Migration of Jupiter-Family Comets and Resonant Asteroids to Near-Earth Space
研究了约20000颗穿越木星的天体和1500颗共振小行星在行星引力影响下的轨道演化。它们与类地行星碰撞的速率是通过基于随机相位近似和以500年为一步采样的轨道要素计算碰撞概率来估计的。Bulirsh-Stoer和辛轨道积分器给出了类似的轨道演化结果，但有时给出了与太阳不同的碰撞概率。在接近2 P彗星轨道的情况下，与类地行星发生碰撞的平均概率要比其他彗星大两个数量级。对于接近2 P、10 P、44 P和113 P彗星的初始轨道要素，少数天体（约0.1%）获得了半长轴a<2AU的跨地轨道，并在这样的轨道上运行了100万年以上（高达几十甚至几百万年）。他们中的一些人甚至得到了地球内部的轨道（即，远日点距离Q<0.983 AU）和Aten轨道。大多数具有典型近地天体轨道的前海王星外天体在这样的轨道上运行了数百万年（如果它们没有分裂成小型彗星），因此在这段时间的大部分时间里它们都是灭绝的彗星。
2003-08-25 astro-ph
Origins of Solar System Dust Beyond Jupiter
先驱者10号和11号航天器上的仪器对宇宙行星际尘埃的测量包含了埃奇韦尔-柯伊伯带天体以及短周期奥尔特云彗星和短周期木星族彗星产生的尘埃的动力学特征。虽然木星和土星之间的尘埃浓度主要是由于彗星成分，但土星轨道外的尘埃主要是来自埃奇奥尔-柯伊伯带的颗粒。为了维持先驱者测量的尘埃浓度，短周期外部木星家族彗星，在类似于彗星29 P/Schwassmann-Wachmann-1的轨道上，必须产生大小在0.01和$6:{\rm mm}$之间的尘埃颗粒$8\times 10^4:{\rm g}:{\rm s}^{-1}$。$3\times 10^5:{\rm g}:{\rm s}^{-1}$的持续产生率必须由1 P/Halley类轨道上的短周期奥尔特云彗星提供。然而，彗星不能解释土星轨道外测量到的尘埃通量。那里的测量结果只能用埃奇奥尔-柯伊伯带中的尘埃颗粒的产生来解释，这些尘埃颗粒是由源天体的相互碰撞和星际尘埃颗粒对天体表面的影响造成的。这些过程必须从埃奇沃思-柯伊伯带天体释放出全部的$5\times 10^7:{\rm g}:{\rm s}^{-1}$尘埃，以解释先锋号在土星以外发现的尘埃量，使埃奇沃思-柯伊伯盘成为太阳系中从远处观察时最明亮的延伸特征。
2002-01-17 astro-ph
The Size-Frequency Distribution of Dormant Jupiter Family Comets
我们估计休眠木星家族彗星（JFC）的总数量和大小频率分布（SFD）的斜率通过拟合一个参数模型的已知人口。我们首先选择了61个近地天体，这些天体可能是休眠的JFC，因为它们的轨道与木星动态耦合（Bottke等人，2002年）。然后，根据Levison和Duncan（1997）的数值模拟，我们建立了近地天体轨道要素空间中JFC的轨道分布模型。我们假设一个轨道独立的SFD的所有JFC，其中的斜率是我们唯一的自由参数。最后，我们使用经过校准的近地天体观测模拟器计算休眠的JFC的观测偏差（Jedicke等人，2003年）。通过将有偏模型与数据拟合，我们估计在近地天体区域有大约75个H<18的休眠JFC，其累积SFD的斜率为-1.5 +/-0.3。休眠JFC的SFD斜率非常接近于Weissman和Lowry（2003）确定的活跃JFC的SFD斜率。因此，我们认为，当JFC褪色，他们很可能成为休眠，而不是破坏和褪色彗星的命运是大小无关。我们的研究结果意味着，JFC祖先的大小分布-分散的磁盘trans-Neptunian人口-要么（i）有一个类似的和浅的SFD或（i '）是稍微陡峭的和物理过程中的大小依赖的方式作用于彗星创建浅活跃彗星SFD。我们测量的斜率，典型的碰撞演化的人口与大小相关的冲击强度（奔驰和Asphaug 1999），表明分散的磁盘机构达到碰撞平衡的原行星盘内部之前，他们从行星区域删…
