Isotopic ratios of H, C, N, O, and S in comets C/2012 F6 (Lemmon) and C/2014 Q2 (Lovejoy)
2013年3月至4月和2015年1月，明亮的彗星C/2012 F6（莱蒙）和C/2014 Q2（洛夫乔伊）的出现，加上亚毫米波设施观测能力的提高，提供了一个机会，可以对其昏迷中的挥发物进行敏感的成分和同位素研究。我们在2015年1月13日至26日期间使用IRAM 30米望远镜观测了Lovejoy彗星，并在2015年1月29日至2月3日期间使用Odin亚毫米空间天文台观测了彗星。我们检测到22种分子和几种同位素。用Odin测量的H $_2^{16}$ O和H $_2^{18}$ O产生速率遵循周期性模式，周期为0.94天，振幅约为25%。洛夫乔伊彗星的推测同位素比值为：水中的$^{16}$ O/ $^{18}$ O = 499 $\pm$ 24和D/H = 1.4 $\pm$ 0.4 $\times 10^{-4}$，CS中的$^{32}$ S/ $^{34}$ S = 24.7 $\pm$ 3.5，所有这些都与地球上的值一致。HCN中的$^{12}$ C/ $^{13}$ C = 109 $\pm$ 14的比例略高于地球，HCN中的$^{14}$ N/ $^{15}$ N = 145 $\pm$ 12是地球比例的一半。其他分子中的D/H或12 C/13 C的几个上限也有报道。从我们对彗星C/2014 Q2（Lovejoy）的HDO观测中，我们报告了奥尔特云彗星中第一个不大于地球值的…
2016-03-16 astro-ph.EP
Cometary Chemistry and the Origin of Icy Solar System Bodies, the view after Rosetta
对彗星化学的现场研究始于乔托任务在1 P/哈雷彗星上的测量，发现了昏迷中存在复杂的有机物。新的望远镜和空间任务提供了详细的远程和现场测量彗星挥发物的组成。最近，对67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星的罗塞塔任务使彗星中已知的母体物种数量和同位素比率数量增加了一倍多。在66个母种中，有39个也在前恒星云和原恒星云中被发现，这使得彗星冰与前恒星物质的相似性非常有趣。大多数同位素比率是非太阳的。不同彗星间水中D/H的变化表明彗星形成的原行星盘范围很大。所有这些结果都指向一个未凝结的原行星盘，彗星在那里接收了它们的物质。这种多样的起源与太阳形成对比，太阳从大部分坍缩的云中获得物质。在~（67）P的彗发中检测到N_2和Ar，并发现极易挥发的S_2，表明彗星的形成温度较低，为20-30 K。用~（67）P测量的氙同位素比值可以解释地球大气中氙的来源问题。虽然我们可以排除彗星作为大量陆地水的来源，因为它们通常具有较高的D/H，但地球大气中的惰性气体与彗星的输送是相容的。这意味着彗星释放的有机物数量可能非常可观。
2019-08-12 astro-ph.EP
Comets $^{12}$CO$^+$ and $^{13}$CO$^+$ fluorescence models for measuring the $^{12}$C/$^{13}$C isotopic ratio in CO$^+$
本研究为彗星 CO$^+$ 构建了 $^{12}$CO$^+$ 和 $^{13}$CO$^+$ 荧光模型，用于测量 $^{12}$C/$^{13}$C 同位素比，并在 C/2016 R2 彗星中测得 73±20，与太阳系比值一致。
2023-11-09 astro-ph.EP
Isotopic composition of cometary water and the origin of Earth's oceans
本文阐述 PRIMA 任务通过直接测量奥尔特云与柯伊伯带彗星的 D/H 比值，比较彗星储库及陨石同位素组成，以约束早期太阳系模型并探究地球海洋起源。
2025-09-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Evidence for Surprising Heavy Nitrogen Isotopic Enrichment in Comet 46P/Wirtanen's Hydrogen Cyanide
利用ACA观测和SUBLIME辐射转移分析，研究发现彗星46P/Wirtanen的HCN具有异常低的$^{14}$N/$^{15}$N比值，揭示木星族彗星可能存在更强的重氮富集。
2024-09-09 astro-ph.EP
High nitrogen and carbon isotopic ratios in the interstellar comet 3I/ATLAS
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Liège（列日大学）；United States Naval Academy（美国海军学院）；Northumbria University（诺森比亚大学）；Auburn University（奥本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Padova（帕多瓦大学）
研究星际彗星3I/ATLAS的高氮和碳同位素比值，揭示其可能起源于低金属licity恒星外围盘。
2026-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
Incorporation of a Late-forming Chondrule into Comet Wild 2
我们报告的岩石学，O同位素组成，和铝镁同位素系统的球粒碎片从彗星家族野生2，返回地球的美国宇航局的星尘任务。这个物体显示了II型球粒的特征，它是由一个演化的氧同位素库形成的。没有发现Al 26消失的证据，（26 Al/27 Al）0 < 3.0 x 10^-6。假设铝26在太阳星云中均匀分布，这种粒子的结晶至少比最早的太阳系天体晚300万年--与大多数陨石球粒相比相对较晚。我们解释这个对象在柯伊伯带机构的存在，作为晚，大规模运输的小天体之间的内部和外部太阳星云的证据。我们的观测结果限制了木星的形成（如果它比这个彗星球粒离太阳更远，那么它将成为向外运输的障碍），在富含钙铝的包裹体之后超过300万年。
2011-12-30 astro-ph.EP
Krypton isotopes and noble gas abundances in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
欧空局罗塞塔号航天器上的ROSINA质谱仪DFMS探测到67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星彗发中惰性气体氩、氪和氙的主要同位素。早些时候，已经表明氙的同位素组成与太阳系中的其他任何地方都不同。然而，在误差范围内，氩同位素被证明与太阳同位素丰度一致。这种差异表明彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科中存在额外的氙元素。在这里，我们表明，氪也表现出接近太阳的同位素组成。此外，我们发现了一个耗尽相比，太阳的氩相对于氪和氪相对于氙，这是一个必要的假设，除了外来的氙在彗星。
2018-07-11 astro-ph.EP
New 12C/13C and 14N/15N isotopic ratio measurements in Jupiter's stratosphere revealed by ALMA
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理学实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台 LIRA 实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Max-Planck-Institute for Solar System Research, Göttingen（马克斯·普朗克太阳系研究所）
利用ALMA 2017年数据测量木星平流层HCN中碳氮同位素比，发现12C/13C=73±5、14N/15N=245±29，较1998年观测的贫化结果更富集重同位素，可能源于彗星贡献或23年化学演化。
