Ejection and Dynamics of Aggregates in the Coma of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
本研究基于罗塞塔任务OSIRIS图像，识别出彗星67P上超过3万条大型聚合体轨迹，确定其平均半径约5厘米、密度与彗核一致，并发现其源区多位于地形边界，为彗星活动模型提供约束。
2024-05-14 astro-ph.EP
Aggregate dust particles at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
彗星被认为保存了几乎原始的尘埃颗粒，因此提供了早期太阳星云性质的独特样本。在太阳系的形成过程中，这些尘埃的微观特性在粒子聚集中发挥了关键作用。根据对可见光和红外线远程观测的解释以及对球粒多孔行星际尘埃颗粒的研究，彗星尘埃以前被认为是由不规则、蓬松的聚集体组成的，这些尘埃被认为但未被证明起源于彗星。虽然早期任务返回的尘埃提供了81 P/Wild彗星颗粒的详细矿物学，但细颗粒聚集体成分在收集过程中发生了强烈的变化。在这里，我们报告在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko尘埃颗粒的现场测量。颗粒是较小的细长颗粒的聚集体，具有不同尺寸的结构，表明分级聚集。选定的尺寸从1微米到几十微米的尘埃颗粒的地形图像显示出各种形态，包括致密的单颗粒和大的多孔聚集颗粒，类似于南极多孔行星际尘埃颗粒。测得的颗粒伸长与星际尘埃的推断值相似，并支持这样的想法，即这些颗粒可能代表彗星的一小部分组成部分。在随后的增长阶段，分层凝聚可能是一个主要的过程，并会产生聚集体，更容易粘在更高的质量和速度比均匀的灰尘颗粒。在67 P彗星核的近表面存在的分级尘埃聚集体也提供了一种降低尘埃层拉伸强度和帮助尘埃释放的机制。
2017-04-03 astro-ph.EP
Thermal inertias of pebble-pile comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
罗塞塔彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的任务提供了新的数据，以更好地了解彗星是由什么组成的。彗星表面物质的弱拉伸强度表明，彗星是一个分层的尘埃聚集体，是由气态太阳星云中一团被称为"卵石“的小尘埃聚集体通过引力坍缩形成的。由于卵石是彗星的组成部分，而彗星是太阳星云中星子的幸存者，因此结合热观测和数值计算来估计卵石的大小对于了解外太阳系的行星形成具有重要意义。在这项研究中，我们计算的热惯性和热趋肤深度的分层聚集体的卵石，昼夜和轨道变化的温度。我们发现，彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的热惯性是一致的厘米至dm大小的鹅卵石的层次聚合。我们的研究结果表明，这些冰冷的星子可能是通过太阳星云中厘米到分米大小的鹅卵石的吸积而形成的。
2020-07-06 astro-ph.EP
Cometary surface dust layers built out of millimetre-scale aggregates: dependence of modelled cometary gas production on the layer transport properties
研究由毫米级团聚体构成的彗星表面尘埃层的释气特性，提出考虑辐射热导率的扩展模型，证明其对演化彗星更逼真且计算复杂度相当。
2023-10-19 astro-ph.EP
Acceleration of Individual, Decimetre-sized Aggregates in the Lower Coma of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
我们提出了OSIRIS/NAC观测分米大小的，可能含冰的聚集体从彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko表面上的一个封闭区域喷射。这些图像是在2016年1月获得的，当时彗星距离太阳2 AU，从近日点出发。我们通过两个小时的图像系列来测量单个集合体的加速度。大约50%的聚集体被加速远离核，50%朝向核，并且同样朝向任一水平方向。加速度比当地重力强一个数量级，最简单的解释是气体阻力加速所有聚集体向上的综合效应，以及来自不对称放气的反冲力，无论是来自旋转聚集体的随机取向的自旋轴和足够的热惯性，以转移温度最大值远离聚集体的太阳下区域，或来自具有可变冰含量的聚集体。至少有10%的聚集体会逃离彗核的重力场，并进入彗星的碎片轨迹，而其他的聚集体可能会落回彗星表面，并形成覆盖北半球部分地区的沉积物。火箭力在将这些聚集体推回表面方面起着至关重要的作用。我们的观测显示了未来在喷射过程中的回落物质，并提供了彗星最里面的彗发（<2公里）中聚集体加速度的第一个直接测量，其中气体阻力仍然很大。
2016-08-29 astro-ph.EP
Modelling polarization properties of comet 1P/Halley using a mixture of compact and aggregate particles
最近，从“星尘”飞行任务获得的结果表明，81 P/Wild 2彗星的致密颗粒与聚集颗粒的总体比例为65：35（或13：7）（Burdham等人，2008年）。在目前的工作中，我们提出了一个模型，认为彗星尘埃作为一个混合物的紧凑和聚合颗粒，与硅酸盐和有机物的组成。我们把致密颗粒看作球形颗粒，把聚集体看作具有一定尺寸分布的BCCA和BAM 2聚集体。为了模拟彗星1 P/ Halley，采用幂律尺寸分布n（a）= a^{-2.6}，对于致密颗粒和聚集颗粒。我们采用BAM 2和BCCA聚集体的混合物，其具有约0.20 $μm$和1 $μm$的下限和上限截止尺寸。我们还采取了一个混合物的扁长，球形和扁球形紧凑的颗粒与轴比（E）从0.8至1.2，其中的下限和上限的截止尺寸约0.1 $μm$和10 $μm$。使用T矩阵程序，生成了平均模拟偏振曲线，它能最好地拟合在四个波长处的观测偏振数据：$λ$ = 0.365 $μm$，0.485 $μm$，0.670 $μm$和0.684 $μm$ .从本建模中出现的骨料的合适混合百分比对应于50%BAM 2和50%BCCA颗粒，并且硅酸盐与有机物的混合百分比对应于78%硅酸盐和22%有机物，以体积计。本模型成功地再现了观测到的偏振数据，特别是负分支，更有效地相比，在过去所做的其他工作。研究发现，在这些聚集体中，BAM 2聚集体起着决定负极化分支交叉角和深度…
2011-06-13 astro-ph.EP
What drives the dust activity of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko?
