Global Climate Model Occultation Lightcurves Tested by August 2018 Ground-Based Stellar Occultation
冥王星的大气轮廓（温度和压力）已经从恒星掩星光变曲线研究了几十年。在本文中，我们查看了Bertrand等人（2020）最近的冥王星全球气候模型（GCM）结果（3D温度，压力和密度场），并使用这些结果通过使用傅立叶光学方案模拟穿过冥王星大气层的光来生成模型观测者的平面强度场（OPIF）和光变曲线（Young，2012）。该方法可以适应任意的大气结构和霾的3D分布。我们将GCM模型光变曲线与2018年8月15日冥王星掩星期间观察到的光变曲线进行了比较。我们发现，最好地再现观测数据的气候情景包括在南半球的N2冰中纬度带。我们还研究了不同的雾度和P/T比分布：雾度有效地降低了中心闪光强度，较低的P/T比既降低了中心闪光强度，又在中心闪光的肩部引起异常。
2021-02-09 astro-ph.EP physics.ao-ph
Evidence for a rapid decrease in Pluto's atmospheric pressure revealed by a stellar occultation in 2019
我们报告了2019年7月17日冥王星掩星的观测结果。一个单弦高速（时间分辨率$= 2\,$ s）的测光数据集，获得了一个CMOS相机安装在东北大学60厘米望远镜（哈雷阿卡拉，夏威夷）。掩星光变曲线与现有的冥王星大气模型吻合得很好。我们发现，在2012年之后报告的参考半径$r = 1215~{\rm km}$处的压力值最低，这表明2016年（最新报告的估计值）和2019年之间可能会出现快速（约为先前值的$21^{+4}_{-5} \%$）压降。然而，仅在$2.4σ$水平检测到该下降，并且仍需要通过未来的观察结果进行确认。如果这是真的，那么这种趋势与先前研究报告的冥王星大气压力单调增加的趋势相反。观察到的下降趋势可能是由于正在进行的${\rm N_2}$冷凝过程中的斯普特尼克平原冰川与轨道驱动的太阳辐射下降，如以前的理论模型预测。然而，观察到的压力下降幅度大于模型预测。
2020-05-19 astro-ph.EP astro-ph.SR
Pluto's atmosphere from the 29 June 2015 ground-based stellar occultation at the time of the New Horizons flyby
我们提出了2015年6月29日从新西兰和澳大利亚观测到的多弦冥王星掩星的结果。这是在美国宇航局新视野号飞越冥王星系统前两周发生的，可以作为地面和空间结果之间的有用比较。我们发现冥王星的大气层仍在膨胀，自2013年以来压力显著增加了5 $\pm$ 2\%，自1988年以来几乎增加了3倍。这一趋势排除了，截至今天，与冥王星从太阳衰退有关的大气崩溃。在新西兰的几个地点观测到了罕见的中心闪光。闪光的形状和幅度与一个厚度约3 km的球形透明大气层相一致，该大气层的底部位于冥王星表面上方约4 km处，平均温度梯度约为5 K km $^{-1}$。我们讨论的可能性，观测到的和建模的闪光之间的小偏差是由当地的地形特征（山脉）沿冥王星的肢体，阻止恒星光。最后，利用两种可能的温度分布，从我们的最深可达水平向下外推到表面的压力分布，我们得到了表面压力的可能范围为11.9-13.7~ $μ$ bar。
2016-03-01 astro-ph.EP
Reconciling results of 2019 and 2020 stellar occultations on Pluto's atmosphere. New constraints from both the 5 September 2019 event and consistency analysis
本文通过分析2019年9月5日冥王星掩星事件并重新分析2018年和2019年事件，协调了关于冥王星大气压力自2015年以来是快速下降还是平台期的分歧，支持平台期观点，并讨论了V形变化的争议及未来监测方向。
2023-11-05 astro-ph.EP
Changes in Pluto's Atmosphere Based on Stellar Occultation Data from 2017 to 2023