2006-03-07 astro-ph
Quasi-Hilda Comet 147P/Kushida-Muramatsu: Another long temporary satellite capture by Jupiter
类希尔达彗星（QHC）处于不稳定的3：2木星平均运动共振状态，被认为是木星暂时捕获卫星（TSC）的主要原因。虽然QHC可能是逃逸的希尔达小行星，但它们的起源和性质尚未得到足够详细的研究。特别令人感兴趣的是长TSC/轨道器。轨道器-其中至少有一个完整的旋转地球是完成-是罕见的天文事件;只有四个已知发生在过去几十年。每个病例都与QHC有关：82 P/Gehrels 3; 111 P/Helin-Roman-Crockett; P/1996 R2（Lagerkvist）;以及可能源自QHC的D/1993 F2（Shoemaker-Levy 9，SL 9）。我们专注于长期TSC/轨道器事件涉及QHC和木星。因此，我们调查已知的QHC，寻找更长的TSC/轨道器在过去的一个世纪。首先，我们确认了82 P，111 P和1996 R2的长TSC/轨道器事件，以测试我们的方法对以前的工作，应用一般的N体牛顿代码。然后，我们使用相同的程序来调查剩余的已知QHC和搜索长TSC/轨道器事件。我们新发现了另一个长TSC/轨道器：147 P/串田村松，从1949年5月14日（+97天/-106天）到1961年7月15日。我们的结果是验证了243克隆轨道，考虑到目前的轨道不确定性，这颗彗星的积分。这是第三个长TSC和第五个轨道器被发现，因此涉及木星的长TSC/轨道器事件每十年发生一次。围绕木星的两次完整旋转完成…
2008-08-16 astro-ph
Optical observations of 23 distant Jupiter Family Comets, including 36P/Whipple at multiple phase angles
本文主要利用2.5米艾萨克·牛顿望远镜（INT）对23颗木星族彗星（JFC）进行了大日心距下的测光研究。拍摄了17颗彗星的快照图像，其中5颗未被探测到，3颗活跃，9颗未被发现，显然不活跃。其中包括103 P/Hartley 2，NASA深度撞击扩展任务EPOXI的目标。对于6颗彗星，我们获得了时间序列测光，并使用它来约束这些核的形状和旋转周期。这些数据在数量和质量上都不足以测量精确的自转周期，但时间序列确实使我们能够测量精确的有效半径和表面颜色。在长期观测的彗星中，40 P/Vaisala 1、47 P/Ashbrook-Jackson和P/2004 H2（Larsen）显示出微弱的活动，限制了对彗星核的研究。94 P/Russell 4和121 P/Shoemaker-Holt 2的光变曲线分别显示了大约33小时和10小时的自转周期，尽管在这两种情况下，它们都不是唯一的解。观察到94 P的幅度范围很大，这意味着它是已知最长的核之一，轴比a/b \ge 3。36 P/惠普尔在5个不同的时期被观测到，INT和ESO的NTT为3.6米，主要是为了确认第一个数据集中明显的初始短旋转周期。综合数据集显示，自转周期实际上长于24小时。测量36 P核的相位函数，得到相对陡峭的β= 0.060 \pm 0.019。最后，我们讨论了在JFC核中观察到的表面颜色的分布，并表明，它是可能的跟踪颜色的演…
2007-12-27 astro-ph
The Populations of Comet-Like Bodies in the Solar system