2026-06-12 astro-ph.EP
The Rosetta mission orbiter Science overview the comet phase
国际罗塞塔任务于2004年发射，由轨道航天器罗塞塔和着陆器菲莱组成。该飞行任务的目的是通过遥感绘制67 P Churyumov Gerasimenko彗星的地图，实地考察其环境及其在内太阳系中的演变情况，Rosetta是第一个与彗星会合并绕其轨道运行的航天器，在彗星穿过内太阳系时伴随彗星，并部署了一个着陆器Philae，在彗星表面进行实地科学研究。这次飞行任务的主要目标是：确定彗星核的特征;检查挥发物和耐火材料的化学、矿物学和同位素组成;检查彗星核中挥发物和耐火材料的物理性质和相互关系;研究彗星活动的发展以及核表层和彗发中的过程;详细说明彗星的起源，彗星和星际物质之间的关系以及对太阳系起源的影响;描述小行星，2867 Steins和21 Lutetia。本文介绍了任务操作和科学的总结，重点是从2014年初到2016年9月彗星阶段的罗塞塔轨道器部分。
2017-03-30 astro-ph.EP
Activity and composition of the hyperactive comet 46P/Wirtanen during its close approach in 2018
超活跃彗星是一小群彗星，其活动高于预期。它们似乎比根据其核的大小应该排放更多的水，彗星46 P/Wirtanen就是其中之一。研究它的活动和成分演化，可以为它在太阳星云中的起源和形成区域提供线索。鉴于彗星46 P在2018年异常接近地球，我们的目标是研究其活动和组成的演变，作为近日点前后日心距离的函数。我们使用两台TRAPPIST望远镜，用宽带和窄带滤光片对彗星进行了近一年的监测。利用Haser模型和尘埃代用参数A（$θ$）f $ρ$，计算了OH、NH、CN、C $_3$和C $_2$等5种气体组分的产生率。还用安装在8米ESO VLT上的两台光学高分辨率摄谱仪UVES和ESTERO对彗星进行了观测，以测量C和N的同位素比、氧禁线比和NH $_2$的邻对比。我们遵循了近一年的上升和下降的生产率的不同物种，以及尘埃活动的46 P的前和后近日点。相对丰度相对于CN和OH沿彗星轨道显示恒定和对称的丰度比和一个典型的彗发组成。我们确定了旋转周期的核使用高节奏的观测和长系列的CN图像在几个晚上，我们得到了一个值（9.18 $\pm$ 0.05）小时在近日点。利用46 P彗发的高分辨率光谱，我们推导出100 $\pm$ 20和150 $\pm$ 30的C和N同位素比值，以及绿-红禁氧[OI]线比值为0.23 $\pm$ 0.02。我们测得$_2$邻-对比为3.31 $\pm$ 0.03，并得出…
2023-01-26 astro-ph.EP
High D/H ratios in water and alkanes in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko measured with the Rosetta/ROSINA DFMS
彗星中的同位素丰度是了解太阳系物质历史和起源的关键。水中的氘氢（D/H）比可用于几颗彗星。然而，没有关于彗星在绕太阳运行期间水中D/H比的长期研究报告。直链烷烃是重要的有机分子，在包括彗星在内的几个太阳系天体上都发现了直链烷烃。到目前为止，只有直链烷烃中D/H和13 C/12 C同位素比值的上限可用。这项工作的目的是详细分析在整个罗塞塔任务期间水中的D/H比。此外，提供了67 P/Churyumov-Gerasimenko彗发中前四种直链烷烃的D/H和13 C/12 C比的首次测定。我们分析了Rosetta/ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）的原位测量结果。HDO/H2O的D/H比和H216 O/H217 O的16 O/17 O比在2014年至2016年期间围绕太阳运行期间没有变化。所有D/H比测量值均在1 $σ$范围内，平均值为$5.01\times10^{-4}$，其相对变化为2.0%。这表明67 P的彗发中的D/H比与日心距离、彗星活动水平以及航天器相对于彗核的位置无关。此外，16 O/17 O的比值可以比以前更高的精度确定，产生的值为2347，相对变化为2.3%。对于烷烃，D/H比是H2O的4.1至4.8倍，而13 C/12 C比在不确定性范围内与其他太阳系天体的数据一致。烷烃中相对较高的D/H比与其他彗星有机分子一致，表明这些有机物可能继承自形成太阳系的前太阳分子云。
2022-02-07 astro-ph.EP
Late Delivery of Nitrogen to Earth
大气氮可能是行星可居住性的必要成分，因为它的存在有助于防止行星的水分流失。现今地球大气层中的氮同位素比率，$^{15}$ N/ $^{14}$ N，是原始地球的比率和彗星和小行星可能产生的比率的组合。小行星的氮同位素比例接近地球。这表明它的形成环境与地球相似，或者氮的主要来源是小行星。然而，根据地质记录，地球大气层可能在太古代富含$^{15}$ N。彗星有较高的$^{15}$ N/ $^{14}$ N的比例比目前的地球大气，我们发现，约$5\%$ $\sim$ $10\%$的氮在地球大气中可能已经交付的彗星，以解释目前的地球大气或丰富的$^{15}$ N地球大气。我们模拟了原行星盘中分子氮和氨的雪线半径的演化，发现两者的半径都使它们比主小行星带离太阳更远。通过分析长期共振模型和N体模拟，我们发现位于柯伊伯带的海王星与$ν_8$的近点进动长期共振可能是氮彗星撞击地球的起源。
2018-12-18 astro-ph.EP
The Effect of Cosmic Rays on Cometary Nuclei: I Dose deposition
彗星是小天体，被认为包含了太阳系中最原始的物质。然而，自从它们在4.5 Gy前形成以来，它们已经被不同的过程改变了。虽然没有暴露在太多的电磁辐射中，但它们会经历强烈的粒子辐射。银河宇宙射线和太阳高能粒子具有广泛的能量谱，与彗星表面和次表面相互作用;它们是柯伊伯带或奥尔特云中彗星空间风化的主要来源;也影响彗星凝聚之前的冰。虽然低能粒子只与彗星表面相互作用，但最具活力的粒子会将大量能量沉积到数十米以下。这种相互作用可以改变彗星冰中的同位素比率，并通过辐解产生次级化合物，如O2和H2 O2（论文II：Maggiolo等人，2020年）。在本文中，我们模型的能量沉积的高能粒子作为深度的函数，使用Geant 4应用程序修改，占同位素创建过程。我们对银河宇宙射线和太阳高能粒子沉积在彗星核中的能量进行了定量计算。论文二将讨论能量沉积对彗星冰的同位素和化学成分的影响及其对解释彗星观测，特别是欧空局/罗塞塔航天器对67 P/Churyumov Gerasimenko的观测的影响。
2020-12-10 astro-ph.EP astro-ph.HE physics.space-ph
FeI and NiI in cometary atmospheres. Connections between the NiI/FeI abundance ratio and chemical characteristics of Jupiter-family and Oort-cloud comets
最近在17颗太阳系彗星的光谱中发现了FeI和NiI发射谱线，这些彗星的日心距离在0.68 ~ 3.25 au之间，在星际彗星2 I/Borisov中也发现了FeI和NiI发射谱线。彗星核表面的黑体平衡温度太低，无法蒸发含有金属的难熔尘埃颗粒，使得彗星大气中存在铁和镍原子成为一个令人困惑的观测结果。此外，所测得的NiI/FeI丰度比平均比太阳光球值大一个数量级。我们报告了2018年出现的彗星家族（JFC）46 P/Wirtanen的FeI和NiI生产率和丰度比的新测量结果以及奥尔特云彗星（OCC）C/1996 B2（Hyakutake）的档案数据。这两颗彗星的地心距离分别为0.09 au和0.11 au。发现发射谱线表面亮度与到原子核的投影距离成反比，证实FeI和NiI原子是从原子核表面发射出来的，或者是来自寿命短的母体。考虑到20颗彗星的完整样本，我们发现，镍/铁丰度比的范围是显着更大的JFCs比OCC。我们还揭示了NiI/FeI与C $_2$ /CN、C $_2$ H $_6$ /H $_2$ O和NH/CN之间的显著相关性。碳链和NH耗尽的彗星显示出最高的NiI/FeI比值。这种关系的存在表明，彗星中NiI/FeI丰度比的差异可能与彗星的形成有关，而不是与后发座中的后续过程有关。