Planetary Science Institute（行星科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Lowell Observatory（洛厄尔天文台）；Universität Stuttgart（斯图加特大学）；SOFIA Science Center NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心索菲亚科学中心）；Las Cumbres Observatory（拉斯孔布雷斯天文台）
利用2017-2023年十次恒星掩星数据，发现冥王星大气压在2015年至2021年间保持平稳，之后开始下降，且低层大气光变曲线斜率变化表明霾粒子在年际或更短时间内沉降。
2026-06-25 astro-ph.EP
Pluto's atmosphere from stellar occultations in 2012 and 2013
本文分析了2012年7月18日和2013年5月4日两次冥王星多弦掩星的观测资料，分别来自五个和六个观测点。它们提供了总共15条光变曲线，其中12条用于同时拟合，该拟合使用了独特的温度廓线，假设是清晰的（无霾）和纯N_2大气，但允许两个日期之间可能的压力变化。我们找到一个解决方案，符合令人满意的（即在噪音水平）所有12个光变曲线，提供大气约束之间的~1,190公里（压力~ 11 \mubar）和~ 1,450公里（压力~0.1 \mubar）从冥王星的中心。我们的主要结果是：（1）最佳拟合温度廓线显示平流层在1，190公里之间有很强的正梯度（36 K，11 \mubar）和r = 1，215 km（6.0 \mubar），其中达到110 K的最大温度;在它上面是一个中间层，负热梯度为-0.2 K/km，高达~ 1，390 km（0.25 \mubar），其中，中间层在81 K附近连接到一个更等温的上分支;（2）在两个日期之间，冥王星的气压有一个小的（6%）但显著的增加（6-σ水平）：（3）在没有对流层的情况下，冥王星的半径为R_P = 1，190 +/-5km。考虑对流层的影响，R_P值在1，168 ~ 1，195 km之间;（4）目前观测到的CO丰度太小，不足以解释中间层的负热梯度。HCN的冷却是可能的，但只有当这种物质在很大程度上是饱和的;其他的解释，如纬向风或大气的垂直成分变化…
2015-08-14 astro-ph.EP
Structure and Composition of Pluto's atmosphere from the New Horizons Solar Ultraviolet Occultation
2015年7月14日，美国宇航局新视野号宇宙飞船上的爱丽丝仪器观测到冥王星大气层的紫外线掩星。透射率与海拔高度对N2、CH 4、C2 H2、C2 H4、C2 H6和霾的存在敏感。我们推导出视线的丰度和本地数密度的5种分子，视线的光学深度和消光系数的阴霾。我们发现了以下主要结论：1）我们确认了冥王星高层大气的温度比新视野号飞越前预期的要低，高层大气温度接近65-68 K。外底（半径约2900 km，或海拔约1710 km）Jeans逃逸速率分别为（3e 22 - 7 e22）N2/s和（4 e25 - 8 e25）CH 4/s。2)我们测量了甲烷丰度从80至1200公里以上的表面。对Alice CH 4和Alice和REX N2测量结果的联合分析表明，低层大气非常稳定，涡流扩散系数很小，最有可能在550和4000 cm 2/s之间。如此小的涡流扩散系数使同层顶位于距离表面12公里的范围内，使冥王星有一个小的行星边界层。推断的CH 4表面混合比为~0.28- 0.35%。3)C2 Hx烃类（C2 H2、C2 H4、C2 H6）的丰度分布与海拔高度不是简单的指数关系。我们检测到C2 H4在410公里高度附近的视线丰度的局部最大值，C2 H2在320公里附近，以及C2 H6在260公里处的拐点或局部最大值的建议。我们还检测到C2 H4在200 km高度附近的局部极小值，C2 H2在170 …
2017-04-05 astro-ph.EP
New Horizons Ring Collision Hazard: Constraints from Earth-based Observations
