Capture of Irregular Satellites via Binary Planetesimal Exchange Reactions in Migrating Planetary Systems
通过记录星子和行星之间的相遇，我们计算了在一个数值积分的两行星系统，是由于迁移与外部星子带的相互作用遇到的分布。只有当双星微行星与行星缓慢而近距离相遇时，才有可能通过与双星微行星的交换反应捕获围绕行星运行的不规则卫星。在我们的模拟中，我们发现星子和行星之间的近距离缓慢相遇主要发生在最外层而不是最内层的行星上。考虑到行星轨道穿越双星微星首先会被潮汐破坏，我们估计了潮汐破坏和不规则卫星捕获的概率。我们估计，一个二进制的小行星被捕获，并成为一个不规则的卫星海王星质量外行星的概率是大约1/100的质量和分离类似的transneptunian小行星二进制的二进制。如果年轻的系外行星碎片盘上有一个双星小行星群，那么向外迁移的外行星应该有被捕获的不规则卫星群。我们讨论解释发射与系外行星北落师门b的碰撞演化捕获的不规则卫星人口补充，由于行星迁移。
2011-12-02 astro-ph.EP
Transformation of Trojans into Quasi-Satellites During Planetary Migration and Their Subsequent Close-Encounters with the Host Planet
我们使用数值积分来研究在巨行星木星、土星、天王星和海王星迁移的后期阶段共振特洛伊和准卫星同伴的动力学演化。我们的迁移模拟从木星和土星的轨道开始，它们的轨道已经从相互的2：1平均运动共振中分离开来。海王星和天王星彼此分离，轨道偏心率被阻尼到接近它们当前的值。从这一点上，我们采用了一个行星迁移模型，其中迁移速度以特征时间尺度τ（e折叠时间）呈指数下降。我们进行了一系列的数值模拟，每一个涉及迁移的巨行星加上测试粒子特洛伊和准卫星。我们发现，天平动频率的特洛伊是类似的准卫星。这种相似性使得在行星迁移过程中，特洛伊和准卫星共振之间的物体来回动态交换成为可能。此外，在这些次级共振的影响下，准卫星的天平动振幅会被放大，直到它们与母行星近距离相遇并脱离共振。高分辨率的模拟结果显示，约80%的类卫星在木星的Hill半径（RH）内经历了一次或多次的近距离碰撞，因为它们被迫脱离类卫星共振。约有20%在R_H/4范围内，约有2.5%在R_H/10范围内。逃逸准卫星的近距离相遇发生在接近或甚至低于从主行星的2体逃逸速度。
2011-02-10 astro-ph.EP
From gas to satellitesimals: disk formation and evolution
卫星形成的主题与行星形成的主题有着严格的联系。巨行星在其形成过程中强烈地塑造了环行星盘的演变，从而间接地影响了控制卫星形成过程的初始条件。为了充分了解巨行星卫星系统的当前特征，我们需要考虑它们的形成环境和历史以及不同物理参数的作用。特别是，行星状星云中的压力和温度分布通过允许冰和惰性气体的冷凝而形成了它们的化学梯度。这些化学梯度反过来又决定了小卫星的组成，这些小卫星是目前规则卫星的组成部分。
2009-11-18 astro-ph.EP
Planetary and satellite three body mean motion resonances
我们提出了一个半解析方法来计算强度的三个大规模的机构参与三体平均运动共振（3BR）。应用这种方法，我们探讨的质量，轨道参数和共振的阶数的强度的依赖关系，我们与以前的研究进行比较。我们确认，低偏心率低倾角轨道零阶共振是最强的，但激发轨道高阶3BR也成为动态相关。通过数值积分和构造动力学映射，我们检查的方法的一些预测。我们用数值方法探讨了一个行星系由于迁移而被困在3BR中的可能性。我们的结果表明，在两体共振链中捕获比在纯3BR中捕获更有可能。当一个系统被锁定在一个3BR中，其中一个行星被迫迁移时，其他两个行星会向不同的方向迁移。我们重新研究伽利略卫星的情况下，我们显示的相关性不同的共振作用于三个最里面的卫星。
2016-03-22 astro-ph.EP
The origin of Neptune's unusual satellites from a planetary encounter
海王星的卫星系统是不寻常的，包括海卫一，一个大的（$\sim2700$公里）卫星在一个接近，圆形，但逆行的轨道，两侧是海卫二，最大的不规则卫星（$\sim$ 300公里）在一个高度偏心的轨道。先前已经提出了这两颗卫星的捕获起源。在这里，我们探讨了一种替代的原位形成模型，其中两颗卫星在环海王星盘吸积，并赋予不规则和偏心轨道的深行星遇到一个冰巨人（IG），就像预测在尼斯的情况下，早期太阳系的发展。我们使用$N$ -体模拟的IG接近海王星20海王星radi（$R_\mathrm{Nep}$），通过一个带的圆形椭圆形规则卫星在10-30 $R_\mathrm{Nep}$。我们发现，这些原始卫星的一半仍然束缚海王星和0.4- 3%的直接分散到广泛和偏心的轨道类似的海卫二。与观测轨道更好的匹配，我们的模型有一个成功率相当于或高于捕获大型Nereid大小的不规则卫星从日心轨道。与此同时，IG遭遇将一个巨大的原始卫星注入到逆行轨道上，其特定角动量与Triton的0.3- 3%相似。虽然效率低于捕获场景（Agnor & Hamilton 2006），但我们的模型确实表明Triton的原位起源是动态可能的。我们还模拟了海卫一模拟卫星遭遇后的碰撞和潮汐轨道演化，发现它们在$\sim$ $10^4$年的时间尺度上与海卫一脱钩，与Cuk & Gladman（2005）一致。
2020-04-06 astro-ph.EP
The orbits of outer planetary satellites using the Gaia data
本研究结合地面和Gaia观测数据精化了6颗外行星卫星的轨道，发现Gaia观测精度更高且需考虑太阳相对论光线偏折修正，而巨行星的光线偏折效应可忽略。
2023-03-31 astro-ph.EP
On quasi-satellite periodic motion in asteroid and planetary dynamics