2021-07-13 astro-ph.EP
Comet formation in collapsing pebble clouds. What cometary bulk density implies for the cloud mass and dust-to-ice ratio
彗星是在太阳星云的冰线之外形成的冰质星子的残余物。然而，由于生长障碍和时间尺度的限制，从微米大小的尘埃和冰粒生长到公里大小的物体是困难的。通过流动不稳定性形成的卵石云的引力坍缩可能为彗星的形成提供了合适的机制。我们研究了厘米大小的多孔冰/灰尘混合卵石的碰撞压缩崩溃卵石云。为此，我们开发了一个碰撞模型的鹅卵石组成的混合物的冰和灰尘，其特征在于其灰尘冰的质量比。使用最终压缩的卵石，我们约束组合的初始云质量，初始pepple孔隙度，和尘冰比，导致cometesimals这是一致的，与观察到的散装性质的彗星核。我们发现，所观察到的高孔隙度和低密度的彗星核的~0.5克/立方厘米，只能解释，如果彗星形成的云质量约M> 1 e18克。质量较低的云只有在卵石最初非常致密的情况下才能起作用。此外，尘埃与冰的比例必须在3到9之间，才能与观测到的彗星核的整体性质相匹配。（节略本）
2016-01-21 astro-ph.EP
Molecular observations of comets C/2012 S1 (ISON) and C/2013 R1 (Lovejoy): HNC/HCN ratios and upper limits to PH3
我们目前的分子观测进行了IRAM 30米望远镜在波长约1.15毫米的奥尔特云彗星C/2012 S1（ISON）和C/2013 R1（洛夫乔伊）时，他们分别在0.6和1 au，从太阳。我们检测到HCN，HNC，和CH 3OH在这两个彗星，连同离子HCO+在彗星ISON和一些弱的未识别线在彗星洛夫乔伊，其中之一可能被分配到甲胺（CH 3 NH 2）。对HCN J = 3-2谱线的监测显示，在11月14.4 UT，ISON彗星的亮度增强了10倍，这是由于一次爆发性的活动，其确切的起源尚不清楚，尽管它可能与原子核的某些分裂有关。这组CH_3OH谱线被用来计算彗发的动力学温度，ISON彗星为90 K，Lovejoy彗星为60 K。HNC/HCN的比例，0.18在ISON和0.05在洛夫乔伊，是类似于那些发现在大多数以前的彗星，是一致的增强HNC彗星接近太阳。磷化氢（PH 3）也在两颗彗星中通过其基本的1-0跃迁进行了搜索，但都没有成功，并推导出了对应于PH 3/H2O比比太阳P/O元素比高4- 1 - 0倍的3 sigma上限。
2014-03-08 astro-ph.EP
Herschel measurements of the D/H and 16O/18O ratios in water in the Oort-cloud comet C/2009 P1 (Garradd)
彗星水中的D/H比被认为是冰质星子形成条件的重要指标，并可以提供彗星向地球输送水和其他挥发物的线索。现有的测量表明，彗星种群中存在同位素多样性。赫歇尔空间天文台揭示了彗星族彗星103 P/哈特利2号的D/H比类似海洋，而在奥尔特云彗星中测量的大多数值都是海洋D/H比的两倍。我们在这里提出了对奥尔特云彗星水中D/H比的新测量。利用Herschel HIFI仪器在C/2009 P1（Garradd）彗星上观测到高信噪比的HDO、H_2O和H_2^18O谱线。得到了两条水线的光谱图，以约束水的激发。由测得的H_2^16O和HDO生成速率导出的D/H比为2.06 +/-0.22 × 10~（**）-4。这一结果表明，奥尔特云彗星水中的D/H并不像以前认为的那么高，至少对于一小部分彗星来说是这样，因此所有奥尔特云彗星都具有单一的原型D/H比的范例不再成立。尽管如此，C/2009 P1（Garradd）中测量的值明显高于地球海洋的值1.558 X 10 **-4。然而，测得的H_2^16O/H_2^18O比值为523 +/-32，这与地球上的值是一致的。
2012-07-31 astro-ph.EP
Xenon Isotopes Identify Large-scale Nucleosynthetic Heterogeneities across the Solar System
陨石和行星天体中的核合成同位素异常有助于我们理解太阳系的形成。榴辉岩的同位素系统学证明了太阳系中同位素库之间存在物理分离。大气中氙（Xe）的同位素组成表明，它的祖先U-氙相对于太阳系或球粒陨石系的端元来说，134 Xe和136 Xe同位素是贫化的。这一缺陷支持了核合成不均匀性在太阳系形成期间持续存在的观点。对彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科（Churyumov-Gerasimenko，67 P）发出的氙的测量发现，相对于太阳气体，彗星气体在这些同位素方面存在类似但更极端的不足。在这里，我们表明，从67 P的数据表明，两个不同的来源贡献氙同位素与r-过程的太阳系。h-过程至少贡献了太阳系136 π的29%（2 σ）。这些r-过程成分和s-过程的混合物，与彗星的重同位素特征相匹配，导致大气中p-同位素的前体物质耗尽。只有在同位素混合物中加入纯的p过程氘，124氘/132氘和126氘/132氘的比值才能回到类似太阳的值。在太阳系物质中没有检测到纯p-过程同位素，p-过程同位素的变化总是与r-过程同位素的变化相关。在太阳系中，星际介质的p-过程合并发生在r-过程核素或物质合并之前，太阳系外缘的物质携带着与母天体中保存的不同的太阳前源混合物。
2020-02-14 astro-ph.EP nucl-th
Spectroscopic Observations of New Oort Cloud Comet 2006 VZ13 and Four Other Comets
2007年8月，Cerro-Tololo Inter-American Observatory 1.5米望远镜获得了2006 VZ 13（LINEAR）、2006 K4（NEAT）、2006 OF 2（Broughton）、2 P/Encke和93 P/Lovas I彗星的光谱数据。彗星2006 VZ 13是一颗新的奥尔特云彗星，它显示出CN的强谱线（3880埃），C_2的天鹅谱带序列（4740、5160和5630埃），C_3的天鹅谱带序列（4056埃）和其他微弱的物质。在其他彗星的光谱中也发现了谱线。记录了每颗彗星的CN、C_2（Delta v =+1，0）和C_3线的通量测量值，并导出了产生率和比率。当把彗星看作一个群体时，C_2和C_3的产生与CN有一定的相关性，但没有确凿的证据表明C_2和C_3的产生率比取决于日心距离。还测量了连续体，并计算了粉尘产生量和尘气比。有一个总的趋势，为集团的彗星，之间的尘埃与气体的比率和日心距离，但它不依赖于动力学的年龄或类。彗星2006 VZ 13被确定为贫碳（或坦普尔1型）彗星。
2009-10-02 astro-ph.EP
High resolution optical spectroscopy of the $\mathrm{N_2}$-rich comet C/2016 R2 (PanSTARRS)
对彗星C/2016 R2（PanSTARRS）的早期观测表明，这颗彗星的组成非常奇特。我们获得了高分辨率光谱的彗星在2月时，它是在2.8 au的太阳。我们使用了ESO VLT的UVES光谱仪，并辅以TRAPPIST望远镜获得的窄带图像。我们检测到离子$\mathrm{N_2^+}$和$\mathrm{CO^+}$的强烈发射，但也有$\mathrm{CO_2^+}$，CH自由基的发射，以及CN，$\mathrm{C_2}$和$\mathrm{C_3}$自由基的微弱发射，这些在以前的彗星观测中没有检测到。我们没有检测到OH或$\mathrm{H_2O^+}$，并推导出$\mathrm{H_2O^+/CO^+}$比的上限为0.4，这意味着彗星有一个低的水丰度。我们测量$0.06\pm0.01$的$\mathrm{N_2^+/CO^+}$比率。没有探测到$\mathrm{NH_2}$表明彗星的大部分氮含量位于$\mathrm{N_2}$内。加上高的$\mathrm{N_2^+/CO^+}$比率，这可能表明彗星的形成温度较低，或者彗星是一个大的差异柯伊伯带天体的碎片。$\mathrm{CO_2^+/CO^+}$比例为$1.1\pm0.3$。我们没有探测到$\mathrm{^{14}N^{15}N^+}$谱线，只能把从$\mathrm{N_2^+}$测得的$\mathrm{^{14}N/^{1…