新视野号飞船的标称轨道在距离质心$\sim 10,000\ \rm{km}$的位置穿过冥王星的卫星平面，位于冥王星和冥卫一的轨道之间。我已经研究了基于该区域内的环和尘埃的观测极限的航天器的风险，假设各种颗粒尺寸分布。最好的极限是2011年和2012年的HST观测，这大大改善了恒星掩星的极限，尽管它们没有那么靠近行星。根据HST数据，并假设粒度分布为“合理的最坏情况”，我们将在相遇期间由半径为$> 0.2\ \textrm{mm}$的颗粒对航天器造成的$N < 20$破坏性影响限制在一定范围内。命中数是$\approx$ 200 $\times$高于NH任务要求，$\approx$ $2000\times$高于任务要求的水平。恒星掩星仍然是有价值的，因为它们能够测量比直接成像更接近冥王星表面的$N$，尽管灵敏度限制比HST成像高几个数量级。HST和掩星都不够敏感，不能将$N$限制在任务要求或以下。
2017-11-07 astro-ph.EP
Buoyancy response of a disk to an embedded planet: a cross-code comparison at high resolution
本研究针对原行星盘中嵌入行星激发的浮力响应问题，通过三维数值模拟对比PLUTO/IDEFIX与FARGO3D的表现，发现前者难解析高阶振荡模，指出激波捕捉代码需高分辨率或高阶格式以准确捕捉该效应。
2023-08-28 astro-ph.EP physics.flu-dyn
Pluto's lower atmosphere and pressure evolution from ground-based stellar occultations, 1988-2016
上下文冥王星稀薄的氮气（N2）大气层由于高的湿度和轨道偏心率而受到强烈的季节性影响，最近（2015年7月）被新视野号航天器观测到。目标是（i）构建冥王星表面压力季节性演变的校准记录，以及（ii）使用2015年观察到的中心闪光限制低层大气的结构。方法：在2002年至2016年期间观测到的冥王星的11次恒星掩星被用于检索$\sim$ 5 km和$\sim$ 380 km高度水平之间的大气剖面（密度、压力、温度）（即压力从约10微巴到10纳巴）。结果如下：（一）与季节性挥发性传输模型相比，从1988年到2016年，压力呈单调增加趋势，从该模型中得出了对N2冰的CO2和发射率组合的严格限制;（ii）2015年6月29日观察到的中心闪光与新视野REX轮廓一致，假设（a）大的昼夜温度变化（目前的模型没有预期）发生在斯普特尼克平原和/或（b）与切向光学深度约为0.3的烟雾存在于4-7公里的高度水平和/或（c）标称REX密度值被高估了约20%的难以置信的大因子，和/或（d）较高的地形阻挡了面向冥卫一的半球中的部分闪光。
2019-03-06 astro-ph.EP
A 3D general circulation model for Pluto and Triton with fixed volatile abundance and simplified surface forcing
我们提出了一个三维的冥王星和海卫一的大气环流模型，它使用辐射传导对流强迫。在冥王星和海卫一的模型中，赤道上都有一个东风急流，最大震级分别为10-12 m/s和4 m/s。在纬向和垂直方向上，两种大气都没有明显的翻转环流。相反，是水平运动（平均环流和瞬态波）在冥王星的秋分和冬至（参照北半球的季节）分别以1 x 10 ^7 W和3 x 10 ^7 W的幅度向赤道输送热量。南北温差和昼夜温差较小（<5 K）。我们发现，垂直运动的缺乏可以解释冥王星的低层大气中强烈的逆温。海卫一上旅行者2号羽流的高度可以单独用低层大气的动力学特性来解释（即，强风切变）并且不需要热限定的对流层（即，在温度随高度增加的区域下面的表面处，温度随高度降低）。模型的结果与冥王星恒星掩星光变曲线数据从1988年，2002年，2006年和2007年和海卫一光变曲线数据从1997年进行了比较。
2013-01-24 astro-ph.EP
The Atmosphere of Pluto as Observed by New Horizons