应用周期轨道解析延拓方法，在三体问题框架下研究了准卫星运动。在最简单的，但不是平凡的模型，即平面圆形限制的问题，它是已知的，准卫星运动与一个家庭的周期性的解决方案，称为家庭$f$，其中包括1：1共振逆行轨道。在我们的研究中，我们确定的临界轨道的家庭$f$，继续在椭圆和空间模型和计算相应的家庭产生的，并组成骨干的准卫星制度的限制模型。然后，我们证明了这些家庭在一般的三体问题的延续，我们验证和解释以前的计算，并显示存在一个新的家庭的空间轨道。研究了周期轨道的线性稳定性。稳定的周期轨道解开了相空间中1：1共振角振动的规则运动的机制。即使在高偏心率和倾角的情况下也存在这种区域，其中可能存在一些动力学区域，在这些区域中可以发现寿命较长的小行星或共轨系外行星。
2018-09-12 astro-ph.EP
The Influence of Central Body Tides on Catastrophic Disruptions of Close-in Planetary Satellites
本研究考虑中心天体潮汐势，提出新标度关系$Q^\star_\text{TD}$，证明潮汐可显著降低近距离卫星的灾难性碎裂阈值，并建议修改传统撞击标度律。
2025-10-07 astro-ph.EP
Orbital Perturbations of the Galilean Satellites During Planetary Encounters
Nice巨行星动力学不稳定性和迁移模型可以解释现今太阳系的许多性质，并可以用来约束其早期结构。根据类地行星的约束和小行星带的动力学结构，在尼斯模型的跳跃木星版本中，木星遇到了一个冰巨星。在这里，我们研究伽利略卫星在跳跃木星模型中的生存。这是一个重要的问题，因为冰巨人的遭遇，如果足够深，可能会动态地扰乱伽利略卫星的轨道，并导致难以置信的结果。我们进行了数值积分，我们跟踪了行星相遇对伽利略卫星的影响。我们考虑了Nesvorny & Morbidelli（2012）中的三个不稳定性案例，它们在遭遇的数量和分布上都不同。我们发现，在一种情况下，近距离接触的数量相对较少，伽利略卫星轨道没有受到显着影响。在另外两颗卫星中，所有卫星的轨道偏心率都因遭遇而被激发，木卫四的半长轴发生了变化，并且在很大一部分试验中，内部三颗卫星的拉普拉斯共振被破坏。随后的潮汐演化抑制了偏心率，并可以在拉普拉斯共振中重新捕获卫星。一个更重要的约束是卫星的轨道倾角，它可以在相遇时被激发，而不会被潮汐明显衰减。我们发现，Nesvorny & Morbidelli（2012）的一个不稳定性案例显然不符合这一约束。这表明木星的规则卫星可以用来限制跳跃木星模型中的相遇性质，并帮助我们更好地理解早期太阳系是如何演化的。
2014-05-08 astro-ph.EP
Capture of satellites during planetary encounters A case study of the Neptunian moons Triton and Nereid
单-双星散射可能导致交换，其中单个物体捕获双星的一个分量，形成新的双星。这在恒星-行星对和单个恒星的相遇中得到了很好的研究。在这里，我们探讨的应用程序的交换机制，一颗行星-卫星对和另一颗行星的引力位的中心恒星。作为一个案例研究，我们专注于一个卫星轴承对象和海王星之间的遭遇。我们调查海王星是否可以从该物体捕获卫星，以及捕获的卫星是否具有类似于海王星卫星海卫一和海卫二的轨道。利用$N$ -体模拟，研究了不同遭遇距离下的捕获概率。捕获后，我们使用一个简单的分析参数，以估计如何捕获轨道下的碰撞和潮汐效应的演变。我们发现，如果海王星穿过施主行星的卫星系统，平均捕获概率达到$\sim$ $10\%$。大多数被海王星捕获的卫星都有高度偏心的轨道。捕获后，大约一半的捕获物，特别是那些在紧密轨道上的，可以被循环，要么只通过潮汐，要么通过碰撞+潮汐，变成类似海卫一的物体。另一方面，在更远的地方捕获，保持在像Nereid那样的宽而偏心的轨道上。这两种类型的卫星都可以在同一次遭遇中被捕获，它们的轨道倾角分布很广。因此，海卫一自然有$\sim$ 50%的机会逆行。类似的过程可能适用于系外行星系统，我们的模型预测，在行星散射期间，系外卫星可以从一个行星跳到另一个行星。具体来说，应该有两个不同的被捕获卫星群：一个位于近距离圆形轨道上，另一个位于远距离偏心轨道上。这两个种群可能有高度倾斜的逆行或逆行轨道。
2020-06-24 astro-ph.EP
Growth and evolution of satellites in a Jovian massive disc
环绕行星盘中卫星系统的形成被认为类似于原行星盘中岩石行星的形成，特别是超级地球。因此，有可能使用带有大型卫星的系统来测试也适用于太阳系外行星的形成理论。此外，更好地了解卫星的起源可能会产生关于行星形成最后阶段生长行星附近环境的重要信息。在这项工作中，我们调查的形成和迁移的木星卫星通过N体模拟。我们模拟了一个大规模的，静态的，低粘度，环行星盘与最小质量的子星云模型处方的总质量。在流体动力学模拟中，我们没有发现间隙的迹象，因此预计不会发生II型迁移。因此，我们使用的解析处方I型迁移，偏心率和倾斜阻尼，并进行N体模拟与阻尼力。详细的参数研究表明，最后的卫星的数量是强烈的影响的初始分布的胚胎，盘的温度，和初始气体密度分布。对于较陡的初始密度分布，有可能形成具有多个卫星共振的系统，而较平坦的分布有利于形成靠近伽利略卫星区域的卫星。结果表明，在高宽比H/r ~ 0.15，冰线位于30 RJ附近的较热盘上，可以形成像木卫三和木卫四这样的大质量卫星。
2017-12-14 astro-ph.EP
Formation of Regular Satellites from Ancient Massive Rings in the Solar System
当一个行星潮汐盘--像土星环一样--扩展到罗氏半径之外（在罗氏半径内行星潮汐阻止聚合），卫星就形成并迁移走了。在这里，我们表明，太阳系中大多数规则的卫星可能是这样形成的。根据我们的分析模型，当扩散缓慢时，卫星的随从出现，质量随着到罗氏半径的距离而增加，与土星，天王星和海王星的卫星系统非常一致。这表明天王星和海王星曾经有巨大的环，这些环消失了，产生了它们的大多数常规卫星。当扩张迅速时，只有一颗大卫星形成，就像冥王星和地球一样。这在概念上弥合了类地行星系统和巨行星系统之间的差距。
2013-01-16 astro-ph.EP
Chondrite Parent Bodies as Escaped Satellites of Proto-Planetary Embryos
Purdue University（普渡大学）；Rowan University（罗文大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）