2019-01-03 astro-ph.EP
$\textit{Herschel}$/SPIRE Observations of Water Production Rates and Ortho-to-Para Ratios in Comets
本文介绍了$\textit{Herschel}$ /SPIRE光谱观测的几个基本旋转的ortho-和para-water转换看到的三个彗星族彗星和奥尔特云彗星。辐射转移模型，其中包括激发碰撞与中性粒子和电子，并通过太阳红外辐射被用来产生合成发射谱线轮廓起源于彗星彗发。确定了邻对对位比（OPR），并用于推导所有彗星的产水率。与使用OPR为3得出的产水率进行比较。在这项研究中，三颗彗星的OPR远低于统计平衡值3，但它们与彗星1 P/Halley和C/2001 A2（LINEAR）以及原行星盘TW Hydrae的观测结果一致。这些结果提供的证据表明，OPR的变化是由升华后的气相核自旋转换过程。所有彗星的产水率同意与以前的工作，一般来说，随着增加核心偏移减少。这可能是由于温度分布，额外的水源，或彗星的OPR变化，或模型不准确。
2016-12-05 astro-ph.EP
Terrestrial deuterium-to-hydrogen ratio in water in hyperactive comets
彗星水的D/H比在奥尔特云彗星和柯伊伯带的彗星族彗星中都显示为地球海洋值的1至3倍。我们提出了新的敏感的光谱观测水同位素在彗星家族46 P/Wirtanen进行了使用GREAT光谱仪搭载平流层红外天文台（SOFIA）。推导出的$(1.61 \pm 0.65) \times 10^{-4}$的D/H比与地球海洋中的D/H比相同。虽然统计数据有限，但我们表明，在现有数据中，有趣的趋势已经变得明显。在D/H比和活性分数（定义为活性表面积与总核表面的比率）之间可以看到明显的反相关性。彗星的活跃分数高于0.5，通常在水中的D/H比与地球上的值一致。这些极度活跃的彗星，如46 P/Wirtanen，在它们的彗发中需要额外的水蒸气来源，这可以用从核中喷出的升华冰粒来解释。观测到的相关性可能表明，极度活跃的彗星属于一群富含冰的天体，它们形成于雪线之外，或者说形成于太阳星云的最外层区域，是由在早期星盘演化过程中向外输送的内盘中经过热处理的水形成的。所观察到的反相关的活动部分和核的大小似乎反对第一种解释，作为星子附近的雪线预计将经历快速增长。或者，由于升华时的分馏效应，从核和冰粒中脱气的水的同位素性质可能不同。在这种情况下，所有彗星可能在水中具有与地球相同的D/H比，这对早期太阳系和地球海洋的起源具有深远的影响。
2019-04-23 astro-ph.EP
Photochemistry of atomic oxygen green and red-doublet emissions in comets at larger heliocentric distances
在彗星中，原子氧的绿色与红色双重态发射强度比（G/R比）为0.1，已被用来证实H $_2$ O是产生氧发射谱线的母体。在少数彗星中观察到的较大的G/R比值（$>$ 0.1）是由于彗星彗发中存在较高的CO $_2$和CO相对丰度。我们的目的是研究CO $_2$和CO相对丰度对观测到的G/R比在大（$>$ 2 au）的日心距离彗星的影响占重要的生产和损失过程的O（$^1$ S）和O（$^1$ D）的彗星昏迷。最近我们发展了一个化学-发射耦合模型来研究百武彗星和海尔-波普彗星中O（$^1$ S）和O（$^1$ D）原子的光化学以及绿光和红光双重谱线的产生。在目前的工作中，我们将该模型应用于六颗彗星，当它们距离太阳超过2 Au时，可以观察到绿色和红色的双峰排放。在水主导的彗星彗发和显着的（$>$ 10%）CO $_2$相对丰度，光解的H $_2$ O主要控制的红色双峰发射，而CO $_2$控制的绿线发射。如果一颗彗星的CO $_2$和H $_2$ O的组成相等，那么大约50%的红色双峰发射强度是由CO $_2$的光解控制的。用该模型计算的G/R比值和绿、红双谱线宽度与观测结果一致。我们的模型计算表明，在低气体生产率彗星的G/R比大于0.1，可以用来限制上限的CO $_2$的相对丰度的狭缝投影面积的彗发大于碰撞区。如果一颗彗星的CO $_2$和H $_2$ O的丰度相等，那么红色双峰发射明显…
2014-05-02 astro-ph.EP
The refractory-to-ice ratio in comet 67P: implications on the composition of the comet-forming region of the protoplanetary disk
本研究结合Rosetta任务的ROSINA和COSIMA数据，通过蒙特卡洛方法约束彗星67P的难熔物与冰比率，推导其体元素丰度，揭示其形成于25-35 au的原行星盘区域。
2025-01-29 astro-ph.EP
Evidence for depletion of heavy silicon isotopes at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
上下文罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪（ROSINA）旨在测量欧洲航天局罗塞塔任务的目标67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星的昏迷气体成分。除了挥发物，ROSINA还测量了太阳风质子与彗星表面相互作用而从彗星上溅射下来的耐火材料。目的。不同太阳系物质的起源仍有很大争议。同位素比率可用于区分不同的储层，并研究太阳系形成过程。方法. ROSINA由两个质谱仪和一个压力传感器组成。在ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）中，彗星起源的中性气体被电离，然后在电场和磁场中偏转，根据它们的质荷比分离离子。DFMS具有高质量分辨率、动态范围和灵敏度，可检测稀有物质和已知的主要挥发物。结果我们用罗塞塔航天器上的ROSINA仪器测量了所有三种稳定硅同位素的相对丰度。此外，我们测量了$^{13}$ C/ $^{12}$ C中的C $_2$ H $_4$，C $_2$ H $_5$，和CO。DFMS原位测量表明，平均硅同位素组成表明，相对于$^{28}$ Si和太阳丰度，重同位素$^{29}$ Si和$^{30}$ Si耗尽，而$^{13}$ C到$^{12}$ C在分析上与散装行星和陨石组成无法区分。虽然重硅同位素的缺乏的起源不能明确地解释，我们讨论的机制，可能有助于测量耗尽的同位素$^{29}$ Si和$^{30}$ Si。
2017-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ionic emissions in comet C/2016 R2 (Pan-STARRS)
我们使用安装在印度阿布山红外天文台1.2米望远镜上的低分辨率光谱仪对一颗奇特的彗星C/2016 R2（Pan-STARRS）进行了观测。这颗彗星在2018年1月的两个日期被观测到，当时它的日心距离为2.8 AU。根据我们的观测结果进行的研究表明，这颗彗星的光谱与一般彗星的光谱相比是非常不寻常的。大多数主要的彗星排放物，如C $_{2}$，C $_{3}$和CN，在彗星C/2016 R2中不存在。然而，彗星光谱显示出非常强的发射带离子物种，如CO $^{+}$和N $_{2}^{+}$。从光谱中得出的平均N $_{2}$ /CO比值为0.09 $\pm$ 0.02，与太阳星云相比，该比值的损耗因子估计为1.6 $\pm$ 0.4。我们还探测到了超过5400埃的微小发射特征，尽管是轻微的。从它们的发射带计算CO $^{+}$和N $_{2}^{+}$的柱密度。光谱表明彗星冰主要由CO组成。与太阳星云相比，这颗彗星中N $_{2}$ /CO比的消耗因子较低，而且彗星的异常光谱是其形成位置的独特处理的结果在早期的太阳星云中。
2020-04-21 astro-ph.EP
Potassium detection and Lithium depletion in comets C/2011 L4 (Panstarrs) and C/1965 S1 (Ikeya-Seki)