我们使用的引力不稳定性形成的慧星的情况下，得到的总尺寸，可以释放的气体压力从彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的核心为不同的日心距离和不同的挥发性冰。为了得到喷射的聚集体的大小，我们开发了一个模型的基础上的假设，即由表面吸收的全部热量消耗的升华过程中的一个挥发性物种。计算了彗星中三种最主要的挥发性物质：H_20冰、CO_2冰和CO冰。我们发现，尘埃聚集体的大小范围能够逃脱的核心进入太空的彗星接近太阳时，缩小日心距离的增加，因为聚集体的拉伸强度随着聚集体的大小而减小。与H_20冰相比，CO冰的活性能够从表面分离出小约一个数量级的聚集体。由于CO冰的较高升华速率，较大的聚集体另外能够从核的重力场逃逸。我们的模型可以解释OSIRIS相机在日心距离3.4 AU和3.7 AU之间观测到的67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星内彗发中的大颗粒（半径从2 cm到1 m）。此外，该模型预测释放的分米大小的聚集体（trail粒子）接近日心的距离，气体驱动的尘埃活动消失。然而，气体驱动的尘埃活动不能解释彗发中小于1毫米的颗粒的存在，因为将这些颗粒从表面分离所需的高拉伸强度不能通过挥发性冰的蒸发来提供。这些较小的颗粒可以例如通过喷射的较大聚集体的旋转和离心质量损失来产生。
2015-06-29 astro-ph.EP
Comets formed in solar-nebula instabilities! -- An experimental and modeling attempt to relate the activity of comets to their formation process (corrigendum included)
当彗星核接近太阳时，通过表面层的能量通量增加，导致底层冰的升华和随后的脱气，促进了观察到的气体和尘埃的排放。尘埃的喷射需要尘埃颗粒与彗星核的结合力必须被升华过程引起的力所克服。这涉及到覆盖灰尘层的抗拉强度有多大的问题。微米级灰尘颗粒的均匀层达到的拉伸强度通常为$10^3$至$10^4$ Pa。这远远超过了彗星中水冰的最大升华压力。因此，尚不清楚彗星尘埃活动是如何驱动的。为了解决这个悖论，我们使用了Skorov和Blum（Icarus 221，1-11，2012）的模型，他们假设彗星是由尘埃云和冰聚集体的引力不稳定性形成的，并计算了尘埃聚集体层的彗星核拉伸强度的相应结构为1 Pa。在这里，我们提出的证据表明，发射的彗星尘埃颗粒确实是聚集体与正确的属性，以适应模型的斯科罗夫和布卢姆。然后，我们实验测量层的实验室灰尘聚集体的拉伸强度，并确认由模型推导出的值。为了解释彗星活动的水冰的蒸发驱动，我们推导出的最小尺寸为$\sim 1$毫米的尘埃聚集，在太阳星云的流星体观测和尘埃凝聚模型的协议。最后，我们得出结论，彗星必须形成的引力不稳定性，因为所有替代的形成模式导致更高的抗拉强度的表面层。
2014-11-21 astro-ph.EP
The Surface Distributions of the Production of the Major Volatile Species, H2O, CO2, CO and O2, from the Nucleus of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko throughout the Rosetta Mission as Measured by the ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer
罗塞塔轨道飞行器离子和中性分析光谱仪（ROSINA）成套仪器在67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星附近两年多的罗塞塔飞行任务作业期间一直在运行。它测量了整个彗星大气层（或称彗发）的气体密度和成分。在这里，我们提出了两年的测量值的四个主要挥发性物种的相对密度的彗星，水。CO2，CO和O2，由ROSINA子系统之一称为双聚焦质谱仪（DFMS）。绝对总气体密度由ROSINA的另一个子系统彗星压力传感器（COPS）提供。DFMS是一种非常高的质量分辨率和高灵敏度质谱仪，能够分辨原子质量单位的一小部分。我们已经分析了组合DFMS和COPS测量使用的反演方案的基础上，解决了潜在的表面活动的每个物种的分布作为彗星旋转，改变太阳光照，在短时间间隔内，作为彗星改变距离太阳和方向的自旋轴在很长的时间间隔。我们还使用来自反演方案的表面边界条件来模拟整个昏迷与我们的完全动力学直接模拟蒙特卡罗模型，并计算整个任务的四个主要物种的生产率。我们比较得出的生产率与修订后的遥感观测的可见光和红外热成像光谱仪（VIRTIS），以及从微波仪器的罗塞塔轨道器（MIRO）公布的意见。最后，我们使用的主要物种的表面生产的变化来计算总的质量损失的任务，并为不同的估计的灰尘/气体比，计算表面损失的变化超过核。
2019-09-04 astro-ph.EP
Activity of comet 103P/Hartley 2 at the time of the EPOXI mission fly-by
2010年11月1日至6日，在EPOXI探测器飞掠彗星103 P/Hartley~2的同时，观测到了这颗彗星。目标是将从地面观察到的大尺度现象与从航天器观察到的小尺度现象联系起来。这颗彗星显示出与其核心旋转相关的强烈活动，也被航天器观测到。我们在这里报告的固体成分的表征，通过观察在两个光谱区域，其中只有颗粒散射的太阳辐射的发射。我们发现，这种活动产生的颗粒的寿命为5小时，与航天器对大块冰块的观测相一致。此外，由有源区之一产生的晶粒具有非常红的颜色。这表明在谷物中有一种与冰混合的有机成分。
2012-06-06 astro-ph.EP
Potential Backup Targets for Comet Interceptor
彗星拦截器是欧空局的F级任务，预计将于2028年在与欧空局的ARIEL任务相同的发射器上发射。彗星拦截器的科学有效载荷包括三个航天器，一个主要的航天器将携带两个较小的探测器被释放到目标。这三个航天器将沿着不同的弦飞过目标，提供彗星核及其环境的多个同时视角。每个航天器将配备不同但互补的仪器套件，旨在研究彗星或星际物体（ISO）的远、近彗发环境和表面。主航天器将在距离目标约1000公里处进行飞越。两个较小的探测器将更深入彗发，更接近彗核。该任务的设计和发射没有指定一个特定的彗星作为其主要目标。彗星拦截器将与ARIEL一起前往日地L2拉格朗日点，并在休眠状态下等待，直到发现一颗合适的长周期彗星（LPC），该彗星将足够接近太阳，以便航天器机动到相遇轨道。为了为所有可能发生的情况做好准备，科学小组已经从已知的木星家族彗星中收集了一组初步的备用目标，在标称任务时间轴内可以实现适当的飞越轨道（包括一些发射延迟的可能性）。为了更好地优先考虑这个列表，我们正在发布我们潜在的备份目标，以征求行星社区的帮助，以便在未来出现时观察这些物体，并鼓励出版这些物体的档案数据。