研究球粒陨石母体形成，提出在类地行星形成后期通过胚胎碰撞形成含球粒陨石小行星，其熔融物质冷却成球粒并与未熔融物质混合成卫星，后因引力作用成球粒陨石母体，解释其形成时间与物理性质。
2026-07-22 astro-ph.EP
Effects of the Planetary Temperature on the Circumplanetary Disk and on the Gap
环行星盘调节巨行星的后期吸积，并作为卫星的诞生地。通过模拟了解它们的特性也有助于为它们的观测做准备。在这里，我们研究磁盘周围的1，3，5，10 $\mathrm{M_{Jup}}$行星的三维，全球辐射流体动力学模拟与亚行星峰值分辨率，和各种行星温度。我们发现，当第1颗$\mathrm{M_{Jup}}$行星辐射出其形成热时，行星外包络在$T_p = 6000$ K和4000 K之间转变为盘。在3-10个$\mathrm{M_{Jup}}$行星的情况下，总是形成一个圆盘。环行星盘的温度分布非常陡峭，内部1/6超过硅酸盐凝结温度，整个盘高于水的冰点，使得在这个早期阶段（$<$ 100万年）不可能形成卫星。我们对第1、3、5、10颗$\mathrm{M_{Jup}}$气体巨星的质量分别为$1, 7, 20, 40 \times 10^{-3}\mathrm{M_{Jup}}$，并给出了一个根据行星和拱星盘质量估算亚盘质量的经验公式。我们的发现是，行星越冷，子盘的温度越低，垂直流入速度越高，行星间隙既深又宽。我们还表明，在2D和3D的差距是不同的。子盘的偏心率随着行星质量的增加而增加，并与星周盘发生剧烈的相互作用，使得卫星形成的可能性降低，如果$\mathrm{M_p} \gtrsim 5 \mathrm{M_{Jup}}$。
2017-05-23 astro-ph.EP
Evolutions of mean distance ratios in the planetary and satellite systems under primary tides and nebular gas drag effects
Catholic University of Louvain（鲁汶天主教大学）
研究太阳系及木星、土星、天王星卫星系统中主潮汐和气体阻力对平均距离比的影响，发现其在长期演化中保持近似不变。
2026-01-22 astro-ph.EP
Exploring formation scenarios for the exomoon candidate Kepler 1625b I
如果得到证实，开普勒1625系统中的海王星大小的系外卫星候选者将成为我们太阳系以外的第一颗天然卫星。它的特性与我们所知的卫星完全不同。开普勒1625b I预计与海王星一样大，以40个行星半径围绕一颗10个木星质量的行星运行。由于它的质量和宽轨道，这颗卫星最初被认为是被捕获的，而不是原位形成的。在这项工作中，我们调查了这种exomoon候选人原位形成的可能性。为此，我们进行了N体模拟，以再现卫星形成的后期阶段，并使用一个巨大的环行星盘来解释这颗卫星的质量。我们的设置在气态星云消散后不久就开始了，那时卫星胚胎已经形成。此外，对于选定的系外卫星系统，我们考虑到形成后的潮汐演变。我们发现，原位形成是可行的解释开普勒1625 b I的起源，即使在不同的恒星行星分离值被认为是。我们表明，对于不同的恒星行星分离的最小量的固体需要在环行星盘形成这样的卫星变化，更广泛的是这种分离需要更多的材料。在我们对卫星形成的模拟中，许多卫星都是在靠近行星的地方形成的，这种情况在系统的潮汐演化之后发生了变化。我们的结论是，如果开普勒1625 b卫星系统是在原地形成的，潮汐演化是一个重要的机制，塑造其最终的建筑。
2020-05-20 astro-ph.EP
Capturing Trojans and Irregular Satellites - the key required to unlock planetary migration
现在人们接受了太阳系的年轻时代是一个充满活力和混乱的时代。这些巨行星迁移了相当长的距离才到达它们现在的位置，证明这种迁移对太阳系影响的证据比比皆是。这种迁移的速度，以及它发生的距离，仍然存在很大的争议。一些模型的特点是，巨行星最初处于一个非常紧凑的结构中，天王星和海王星混乱地分散到外太阳系中。其他一些则具有最初更轻松、更平滑、更稳定的迁移架构。为了确定哪一种情景最能代表我们太阳系的形成，我们必须转向系统中小天体种群的结构，在那里，迁移的伤疤仍然清晰可见。我们提出了一个计划的第一个结果，调查巨行星迁移对当时存在的小天体的水库的影响。当行星迁移时，它们搅动这些水库，将大量的小天体分散到外太阳系的动态不稳定轨道上。这些天体中的绝大多数通过碰撞和抛射迅速从系统中移除，但也有一小部分被捕获为行星特洛伊或不规则卫星。另一些则是由迁移驱动的，导致了小行星带和外海王星区域的重大雕刻。这些稳定储层的捕获和保留效率取决于所使用的特定迁移方案。支持从最初紧凑的场景中混乱迁移的人认为，更平稳，更平静的迁移不能解释观察到的特洛伊人和不规则卫星的数量。我们的研究结果描绘了一幅截然不同的画面，揭示了这种平滑的迁移完全能够复制所观察到的种群。
2013-02-10 astro-ph.EP
Dynamics of the Sharp Edges of Broad Planetary Rings
下面描述了一个宽行星环的模型，其尖锐的边缘被卫星的m^th Lindblad共振（LR）所限制。该模型使用流线形式主义来计算环的内力，即环重力、压力、粘度以及假设的拖曳力。该模型计算流线的强迫轨道要素和整个扰动环的表面密度。然后将该模型应用于土星B环的外缘，该环由m=2的内LR与卫星土卫一保持。环模型用于说明环的扰动状态如何取决于环的物理性质：表面密度，粘度，分散速度和假设的拖曳力。将模型与观测到的外B环进行比较表明，外B环的表面密度在10到280 gm/cm ^2之间。环的边缘也表明了粘性力矩抵消扰动卫星对环的重力力矩的地方。但是，一个看似传统的粘性B环模型的检查表明，他们都未能平衡这些扭矩在环的边缘。这是由于环的自重以及粘性环倾向于几乎与卫星周向对齐的事实，这减少了卫星对环的扭矩，并且使得环的边缘更难以保持。尽管如此，以下内容表明，在粘性B环中仍然可以实现扭矩平衡，但仅在环的体积粘度/剪切粘度之比满足~10^4的极端情况下。然而，如果环的强制运动的耗散相反由弱阻力主导，则卫星可以施加可以抵消环的粘性扭矩的强得多的扭矩。
2009-04-04 astro-ph.EP
The Origin of Planetary Ring Systems