2013年3月21日，在意大利的天文观测站（Osservatorio Astronomico Campo dei Fiori）获得了C/2011 L4（Panstarrs）彗星的高分辨率狭缝摄谱仪，其日心距离为r = 0.46天文单位。钠的发射谱线在光谱中是最强的，这在彗星中很常见，但也检测到钾线。自从最明亮的彗星C/1965 S1（池谷关）出现以来，很少在彗星中观察到这些现象。锂没有被检测到，严格的上限，其丰度相比，其他碱推导。我们获得了Na/K = 54 +/-14和Na/Li > 8000的丰度比。以及在水星外逸层（Leblanc & Douressoundiram 2011）}中，我们表明碱尾开始时的光电离可能会使太阳比Na/K = 15.5（Asplund et al 2009）增加3倍，接近于与观测值相匹配所需的值。在相同的尾部位置，Na/Li比仅增加了2倍，与匹配原始陨石比所需的> 8倍相差甚远。我们将同样的模型应用于C/1965 S1（池谷关）彗星的相似碱数据（Preston 1967），得到了一致的结果。原始太阳Na/K比符合在狭缝尺寸内的碱尾开始时的观测值，而Li以> 8的因子耗尽。
2013-07-18 astro-ph.EP
Photometry and high-resolution spectroscopy of comet 21P/Giacobini-Zinner during its 2018 apparition
本文报道了化学性质奇特的彗星族21 P/Giacobini-Zinner的测光和高分辨光谱学研究。彗星21 P是碳链耗尽家族的一个众所周知的成员，但也显示出胺的耗尽。我们用两台TRAPPIST望远镜（TN和TS）连续监测了七个多月的彗星，覆盖了从1.60 au入境到2.10 au出境的大日心距离范围，近日点在2018年9月10日的1.01 au。我们计算并跟踪了彗星轨道上尘埃（以Af $ρ$表示）和子种OH、NH、CN、C $_3$和C $_2$的气体产生率及其相对于OH和CN的丰度的演化。我们将它们与之前的显灵进行了比较。彗星的活动和产水率在2018年8月17日达到最大值（3.72 $\pm$ 0.07）$\times$ 10 $^{28}$ molec/s（r $_h$ =1.07 au），即近日点前24天。在红色滤光片中，A（0）f $ρ$的峰值在同一天达到（1646 $\pm$ 13）cm。在近日点前后，各种物种的丰度比在很大的日心距离范围内都是非常恒定的，这表明核表面的冰具有高度的均匀性。彗星的行为和活动水平在过去五个轨道上也非常相似。关于彗发尘埃的颜色，21 P显示出类似于JFC的反射梯度。在近日点后一周，我们在ESO VLT上用UVES获得了21 P的高分辨光谱。使用CN B-X（0，0）紫带，我们测量了$^{12}$ C/ $^{13}$ C和$^{14}$ N/ …
2020-06-09 astro-ph.EP
The similarity of the interstellar comet 2I/Borisov to solar system comets from high resolution optical spectroscopy
2 I/Borisov -以下简称2 I-是在太阳系中观测到的第一颗可见的活跃星际彗星，这使我们第一次能够从另一个系统中取样组成成分。我们报告了在2019年11月15日至2020年3月16日的四个月内，用位于帕拉纳尔的ESO甚大望远镜的高分辨率光谱仪UVES监测2 I的情况。我们的目标是描述2 I相对于太阳系彗星的活动和组成。我们收集了高分辨率光谱在12个不同的时期，从2.1金前近日点后2.6金近日点。在2019年12月24日和26日，接近近日点，我们检测到309 nm（0-0）波段的几条OH线，并推导出$2.2\pm0.2 \times 10^{26}$分子/秒的产水率。在不同的时期检测到的三个[OI]禁氧线，我们得出了一个绿色到红色的双重强度比（G/R）的$0.31\pm0.05$接近近日点。NH $_2$邻位和对位线从不同的频带进行了测量，并允许我们推导出邻对位比（OPR）的$3.21\pm0.15$，相应的OPR和自旋温度的氨的$1.11\pm0.08$和$31^{+10}_{-5}$ K，分别。这些数值与通常测量的太阳系彗星的数值一致。还检测到自由基NH（336 nm）、CN（388 nm）、CH（431 nm）和C $_2$（517 nm）的发射谱线。几个FeI和NiI线被确定，并测量其强度，以提供一个log（NiI/FeI）= $0.21\pm0.18$的比值与最近在…
2021-06-08 astro-ph.EP
Inferring the CO2 Abundance in Comet 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková from [O I] Observations: Implications for the Source of Icy Grains in Cometary Comae
本研究利用 [O I] 谱线比分析超活跃木星族彗星 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková，测得其 CO2/H2O 比为 22.9 +/- 1.4%，发现 CO2 升华驱出冰晶并非影响彗核活跃分数的唯一因素。
2024-01-01 astro-ph.EP
Chemo-dynamical deuterium fractionation in the early solar nebula: The origin of water on Earth and in asteroids and comets
太阳系中水的形成和演化以及地球上水的起源是天文学中最有趣的问题之一。关于地球上的水的起源，流行的假说是通过富含水的小太阳系天体输送的。本文研究了太阳星云早期历史中水的同位素和化学演化。将一个包含多氘物质和核自旋态的气粒化学模型与稳态太阳星云模型相结合。为了计算初始丰度，我们模拟了100万年的冷而暗的TMC 1-类星前核的演变。计算了100万年以上太阳星云的两个含时化学模型：（1）层流模型和（2）二维湍流混合模型。我们发现，径向向外增加的H2O D/H比是浅的化学动力学星云模型相比，层流模型。这与通过快速气相过程更有效地去分馏HDO有关，因为2D混合模型允许水冰向内运输并热蒸发或向上运输并光解吸。层流模型显示地球水的D/H比在r ~<2.5 AU，而对于二维化学动力学模型，该区域较大，r ~<9 AU。类似地，奥尔特族彗星的水的D/H比约为2.5-10 x 10-4，在层流和2D模型中分别在约2-6 AU和约2-20 AU内实现。我们发现，关于水的同位素组成和彗星的起源，混合模型似乎优于层流模型。
2014-01-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
Molecular investigations of comets C/2002 X5 (Kudo-Fujikawa), C/2002 V1 (NEAT), and C/2006 P1 (McNaught) at small heliocentric distances
我们提出了独特的光谱射电观测彗星C/2002 X5（工藤藤川），C/2002 V1（NEAT），和C/2006 P1（麦克诺特），这是在$r_h ~ 0.2 AU的太阳在2003年和2007年。当这些彗星暴露在来自太阳的强烈加热下时，在每颗彗星中都检测到了OH、HCN、HNC、CS和CH 3OH分子。在彗星C/2002 X5和C/2006 P1中分别检测到HC 3 N和HCO+。我们表明，在这些非常富有成效的彗星接近太阳的光分解的太阳紫外线辐射屏蔽起着不可忽视的作用。气体膨胀速度和昼夜不对称的加速也被测量和建模。在r_h = 1AU时，CS的光解寿命约为2.5 × 10 ~（**）-5s ~（-1）。将相对丰度与C/2002 X5或其他彗星的更远观测值进行比较。在距离太阳0.5和0.1天文单位之间，测量到高的HNC/HCN生产率比，在10%至30%的范围内。在所有三颗彗星中都证实了彗星彗星中CS显著富集的趋势（CS/HCN与r_h ~（**）-0.8成正比）。在低rh时，CH_3OH/HCN生成速率比减小。彗星C/2002 X5中的HC 3 N/HCN产生率比任何其他彗星都高出四倍。