2020-02-05 astro-ph.EP
Past and Future Comet Missions
本文回顾了近期彗星交会任务的历史，重点梳理了各任务的科学动机、所需技术及新发现，并展望了未来解决遗留问题和实现彗核冰低温样本返回的太空任务路径。
2022-08-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
"Secular Light Curve of Comet 103P/Hartley 2, Target of the EPOXI Mission"
为了支持EPOXI任务，我们编制了EPOXI的下一个目标103 P/Hartley 2彗星的长期光变曲线（SLC）。a）测量了30个光度参数的数量级，其中20多个是新的。活动的开启点距离太阳-4.2 +/-0.1 AU，相当于近日点前-400 +/-40天。总活动时间为TACTIVE= 1484 +/- 43 d。b）103 P是一颗年轻的矮彗星，年轻是因为它的光度年龄P-AGE（1，1）= 15 +/- 2 cy（彗星年），而矮是因为它的直径DEFFE = 1.14 +/- 0.16 km。c）核非常活跃，SLC的振幅在1997年为ASEC= 10.8 +/- 0.1 mag。这颗彗星与1 P/Halley一样活跃，但要小得多。d）在远日点保持活跃后，彗星将其活动溢出到下一个轨道。e）两个线性定律在近日点前RBP = -1.20 +/- 0.1 AU处的转折点处改变斜率，mBP = 9.4 +/- 0.1等。升华不受水冰的控制。控制物质可以是CO或CO2冰。二氧化碳已被光谱检测到。f）计算了这颗彗星的水收支。彗星每次出现消耗1.88 10^10公斤的水。定义了一个新的水分收支年龄，发现WB-AGE = 19 cy，而1 P/Halley的WB-AGE = 0.65 cy，9 P的WB-AGE = 28 cy。g）在两个日期计算Afρ值，我们发现粉尘产生率为106和37 kg/s。…
2010-08-26 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
Aggregate dust model to study the polarization properties of comet C/1996 B2 Hyakutake
在本研究中，我们通过使用128个球形单体的弹道粒子-团簇聚集体和弹道粒子-团簇聚集体的模拟，研究了百武彗星在波长$λ=0.365μm$、$λ=0.485μm$和0.684 $μm$处观测到的线偏振数据。我们首先研究了单体的尺寸参数，$x$ $\sim$ 1.56 - 1.70，结果证明是最合适的，这提供了在三个波长$λ= 0.365$ $μm$，0.485 $μm$和0.684 $μm$处观察到的尘埃散射性质的最佳拟合。因此，聚集体的有效半径（r）位于$0.45 μm \le r \le 0.49 μm$在$λ= 0.365$ $μm$处; $ 0.60 μm \le r \le 0.66 μm$在$λ= 0.485$ $μm$处和$0.88 μm \le r \le 0.94 μm$在$λ= 0.684$ $μm$处的范围内。利用叠加\textsc{t-matrix}程序和幂律尺寸分布$n(r) \sim r^{-3}$，计算了在上述三个波长下与偏振观测数据拟合最好的复折射率的最佳拟合值。发现最佳拟合的复折射率$(n,k)$在$λ= 0.365 $ $μm$处为（1.745，0.095），在$λ= 0.485 $ $μm$处为（1.743，0.100），在$λ= 0.684$ $μm$处为（1.695，0.100）。从目前的分析出来的折射率对应于硅酸盐和有机物的混合物，这是在良好…
2010-01-05 astro-ph.EP
The Castalia Mission to Main Belt Comet 133P/Elst-Pizarro
我们描述了Castalia，一个提议的任务与主带彗星（MBC），133 P/埃尔斯特-皮萨罗会合。MBC是最近在火星和木星之间的主要小行星带内发现的一群明显的冰体，它们可能代表了为早期地球提供水的人口的残余。Castalia将通过详细描述133 P，解决MBC活动的难题，并在小行星带中首次原位测量水，对这一群体进行首次探索。在许多方面，作为欧空局非常成功的罗塞塔任务的继承者，Castalia将允许在非常不同的彗星类别之间进行直接比较，包括测量临界同位素比率，等离子体和尘埃特性。它还将配备第一个访问小型机构的雷达系统，绘制内部的冰。Castalia被提议在宇宙愿景计划中与欧空局的M4和M5通话略有不同。我们描述了任务的科学动机，实现科学目标所需的测量，以及实现这些目标的拟议仪器有效载荷和航天器。
2017-09-11 astro-ph.EP
The nucleus of 103P/Hartley 2, target of the EPOXI mission
103 P/哈特利2号彗星被选为2007年10月深度撞击扩展任务EPOXI的目标彗星。没有对这颗彗星的核心进行直接的光学观测，因为它在以前观测时一直非常活跃。我们的目标是恢复远日点附近的彗星，以a）确认它没有分裂，并在预测的位置，b）为任务规划提供天体测量和亮度信息，以及c）继续描述核心。我们观察彗星在日心距离5.7和5.5 AU之间，使用FORS 2在VLT，在2008年5月至7月的4个时期。我们对深叠层图像进行VRI测光，以寻找活动并测量绝对星等，从而估计核的大小。我们在预期位置附近恢复了彗星，在第一个历元时的星等为m_R = 23.74 \pm 0.06。这颗彗星没有可见的彗发，尽管与恒星的轮廓比较显示有微弱的活动，或者可能是以前活动的尘埃痕迹对通量的贡献。这种活动似乎在更远的时期逐渐消失，这意味着这是一个延续的活动过去远日点从以前的幻影，而不是一个早期开始活动之前的下一个近日点。我们的数据意味着一个\le 1公里的核半径为4%的假设的α，我们估计一个~6%的α。我们测量（V-R）= 0的颜色。26 \pm 0.09。
2010-05-10 astro-ph.EP
A Potential Aid in the Target Selection for the Comet Interceptor Mission
针对Comet Interceptor任务发射前目标未定、停泊阶段需决策是否选定候选彗星的问题，提出一种基于期望值的理论体系，可在满足实施要求的情况下辅助目标选择决策。
2023-08-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