在新视野号飞越期间进行的观测提供了冥王星大气层当前状态的详细快照。虽然低层大气（高度小于200公里）与地面恒星掩星一致，但高层大气比遭遇前模型显示的要冷得多，也更紧凑。分子氮（N $_2$）在大气中占主导地位（海拔<1800公里左右），而甲烷（CH PDMATHAMN），乙炔（C $_2$ H $_2$），乙烯（C $_2$ H $_4$），和乙烷（C $_2$ H $_6$）是丰富的次要种，并可能导致冥王星周围的大范围烟雾的产生。寒冷的高层大气切断了冥王星大气层向太空的预期增强的牛仔裤，流体动力学般的逃逸。目前还不清楚冥王星大气层的现状是否代表了它的平均状态--在季节或地质年表上。
2016-04-18 astro-ph.EP
Stellar Occultations by Transneptunian objects: from Predictions to Observations and Prospects for the Future
就科学产出而言，研究太阳系天体的最佳方法是派遣航天器进行原位测量或近距离观察。也许，了解太阳系天体重要物理特性的第二好方法是通过恒星掩星。通过结合几个地点的掩星观测结果，可以得出千米级精度的大小和形状。此外，如果物体具有大气，则可以导出大气特性。此外，该技术可以探测到环，甚至是主体周围的卫星（尽管很少）。除了冥王星和冥卫一这两个非常特殊的例子外，直到2009年10月才观测到外海王星天体（TNOs）对恒星的掩星。这是因为TNO的星历表比它们的角直径有更大的不确定性（通常约为10毫角秒），也因为恒星目录没有精确到毫角秒的水平。尽管困难重重，在撰写本文时，由于几个团队的努力，已经发现了22个不同的海王星外天体的43次掩星，以及5个半人马座天体的17次掩星。由于准确预测和观测这些事件的复杂性，大多数成功都是通过广泛的国际合作取得的，这是TNO成功观测恒星掩星的关键问题。多弦掩星通常以平均每年约3次的速度被探测到，而大多数观测到的掩星都是单弦掩星，这意味着只有一个地点探测到掩星。在这些情况下，仅从这些观察结果中无法得出对大小和形状的严格限制。在这里，我们回顾了成功观察掩星的复杂过程中所涉及的大多数方面，并提出了一些经验教训。
2019-05-10 astro-ph.EP
New Horizons Upper Limits on O$_2$ in Pluto's Present Day Atmosphere
罗塞塔航天器在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的昏迷中发现了分子氧（O $_2$）（Bieler et al. 2015），这一令人惊讶的发现挑战了我们对柯伊伯带天体上和内部这种挥发性物质的了解。这一发现促使我们在柯伊伯带行星冥王星的大气中寻找氧气，因为即使在冥王星的地面温度下，O $_2$也是不稳定的。在2015年7月新视野号飞越冥王星期间，该航天器使用各种观测方法探测了冥王星大气层的组成，包括由Alice紫外光谱仪观测到的紫外掩星（Stern et al. 2015; Gladstone et al. 2016; Young et al. 2017）。正如这些报告中所描述的，冥王星大气层中分子物质的吸收产生了N $_2$的检测，以及碳氢化合物物质，如CH $_2$，C $_2$ H $_2$，C $_2$ H $_4$和C $_2$ H $_6$。我们在这里的工作进一步检查了这些数据，以寻找分子氧（O $_2$）的紫外吸收，该分子氧在Alice光谱仪带通中具有重要的截面。我们没有发现O $_2$吸收的证据，并将上限的O $_2$在冥王星的大气中作为切线高度的函数高达700公里。在大部分大气中，视线丰度单位的上限约为3x 10 $^{15}$ cm $^{-2}$，这取决于切线高度，对应的混合比为10 $^{-6}$：10 $^{-4}$，远低于彗星67 …
2017-06-13 astro-ph.EP
Central flashes during stellar occultations. Effects of diffraction, interferences, and stellar diameter
Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS UMR 8255, Sorbonne Université（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心）；Université Jean Monnet Saint-Etienne, CNRS, Institut d Optique Graduate School, Laboratoire Hubert Curien UMR 5516（让·莫内圣艾蒂安大学，法国国家科学研究中心，光学研究生院）