2011-02-24 astro-ph.EP
Nebular dead zone effects on the D/H ratio in chondrites and comets
彗星和彗星的氘氢比（D/H）表现出非单调的行为，这是它们与太阳形成位置的函数。这很难用经典的原行星盘模型来解释，该模型具有从太阳开始半径逐渐降低的温度结构。我们想知道，如果一个原行星盘有一个死区，一个零或低湍流的区域，可以解释在彗星和彗星中测量的D/H值。我们使用的时间快照的垂直分层磁盘模型与湍流表面层和死区的中平面。由于死区外部的自重力加热增加，圆盘具有非单调的温度结构。我们将其耦合到D/H比演化模型，以量化这种热分布对星云中D/H富集的影响。我们发现，在磁盘中的局部温度峰值可以解释的差异，在D/H比的不同？这种盘温度分布导致非单调的D/H富集演化，使这些家庭获得不同的D/H值，同时形成紧密接近。我们推断这些家庭的形成顺序是兼容的推断，从他们的水丰度。然而，我们发现，即使是非常年轻的磁盘，热剖面反转是太接近太阳的彗星相关。
2015-08-02 astro-ph.EP
High-resolution optical spectroscopic observations of comet 21P/Giacobini-Zinner in Its 2018 apparition
21 P/Giacobini-Zinner彗星是一颗特殊的彗星，从其尘埃颗粒的化学和物理性质来看。我们对彗星进行光学高分辨率光谱观测。得到了水正离子（H $_2$ O $^+$）和胺基自由基（NH $_2$）的氧禁戒线（557.7、630.0和636.4 nm）的强度比和邻对丰度比（OPR s），但仅限定了胺基自由基中$^{14}$ N/ $^{15}$ N的上限。H $_2$ O $^+$和NH $_2$的OPR与其他彗星相似，尽管这些OPR的真正含义仍有争议。根据对氧原子禁戒发射谱线的观测，可以推断该彗星是CO耗尽的$_2$。考虑到彗星21 P/Giacobini-Zinner在近红外区发现的其他高挥发性物质的耗尽和复杂有机物的存在，这颗彗星可能形成于太阳星云中比其他彗星更温暖的区域。
2020-04-23 astro-ph.EP
Isotopic Ratios of Carbon and Oxygen in Titan's CO using ALMA
我们报告的一氧化碳（CO）及其同位素在土卫六的大气中使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的干涉观测。检测到以下跃迁：CO（J = 1-0，2-1，3-2，6-5）、$^{13}$ CO（J = 2-1，3-2，6-5）、C $^{18}$ O（J = 2-1，3-2）和C $^{17}$ O（J = 3-2）。分子丰度和垂直大气温度廓线是通过使用NEMESIS（一种逐线辐射转移程序）模拟观测到的发射线廓线得到的。我们提出了第一次光谱检测的$^{17}$ O在太阳系外与C $^{17}$ O检测在> 8 $σ$的信心。CO的丰度被确定为49.6 ${\pm}$ 1.8 ppm，假定随海拔高度而恒定，同位素比$^{12}$ C/ $^{13}$ C = 89.9 ${\pm}$ 3.4，$^{16}$ O/ $^{18}$ O = 486 ${\pm}$ 22，$^{16}$ O/ $^{17}$ O = 2917 ${\pm}$ 359。$^{12}$ C/ $^{13}$ C和$^{16}$ O/ $^{18}$ O比值的测量是迄今为止在土卫六大气CO中获得的最精确的值。我们的研究结果与以前的研究结果一致，并建议没有显着偏离标准的地球同位素比值。
2016-02-24 astro-ph.EP
The origins and concentrations of water, carbon, nitrogen and noble gases on Earth
地球上的氢和氮的同位素组成明显不同于形成太阳系的星云气体，也不同于大多数彗星的值。地球上的氮和氢同位素组成在原始陨石的特征值范围内，这表明地球上的水，氮和其他挥发性元素起源于一个宇宙化学水库，也来源于原始陨石的母体。原太阳星云（PSN）的残余物仍然存在于地幔中，可能标志着行星生长早期阶段PSN气体的封存。彗星挥发物的贡献似乎仅限于地球挥发物总量中的少数几种。氢，氮，氖和氩的同位素签名可以解释为两个端元之间的太阳和南极组成的混合，分别，并不需要同位素分馏过程中的早期大气的流体动力逃逸。地球上的40 Ar（在地球历史上由40 K衰变产生）表明，放射成因的氩的很大一部分可能仍然被困在硅酸盐地球中。通过将其他挥发性元素的丰度标准化为这种同位素，我们提出地球并不像以前认为的那样缺乏挥发性。我们的星球可能确实含有高达~3000 ppm的水（优选范围：1000-3000 ppm）和高达~500 ppm的C，两者大部分都封存在固体地球中。这一挥发物含量相当于碳质球粒陨石（CI-CM）物质对干燥原地球的~2（+/-1）%贡献，这高于主张解释地幔铂族元素预算的球粒陨石物质的贡献。这样一个（相对）高的贡献挥发物丰富的物质是一致的吸积的一些湿的星子在地球吸积。
2014-05-24 astro-ph.EP
Ground-based Multiwavelength Observations of Comet 103P/Hartley 2
彗星家族103 P/哈特利2号（103 P）是美国宇航局EPOXI任务的目标。为了支持这项任务，我们在UT 2010年11月4.58日航天器会合前的三周内对103 P彗星进行了从无线电到亚毫米波长的观测。这段时间包括在近日点通过和彗星最接近地球。在这里，我们报告的检测HCN，H2 CO，CS和OH和上限HNC和DCN对103 P，使用亚利桑那州射电天文台基特峰12米望远镜（ARO 12米）和亚毫米望远镜（SMT），詹姆斯克拉克麦克斯韦望远镜（JCMT）和格林班克望远镜（GBT）。根据GBT OH数据，可以确定水的产生速率QH 2 O =（0.67 - 1.07）x 10^28 s^-1。根据HCN和H2 CO相对于水的平均丰度比（分别为0.13 +/-0.03%和0.14 +/-0.03%），我们得出结论，H2 CO是贫化的，HCN相对于典型观测到的彗星混合比是正常的。然而，HCN与水的丰度比显示出很大的差异随时间的推移。使用JCMT数据，我们测量到DCN/HCN比率的上限<0.01。11月2日对邻-H2 CO和对-H2 CO的连续观测（来自JCMT获得的数据）使我们能够推导出邻：对比（OPR）~ 2.12 +/- 0.59（1 σ），对应于Tspin > 8 K（2 σ）。
2014-07-08 astro-ph.EP
Discovery statistics and the 1/a-distribution of long-period comets detected over the 1801-2017 period
在过去的二十年里，我们一直在观察长周期彗星（LPC）的发现，特别是那些具有大近日点距离的彗星。我们收集了在1801-2017年期间发现的LPC的完整样本的数据，包括它们的密切轨道，发现时刻（研究发现距离）和原始半长轴（研究大近日点与小近日点LPC的数量比与1/a原始值的函数，并构建1/a原始值的精确分布）。为了尽量减少抛物线彗星对这些分布的影响，我们确定了20多个以前被归类为抛物线彗星的LPC的最终轨道（包括偏心率）。我们发现，奥尔特穗彗星内的大近日点彗星的百分比显着高于一组的LPC与<10000 AU，这两组的大近日点，小近日点彗星的比例自1970年以来系统地增长。还讨论了小近日点和大近日点的奥尔特峰的不同形状。在5000-100天文单位范围内，随着半长轴的缩短，大近日点与小近日点的比值显著减小。分析发现的情况下，我们发现，奥尔特穗彗星被发现在更大的地心和日心距离比其余的LPC统计。这两组LPC中大近日点彗星的百分比差异可能是一个众所周知的彗星衰落过程的直接结果，这是由于它们的表面在连续的近日点通过期间老化和/或反映了不同的实际q分布。
2019-01-07 astro-ph.EP
Observations of [O I] emission in Comets C/2014 Q2 (Lovejoy) and C/2007 N3 (Lulin): Possible Influence of Solar Activity on Oxygen Line Ratios