Polarization of light scattered by large aggregates
对宇宙尘埃和行星气溶胶的研究表明，其中一些含有大量聚集体，其大小明显超过可见光的波长。在某些情况下，这种大的聚集体可能在形成灰尘的光散射特性中占主导地位。在本文中，我们提出的结果，包含超过1000个单体的亚微米尺寸的聚集体的光散射的计算机建模和研究他们的光散射特性，特别是偏振，相位角和波长的变化。由于开发了用于并行计算的新版本的MSTM（多球T矩阵）代码，这样的建模成为可能。建模的结果被应用到彗星偏振观测的结果，以检查大的聚集体是否占主导地位，形成光散射彗星尘埃。我们比较了不同结构和孔隙度的聚集体。我们发现，大于98%的孔隙率（如弹道簇-簇聚集体）的大聚集体具有几乎相同的瑞利极化的角度依赖性。大的致密聚集体（孔隙率小于80%）展示了固体颗粒的典型曲线。这就排除了典型彗星尘埃颗粒过于多孔和过于致密的聚集体。我们发现，大的聚集体不仅可以解释相位角依赖性的彗星偏振在近红外，但也可能是负责偏振的波长依赖性，这可以与它们的孔隙率。
2012-06-27 astro-ph.EP
Determining the dust environment of an unknown comet for a spacecraft fly-by: The case of ESA's Comet Interceptor mission
我们提出了一种统计方法来评估尘埃环境的一个未知的彗星（或当它的参数是已知的，只有很大的不确定性）。这对于欧空局的彗星拦截器飞行任务等对动态新彗星的飞行任务特别重要。我们发现，缺乏知识的任何特定的彗星的结果在非常大的不确定性（~3个数量级）的尘埃密度的彗发。影响尘埃密度的最敏感参数是尘埃尺寸分布、尘埃产生率和彗发亮度，通常用Af $ρ$量化。此外，彗发的亮度（Af $ρ$）到尘埃产生率的转换受到不良约束。如果除了已知Af $ρ$之外还已知粉尘粒度分布，则粉尘产生率只能估计到~0.5个数量级的不确定性。为了准确地预测一个鲜为人知的彗星的尘埃环境，我们在这里提出的统计方法需要采取适当的不确定性。这可以通过计算彗星的集合来完成，该集合覆盖参数空间内的所有可能组合，如本工作所示。
2022-08-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Considerations on the process of target selection for the Comet Interceptor mission
Comet Interceptor任务通过优先考虑轨道信息来选择目标，以确保在有限时间内成功拦截长周期彗星。
2025-11-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Dust release and tensile strength of the non-volatile layer of cometary nuclei
我们开发了一个彗星核的热物理模型，这是基于这样的假设，即彗星的形式由尘埃和冰聚集体的合奏引力不稳定性。在这种情况下，可以使用Weidling等人（2011年）的尘埃-聚集体碰撞和粘附模型计算彗星核无冰外层的拉伸强度。基于现有的实验室数据的气体渗透性和导热性的无冰粉尘层，我们推导出的温度和压力在尘冰界面的纯水和纯二氧化碳冰。尘埃壳下面的蒸汽压与其抗拉强度的比较可以预测彗星表面的尘埃释放。我们的模型预测了纯CO2冰和日心距离<3 AU的尘埃活动，而纯H2O冰不能解释尘埃排放
2011-11-03 astro-ph.EP
AMBITION -- Comet Nucleus Cryogenic Sample Return (White paper for ESA's Voyage 2050 programme)
这份白皮书提出，彗星核样品返回任务AMBITION是欧空局2050年航行计划的基石。我们总结了罗塞塔任务成功后彗星科学中仍然存在的一些最重要的问题，其中许多问题需要使用仅在地球实验室中才能实现的技术进行样本分析。然后，我们总结了可以解决这些问题的测量，仪器和任务场景，并建议欧空局选择一个雄心勃勃的低温样品返回任务。对主带彗星和半人马座的Renaissance任务是M级任务的引人注目的案例，通过探索新的彗星类别来扩展我们的知识。AMBITION将吸引广泛的社区参与，从行星科学和天体物理学的广泛学科中汲取专业知识。有了AMBITION，欧洲将继续在探索最原始的太阳系天体方面发挥领导作用。
2019-07-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Dust and gas emission from cometary nuclei: the case of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
彗星显示随着太阳距离的减少，气体和尘埃粒子的排放增加，导致彗发和尾部的形成。航天器飞行任务提供了对位于彗星核上的尘埃和气体源的时间和空间变化的深入了解。对于彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko（67 P/C-G），罗塞塔飞行任务的长期观测表明，整个照明表面都有均匀的尘埃排放。尽管初始分布是均匀的，但喷射状结构中的准直变得可见。我们认为，这一观察结果直接与复杂的形状的核和项目凹地形特征到尘埃彗发。为了验证这一假设，我们提出了67 P/C-G的气尘描述，其中重力和气体力是从表面网格精确确定的，核的旋转是完全纳入的。新兴的喷流状结构持续广泛的气尘相互作用，并显示出尘埃速度依赖的弯曲。
2018-01-08 astro-ph.EP
Model for Cameron band emission in comets: A case for EPOXI mission target comet 103P/Hartley 2
本文利用CO分子的Cameron带（α_3Pi-X_1Sigma）发射，假定CO_2的光解离激发是α_3Pi亚稳态CO的主要产生机制，导出了彗星中CO_2的产生速率。本文建立了一个CO（α_3Pi）的产生和损失模型，并应用于EPOXI任务的目标彗星103 P/Hartley 2。我们的模型计算表明，光电子碰撞激发的CO和解离激发的CO2可以一起贡献约60-90%的卡梅隆带的发射。哈特利2号彗星（0-0）卡梅隆带辐射的亮度模型与哈勃太空望远镜观测结果一致，其中CO2含量为3-5%（取决于模型输入的太阳通量），CO含量为0.5%（相对于水），其中光电子撞击贡献约为50- 75%。我们建议重新考虑使用卡梅隆波段发射的彗星上的CO2丰度的估计。预测了EPOXI任务交会期间~1300 R卡梅隆波段高度积分柱亮度.