研究恒星掩星期间中央闪光的衍射效应，分析不同大气密度和恒星直径对闪光形状和高度的影响，提出基于弗雷斯涅尔尺度和椭圆积分的数学模型。
2026-03-06 astro-ph.EP
Exploring the spatial, temporal, and vertical distribution of methane in Pluto's atmosphere
分析了VLT/CRIRES仪器在2008年（2个光谱）和2012年（5个光谱）记录的冥王星1.66 μ m区域的高分辨率光谱，以限制冥王星大气中甲烷的空间和垂直分布，并寻找中期（4年）的变化。模型假设（温度结构，表面压力，冥王星的半径）的敏感性研究。结果表明：（i）甲烷大气含量（柱密度或混合比）随冥王星旋转相位的变化不超过20%;（ii）甲烷柱密度在2008年至2012年之间显示出最大的边际变化，最好的猜测估计是在这段时间内减少约20%。由于恒星掩星表明，冥王星的表面压力在此期间继续增加，这意味着伴随着甲烷混合比的减少（iii）数据没有显示出高度变化的甲烷分布的证据;特别是，它们意味着至少在大气层的前22-27公里，并且可以排除地表附近的高浓度低温甲烷。我们的结果也与相对较大（> 1180 km）的冥王星半径最一致。与最近开发的全球气候模式GCM预测的比较表明，这些功能是最好的解释，如果甲烷的来源发生在区域尺度的甲烷冰存款，包括低纬度和高纬度的北半球，证据是目前的近红外功能的旋转和长期演变，由于甲烷冰。我们对2015年新视野号遭遇的“最佳猜测”预测是：半径1184公里，表面压力17 ubar，CH 4混合比为0.44%，纵向变化可以忽略不计。
2014-03-13 astro-ph.EP
Stellar occultations by Trans-Neptunian Objects
本研究介绍了Gaia任务提升恒星掩星预测精度后，该技术在海王星外等外太阳系天体的形状、大气、环系探测及原初星子演化研究中的重要作用与新发现。
2024-11-11 astro-ph.EP
Candidate stellar occultations by large trans-neptunian objects up to 2015
我们使用恒星掩星来研究大的海王星外天体。我们推导出2011-2015年Eris，Haumea，Ixion，Makemake，Orcus，Quaoar，Sedna，Varuna，2002 TX 300和2003 AZ 84的恒星掩星的精确天体测量预测。我们构建本地天体测量目录的恒星在UCAC 2（第二美国海军天文台CCD星表）框架覆盖这些对象的天空路径。为此，在2007-2009年期间，我们在ESO 2 p2/WFI（2.2米马克斯普朗克ESO望远镜与宽视场成像仪）仪器上进行了一项观测计划。为每个TNO制作了包含自行的天体测量星表，包括535万多颗恒星，覆盖了30'宽的天轨。星等完备性约为R = 19，极限约为R = 21。我们预测了所有目标的2717个恒星掩星候选者。星历偏移约从50质量到100质量的精度被应用到每个TNO轨道，以改善预测。它们是在2007-2010年期间用0.6米至2.2米大小的望远镜进行的平行观测活动中获得的。这将我们以前对冥王星系统的工作扩展到大型TNO，使用相同的观测和天体测量程序。所获得的天体测量目录是有用的后续计划，在小到大的望远镜，用于改善候选恒星的位置和TNO星历。它们还为场星提供了有价值的光度信息。对于每个TNO，该小组在网上提供关于星历偏移和候选恒星位置（预测和发现图表的几何条件）的更新。
2012-04-19 astro-ph.EP
Detection of CO and HCN in Pluto's atmosphere with ALMA