Appalachian State University（阿巴拉契亚州立大学）；University of Maryland（马里兰大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究通过观测 [O I] 发射探讨太阳活动对彗星氧线比值影响，比较不同模型对 CO₂ 浓度的预测与空间测量结果。
2026-04-23 astro-ph.EP
A D/H Ratio Consistent with Earth's Water in Halley-type Comet 12P from ALMA HDO Mapping
本研究利用 ALMA 对哈雷型彗星 12P 的 HDO 测绘，测得彗发水 D/H 比为 (1.71±0.44)×10⁻⁴，与地球海洋水一致，暗示奥尔特云水冰与地球水可能同源。
2025-08-08 astro-ph.EP
Strong CO$^+$ and N$_2^+$ Emission in Comet C/2016 R2 (Pan-STARRS)
报道了2017年11月和12月麦克唐纳天文台0.8m和2.7m望远镜对C/2016~R2（Pan-STARRS）彗星的成像和光谱观测结果。这颗彗星在两组观测中的日心距离都大于3\，{ \sc au}。图像显示了一个发育良好的尾巴，其特性表明它是一个离子尾巴。光谱证实，我们观察到了CO $^+$和N $_2^+$的发达谱带。探测到的N $_2^+$无疑是彗星，是彗星光谱中探测到的N $_2^+$最强的波段之一。我们推导出这两种离子的比例，并由此推导出N $_2$ /CO = 0.15。这是彗星中最高的比例。注：勘误表- N2/CO=0.06而非0.15。
2018-03-14 astro-ph.EP
Optical spectroscopy of comets using Hanle Echelle Spectrograph (HESP)
研究利用 HCT 上的 HESP 获取四颗彗星 R=30000 与 60000 的光学光谱，识别分子转动谱线并分析 [OI] G/R 比、NH₂ 正仲比及氨自旋温度。
2024-03-03 astro-ph.EP
Submillimetric spectroscopic observations of volatiles in comet C/2004 Q2 (Machholz)
我们的目标是确定生产率的几个父母和产品挥发物和12 C/13 C同位素碳比的长周期彗星C/2004 Q2（Machholz），这是可能来自奥尔特云。2005年1月，在日心距离为1.2天文单位处，利用亚毫米望远镜（SMT）进行高分辨率光谱观测，测量了彗发中几个分子的高信噪比谱线发射。我们已经得到了几种挥发物（CH_3OH，HCN，H_（13）CN，HNC，H_2CO，CO和CS）的生产率通过比较观察到的和模拟的线积分强度。此外，CH 3OH（7-6）系列的多线观测允许我们使用旋转图技术来估计旋转温度。我们发现，这些线采样的水平的CH 3 OH的人口分布可以描述的旋转温度为40 \pm 3 K。推导出的相对于氰化氢的混合比为CO/CH 3OH/H2 CO/CS/HNC/H13 CN/HCN = 30.9/24.6/4.8/0.57/0.031/0.013/1，假设由于观测时的不确定星历和望远镜指向误差，指向偏移为8”。在C/2004 Q2（Machholz）中测得的相对分子丰度介于奥尔特云彗星中获得的低到典型值之间，这表明它以前曾访问过内部太阳系并经历过热处理。HNC/HCN丰度比约为3.1%，与其他彗星相当，说明了对日心距离的依赖性，并且可能由低温大气中的离子分子化学过程来解释。根据试验性H13 CN检测，H12 CN/H13 CN同位素对的97 \pm 30的测量值与大地值一致。
2012-08-21 astro-ph.EP
A survey of volatile species in Oort cloud comets C/2001 Q4 (NEAT) and C/2002 T7 (LINEAR) at millimeter wavelengths
彗星C/2001 Q4（NEAT）和C/2002 T7（LINEAR）的彗发线发射是在2004年5月7日至11日连续五个晚上，在日心距离分别为1.0和0.7天文单位的情况下，通过使用10米亚毫米望远镜（SMT）的高分辨率光谱学测量的。我们提出了一个搜索六个母和产品挥发性物种（HCN，H2 CO，CO，CS，CH 3OH，和HNC）在这两个彗星。CH 3OH J = 5-4系列的多线观测允许我们使用旋转图技术来估计旋转温度。我们推导出C/2001 Q4（NEAT）的旋转温度为54（9）K，C/2002 T7（LINEAR）的旋转温度为119（34）K，这与距离太阳相似的其他彗星的观测结果大致一致。气体产生率的材料计算使用球对称分子激发代码，其中包括中性粒子和电子之间的碰撞。我们发现彗星C/2001 Q4（NEAT）的HCN产生速率为2.96（5）e26 molec.s-1，对应于相对于H2O的混合比为1.12（2）e-3。在观测期间，C/2002 T7彗星（LINEAR）的平均HCN生成速率为4.54（10）e26 molec.s-1，这给出了Q_HCN/Q_H2O混合比为1.51（3）e-3。与系统较低的混合比彗星C/2001 Q4（NEAT），生产率比观察到的物种相对于H2O位于典型的范围内的动态新彗星在这两个对象。我们发现一个相对较低的丰度CO在C/2001 Q4（NEAT）的…
2013-10-04 astro-ph.EP
A Herschel Study of D/H in Water in the Jupiter-Family Comet 45P/Honda-Mrkos-Pajdusakova and Prospects for D/H Measurements with CCAT
我们提出了赫歇尔观测的水同位素在大气中的彗星家族45 P/本田Mrkos Pajdusakova。未检测到HDO排放，D/H比的3 σ上限为2.0 × 10-4。这一数值与赫歇尔早期对彗星族103 P/哈特利2号的测量结果一致。在奥尔特云彗星的样本中，在赫歇尔之前测量的3 × 10-4的正则值可以在4.5 σ水平上排除。这里提出的意见，进一步证实了多样性的D/H比存在于彗星人口，并强调需要额外的测量与未来的地面设施，如CCAT，在后赫歇尔时代。
2013-07-25 astro-ph.EP
ALMA Autocorrelation Spectroscopy of Comets: The HCN/H^13CN ratio in C/2012 S1 (ISON)
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）是高分辨率彗星测绘的有力工具，但由于缺乏非常短的基线，主干涉仪（由50 x12米天线组成）对最大的彗差尺度不敏感。在这项工作中，我们提出了一种新的技术，采用ALMA自相关数据（同时获得的干涉观测），有效地对待整个12米阵列作为一个集合的单碟望远镜。使用28个有源天线的组合自相关谱，我们恢复了彗星C/2012 S1（ISON）的扩展HCN彗发发射，与干涉仪相比，检测到的线亮度增加了14倍。这导致了在这颗彗星中首次探测到H^13 CN的旋转发射。利用一个详细的彗发辐射转移模型，考虑了光学深度和非LTE激发效应，我们得到了H^12 CN/H^13 CN的比值为88+-18，与地球上的数值89相匹配，这与原太阳吸积盘中彗星形成过程中HCN缺乏同位素分馏相一致。因此，证明了未来发现的可能性，在扩展源使用自相关光谱从主ALMA阵列。
2019-01-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
The dual origin of the nitrogen deficiency in comets: selective volatile trapping in the nebula and postaccretion radiogenic heating
我们提出了一个方案，解释了彗星中明显的氮缺乏的方式一致的事实，即冥王星和海卫一的表面是由富含氮的冰为主。我们使用的统计热力学模型来调查连续的多个客人包合物，可能已经形成的冷却过程中的原始星云从最丰富的挥发物存在于气相中的组合物。这些包合物与其他冰（纯冷凝物或化学计量的水合物）聚集在一起，形成了彗星的组成部分。我们报告说，分子氮是一个穷人的笼形物前，当我们考虑一个合理的气相组成的原始星云。这意味着它被捕获到彗星粒中需要较低的盘温度（$\sim$ 20 K），以便形成其纯冷凝物。我们发现，这是可能的解释缺乏分子氮的彗星作为其形成后的内部加热所产生的短寿命的放射性核素的衰变的结果。这种情况被发现与冥王星和海卫一上富氮冰层的存在相一致。我们的模型预测，彗星的氙水比和氪水比应该分别接近太阳的氙氧比和氪氧比。相比之下，氩-水比预计将被耗尽的$\sim$ 300倍，在彗星相比，太阳氩-氧，作为一个贫穷的捕获效率和辐射加热的结果。