2010-12-06 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.atom-ph
Formation of Comets
关于太阳系的彗星是多么原始或原始的问题一直是一个持续的争议。本文综述了彗星从太阳星云中的尘埃和冰粒到当代外太阳系中的小天体的物理演化。这包括尘埃凝聚的阶段，星子的形成，它们的热演化和碰撞过程的结果。我们使用的经验证据彗星，特别是从罗塞塔任务彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科，得出结论的彗星可能的热量和碰撞演化。
2022-07-26 astro-ph.EP
Cometary Plasma Science -- A White Paper in response to the Voyage 2050 Call by the European Space Agency
彗星是理解我们的太阳系的关键，它的形成和演化，以及在它内部和外部工作的基本等离子体过程。这些气体形成彗发，在那里被电离，变成等离子体，最终与太阳风相互作用。除了这些中性和电离的气体，彗发还含有从彗核释放出来的尘埃颗粒。当彗星穿过太阳系时，随着彗星大气层的发展，大尺度结构，如等离子体边界，发展和消失，而在行星上，这种大尺度结构只有在它们完全生长的准稳定状态下才能接近。在彗星上的原位测量使我们能够了解这种大尺度结构是如何形成或改造的，以及等离子体中的小尺度过程如何影响这些大尺度结构的形成和性质。此外，彗星在其生命周期中会经历各种参数区域，其中涉及中性粒子和带电粒子的碰撞过程或无碰撞过程都在起作用，甚至可能在复杂的过渡区域中竞争。因此，彗星提供了一个独特的机会来研究这个参数空间，从小行星到火星和金星的相互作用。彗星的快速飞越已经有了许多新的发现，为多航天器任务奠定了基础，该任务将伴随彗星穿越太阳系。本白皮书回顾了彗星等离子体的当今知识，讨论了许多尚未回答的问题，并概述了欧空局的多航天器任务，伴随彗星，将通过结合多航天器观测和交会任务来回答这些问题，同时推进我们对基本等离子体物理学及其在行星系中的作用的理解。
2019-08-01 astro-ph.EP
Modelling cometary meteoroid stream traverses of the Martian Moons eXploration (MMX) spacecraft en route to Phobos
火星卫星探测（MMX）航天器是日本宇宙航空研究开发机构的一项火星及其卫星火卫一和火卫二任务。MMX将携带环火星尘埃监测器，这是一种新开发的轻型（$\mathrm{650\,g}$）大面积（$\mathrm{1\,m^2}$）尘埃撞击探测器。彗星流星体流（也称为尾迹）沿着彗星的轨道存在，形成行星际尘埃云的精细结构。这些彗星流主要由最大的彗星粒子（尺寸约为$\mathrm{100\,μm}$至1厘米）组成，它们以低速喷射，并在绕太阳几圈的过程中保持非常接近彗星轨道。行星际流星体探测环境空间尘埃流模型（IMEX）是新近发表的一个适用于内太阳系彗星流星体流的通用模型。利用IMEX研究了2024 - 2028年MMX任务期间CMDM对彗星尘埃流粒子的探测条件。该模型预测了在90天左右的时间内，12个通量为$\mathrm{100\,μm}$和至少为$\mathrm{10^{-3}\,m^{-2}\,day^{-1}}$的较大粒子的彗星流星体流的穿越。预测了114 P/Wiseman-Skiff彗星在2026年10月的最高通量$\mathrm{0.15\,m^{-2}\,day^{-1}}$。由于探测面积大，灵敏度高，CMDM将能够探测到前往火卫一途中的彗星流星体流。我们对MMX火星轨道阶段的模拟结果还预测了火星大气中流星雨的发生，这可能是从火星表面用着陆器或漫游车上的相机观测到的。最后，IM…
2021-03-30 astro-ph.EP
The Composition of Comets
本文是2014年4月在法国图卢兹举行的国际彗星研讨会的成果，与会者聚集在一起，评估我们在欧空局罗塞塔任务之前对彗星的了解。在本文中，我们看看彗星的气体和尘埃的组成。有了气体，我们涵盖了各种分类学研究，这些研究将彗星分成了几组，并比较了在所有波长下看到的情况。我们还讨论了什么已经从质谱仪在飞越。我们的解释的几个警告进行了讨论。对于尘埃，我们的大部分信息来自飞越。其中包括{ \it原位}分析以及返回地球进行实验室测量的样品。还讨论了遥感红外观测和偏振测量。对于气体和尘埃，我们讨论了罗塞塔航天器和菲莱着陆器将带来什么样的仪器，以提高我们对彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科的理解，作为我们以前全面研究的“地面实况”。最后，我们总结了罗塞塔任务的一些初步发现。
2015-07-02 astro-ph.EP
Dust in Comet C/2007 N3 (Lulin)
我们报告的光学成像，光学和近红外偏振，和斯皮策中红外光谱彗星C/2007 N3（鹿林）。在R（0.676微米）中以0.44度至21度的相位角获得偏振观测，同时在H（1.65微米）中以4.0度进行观测，探索偏振中的负分支。彗星C/2007 N3（Lulin）在光学上表现出典型的负偏振，在近红外波段也有类似的负分支。10微米的硅酸盐特征在发射方面仅是微弱的，并且根据我们的热模型，与来自硅酸盐和碳材料的混合物的发射一致。我们认为，大，低孔隙度（类似于弹道粒子簇聚集体），而吸收总尘埃粒子最好的解释偏振和中红外光谱能量分布。
2011-03-18 astro-ph.EP
Preparing for the 2061 return of Halley's comet -- A rendezvous mission with an innovative imaging system
本文提出一项哈雷彗星交会任务，利用巨行星引力辅助在2040年前发射，于水升华开始前抵达彗星并伴飞至2061年近日点，同时设计100°超大视场成像系统以追踪彗核喷出物轨迹，深化对彗星活动的理解。
2025-02-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the dust of tailless Oort-cloud comet C/2020 T2 (Palomar)
我们报告了我们对奥尔特云彗星C/2020 T2（Palomar）（T2）的新分析，该彗星在近日点前两周距离太阳2.06 au（相位角为28.5度）。在散射光中，T2缺乏明显的尘埃尾，显示出整个幻影中强烈的彗发中心凝聚，让人想起所谓的马恩岛彗星。它的偏振光光谱斜率分别在J（1.25 um）和H（1.65 um）波段增加和减少，导致整体负（蓝色）斜率（-0.31+/-0.14% um^-1），与在类似几何形状下观测到的活动彗星的红色偏振形成对比。T2的平均偏振度对于J带为2.86+/-0.17%，对于H带为2.75+/-0.16%。鉴于近红外波长对彗星尘埃的中等尺度结构（即，尘埃聚集体），我们对具有不同孔隙度和成分的弹道聚集体的光散射建模表明，T2的偏振特性与低孔隙度（~ 66%）相容，在10- 100 μ m（密度~652 kg m^-3）的尺度上吸收了冰含量可忽略不计的尘埃聚集体。这一点得到了T2的彗发形态的支持，它的β值（太阳辐射压对尘埃的相对重要性）范围小于~10^-4。长期演变的R-波段活动的T2从档案数据显示，其亮度的增加加速约2.4金前近日点，其整体的尘埃生产率~100倍小于活跃的奥尔特云彗星。我们还发现了一个明显的集中T2和马恩岛彗星向黄道轨道。本文强调了奥尔特云彗星的异质性，可以在不久的将来进行调查，专门研究其尘埃特性。
2022-10-24 astro-ph.EP
Comet nuclei composition and evolution