介绍了一种新的太阳系类彗星天体分类方案。它涵盖了传统的彗星以及半人马座和埃奇韦尔-柯伊伯带天体。在低倾角时，与行星的近距离相遇通常会导致接近恒定的近日点或远日点距离，或者是近日点和远日点的互换，因此小天体可以根据在近日点和远日点控制它们的行星来标记。例如，JN天体的近日点受木星控制，远日点受海王星控制，以此类推，这就提供了20个在木星和跨木星区域内动态上截然不同的太阳系外天体类别。控制近日点的行星的Tisserand参数在轨道演化过程中通常也是大致恒定的。因此，每个类别可以根据Tisserand参数进一步细分。然而，彗星的动力学演化并不受最近的近日点或远日点行星的控制，而是受质量更大的木星的控制。根据远日点距离，彗星被分为四类--恩克型、短周期、中间周期和长周期。Tisserand参数类别现在大致对应于著名的彗星族彗星，过渡型和哈雷型。这样，半人马座和埃奇韦尔-柯伊伯带天体的命名就以彗星的命名为基础，并与彗星的命名保持一致。
2003-04-16 astro-ph
Formation and Migration of Trans-Neptunian Objects - Proceedings of the conference "Scientific Frontiers in Research of Extrasolar Planets"
一些大型的海王星外天体可能是由稀薄尘埃凝聚的压缩形成的，但不是由较小的星子积累而形成的。相当一部分近地天体可能来自外海王星区域。我们对数千颗彗星在行星引力影响下的轨道演化进行了研究，结果表明，前彗星族彗星与类地行星的碰撞主要是从远日点位于木星轨道深处的轨道上进行的。
2002-10-05 astro-ph
Sources of zodiacal dust
小行星粒子、木星轨道外的粒子（包括海王星外粒子）和木星轨道内的彗星粒子在黄道尘埃中的比例估计各约为1/3，偏差可能在1/3至0.1-0.2之间。这些估计是基于我们的黄道带云模型的比较，这些模型使用了小行星、彗星和海王星外天体产生的尘埃粒子轨道演化的数值积分结果，这些尘埃粒子具有不同的观测结果（例如，WHAM [威斯康星H-阿尔法映射光谱仪]观测黄道光的光谱，在离太阳不同距离处的数量密度）。恩克型彗星（e~0.8-0.9）产生的粒子比例不超过总粒子数的0.15。长周期彗星和哈雷型彗星产生的粒子在黄道尘埃中的估计比例也不超过0.1-0.15。虽然海王星外粒子符合木星轨道内尘埃的不同观测结果，但它们不可能在黄道带云中占主导地位，因为对距离太阳的数密度分布的研究表明，海王星外粒子不可能在木星和土星轨道之间占主导地位。更适合WHAM观测的黄道带粒子的平均离心率约为0.2-0.5，更可能的值约为0.3。
2007-12-17 astro-ph
Evidence of Fragmenting Dust Particles from Near-Simultaneous Optical and Near-IR Photometry and Polarimetry of Comet 73P/Schwassmann-Wachmann 3
我们报告成像偏振的B段和C段的彗星73 P/Schwassmann-Wachmann 3在I和H带通在太阳相位角约35和85度。偏振的程度是典型的活跃彗星，但比预期的彗星家族更大。在约35度的相位角下，偏振颜色为微红色（dP/dL = +1.2 +/-0.4），在约85度的相位角下为中性或微蓝色。在2006年5月11日至13日的最接近过程中，观测在核心处达到了35公里的分辨率。在距离核心的前50 - 200公里内，这两个部分明显偏离了1/rho的表面亮度。辐射驱动的尘埃动力学的模拟可以重现一些观察到的彗发形态，但只有广泛的分布的初始尘埃速度（至少是一个因素的10）为一个给定的颗粒半径。颗粒聚集体的破碎和碎裂能够再现垂直于太阳-彗星轴的观测剖面，但沿该轴（进入尾部）的观测结果不太吻合。所需的破碎是显着的，在平均颗粒聚集体尺寸减少约10倍。这两个过程的结合可能解释彗星的表面亮度轮廓。
2008-02-08 astro-ph
Coupling dynamical and collisional evolution of small bodies II : Forming the Kuiper Belt, the Scattered Disk and the Oort Cloud