2015年6月12日至13日，ALMA干涉仪对冥王星-冥卫一系统进行了观测，探测到了冥王星的CO（3-2）和HCN（4-3）旋转跃迁，有力地证实了冥王星大气中CO的存在，并首次观测到HCN。CO和HCN谱线探测冥王星的大气层，分别达到约450公里和约900公里的高度。CO检测产生（i）CO摩尔分数的大大改进的测定，对于12 ubar的表面压力为515+/-40 ppm（ii）明显的温度降低的明确证据（即，在30-50公里的平流层顶上方，最佳确定温度为70+/-2 K，与最近从New Horizo ns/ Alice太阳掩星数据推断的结果一致。HCN的线形意味着这种物质在高层大气中的丰度很高，在450公里以上摩尔分数>1.5x10-5，在800公里附近摩尔分数为4x 10 -5。大的HCN丰度和寒冷的高层大气意味着HCN的过饱和度（7-8个数量级）到目前为止在行星大气中未见，可能是由于冥王星高层大气在低压和低温条件下凝结的缓慢动力学。HCN也存在于大气层底部~100 km处，摩尔分数为10-8 - 10-7;这意味着HCN在那里饱和或欠饱和，这取决于精确的平流层顶温度。HCN柱为（1.6+/-0.4 x10 ^14 cm-2），表明表面参考净生产率约为2x10^7 cm-2s-1。虽然HCN旋转线冷却影响冥王星的大气热收支，在这项研究中确定的金额是不够的，以解释显着的中层和高层大气的…
2016-10-13 astro-ph.EP
Understanding the trans-Neptunian Solar system: Reconciling the results of serendipitous stellar occultations and the inferences from the cratering record
研究通过数值模型协调海王星外小天体掩星观测与陨石坑记录的冲突，发现天体初始尺寸随半长轴递减或表面密度在2:1共振外递增的模型可同时满足两者，前者更受观测支持。
2023-03-29 astro-ph.EP
The 1998 November 14 Occultation of GSC 0622-00345 by Saturn. II. Stratospheric Thermal Profile, Power Spectrum, and Gravity Waves
1998年11月14日，土星和它的光环遮蔽了恒星GSC 0622-00345。掩星纬度为南纬55.5度。本文分析了Harrington和French导出的2.3 μm光变曲线。光变曲线的固定基线等温拟合具有140 +/-3 K的温度，假设平均分子量为2.35 AMU。数值反演得到的温度剖面在1 ~ 60 μbar范围内是有效的。垂直温度梯度比绝热直减率稳定0.2 K/km以上，但仍显示出交替的圆形尖峰特征，这在其他大气掩星的许多温度梯度剖面中可见，通常归因于破碎的重力（浮力）波。我们进行小波分析的热剖面，并表明，即使我们的低水平的噪声，闪烁由于地球大气中的湍流可以产生大的温度波动的光变曲线反演。在我们的数据中，在小波振幅谱的“可靠”区域中的伪周期特征可以超过0.3 K。我们还表明，引力波模型适合嘈杂的等温光变曲线可以导致令人信服的波“检测”。我们提供了新的显着性测试本地化的小波振幅，波模型拟合，并通过评估这些参数的前和后掩星噪声的影响反演掩星光变曲线的全球功率谱。基于这些测试，我们检测到几个显着的脊和孤立的小波振幅的峰值，我们适合一个重力波模型。我们还强烈检测到土星大气中的热波动的全球功率谱，这类似于与地球和木星上传播的重力波的饱和谱相关的“通用”（修改后的Desaubies）曲线。
2010-05-19 astro-ph.EP
Development and Performance of the PHOT (Portable High-Speed Occultation Telescope) Systems
PHOT（便携式高速掩星望远镜）系统是为了观测太阳系物体的恒星掩星而开发的。恒星掩星有独特的观测限制：它们可能只能从地球的某些地方观测到;它们通常需要快速的观测节奏;它们需要每次曝光的准确时间戳信息。PHOT系统由14”望远镜、CCD相机、相机安装板、基于GPS的时间标准和数据采集计算机组成。PHOT系统在原理上类似于POETS系统（便携式掩星、日食和凌日系统，Souza等人2006年描述，Gulbis等人2008年报告），主要区别在于：（a）不同的CCD/相机，规格略有不同;（b）PHOT使用的独立定制时间标准，而POETS使用由计算机控制的商业时间标准。自2005年以来，PHOT系统已经在美国、墨西哥、智利、纳米比亚、南非、法国、奥地利、瑞士、澳大利亚和新西兰的20多个地点部署，安装在便携式14”望远镜或更大的固定望远镜上。从3.9米AAT（英澳望远镜）获得的掩星光变曲线产生了冥王星掩星的光度信噪比（SNR）为333每标度高度（Young等人，2008年）。在本文中，我们详细描述了七个PHOT子系统（望远镜，相机，定时器和数据站），并提出了实际和预测的掩星作为恒星亮度，望远镜孔径和帧速率的函数的SNR估计。
