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Enregistrement W4400292007 · doi:10.5194/epsc2024-146

Meteoroid bulk densities – a meteor shower survey

2024· preprint· en· W4400292007 sur OpenAlexaffabout
Denis Vida

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueAstro and Planetary Science
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMeteoroidShowerMeteor showerMeteor (satellite)AstrobiologyPhysicsEnvironmental scienceNuclear physicsAstronomyThermodynamics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Meteoroid structure and bulk density are key indicators of its origin and thermal processing history. Physical properties of meteoroids with known parent bodies are of special interest and they provide an indirect way to probe the parent body itself (Flynn, 2004; Koten et al., 2019). The bulk density of shower meteoroids is a necessary assumption in dynamical simulations of meteoroid streams (Vaubaillon et al., 2005; Egal et al., 2019), with a major impact on the predicted particle sizes arriving on Earth (Vida et al., 2024) and the accuracy of meteor shower outburst predictions (Ye et al., 2014). The bulk density is also a key variable in spacecraft risk assessment, where the depth of hypervelocity impact craters scales with d ∝ ρ4/27 (Moorhead et al, 2017).This work discusses the latest meteoroid ablation and fragmentation modelling efforts using the Canadian Automated Meteor Observatory (CAMO) mirror tracking system (Vida et al., 2021). The instrument tracks meteors in real-time and provides 100 frame-per-second video at meter-scale spatial measurement accuracy. Meteors can be tracked to a limiting magnitude of +8. This high spatial resolution and sensitivity allow observing details of fragmentation and the wake profile.A meteoroid ablation model which assumes meteoroids fragment gradually, by releasing micrometer-sized refractory grains from their surface (Borovička et al., 2007), was applied to observations of several major meteor showers. The model fits were performed manually using a trial-and-error method. The model is constrained by the observed light curve, dynamics (velocity and deceleration), and wake; the latter strongly informing the production rate and size distribution of released grains (Vida et al., 2024).The method has so far been applied to 14 meteor showers (Egal et al., 2023; Buccongello et al., 2024; Pinhas et al., 2024) which cover a range of bulk densities from 250 to 1400 kg/m3: tau-Herculids, Orionids, July Pegasids, eta-Aquariids, Perseids, Leonids, Aurigids, Lyrids, Taurids, December Monocerotids, alpha-Capricornids, eta-Lyrids, Geminids, and Southern delta-Aquariids. The most surprising finding was that meteoroids from several showers have a two-part structure: a dense non-eroding core embedded in a softer matrix. This structure appears on both ends of the density range, in low-density (300 kg/m3) Orionids and in Southern delta-Aquariids which have bulk densities akin to carbonaceous chondrites (~1400 kg/m3).In general, these new estimates are at variance with previous estimates by Kikwaya et al. (2011) who found that meteoroids of Jupiter-family comet (JFC) origin have chondritic densities (~3500 kg/m3). In contrast, new estimates for mean bulk densities of ~600 kg/m3 were found for JFC shower meteoroids and ~350 kg/m3 for Halley-type meteoroids, consistent with in-situ measurements.Finally, an overview of the latest efforts to automate model fits and provide realistic parameter uncertainties is given. ReferencesBorovička, J., Spurný, P., & Koten, P. (2007). Atmospheric deceleration and light curves of Draconid meteors and implications for the structure of cometary dust. Astronomy & Astrophysics, 473(2), 661-672.Buccongello, N., Brown, P. G., Vida, D., & Pinhas, A. (2024). A physical survey of meteoroid streams: Comparing cometary reservoirs. Icarus, 410, 115907.Egal, A., Wiegert, P., Brown, P. G., Moser, D. E., Campbell-Brown, M., Moorhead, A., ... & Moticska, N. (2019). Meteor shower modeling: Past and future Draconid outbursts. Icarus, 330, 123-141.Egal, A., Wiegert, P. A., Brown, P. G., & Vida, D. (2023). Modeling the 2022 τ-herculid outburst. The Astrophysical Journal, 949(2), 96.Flynn, G. J. (2004). Physical properties of meteorites and interplanetary dust particles: clues to the properties of the meteors and their parent bodies. Earth, Moon, and Planets, 95, 361-374.Kikwaya, J. B., Campbell-Brown, M., & Brown, P. G. (2011). Bulk density of small meteoroids. Astronomy & Astrophysics, 530, A113.Koten, P., Rendtel, J., Shrbený, L., Gural, P., Borovička, J., & Kozak, P. (2019). Meteors and meteor showers as observed by optical techniques. Meteoroids: Sources of Meteors on Earth and beyond, 90.Moorhead, A. V., Blaauw, R. C., Moser, D. E., Campbell-Brown, M. D., Brown, P. G., & Cooke, W. J. (2017). A two-population sporadic meteoroid bulk density distribution and its implications for environment models. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 472(4), 3833-3841.Pinhas, A., Krzeminski, Z., Vida, D., & Brown, P. (2024). Quantifying the bulk density of southern delta aquariid meteoroids: insights from the Canadian automated meteor observatory. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 529(4), 4585-4601.Vaubaillon, J., Colas, F., & Jorda, L. (2005). A new method to predict meteor showers-I. Description of the model. Astronomy & Astrophysics, 439(2), 751-760.Vida, D., Brown, P. G., Campbell-Brown, M., Weryk, R. J., Stober, G., & McCormack, J. P. (2021). High precision meteor observations with the Canadian automated meteor observatory: Data reduction pipeline and application to meteoroid mechanical strength measurements. Icarus, 354, 114097.Vida, D., Brown, P. G., Campbell-Brown, M., & Egal, A. (2024). First holistic modelling of meteoroid ablation and fragmentation: A case study of the Orionids recorded by the Canadian Automated Meteor Observatory. Icarus, 408, 115842.Vida, D., Scott, J. M., Egal, A., Vaubaillon, J., Ye, Q. Z., Rollinson, D., ... & Moser, D. E. (2024). Observations of the new meteor shower from comet 46P/Wirtanen. Astronomy & Astrophysics, 682, L20.Ye, Q., Wiegert, P. A., Brown, P. G., Campbell-Brown, M. D., & Weryk, R. J. (2014). The unexpected 2012 Draconid meteor storm. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 437(4), 3812-3823.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,262
Score d'incertitude au seuil0,521

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0090,005

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,036
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission2
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