由于罗塞塔轨道器和菲莱着陆器的数据，我们对彗星核组成的了解有了很大的进步。本文讨论了67 P/CG核的性质，并与过去空间探测的其它彗星进行了比较。彗核是由冰、矿物质、有机物和盐的集合形成的，导致其表面非常暗和红色。当远离太阳时，暴露的水和二氧化碳冰仅在67 P/CG的少数位置发现，其中暴露的原始次表层或由太阳加热和局部地形形态驱动的挥发性物质的再冷凝可以维持它们在表面上的暂时存在。核表面似乎被一层厚度不等的尘埃层所覆盖。尘埃颗粒大多脱水，由矿物质、有机物和盐的集合体组成。光谱分析表明，矿物相主要为硅酸盐、细粒不透明体和氨化盐。在有机物质中识别出脂肪族和芳香族基团，以及强羟基的存在。彗星核的表面成分随着日心距离和季节循环而演变：接近近日点时，太阳通量的增加通过挥发物的升华而促进了活动，这反过来又导致表层的侵蚀，冰的暴露，悬崖和坑的活动，悬垂物和墙壁的倒塌，以及灰尘的移动和重新分布。发生在细胞核不同形态区域的颜色、成分和质地变化的演变与这些过程相关。在本章中，我们讨论67 P/CG核的组成和演化过程中观察到的罗塞塔任务的背景下，以前探索的空间任务或从地球上观察到的其他彗星。
2022-10-06 astro-ph.EP
Analysis of Low $ΔV$ Spacecraft Missions to Oort Cloud Comet C/2014 UN$_{271}$
彗星C/2014 UN $_{271}$，在发现者Bernardinelli/Bernstein之后的替代名称“BB”，通常被称为UN $_{271}$，是两个方面的极端情况，首先是发现时的太阳距离（$>$ 29 au），其次是它的核大小（137 $\pm$ 15 km）。远日点距离为$\sim$ 33，000 au（w.r.t.它的轨道周期$\sim$为200万年，绝对是太阳系奥尔特云的一个天体，也是迄今为止观测到的最大的奥尔特云天体。对联合国$_{271}$进行实地观测将具有相当大的科学意义。不像大多数奥尔特云彗星是在靠近内太阳系时才被首次发现的，UN $_{271}$被发现得足够早，可以提供足够的提前预警来计划这样的任务。在本文中，我们描述了各种方法达到联合国$_{271}$在其近日点和黄道面通过期间，与飞掠和会合选项;利用直接转移，木星动力的引力辅助（GA）或一系列的GAs的内行星。找到了可行的飞越和会合轨道，特别是使用NASA空间发射系统（SLS）作为运载火箭。
2022-10-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
Evolution of the Dust Coma in Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko Before 2009 Perihelion
67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星是欧空局罗塞塔任务的主要目标，将于2014年5月遇到。由于航天器在释放着陆器{ \it Philae}之前和之后都将在彗星核的轨道上运行，因此有必要了解彗发的情况。研究尘埃环境，包括尘埃产生率及其沿近日点轨道的变化。在2008年6月初至2009年1月中旬的四个时期内，在该彗星接近太阳的过程中，在2014年飞行任务将覆盖的大范围日心距离内对该彗星进行了观测。在彗星核附近测量到彗发尘埃密度的异常增强。这种增强的尺度长度随着彗星日心距离的减小而增加。这被解释为尘埃彗发异常缓慢膨胀的结果。在球对称彗发的假设下，导出了尘埃的平均数量及其喷出速度。后者随日心距离（\rh）的减小而呈指数增加，范围从3 AU处的约1 m/s到1.4 AU处的约25-35 m/s。基于这些结果，我们描述了尘埃环境中的核心距离，在这些空间飞行器将可能是在轨道上。Astronomy and Astrophysics，in press
2011-05-02 astro-ph.EP
The Dust Mantle of Comet 9P/Tempel 1: Dynamical Constraints on Physical Properties
从彗星喷出的尘埃粒子的轨迹受太阳辐射压的影响，它是辐射压截面与质量之比的函数。因此，对辐射压力引起的粒子轨道演化的研究揭示了彗星核表面尘埃的物理性质。在美国宇航局的深度撞击任务过程中，喷出物羽流在辐射压力的影响下演变。从羽流的演化和形状，我们成功地获得了$β\approx 0.4$，其中$β$是辐射压力与太阳重力的比值。考虑到$β\approx 0.4$以及高色温和小硅酸盐特征强度的观测限制，从彗星9 P/坦普尔1号表面喷射出的尘埃颗粒可能是尺寸为$\approx 20\,μ$ m（质量为$\sim 10^{-8}$ \，g）的致密尘埃聚集体。这与从现场测量和理论考虑中推断的1 P/哈雷彗星（$\sim 10μ$ m）表面的主要尘埃相当。由于这种带有$β\approx 0.4$的尘埃聚集体必须在表面上抵抗由于冰升华而产生的喷流，因此核中冰的温度必须保持在145 K以下，这比由太阳辐射和热发射确定的平衡温度低得多。这些事实表明，9 P/坦普尔1有一个尘埃地幔组成的$20\,μ$ m大小的尘埃聚集体具有低的热导率$\sim 1 \, {\rm erg\, cm}^{-1} \, {\rm K}^{-1}\,{\rm s}^{-1}$。
2012-12-04 astro-ph.EP
ESA F-Class Comet Interceptor: Trajectory Design to Intercept a Yet-to-be-discovered Comet
彗星拦截器（Comet Interceptor）于2019年6月被选为首个ESA F级任务。在2029年，彗星-I将作为欧空局M4 ARIEL任务的共同乘客，搭上太阳-地球L2准光环轨道。然后它将在L2点保持空闲状态，直到满足正确的出发条件，以拦截尚未发现的长周期彗星（或星际天体）。因此，彗星-I目标的身份不明成为轨道和飞行任务设计的一个关键方面。本文首先分析了长周期彗星的星群，得出每年有2 ~ 3个可能的彗星目标的结论。然而，彗星一号只能访问其中的一部分，这主要取决于地球与地球轨道半径最近节点之间的角距离。对转移轨道进行了初步分析，以评估特定航天器设计（包括全化学、全电力和混合动力推进系统）的可进入区域和转移时间之间的权衡。不同的地球逃逸选择也发挥了至关重要的作用，以提高彗星-I的能力，以达到可能的长期彗星目标。特别是，地球领先的拦截配置有可能从月球摇摆偏离中获益最多。最后，初步的蒙特卡罗分析表明，彗星-I有95%到99%的可能性在不到6年的任务时间跨度内成功访问一颗新发现的原始长周期彗星。
2021-07-27 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
Modelling heterogeneous dust particles. An application to cometary polarization
在这项工作中，我们引入了一个彗星尘埃模型，该模型结合了多种尘埃形态以及幂律粒度分布下的硅酸盐矿物和碳质材料的不均匀混合物，以复制在窄带连续谱中观察到的几个彗星的标准偏振相位曲线。根据Rosetta/MIDAS和COSIMA的结果，我们以团聚碎片的形式创建了高孔隙度分级聚集体（HA）和低孔隙度（< 10 $\%$）固体。我们还介绍了一种中等孔隙度的结构，在核心的固体，周围的蓬松聚集体称为蓬松固体（FS）。我们研究了混合组合，（HA和固体），（HA和FS）和（HA，FS和固体）的幂律指数n=2.0至3.0的范围内的硅酸盐矿物和碳质材料的混合百分比的不同设置。短周期彗星1 P/Halley和67 P/Churyumov-Gerasimenko的偏振测量与HA和固体组合产生的偏振最匹配，而组合（HA和FS）和（HA，FS和固体）提供了长周期彗星C/1995 O 1（Hale-Bopp）和C/1996 B2（Hyakutake）的最佳拟合结果。最佳拟合模型的结果也重现了所观察到的偏振的波长依赖性。我们的尘埃模型同意这样的想法，即长周期彗星可能有高比例的松散颗粒（HA和FS）相比，在短周期彗星的情况下，短周期彗星的经验更频繁和/或更高的风化程度。
2020-11-16 astro-ph.EP
Tensile Strength of Porous Dust Aggregates