2011-02-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Haumea's thermal emission revisited in the light of the occultation results
最近对矮行星妊神星的掩星测量（Ortiz et al. 2017）显示了一个细长的形状，其最长轴与冥王星的平均直径相当。和弦也表明围绕着妊神星赤道平面的一个环，它最大的卫星Hi'iaka也位于那里。妊神星掩星的大小估计值（等效直径为1595公里）大于以前的辐射测量解（在1150至1350公里之间），这使该天体的密度降低到约1.8 gcm-3，这一数值更接近其他大型TNO的密度。我们提出了未发表的，也重新处理赫歇尔和斯皮策MIR和FIR测量。我们比较100和160微米的热光变曲线振幅-起源于妊神星本身-与模型的总测量系统通量（环，卫星，妊神星）从24- 350微米。结合来自掩星测量的结果表明，妊神星的结晶水冰表面必须具有约5 SIu的热惯性。我们也有迹象表明，卫星（至少Hi'iaka）必须有高的几何折射率>=0.5，否则导出的热振幅将与24，70，100，160，250和350 μ m处的总测量系统通量不一致。高的地幔密度意味着Hi'iaka和Namaka的大小分别约为300和150 km，这表明对于这么小的TNO来说，密度出乎意料地高，>1.0 gcm-3，并且假设是从Haumea的冰壳碰撞形成的。我们还估计了1980-2030年期间环的热辐射，表明斯皮策和赫歇尔时期的贡献很小，但不可忽略。由于环平面的逐渐开放，在未来十年JWST运行时，环发射将增加。在MIRI 25.5 μ m波…
2018-11-23 astro-ph.EP
The large Trans-Neptunian Object 2002 TC$_{302}$ from combined stellar occultation, photometry and astrometry data
2018年1月28日，大型海王星外天体（TNO）2002 TC 302在盖亚DR 2恒星目录中遮蔽了一颗m $_v= $ 15.3的恒星，ID为130957813463146112。从意大利、法国、斯洛文尼亚和瑞士获得了12条正掩星弦。此外，在北翼和南翼附近获得了4个阴性检测。这是迄今为止观测到的除冥王星以外的TNO最好的恒星掩星，就弦的数量而言。从12弦，一个准确的椭圆拟合的瞬时投影的身体，兼容的近错过，可以获得。得到的椭圆的长轴和短轴分别为543 $\pm$ 18 km和460 $\pm$ 11 km，短轴的位置角为3 $\pm$ 1度。这些信息，结合内华达山脉天文台1.5米望远镜和卡拉尔阿尔托天文台1.23米望远镜获得的旋转光变曲线，使我们能够根据流体静力平衡假设推导出可能的三维形状和密度估计。有效面积当量直径比使用赫歇尔和斯皮策空间望远镜的热数据通过辐射测量得出的直径小$\sim$ 84公里。这可能表明存在一颗直径高达$\sim$ 300公里的未解决卫星，以解释所有的热通量，尽管考虑到热结果的相当大的不确定性，掩星直径和热直径在其误差范围内是相容的。潜在卫星的存在似乎也与此处提供的其他地面数据相一致。从有效掩星直径结合H $_V$的测量，我们得出一个几何常数为0.147 $\pm$ 0.005，这将是有点小，如果2002 TC 302有一颗卫星。最好的掩星光变曲线没有显示出…
2020-05-18 astro-ph.EP
Searching for Charon's Atmosphere: Predictions for the New Horizons Approach
到目前为止，对冥王星的伴星冥卫一的观测还没有发现令人信服的证据表明冥王星存在持久的大气层。然而，随着新视野号即将在冥王星-冥卫一系统相遇，探测可能的冥卫一大气层的灵敏度将增加几个数量级。特别是，新视野号计划在2015年7月14日对冥卫一进行掩星观测时使用其爱丽丝紫外光谱仪。但在最接近的遭遇前几天，爱丽丝仪器也将获得从卡戎表面反射的太阳光光谱。我们研究了由N $_2$、CH $_4$和CO组成的冥卫一周围几种可能的大气层的吸收效应，表面压力为0.1、1和10纳巴（nbar）。我们发现，这种反射率技术是敏感的表面压力冥卫一下降到0.1毫巴的水平，并应提供重要的证据，可能的气氛冥卫一最接近的遭遇之前。这也可能是探测冥卫一太阳下区域的局部大气圆顶的唯一方法。