奥尔特云、柯伊伯带和离散盘是在太阳系外围区域演化的动态不同的小天体群。虽然它们的碰撞活动现在很安静，但与巨行星的引力相互作用可能在它们形成期间动态地和碰撞地塑造了这些种群。本文采用Charnoz & Morbidelli 2003的混合方法，试图以自洽的方式耦合这三个种群的原始碰撞演化和动力学演化。一个关键参数是原始尺寸分布。我们表明，初始的星子的大小分布，允许碰撞研磨柯伊伯带的有效质量耗尽，也会大量减少人口的彗星大小的机构，在奥尔特云结束，特别是在分散的磁盘。因此，相对于观测长周期彗星和木星族彗星的通量所获得的估计值，散射盘和奥尔特云将分别缺乏20到100倍。这两个水库有足够数量的彗星，在微行星盘的初始尺寸分布必须是这样的质量消耗碰撞侵蚀的柯伊伯带可以忽略不计。因此，柯伊伯带目前的质量赤字，需要用动力学机制来解释。
2006-09-29 astro-ph
Origin and Dynamical Evolution of Comets and their Reservoirs
这篇文章最初是为了配合我在瑞士和夏威夷大学天文学研究所举办的“第35届萨斯-费高级课程”的一系列讲座而写的。它回顾了我目前对彗星动力学的理解，以及它们的水库的起源和原始雕刻。它开始讨论柯伊伯带的结构和柯伊伯带天体的当前动力学，包括分散的盘状天体。然后讨论了外海王星区木星族彗星和奥尔特云长周期彗星的动力学演化。奥尔特云的形成，然后审查，以及柯伊伯带的原始雕刻。最后，根据巨行星演化的新模型重新审视这些问题，该模型是为了解释类地行星晚期猛烈撞击的起源而开发的。
2005-12-09 astro-ph
Migration of Trans-Neptunian Objects to the Terrestrial Planets
研究了22000多个在行星引力影响下的轨道演化。我们发现，平均碰撞概率的彗星交叉对象（从初始轨道接近彗星的轨道）与类地行星可以不同的两个数量级以上的彗星。对于初始轨道要素接近于某些彗星（例如2P和10P）的天体，约有0.1%的天体的半长轴a<2天文单位，并在这样的轨道上运行超过百万年（高达数十甚至数百万年）。我们的运行结果证明了以下至少一个结论：1）近地天体中1公里长的前海王星外天体（TNOs）的比例可能超过几十个，2）在太阳系内迁移的TNOs数量可能比以前认为的少几倍，3）如果近地物体轨道不小，那么大多数1公里长的前TNO在其动力学寿命的一小部分时间内解体为小型彗星和尘埃。
2003-08-25 astro-ph
The origin of crystalline silicates in the Herbig Be star HD100546 and in comet Hale-Bopp
我们已经调查了空间分布，和灰尘的性质和化学成分的轨道HD 100546。这个系统与其他孤立的赫比格Ae/Be星在中红外线过剩的强度和星周尘埃的成分上都有显着的不同。我们推测，在HD 100546系统中观察到的结晶尘埃的形成和空间分布可能与HD 100546周围圆盘中的原木星的形成有关。这样的原木星可以通过引力搅动圆盘，导致小行星大小的物体产生小晶粒的碰撞级联，或者它可以通过与圆盘的潮汐相互作用引起冲击，这可能会通过闪光加热产生结晶尘埃颗粒。如Malfait等人（1998年）所示，HD 100546的红外光谱与C/1995 O 1 Hale-Bopp的红外光谱非常相似（Crockier等人，1997年）。因此，我们也用同样的方法研究了这颗太阳系彗星。这两个天体的颗粒成分几乎相同，但重要的区别是海尔波普的单个尘埃物种彼此热接触，而HD 100546的情况并非如此。这表明，如果导致HD 100546中所见尘埃成分的类似过程也发生在我们自己的太阳系中，那么海尔波普是在一个或多个原始气体巨星形成之后形成的。
2003-01-14 astro-ph
Photometry of cometary nuclei: Rotation rates, colours and a comparison with Kuiper Belt Objects
