Constraints on compound chondrule formation from laboratory high-temperature collisions
Constraints on compound chondrule formation from laboratory high-temperature collisions
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实验室高温碰撞复合球粒形成的约束
DOI：
10.1016/j.icarus.2018.09.011
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.2
通讯作者：
G. Wurm
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Bogdan;J. Teiser;N. Fischer;M. Kruss;G. Wurm
在实验室实验中，将1 mm宽的球形玻璃和玄武岩颗粒加热，热颗粒以约1 m/s的速度与室温下的平板玻璃靶碰撞。当粒子被加热到低于900 K时，碰撞基本上是弹性的，恢复系数约为0.9，但高于900 K的碰撞变得越来越非弹性，恢复系数随着温度的升高而降低。在1100 K下，玻璃颗粒接近粘附，但同时，在相同温度下，颗粒以分钟的时间尺度熔化。玄武岩颗粒在1200 K时接近粘附。只有在1400 K以上，彼此接触的玄武岩颗粒才能融合在一起，在数小时的时间尺度上形成化合物，而在1500 K时，玄武岩颗粒完全融合在一起。因此，冷却的玄武岩颗粒只有100 K的化合物形成窗口，并且速度很可能必须低于1 m/s才能首先粘附。我们预测，这对复合球粒的形成和太阳星云中的粒子密度提出了限制。
In laboratory experiments, spherical 1 mm-wide glass and basalt particles are heated, and the hot particles collide at about 1 m/s with a flat glass target that is at room temperature. When the particles are heated below 900 K, the collisions are essentially elastic with coefficients of restitution of about 0.9, but above 900 K collisions become increasingly inelastic and the coefficient of restitution decreases with increasing temperature. At 1100 K the glass particles approach sticking but, simultaneously, at the same temperature the particles melt on timescales of minutes. The basalt particles approach sticking at 1200 K. Only above 1400 K do basalt grains in contact with each other fuse together, forming compounds on timescales of hours, and at 1500 K basalt grains completely fuse together. Therefore, cooling basalt grains only have a 100 K window for compound formation, and velocities very likely have to be below 1 m/s for sticking in the first place. We predict that this puts constraints on compound chondrule formation and particle densities in the solar nebula.
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