这一章的书行星环系统地址的起源行星环，其中一个最不了解的过程有关的行星形成和演变。虽然环似乎在巨行星周围无处不在，但它们的质量，结构和成分的巨大多样性对任何形成场景都是一个挑战。我们对星环和卫星的形成和破坏的最新了解表明，这些过程是相互关联的，因此星环和卫星可能是同一地质系统的两个方面。然而，似乎没有单一的理论能够解释我们太阳系中已知的不同行星环的起源，现在似乎很明显，环可能是由各种过程造成的，如巨大的碰撞，彗星或卫星的潮汐剥离，以及行星形成本身。为了建立任何环形成理论，重要的是要指定影响环长期演化的物理过程，以及描述任何环形成模型应该解释的不同观测结果。这是第二节的主题。在第三节中，我们将重点关注土星环及其主要性质，然后讨论一系列环形成模型的利弊。我们还讨论了环和卫星之间的联系。在第4节中，我们将讨论扩展到其他巨行星（木星，天王星和海王星）。第5节专门介绍新型的环--最近发现的围绕小的外太阳系天体（半人马座）运行的环，以及围绕太阳系外行星的可能的环。在第6节中，我们总结并试图确定关键的观测和理论进展，以更好地理解环的起源及其在行星全球演化中的意义。
2017-03-28 astro-ph.EP
An Estimate of the Yield of Single-Transit Planetary Events from the Transiting Exoplanet Survey Satellite
我们提出了一个半分析估计的预期产量的单凌行星从凌日系外行星调查卫星（TESS）。我们使用TESS候选目标列表6（CTL-6）作为超过400万个源的输入目录。我们预测，从200，000颗恒星中选择了具有最高CTL-6优先级的高节奏邮票进行观察，将有241个由行星引起的单凌事件，其信噪比为SNR $\ge7.3$。我们在全帧图像（FFI）中发现了由单凌行星引起的额外977次事件的下限;这是一个下限，因为CTL-6在TESS星等$T>12$以下是不完整的。在来自邮票和FFI的单次凌日事件中，1091/1218的凌日深度将超过0.1%，因此可以从地面进行光度跟踪，而1195/1218的径向速度信号将大于1 m/s。我们估计，146个单凌日的周期将被限制到优于10%，使用TESS测光假设圆形轨道。我们发现，TESS在周期为$P>25$天的邮票中检测到的行星数量将增加一倍，包括单凌行星，而周期为$P>250$天的行星数量将增加一个数量级。我们预测79个宜居带行星从单凌日，与18个轨道FGK恒星。
2018-05-02 astro-ph.EP
Planetesimals and Satellitesimals: Formation of the Satellite Systems
规则卫星的起源与行星的形成直接相关，因为卫星形成于巨行星周围的气体和尘埃盘中，可以被视为小型太阳系，涉及一些密切相关的基本物理过程。木星和土星的常规卫星有许多显著的相似之处，这些相似之处共同构成了一个令人信服的理由，即它们的起源是由一种根深蒂固的秩序和结构控制的。此外，在最大的卫星的质量比，他们的主星，特定的角动量，和两个卫星系统的整体组成的相似性是显着的，需要解释。然而，差异也是惊人的。我们提出了一个共同的框架，木星和土星的定期卫星的起源，并讨论了吸积的气体，行星盘的卫星。在巨大的行星形成之后，在行星供给区的微行星会经历一段短暂的剧烈碰撞研磨。通过星子碎片的烧蚀将质量传递到环行星盘，这对许多卫星观测都有影响，将星子的历史与卫星的历史联系起来，最终与卫星本身联系起来。相比之下，不规则卫星是在行星形成的最后阶段或太阳系的早期演化过程中捕获的物体;其独特的起源反映在其物理特性中，这对卫星系统随后的演化具有影响。
2009-12-14 astro-ph.EP
A dynamical study on the habitability of terrestrial exoplanets I: Tidally evolved planet-satellite pairs
本文研究了类地月系统在4.5 Gyr潮汐演化后，在不同卫星质量和初始行星质量的情况下，系统的质量和自转周期，并讨论了它们与行星适居性的关系。我们发现了三种可能的结果：i）系统仍在进化，ii）系统是双同步的，或者iii）卫星与行星相撞。情况i）和ii）之间的转变是突然的，并且发生在卫星质量（$m_s \sim 0.02m_p$）略大于月球质量时。我们认为情况ii）和iii）比情况i）更不适合居住。利用巨型撞击和卫星吸积模型的结果，我们发现，模拟我们自己的旋转周期$12 < P_p < 48$ h和当前行星的行星度$\varepsilon_p < 40^\circ$或$\varepsilon_p > 140^\circ$的系统只代表14%的可能结果。Elser等人（2011）得出结论，一颗类地行星拥有一颗重卫星的概率为13%。综合这些结果，我们可以得出结论，最终形成一个像我们这样的系统的概率大约是2%。
2012-10-05 astro-ph.EP
Spacecraft VLBI tracking to enhance stellar occultations astrometry of planetary satellites
本文提出利用航天器VLBI跟踪在时间上接近恒星掩星时局部精化行星位置，并以Juno任务为测试案例，将木星角位置不确定性降至250-400米，从而提升卫星星历精度并惠及行星探测任务。
2023-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Formation of Massive Rocky Exomoons by Giant Impact
卫星的形成被认为是太阳系行星形成的自然副产品，因此，太阳系外行星的卫星（系外卫星）可能在太阳系外的行星系中也很丰富。Exoons尚未被发现。然而，大于0.1地球质量的卫星可以使用当前的凌日技术进行探测和表征。在这里，我们展示了质量在四分之一到十个地球质量之间的岩石行星之间的碰撞可以产生撞击产生的碎片盘，这些碎片盘可以吸积成卫星。类似大小的物体之间以倾斜的撞击角度和接近逃逸速度的速度发生碰撞，产生了足够大的圆盘，形成了在行星潮汐中动态稳定的卫星。这种类型的撞击在2到7个地球质量之间的超地球上可以发射到轨道上，足够大的质量可以产生一颗足够大的卫星，可以在开普勒凌日数据中检测到。撞击速度是决定盘质量的一个关键因素，这一点在以往所有关于行星碰撞形成月球的研究中都被忽略了。
2017-01-10 astro-ph.EP
How common are Earth-Moon planetary systems?