2016-05-30 astro-ph.EP
New Horizons Constraints on Charon's Present Day Atmosphere
我们报告了新视野号使用的各种标准技术，包括太阳紫外线掩星，紫外线气辉观测和高相位回顾颗粒搜索成像，以在2015年7月飞越冥王星的大卫星卡戎期间搜索其周围的大气。分析这些数据集，对于14种潜在的原子和分子物种，没有发现当今大气的证据，所有这些物种现在都被限制在0.3纳巴以下的压力，正如我们下面所描述的，这些比以前可用的15-110纳巴限制（例如，Sicardy et al. 2006）;例如，我们发现冥卫一上的N $_2$大气的3 $σ$上限为4.2皮巴，冥卫一上任何大气霾的亮度上限为I/F= 2.6 × 10 $^{-5}$。新视野号还进行了一次对卡戎周围大气的无线电掩星搜索，但将由其他作者单独发表。
2016-08-24 astro-ph.EP
Self-preserving ice layers on CO2 clathrate particles: implications for Enceladus, Pluto and similar ocean worlds
在地球和宇宙中的工程和自然条件下，一些气体水合物被发现通过形成冰层而稳定在其热力学稳定性的窗口之外，这种现象称为自我保护。I型CO2笼形结构上的低占有率表面区域与自我保存的冰层一起导致这些结构的有效浮力，这限制了在土卫二、冥王星和类似海洋世界的海洋中漂浮的颗粒的尺寸范围。我们的目标是研究Lifshitz力和低占有率表面区域对笼形结构的影响，通过冰层形成进行自我保护，提出了一个合理的模型，该模型基于多层相互作用，通过分散力。我们预测，在0.01和0.2 $μ$ m厚的CO2笼形物表面之间的冰层的生长取决于低占有率的气体水合物中的表面区域的存在。有效粒子密度的估计界定了一系列的粒子，将在不同的海洋浮力。随着地质年代的推移，漂浮的CO2水合物的沉积可能导致液态水储层上方和各自海洋世界的水冰壳下方的三层厚水合物层的积累。在土卫二上，近地表水合物沉积物的不稳定可能导致气体压力增加，从而驱动羽流并夹带稳定的水合物重新沉积在土卫二表面或喷射到土星的E环中。在土卫二，特别是冥王星这样的海洋世界，厚厚的二氧化碳水合物沉积物的积累可以使海洋免受冰冻。为了防止海洋世界中液态水的冻结，二氧化碳水合物层的存在可以提高我们太阳系以及系外行星和系外卫星上海洋世界的可居住性。
2021-10-29 astro-ph.EP physics.ao-ph
Physical properties of the trans-Neptunian object (38628) Huya from a multi-chord stellar occultation
在我们的国际项目中，为了获得海王星外天体（TNO）的精确物理特性，我们预测了TNO（38628）Huya对恒星盖亚DR2 4352760586390566400（mG = 11.5等）的恒星掩星。2019年3月18日经过广泛的观测活动，我们更新了预测，结果证明对中欧有利。因此，我们动员了50名专业和业余天文学家，最终在18个地点的21个望远镜上发现了掩星。这使得Huya事件成为TNO在和弦数量方面观测到的最好的恒星掩星事件之一。我们确定准确的大小，形状和几何尺寸，我们还提供了这个TNO的密度和其他内部属性的约束。Huya对掩星的21次积极探测使我们能够获得分离良好的和弦，这使我们能够在掩星时刻为身体的肢体拟合一个椭圆（即，瞬时肢体）具有千米精度。使用掩星数据获得的最佳椭圆拟合的投影半长轴和短轴为（a '，b'）=（217.6 $\pm$ 3.5 km，194.1 $\pm$ 6.1 km），短轴的位置角P' = 55.2 $\pm$ 9.1度。根据这一拟合，投影面积当量直径为411.0 $\pm$ 7.3 km。这一直径与通过辐射测量技术获得的Huya的等效直径（D = 406 $\pm$ 16 km）相符。从这个瞬时分支，我们获得了Huya的几何参数（p $\rm_V$ = 0.079 $\pm$ 0.004），我们探索了可能的3D形状和对该TNO质量密度的约束。我们没有通过这次…
2022-05-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