彗星被认为拥有我们太阳系形成过程的信息。最近，罗塞塔号航天器任务发现了关于67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的详细信息。值得注意的是，它的抗拉强度估计。在本文中，我们测量和制定的多孔尘埃聚集体的拉伸强度的数值模拟，激发了多孔尘埃聚集模型的星子形成。我们使用具有周期性边界条件的单体相互作用模型进行三维数值模拟。我们伸展出一个尘埃聚集体与不同的初始体积填充因子之间的$10^{-2}$和0.5。我们发现，拉应力采取的最大值时，体积填充因子减少到约一半的初始值。最大应力被定义为拉伸强度。我们取10个不同初始形状的结果的平均值，以消除骨料初始形状的影响。最后，数值计算得到了尘埃聚集体的拉伸强度与初始体积填充因子之间的关系。我们还使用了一个简单的半解析模型，并成功地再现了数值结果，这使我们能够适用于广泛的参数范围和不同的材料。得到的关系是一致的，与以前的实验和数值模拟硅酸盐粉尘聚集。我们估计彗星67 P的单体半径约为3.3 - 220 $\mathrm{μm}$，才能用我们的模型再现其抗拉强度。
2019-02-22 astro-ph.EP
Boulder migration in the Khonsu region of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
针对67P彗星Khonsu区域30米巨石迁移事件，本研究结合OSIRIS成像数据与热物理建模，将迁移时间限定为14小时，揭示其南北侧热历史差异或通过自身挥发性活动触发迁移，完善了该事件的触发机制认知。
2024-11-26 astro-ph.EP
Chemical and physical properties of cometary dust
本研究梳理了彗星尘埃的化学与物理性质，结合航天任务、观测及实验室分析结果，明确其组成、同位素特征、尺寸分布及结构特性，为研究太阳系早期物质提供了关键依据。
2023-05-05 astro-ph.EP
Sublimation of icy aggregates in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko detected with the OSIRIS cameras onboard Rosetta
从2014年3月开始，OSIRIS（光学、光谱和红外远程成像系统）相机开始使用广角相机（WAC）和窄角相机（NAC）拍摄彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的彗核和彗发（气体和尘埃）的图像。自2014年7月以来进行的许多观测已被用于研究彗星尘埃喷流的形态，位置和时间变化。我们分析了2015年5月30日和31日南方春分后不久的尘埃监测观测，WAC位于日心距离Rh = 1.53 AU，在那里可以观察到喷流随核旋转。我们发现，作为喷流距离的函数的亮度下降比背景彗差陡得多，这是升华的第一个迹象。我们采用了一个模型的升华冰聚集体和研究的效果作为一个功能的聚集体的物理性质（组成和大小）。这篇文章的主要发现是，通过脏颗粒聚集体的升华（半径在5微米和50微米之间），我们能够完全再现距离核4公里以外的喷流的径向亮度分布。为了重现数据，我们需要分别注入8.5 x $10^{13}$和8.5 x $10^{10}$之间的聚集体，a = 5微米和50微米，或者初始质量约为22 kg的$H_2O$冰。
2016-08-31 astro-ph.EP
Searching for Outbursts in the Ground-Based Photometry of 67P/Churyumov-Gerasimenko
67 P/Churyumov-Gerasimenko是一颗彗星家族的彗星，是罗塞塔任务的目标，这是第一次成功地在彗星上轨道和着陆探测器的任务。这次飞行伴随着一次大规模的地面观测活动。我们已经开发了一个管道来校准和测量彗星67 P在2016年近日点通过期间的测光，利用在各种设施中收集的所有可见波长宽带成像。该管道使用场内的背景恒星将彗星的亮度校准到一个通用的测光系统（Pan-STARRS 1），从而允许汇编和比较多个数据集。结果遵循基于先前幻影的预测：67 P显示从轨道到轨道的活动水平没有明显变化，并且彗发颜色在整个幻影中保持不变。我们在2015年8月22日探测到一次$\sim$ 0.14等的爆发。这次爆发的亮度和估计质量与罗塞塔直接在核上观察到的爆发一致。现场观测到的爆发与从地面观测到的爆发同时发生，但将这两个事件直接联系起来仍然具有挑战性。
2022-10-17 astro-ph.EP
Rotational Disruption of Nonspherical Cometary Dust Particles by Radiative Torques
对由天文硅酸盐聚集体组成的非球形尘埃粒子系综的响应进行了严格的统计数值分析。研究发现，旋转破裂机制不仅可能发生，而且是解释彗星尘埃许多单独观测的关键因素。也就是说，辐射扭矩显示自旋和彗星活动的时间尺度内的彗星尘埃对齐。此外，在某些条件下的辐射扭矩对齐和中断机制被证明是一致的观测快速偏振的尘埃和光谱的尘埃发蓝。结果表明，在考虑彗星尘埃演化时，辐射矩几乎是普遍需要考虑的。
2020-03-14 astro-ph.EP
Seeing the Bigger Picture: The Rosetta Mission Amateur Observing Campaign and Lessons for the Future
业余天文学家可以对彗星的研究作出有益的贡献。它们增加了时间覆盖和多尺度观测，可以帮助研究快速变化和大尺度彗星特征。我们的文件和审查的业余观测活动，以补充罗塞塔空间任务，包括提交的数据，并考虑从以前的彗星业余运动的经验，运动的有效性。我们报告的调查结果的运动参与者，业余天文学界和学校谁参加了彗星46 P观测活动。我们为未来的活动总结了经验教训，包括需要：明确目标;认识到活动对增加科学资本的更广泛影响;明确，一致，及时和量身定制的指导;易于上传的程序与内置的质量控制;以及定期沟通，反馈和认可。
2020-11-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Gemini and Lowell Observations of 67P/Churyumov-Gerasimenko During the Rosetta Mission
我们目前的观测彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko收购支持的$Rosetta$任务。从2014年9月到2016年5月，我们在68个夜晚获得了可用的数据，每当彗星被观测到时都会定期获取数据。我们收集了大量的近红外$J$、$H$和$Ks$数据，以及彗星较暗时的$g'$、$r'$、$i'$和$z'$中的可见光图像。我们还获得了宽带$R$和窄带$CN$过滤器的观测时，彗星是最明亮的使用望远镜在洛厄尔天文台。直到2015年6月，其外观一直由中央凝结和尾部主导。从2015年8月开始，昏迷中出现了明显的不对称性，增强显示这是由于存在多达三个特征（即，喷气机）。所有宽带滤波器的特征相似; $CN$图像没有显示这些特征，而是在东南半球广泛增强。使用Vincent等人（2013年）的参数进行的建模相当好地复制了尘埃形态，表明至少在最近三次显灵中，极方向和活跃区域的位置相对不变。由$A(0^{\circ})fρ$测量的尘埃产生量在近日点后30天达到峰值$\sim$，与以前出现的预测一致。$A(0^{\circ})fρ$作为日心距的函数，在近日点后35-120天，$-$斜率为4.2，符合幂律。我们在2015年8月22日和2015年9月19日检测到明显爆发的光度证据，尽管在这个数据集中都没有可辨别的形态。
2017-09-19 astro-ph.EP
The NEOWISE-Discovered Comet Population and the CO+CO2 production rates
在WISE/NEOWISE主要任务期间观察到的163颗彗星代表了迄今为止最大的彗星红外调查，提供了对尘埃，核大小和CO+CO2生产的限制。我们提出了详细的分析的智慧/NEOWISE彗星的发现，并讨论了活跃的彗星观测显示4.6 $μ$ m带过剩。我们发现尘埃和CO+CO2生产之间可能存在的关系，以及可能的差异，在大小的长周期和短周期彗星核。
2015-10-07 astro-ph.EP
Why are Jupiter-family comets active and asteroids in cometary-like orbits inactive?