2012-08-01 astro-ph.EP
Astronomical Oxygen Isotopic Evidence for Supernova Enrichment of the Solar System Birth Environment by Propagating Star Formation
对来自单个年轻恒星物体的CO气体中氧同位素比的新红外吸收测量证实，与银河系中的太阳外氧相比，太阳系的18 O/17 O比异常高。我们表明，氧同位素比的这种差异是最好的解释为1%的浓缩原太阳分子云的喷出物从II型超新星从一个集群有几百颗恒星，早于太阳至少10至20万年。外源氧的可能来源是一颗或多颗B星在恒星形成过程中的爆炸。
2010-12-23 astro-ph.EP
The Isotopic Links from Planet Forming Regions to the Solar System
同位素比率为理解物质的起源提供了一个强有力的工具，包括太阳系天体中的挥发性和难熔物质。最近对分子同位素的高灵敏度观测，特别是ALMA的观测，为我们提供了关于恒星和行星形成区以及太阳系天体中氢、碳、氮和氧同位素比率的新信息。太阳系探测任务，如罗塞塔和卡西尼，给了我们进一步的新见解。与此同时，最近发展的复杂模型同位素化学，包括详细的气相和颗粒表面反应网络，使人们有可能讨论如何同位素分馏在恒星和行星形成的地区是印记到尘埃颗粒的冰地幔，保存记录的初始同位素状态的太阳系材料。本章回顾了最近在太阳系外行星形成区，星前/原恒星核和原行星盘，以及在我们的太阳系的对象-彗星，陨石和行星/卫星大气中的分子同位素观测的进展，并讨论了它们之间的联系，通过同位素化学模型。
2022-03-21 astro-ph.EP astro-ph.GA
Atomic carbon, nitrogen, and oxygen forbidden emission lines in the water-poor comet C/2016 R2 (Pan-STARRS)
N $_2$和富含CO和水的彗星C/2016 R2（Pan-STARRS）（以下简称“C/2016 R2”）是一颗独特的彗星，可以进行详细的光谱分析。我们的目标是探索相关的光化学的母种，产生不同的亚稳态和禁止的排放，在这个彗星昏迷的特殊组成。我们使用欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）的UVES光谱仪重新分析了2018年2月获得的彗星C/2016 R2的高分辨率光谱。在这颗彗星距太阳2.8 au处的光谱中观测到[CI]、[NI]和[OI]的各种禁戒原子发射谱线。在耦合化学发光模型的框架下研究了所观察到的禁戒发射强度比。模型计算表明，CO $_2$是C/2016 R2彗发中原子氧绿色和红色双重态发射的主要来源（而对于大多数彗星来说，它通常是H $_2$ O），而CO和N $_2$分别控制原子碳和氮的发射。我们模拟的氧绿色到红色双峰和碳与氮的排放比是一个因子{3}，当与观测相比。这些差异可能是由于与光子截面或未知的产生/损失源相关的不确定性。当我们考虑O $_2$丰度为30\%的生产率相对于CO的生产率时，我们模拟的氧绿色到红色的双峰发射比接近观察。碰撞猝灭不是N（$^2$ D）的显著损失过程，尽管其辐射寿命是显著的（$\sim$ 10小时）。因此，观测到的[NI]二重态发射比（[NI] 5198/5200）为1.22，比地面测量值小{1.4}倍，这主要是由于N（$^2$ D）…
2020-01-10 astro-ph.EP
Water Ortho-to-Para ratio in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
在大约24颗彗星中测量了H $_2$ O和NH $_3$的核自旋异构体的绝对辐射比，平均值对应于$\sim$ 30 K的核自旋温度。这些不平衡的核自旋丰度比的真正含义仍然存在争议。然而，通常也观察到平衡水的邻对位比（OPR）为3。Rosetta星载VIRTIS（VIRTIS-H）的H通道提供了67 P/Churyumov-Gerasimenko（67 P）彗星彗发中H $_2$ O蒸气的高分辨率2.5- 2.9 $μ$ m谱，适用于测定彗星中水的OPR。分析了在临边探测观测几何学中获得的VIRTIS-H光谱的大型数据集，涵盖了从1.24到2.73天文单位的日心距离和从几百米到$>$ 100公里的高度。推导出每个光谱的OPR以及H $_2$ O旋转温度和柱密度。在2.774- 2.910 $μ$ m范围内的$ν_1$、$ν_1+ν_3-ν_1$和$ν_2+ν_3-ν_2$谱带的弱线被用来计算中心在2.67 $μ$ m处的强$ν_3$谱带由于光学深度效应而衰减多少，用衰减因子$f_{\rm atten}$表示。大多数OPR测定都受到不透明度效应的强烈影响，如观察到的OPR与柱密度之间的反相关性以及OPR与衰减因子$f_{\rm atten}$之间的相关性所证明的。基于辐射传输计算和OPR值在低不透明度条件下，我们得出的OPR为2.94 $\pm$ 0.06彗星67 P。在67 P的彗发…
2022-04-29 astro-ph.EP
A physico-chemical model to study the ion densitydistribution in the inner coma of comet C/2016 R2(Pan-STARRS)
最近的观测表明，彗星C/2016 R2（Pan-Starrs）与其他几颗在日心距离2.8 au处观测到的彗星相比，具有独特而奇特的成分。假设太阳共振荧光是唯一的激发源，所观察到的离子发射强度比被用来约束相应的中性丰度在这颗彗星。我们开发了一个物理化学模型来研究这颗彗星的内彗发中的离子密度分布，通过考虑中性粒子的光子和电子碰撞电离，离子和中性粒子之间的电荷交换和质子转移反应，以及电子-离子热复合反应。计算结果表明，CO2+和CO+是内彗发中的主要离子，而靠近核表面的CH 3OH+、CH 3OH 2+和O2+也是重要的离子。通过考虑不同的激发源，我们还研究了CO+，CO2+，N2+和H2O+的不同激发态的发射机制。我们发现，光子和电子的碰撞电离和相应的中性激发显着贡献的径向距离小于300公里，在更大的距离，太阳共振荧光是主要的激发源观测到的离子发射。我们模拟的离子发射强度比是一致的地面观测。基于模拟的发射过程，我们建议，所观察到的离子发射强度比可以用来推导出中性成分的彗星彗发只有当离子密度显着控制的光子和光电子碰撞电离的中性，而不是由离子中性化学。
2020-12-08 astro-ph.EP
Presolar Grains from Novae: Evidence from Neon and Helium Isotopes in Comet Dust Collections
陨石和行星际尘埃粒子（IDP）中的前太阳颗粒携带非太阳同位素特征，指向超新星，巨星和可能的其他恒星来源。有人认为，这些颗粒中的一些凝聚在经典新星爆发的喷出物中，但证据是模糊的。我们报告的氖和氦的成分捕获的平流层收集器飞到样品材料从彗星26 P/格里格-Skelberup和55 P/Tempel-塔特尔，指向冷凝的气体载体在喷出物的氖（ONe）新星。在这些粒子中没有可检测到的3 He表明空间暴露于最多几十年的太阳风（SW）照射，与彗星尘埃流的起源一致。测定的~ 4 He/~（20）Ne、~（20）Ne/~（22）Ne、~（21）Ne/~（22）Ne和~（20）Ne/~（21）Ne同位素比值以及~ 3 He/~ 4 He比值的下限与氖新星爆发核合成的计算结果一致。其中，独特的低4 He/20 Ne和高20 Ne/22 Ne的比例是最诊断，反映了大预测20 Ne丰度在这样的新星喷出物。彗星物质中Ne和He成分的测量值与理论预测值的对应关系是早期太阳系中存在来自新星的太阳前颗粒的证据。
2012-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
