux, P.; Neves, L.; Encrenaz, P.; Poch, Olivier; Pommerol, Antoine; Thomas, Nicolas; Kofman, W.; Le Gall, A.; Ciarletti, V.; H&#233;rique, A.; Lethuillier, A.; Carrasco, N.; Szopa, C. (2016). A porosity gradient in 67P/C-G nucleus suggested from CONSERT and SESAME-PP results: an interpretation based on new laboratory permittivity measurements of porous icy analogues. Monthly notices of the Royal Astronomical Society, 462(Suppl1), S89-S98. Oxford University Press 10.1093/mnras/stw2151 <http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stw2151>
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8f3f3926826848a6d9a9f5ef971ae00d
Full Text :
https://doi.org/10.1093/mnras/stw2151⟩