我们目前的时间序列数据木星家族彗星（JFC）17 P/霍姆斯，47 P/阿什布鲁克-杰克逊和137 P/舒梅克-利维2。此外，我们还介绍了在同一次运行中对彗星43 P/沃尔夫-哈林顿、44 P/雷涅茨2、103 P/哈特利2和104 P/科瓦尔2进行“快照”观测的结果。这两颗彗星当时的日心距离在3到7天文单位之间。我们提出的快照目标的大小和活动水平的测量。时间序列数据使我们能够限制旋转周期和形状，从而限制体积密度。我们还测量了这些彗星的颜色指数（V-R）和（R-I）以及可靠的半径。我们将我们迄今为止的所有发现与其他彗星和柯伊伯带天体（KBO）的类似结果进行了比较。我们发现，原子核和KBO的转动性质非常相似，有证据表明，在这两个群体中，体积密度的截止值都在~ 0.6 g cm^{-3}，两个群体的颜色也显示出相似的相关性。对于JFC，没有观测证据表明光学颜色取决于轨道位置或轨道参数。
2006-10-11 astro-ph
Four Cometary Belts Associated with the Orbits of Giant Planets: A New View of the Outer Solar System's Structure Emerges from Numerical Simulations
使用数值模拟，我们研究了大质量行星附近的彗星群的结构，例如太阳系的巨行星，从一颗行星近似（太阳加一颗行星）开始。通过研究彗星在半长轴、偏心率、近心点和远心点距离上的分布，我们揭示了这些分布中几个有趣的特征。最显著的现象包括：（一）彗星在行星轨道（我们称之为“彗星带”）附近的空间聚集;（二）彗星避开共振轨道。然后，我们放弃一个行星近似和检查如何彗星带是修改时，考虑到所有四个巨行星的影响。为此，我们模拟了彗星的静止分布，这是由于四个巨行星上的柯伊伯带物体的引力散射，并考虑了平均运动共振的影响。考虑到四颗巨行星的影响，彗星带重叠，但仍然保持了几乎所有在单行星近似中发现的基本特征。特别是，小行星带在（a，e）-和（a，i）-空间中保持着类似于主小行星带中柯克伍德间隙的间隙。我们的结论是，太阳系的大尺度结构的特点是四个彗星带，预计包含20-30百万分散的彗星，其中只有一小部分是目前可见的木星，土星等家族彗星。
2000-01-18 astro-ph
On the formation of terrestrial planets in hot-Jupiter systems
我们提出了一系列的计算，旨在研究如何的内部系统的微行星/原行星，经历类地行星形成，一个巨大的行星的影响下，通过5 - 0.1 AU之间的区域进行向内的II型迁移的演变。我们发现，超过60%的固体盘通过被巨行星分散到外部轨道而幸存下来。星子几乎和原行星一样有效地向外散射，导致固体盘的再生，在那里动力摩擦很强，陆地行星形成能够恢复。在巨行星的迁移停止在0.1天文单位后，一个模拟延长了几百万年，导致一个大约2个地球质量的稳定行星在宜居带形成。从“雪线”以外到内盘区域的富含挥发性物质的迁移引起的混合意味着在那里形成的类地行星可能富含水。我们预测，热木星系统很可能在其宜居带中拥有富含水的类地行星。这些行星可能会在未来的行星搜索任务中被发现。
2006-10-11 astro-ph
The impact and rotational lightcurves of Comet 9P/Tempel 1
利用9 P/Tempel 1彗星的UVES和HIRES高分辨率光谱，研究了各种物质的撞击和旋转光变曲线，以期建立一个简单的源分布和活动模型。分析了OH、NH、CN、C3、CH、C2、NH 2和OI的发射以及尘埃散射光。据发现，一个简单的模型再现相当不错的所有物种的结合生产的观察到的分子和整个狭缝的材料的膨胀的影响光变曲线。每个物种的旋转光变曲线解释在一个单一的模型与三个来源。
2006-08-29 astro-ph