地球上相对巨大的月球是通过对原地球的巨大撞击而形成的，它在我们星球上生命的发展中发挥了重要作用，无论是在海洋潮汐的历史和强度方面，还是在稳定我们星球的混乱旋转方面。在这里，我们表明，围绕类地行星运行的大质量卫星并不罕见。Morishima等人进行了大量模拟，2010年，类地行星在宜居带的形成，为我们的研究提供了原始的模拟数据。我们使用的碰撞参数的限制，可以保证形成一个环行星盘后，原行星碰撞，可以形成一个卫星和研究的碰撞历史和长期演变的卫星定性。此外，我们估计和量化的不确定性，在我们的研究的每一步。我们发现，具有产生双行星系所需能量和轨道参数的巨大撞击确实发生在超过12个类地行星中的1个拥有大质量卫星，低端估计为45分之1，高端估计为4分之1。
2011-05-23 astro-ph.EP
Strength In Diversity: Small Bodies as the Most Important Objects in Planetary Sciences
小天体是行星形成过程中未被吸积的残留物，经常被误认为是行星科学的残留物，因为它们是在行星和它们的卫星（有时只是它们的常规卫星）被解释之后的一切。这种错误的观点忽略了在小天体中发现的成分、历史、现今条件和过程的巨大多样性，以及它们研究的跨学科性质。了解小天体对于行星科学作为一个领域至关重要，我们敦促行星科学家和我们的决策者继续支持基于科学的任务选择，并认识到虽然为了方便起见将小天体分组在一起，但这些物体在组成、质量、分化、进化、活动、动力学状态、物理结构、热环境、热历史、其形成大大超过了观测到的主要行星及其卫星的变化。将它们视为一个成员可以互换的单一群体，对它们所解决的一系列基本问题是严重不公正的。我们提倡一个深入和持续的任务计划，望远镜观测，R和A资金，以及尊重这种多样性的学生支持。
2020-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Formation of moon systems around giant planets: Capture and ablation of planetesimals as foundation for a pebble accretion scenario
木星的四颗主要卫星被称为伽利略卫星，土星最大的卫星泰坦被认为是在其母行星形成的最后阶段形成的，主要是气体环绕行星盘。行星间隙外缘的正压力梯度阻止了来自原行星盘的卵石流入环行星盘，因此气体阻力辅助捕获微行星应该是将固体输送到环行星盘的主要贡献者。然而，一个一致的框架，为随后的吸积的卫星仍有待建立。在这里，我们使用数值积分表明，大多数被捕获的微行星在一个环行星盘强烈烧蚀，由于摩擦加热，他们的经验，从而提供磁盘与小尘埃颗粒，而只有一小部分“生存”的捕获。然后，我们构建了一个简单的模型，一个由烧蚀，通过磁盘的固体通量是在平衡与烧蚀供应率的环行星盘，并调查在这样的磁盘形成的卫星。我们发现，卫星的增长主要是由从烧蚀材料凝结的卵石的吸积驱动的。这些小卵石堆积的原卫星迅速向内迁移，并在环行星盘的内缘形成共振链。我们认为，这些共振链的动力学不稳定性是木星和土星的卫星系统的不同架构的起源。因此，通过卵石吸积形成的月球系统可以被看作是在太阳型恒星和M矮星周围形成超级地球和陆地质量行星系统的同一过程的缩小表现。
2019-12-10 astro-ph.EP
Stellar and planetary Cassini states
卡西尼状态对应于当物体的轨道受到扰动时其自旋轴的平衡。它们最初被描述为卫星，但恒星和行星的自旋轴经历强烈的耗散也可以演变成一些平衡。对于小卫星来说，旋转角动量通常比总角动量小得多，所以寻找卡西尼状态的经典方法依赖于这种近似。在这里，我们提出了一个更一般的方法，这是有效的长期四极非限制性问题的自旋。当轨道的进动率和轨道间的互倾不为常数时，本文的方法仍然有效。因此，它可以用来研究有近距离伴星的恒星，或者有重卫星的行星，比如地月系统。
2016-12-22 astro-ph.EP astro-ph.SR math.DS
The Minimum Mass of Planets, Dwarf Planets, and Planetary-scale Satellites
本文通过分析半径135至800公里天体的三轴椭球数据，确定满足圆度标准的最小质量为5.0×10E20千克，并据此提出行星、矮行星及卫星行星的扩展分类定义。
2025-04-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Electron Impact Ionization in the Icy Galilean Satellites' Atmospheres
电子碰撞电离在许多行星体上产生电离层是至关重要的，正如这里所讨论的，对于解释航天器和望远镜对木星（木卫二，木卫三和木卫四）冰冷的伽利略卫星的稀薄大气的观测至关重要，这些卫星形成了一个有趣的行星系。幸运的是，由理论模型推断的实验室测量结果，是由K。Becker及其同事（参见Deutsch et al. 2009）提供了原子和分子的精确电子碰撞电离截面，这对于正确解释这些测量至关重要。由于它们与木星冰冷卫星的相关性，我们为气相水产物的能量依赖性电子碰撞电离截面的复杂的半经验Deutsch-Mark公式提供了有用的拟合（即，H2O、H2、O2、H、O）。然后，这些被用于测量木星磁层中的热等离子体，以产生电离率，用于与冰冷的伽利略卫星上的太阳光电离率进行比较。
2023-01-26 astro-ph.EP physics.space-ph
Correlations between planetary transit timing variations, transit duration variations and brightness fluctuations due to exomoons
现代理论估计表明，在真实设备的帮助下，我们能够探测到系外行星的大型卫星（大约是木卫三的大小），尽管直接探测系外卫星的数值尝试没有成功。由于各种原因，许多寻找系外行星卫星的方法都没有取得成果。一些建议的方法是面向一个更准确的望远镜比那些存在今天。在这项工作中，我们提出了一种方法的基础上的过境时间变化（TTV）和亮度波动（BF）之间的关系，在行星凌日前后。借助地月系统凌日的数值模拟，我们已经构建了一个单独的过境的任何配置的BF和TTV的数据。获得的实验图表表明，一个容易检测到的近线性相关性。即使人为增加了月球的轨道速度和测量中的高水平误差，这些模式也表明了准确的相关性。该方法的一个显著优点是，由于TTV和BF的附加性质，它方便了多卫星系统。系统中的平均运动共振（MMR）不影响卫星探测能力也很重要。最后，我们试图检索参数的月球（没有额外的卫星）的基础上模拟光度曲线。结果在质量的$\approx 0.45$和半径的$\approx 0.24$水平上执行误差，TTV测量精度= 60 s，光度测量的开普勒样噪声。