背景：在可见光和近红外光谱范围内进行的测量显示，在彗星状轨道上存在着低丰度小行星。与木星族彗星（JFC）不同，ACO是不活跃的，但具有相似的轨道参数。目的：在这项工作中，我们讨论了为什么ACO是不活跃的，而JFC显示气体驱动的尘埃活动，虽然两者都属于同一类原始太阳系机构。研究方法：我们假设，ACO和JFC的形成在相同的物理条件下，即通过引力坍缩的合奏冰和尘埃聚集。我们利用尘埃聚集层在重力压缩下的记忆效应来讨论在何种条件下这些天体的气体驱动尘埃活动是可能的。结果如下：由于其较小的尺寸，JFC可以维持气体驱动的尘埃活动比较大的ACO更长的时间，其次表面区域由于材料的重力压缩而具有增加的拉伸强度。增加的拉伸强度导致在相对短的活性时间后对粉尘活性的钝化。结论：星子形成的引力坍缩模型，以及次表层物质的引力压缩，同时解释了ACO的不活动和JFC的气体驱动的尘埃活动。它们最初较大的尺寸意味着ACO具有更高的次表面材料拉伸强度，这导致气体驱动的尘埃活动更快终止。大多数半径大于$2 \, \mathrm{km}$的天体由于其当前表面物质的重力压缩而已经失去了活动性。
2016-05-13 astro-ph.EP
Synthesis of the Morphological Description of Cometary Dust at Comet 67P
在罗塞塔号之前，乔托号和星尘号太空任务塑造了我们对彗星尘埃的看法，这得到了来自地球观测和地球大气层中收集的行星际尘埃颗粒的大量数据的支持。在67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星上的罗塞塔飞行任务配备了大量旨在研究彗星尘埃的仪器。虽然在几篇论文中提供了大量的数据，但许多论文都集中在一个专门的测量或主题上。不同的仪器、方法和数据来源提供不同的测量参数，并可能引入不同的偏差。如果可以利用这种复杂数据集的互补方面，这可能是一个优势。然而，它也首先在结果比较方面提出了挑战。因此，这项工作的目的是总结罗塞塔和之前的尘埃结果。我们建立了一个简单的分类，作为相互比较的共同框架。这种分类是基于尘埃颗粒的结构，孔隙度和强度以及其大小。根据仪器的不同，这些不是直接的测量参数，但我们选择了它们，因为它们是推导我们模型的最可靠参数。建议的分类已经证明是有用的罗塞塔尘埃社区，我们建议考虑它也超越。通过这种方式，我们希望今后能更好地确定不同工具和方法之间的协同作用。
2019-02-27 astro-ph.EP
The 67P/Churyumov-Gerasimenko observation campaign in support of the Rosetta mission
我们提出了一个摘要的远程观测活动，支持欧洲航天局的罗塞塔任务。从罗塞塔到达之前到2016年9月任务接近结束，全球（和太空）的望远镜都在跟踪彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko。这些为任务规划提供了必要的数据，为航天器之外的彗发和尾巴提供了大规模的背景信息，并提供了直接将67 P与其他彗星进行比较的方法。观测结果显示，67 P是一颗相对“行为良好”的彗星，是典型的木星族彗星，其活动模式在轨道之间重复。将这些大量的望远镜观测结果与罗塞塔的原位结果进行比较，将使我们能够更好地了解彗星彗发的化学和结构。这项工作刚刚开始，任务结束-在本文中，我们提出了一个基于地面的观测和早期结果的总结，并指出许多问题，将在未来的研究中解决。
2017-05-30 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
Prevailing dust-transport directions on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
罗塞塔号飞行任务观测到67 P/Churyumov-Gerasimenko（67 P/C-G）彗星上较大巨石后面的尘埃输送和沉积。我们提出了一个机制，尘埃运输矢量的基础上，结合详细的地形67 P/C-G的均匀表面活性模型。引力、气体阻力和科里奥利力的结合导致了特定的尘埃传输路径，对于更高的尘埃速度，这些路径为近核彗发提供了燃料。通过将尘埃源均匀分布在整个彗星表面，我们得到了67 P/C-G的全球尘埃输送图。运输矢量与菲莱下降区报告的风尾方向一致。
2016-06-25 astro-ph.EP
First in-situ detection of the CN radical in comets and evidence for a distributed source
虽然关于彗星中氰基（CN）的起源的争论已经持续了几十年，但迄今为止还没有得出明确的答案。氯化萘以前只能远距离研究，由于空间信息非常有限，这大大阻碍了限制其起源的努力。由于欧洲航天局的罗塞塔航天器围绕67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星运行了两年，我们首次能够以高空间和时间分辨率调查彗星周围的CN。在罗塞塔的轨道器模块上，高分辨率双聚焦质谱仪DFMS，ROSINA仪器套件的一部分，分析了彗星内部彗发中的中性挥发物（包括HCN和CN自由基），在整个两年阶段和不同的彗星中心距离。通过对整个任务数据的全面分析，得出了彗星彗发中CN自由基的丰度。2015年2月的一次近距离飞越事件的数据表明，67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的CN原子团是分布式起源的。
2020-08-08 astro-ph.EP
Trajectory Optimisation of a Swarm Orbiting 67P/Churyumov-Gerasimenko Maximising Gravitational Signal
该研究针对67P彗星不规则引力场，提出用进化优化同时规划航天器集群轨迹，以最大化引力信号覆盖，并开源代码与结果。
2023-06-02 astro-ph.EP