2017-04-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planetary-Mass Exosatellite Detected Around the Substellar Companion of a Star
NASA-Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；University of Rome Tor Vergata（罗马第二大学）
研究通过径向速度分析，在直接成像的褐矮星伴星CD - 35 2722 B光谱中发现卫星存在证据，首次成功检测到卫星候选体，有助于探索行星形成等诸多领域。
2026-07-07 astro-ph.EP astro-ph.SR
PDS 70 c and SR 12 c: Observational Constraints on Giant-Planet and Satellite Formation
San José State University（圣何塞州立大学）
该研究以PDS 70 c与SR 12 c为观测对象，约束巨行星生长与卫星形成，发现其特性与木星-土星对相符，验证了相关卫星形成模型，为行星-卫星形成机制提供了观测支持。
2026-08-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
The dynamics of the elliptic Hill problem : Periodic orbits and stability regions
卫星绕行星的运动可以通过希尔模型来研究，希尔模型是关于卫星绕行星运动的限制性三体问题的修改。虽然文献中对圆形Hill模型的动力学进行了广泛的研究，但到目前为止，关于椭圆模型的动力学只有很少的结果，即运动方程和少数不稳定的周期轨道族。在本研究中，我们通过计算大量的周期轨道族及其线性稳定性来扩展这些结果，并根据它们的共振条件对它们进行分类。虽然它们中的大多数是不稳定的，但我们能够找到相当数量的稳定的。通过计算适当的动力学稳定性图，研究了行星偏心率对卫星轨道稳定性的影响。我们看到，即使对于大的行星偏心率值，规则轨道可以在稳定的周期轨道附近找到。大多数不规则轨道是逃逸轨道。
2011-11-16 astro-ph.EP
Public Naming of Planets and Planetary Satellites
虽然IAU的使命之一是“作为国际公认的权威机构，为天体及其表面特征命名”，但公众参与天体命名一直是IAU鲜为人知但长达十年的传统。虽然国际天文学联合会执行委员会重申反对让公众为系外行星命名付费，但承认各组织有权邀请公众、国际系外行星命名或投票活动。为此，IAU将制定明确的选择规则，邀请相互合作，目标是批准该活动并正式批准最终名称，以提高公众对天文学的兴趣，同时重申IAU的权威。这些名称决不应该取代专业天文学家使用的名称。由于系外行星研究领域在命名方面仍然是“处女地”，但现在在科学上已经变得成熟（有数百个特征明确、得到证实的天体），因此吸引了公众的兴趣和想象力，国际天文学联盟决定组织一次命名比赛，作为一个可能具有高度全球影响力的新项目的领导者，这是自2009年国际天文年以来的第一次，称为“命名系外世界”。
2016-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Properties of extrasolar planets and their host stars - a case study of HAT-P-7
来自开普勒卫星（Q 0-Q11）的数据用于研究HAT-P-7。该卫星的数据对于恒星的星震研究和观测行星凌日极其宝贵;在这项工作中，我们两者都做。对主星的星震研究提高了Christensen-Dalsgaard等人（2010）得出的恒星参数的准确性，他们遵循了大致相同的程序，但仅基于开普勒一个月的数据进行分析。恒星信息与凌日观测、相位变化和掩星相结合，得出行星参数。特别是，我们确认了Welsh等人（2010）发现的椭球变化的存在，但修改了它们的大小，我们修改了掩星深度（Borucki等人，2009），这导致了不同的行星温度估计。所有其他恒星和行星的参数现在都可以更准确地确定了。
2014-05-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Terminal Rotation Rates of Giant Planets
在巨型行星形成的核心成核吸积理论的一般框架内，星云物质快速积累的短暂时期促进了大质量气体包层的聚集。虽然角动量的同时积累预计会使新形成的行星以接近解体的速度旋转，但木星和土星以及超木星长周期太阳系外行星的旋转速度远远低于临界速度。在这项工作中，我们证明了一个年轻的巨行星的大光度同时导致产生一个强大的行星磁场，以及热电离的环行星盘。行星内部的磁耦合和圆盘的准开普勒运动导致了行星自转的有效制动，希尔球内气体的流体动力循环起到了将旋转角动量驱逐到星周星云的关键作用。我们的研究结果将早期巨行星和恒星自转置于同一演化框架内，并激励进一步探索巨行星形成最后阶段的磁流体动力学现象。
2018-03-19 astro-ph.EP
Exploration of the Ice Giant Systems: A White Paper for NASA's Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032
冰巨星是太阳系中唯一未被探索的行星。我们目前对这些系统的了解，挑战了我们对行星、环、卫星和磁层如何形成和演化的理解。我们断言，在2023-2032年的十年里，一个带有大气探测器的冰巨人旗舰任务应该是一个优先事项。
2020-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Moon Search Algorithms for NASA's Dawn Mission to Asteroid Vesta
NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；DLR, Institute of the Planetary Research（德国航空航天中心行星研究所）；Planetary Science Institute（行星科学研究所）
月球或天然卫星是围绕行星体（如行星、矮行星或小行星）运行的天体。科学家们通过研究这些天体的卫星来寻求理解我们太阳系的起源和演化。此外，搜索行星体的卫星对于保护航天器接近或绕行星体运行时的安全可能很重要。如果发现一个天体的卫星，一旦确定其轨道，也可以计算该天体的质量。确保黎明号航天器在小行星（4）灶神星任务中的安全性是黎明号卫星工作组（SWG）在2011年夏天工作的主要动机。黎明任务的科学家和工程师利用各种计算工具和技术进行灶神星的卫星搜索。本文的目的是1）介绍自然卫星搜索问题，2）目前的计算挑战，方法和工具时，解决这个问题，和3）描述各种图像处理和计算算法的应用程序进行卫星搜索的电子成像和计算机科学界。此外，我们希望这次交流将使黎明任务的科学家能够改进他们的卫星搜索算法和工具，并为2015年进行同样的调查做好更好的准备，届时航天器将接近并环绕矮行星谷神星。
2013-01-09 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.CV
Planet Formation: Statistics of spin rates and obliquities of extrasolar planets
我们发展了一个简单的行星形成模型，把我们的注意力集中在那些质量小于10个地球质量的行星上，特别是研究了由星子吸积和胚胎之间的碰撞产生的行星的原始自旋参数。作为初始条件，我们采用了寡头生长制度的原行星在一个磁盘中，几个胚胎被允许形成。我们采用不同的初始行星系参数，对于每个初始条件，我们考虑系统2000万年的演化。我们对1000个不同的圆盘进行了模拟，并从他们的结果中得出了组装行星的统计特性。我们特别注意了行星的自转周期和自转周期，如从质量和半长轴图中获得的信息，这些信息反映了行星的形成过程。行星质量的分布是各向同性的，这意味着行星可以直接或间接地旋转，而不管它们的质量如何。我们关于原始自转周期的结果表明，它们依赖于胚胎形成和进化的区域。根据我们的研究结果，大多数行星的自转周期在10到10000小时之间，在太阳系中也有大量类似于类地行星的行星。
2010-04-08 astro-ph.EP
Frozen Orbits at high eccentricity and inclination: Application to Mercury orbiter
本文利用Hamilton形式研究了无质量探测器绕一个扁圆中心体（行星或行星卫星）的稳定性，该中心体受第三体（例如太阳或木星）的扰动。我们能够确定，在参数空间中，冻结轨道的位置，即轨道的轨道要素保持不变的平均，以表征其稳定性/不稳定性，并计算平衡的周期。所提出的理论是足够普遍的，适用于广泛的探测器周围的行星或天然行星卫星。BepiColombo任务用于激励我们的分析，并提供具体的数值数据来检查我们的分析结果。最后，我们还指出，系数J_2可以防止Kozai-Lidov效应引起的偏心率的增加。
2010-03-01 astro-ph.EP
Interpreting the librations of a synchronous satellite -- How their phase assesses Mimas' global ocean
我们太阳系的大多数主要行星卫星预计都是同步旋转的，偏离严格的同步性是内部的一个标志。月球、火卫一和土星的一些卫星都曾测量过天平动。我在这里重新回顾纵向振动理论，考虑到内部的一部分不是流体静力学的，也就是说，没有被旋转和潮汐变形所塑造，而是化石。这种考虑会影响旋转行为。为此，我推导出卫星在分裂这两个部分的惯性张量，然后提出一个分析解决方案，我验证与数值模拟。我适用于这个新的理论土卫一和土卫十六，天平已经从卡西尼数据测量。我表明，这些机构的大测量的振动振幅可以解释由一个多余的三轴，不会导致从流体静力学理论。这一理论不能解释在土卫一的昼夜天平动中测得的相移。这与土卫一的坚固结构相矛盾，也就是说土卫一可能有一个全球性的内部海洋。
2016-10-04 astro-ph.EP
Automatic characterization of boulders on planetary surfaces from high-resolution satellite images
Stanford University（斯坦福大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；California State Polytechnic University Pomona（加州州立理工大学波莫纳分校）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；Medvedev Consulting（梅德韦杰夫咨询公司）；Technion（以色列理工学院）；Sun Yat-Sen University（中山大学）；Volcanic Basin Energy Research（火山盆地能源研究机构）；A.P. Karpinsky Russian Geological Research Institute（A.P. 卡尔平斯基俄罗斯地质研究所）
本文提出基于 Mask R-CNN 的 BoulderNet，利用地球、月球和火星高分辨率卫星图像自动检测并勾勒巨石，检测与形态表征性能优于现有方法，为行星表面巨石场表征提供开源工具。
2024-01-15 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Magnetic Field Data Calibration with Transformer Model Using Physical Constraints: A Scalable Method for Satellite Missions, Illustrated by Tianwen-1
本文提出一种基于物理约束Transformer的磁场数据校准方法，以天问一号火星任务为例，将校准时间从数周缩短至分钟级，并提升数据准确性与物理一致性。
2025-03-12 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Prospects for Measuring Planetary Spin and Frame-Dragging in Spacecraft Timing Signals
卫星跟踪涉及向地球发送电磁信号。航天器的轨道和电磁信号本身都受到时空曲率的影响。脉冲的到达时间与当地时钟的滴答声进行比较，以高精度重建卫星的轨道路径，并隐含地测量广义相对论效应。特别是，史瓦西空间曲率（静态）和由于行星自转而产生的坐标系拖曳（静止）会影响卫星的轨道。相对论效应对信号光子路径的主要影响是静态空间曲率引起的Shapiro延迟。我们计算这些影响的一些当前和拟议的空间任务，使用四个维度的哈密顿公式。对于高度偏心的轨道，例如在朱诺号任务和卡西尼号大结局中，相对论效应具有类似踢的性质，如果它们的签名被正确地建模为时间的函数，这可能有利于检测它们。框架拖曳似乎，原则上，朱诺号和卡西尼号可以测量，但伽利略5号和6号不能测量。实际测量需要从牛顿的“前景”（如对航天器轨道和信号传播都有影响的引力四极）中解开框架拖曳。前景问题有待解决。
2017-07-02 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Stellar rotation--planetary orbit period commensurability in the HAT-P-11 system
人们观察到许多行星宿主恒星的旋转周期等于其近邻行星轨道周期的整数倍。我们通过分析HAT-P-11的开普勒数据来扩展这个列表，并发现周期比为6：1。特别是，我们提出了恒星表面上一个长寿点的证据，该点在同一位置被行星食了四次，每六次凌日。我们还确定了最小的过境光变曲线，并确认其相位相对于恒星旋转大多是固定的48个月的时间范围内的观测，确认建议的旋转周期。为了进行比较，我们将我们的方法应用于开普勒-17，并证实了Bonomo & Lanza（2012）的发现，即该系统的周期比不是8：1。最后，我们提供了一个假设，一个恒星和它的行星之间的相互作用可能会导致观察到的系统，恒星的差分旋转配置文件恰好包括一个周期，在某些纬度，这是可观测的行星轨道。
2014-03-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Web of resonances and possible path of evolution of the small Uranian satellites
围绕巨行星的卫星系统沉浸在一个复杂的共振配置区域。了解卫星共振的作用有助于理解行星形成和后期演化的动力学过程。我们的主要目标是分析天王星周围小卫星的共振结构，并提出不同的方案，能够描述这些卫星的当前配置。我们把我们的研究重点放在外部成员的定期卫星内部米兰达，即罗莎琳德，丘比特，贝琳达，Perdita，帕克，和Mab，分别。我们使用N体积分来执行动力学映射，以分析它们的动力学和接近两体和三体平均运动共振（MMR）。我们在它们之间发现了一个复杂的低阶共振网络。采用解析处方，我们分析了气体阻力和I型迁移的环行圆盘（CPD）的演变，以解释这些卫星的不同可能的历史。我们还使用一些粗略的近似来模拟这些卫星的潮汐演变，并找到了可能导致MMR在卫星对之间交叉的可能路径。最后，我们的模拟表明，每个机制可以产生显着的卫星径向漂移导致可能的共振捕获，这取决于距离和大小。
2022-05-16 astro-ph.EP physics.space-ph
Moons Are Planets: Scientific Usefulness Versus Cultural Teleology in the Taxonomy of Planetary Science
我们认为，分类概念的发展是至关重要的行星科学在所有科学分支，但其重要性已被独特的历史发展所掩盖。文献表明，哥白尼革命期间科学家提出的行星概念是理论性的，对科学来说是实用的。它包括主星和卫星行星，因为它们有共同的内在地质特征。大约两个世纪后，非科学的公众刚刚接受日心说，并被激励去保存地心说的元素，包括目的论和占星术的假设。这激发了一种与科学观点相矛盾的民间行星概念的发展。民间分类法是基于物体的轨道，使卫星成为非行星，而忽略了大多数小行星。天文学家继续将主星和卫星归类为行星，并继续教授这种分类法，直到20世纪20年代。天文学界对行星失去了兴趣。1910年至1955年，并在此期间自满地接受了民间概念。现在已经过去了足够的时间，以至于现代天文学家忘记了这段历史，并重写了它，声称民间分类法是哥白尼科学家创造的。开始CA。1960年，当航天器任务被开发出来以发回详细的新数据时，关于行星（包括卫星）的出版物激增，导致哥白尼行星概念的复兴。我们提出的证据表明，与地质复杂性的分类对齐是最有用的行星科学分类。正是这种主行星和次行星的复杂性是宇宙生命起源链的关键部分。
2021-10-22 astro-ph.EP physics.ed-ph physics.hist-ph
The rotation of planet-hosting stars
了解行星系形成过程中的角动量分布是天体物理学的一个重要课题。从$\textit{Kepler}$和$\textit{Gaia}$任务获得的数据可以调查恒星自转是否与类太阳恒星周围行星的存在有关。在这里，我们对493颗行星恒星的自转周期进行了统计分析。这些与对照样本相匹配，没有检测到行星，具有相似的有效温度，质量，半径，金属丰度和年龄。我们发现，行星宿主恒星的自转速度平均要慢$1.63 \pm 0.40$天。旋转的差异在统计学上是显着的样本，包括和不包括行星证实径向速度后续观测。我们还分析了各种恒星和行星性质的旋转分布的依赖。我们的研究结果可能被解释为行星检测偏差取决于其宿主恒星的旋转周期在RV和过境方法。或者，他们可以指出行星的存在和恒星旋转之间的物理联系，强调需要了解角动量在行星系形成和演化中的作用。
2022-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Feasibility Analysis and Preliminary Design of ChipSat Entry for In-situ Investigation of the Atmosphere of Venus
最近，电子设备小型化，采用非常小、低成本和低功率的配置，适合用于航天器，这激发了创新的小型卫星概念，如ChipSats，即质量只有几克的厘米级卫星。这些非常小的航天器有可能开创一个空间科学无障碍的新时代。由于其低弹道系数，ChipSats可以潜在地用于群星座，用于对行星大气的扩展调查，提供具有高可靠性和冗余度的大量数据。我们提出了一个初步的可行性分析的ChipSat行星大气层进入任务的目的是寻找金星大气中的微观生命形式的痕迹。事实上，金星大气层的低云层可能是寻找微生物生命形式的好目标，这是由于有利的大气条件和微米级硫酸气溶胶的存在。模拟特定几何形状航天器进入行星的数值模型，适用于有足够大气数据的任何大气层，已得到实施和验证。研究结果被用来创建一个高层次的设计芯片卫星任务巡航在金星大气层中的高度有利于生命的存在。本文讨论了芯片卫星任务的概念和考虑的航天器初步设计在系统级，包括选择一个潜在的有效载荷。
2020-09-17 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.app-ph
