Blue Straggler Stars: Early Observations that Failed to Solve the Problem
在本章中，我将描述关于蓝离散星的早期想法，以及各种观测结果（有些已经发表，有些没有发表），这些观测结果有希望解决它们的起源问题，但却未能解决。我回顾了从艾伦·桑德奇1953年在球状星团M3中发现“异常蓝色恒星”开始流传的数据和想法，直到大约1992年，当时似乎是唯一一次专门讨论蓝色离散星（BSS）的会议在太空望远镜科学研究所举行。
2014-06-13 astro-ph.SR
The Chemical Evolution of Protoplanetary Disks
行星的起源，或许还有生命本身，都与行星形成的化学过程有着内在的联系。在本章中，我们将尝试从几十年来太阳系研究中获得的知识的角度，结合我们对太阳系外原行星盘的快速增长的知识，探索行星形成盘的化学。我们的目的不是提供一个全面的文献调查，而是目前的化学和物理工具，用于探索化学演化的最早阶段的行星形成。我们包括从我们的太阳系和太阳系外的磁盘，热力学平衡和化学动力学的观测约束的讨论，和物理处方的各个重要方面（X-射线/紫外线照射，热结构，分子吸附/解吸，.）在当前的模型中使用。这一章是针对年轻研究人员的。
2009-08-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Bayes' theorem and early solar short-lived radionuclides: the case for an unexceptional origin for the solar system
在早期太阳系中存在过量的短寿命放射性核素，这在陨石中得到了证明，这证明了与外来核合成源（包括超新星或AGB星）的近距离接触。对早期太阳系中这些已灭绝核素的不同来源的可能性进行的分析表明，它们的丰度不是外来的，而是典型的恒星形成区域，就像今天在银河系中观察到的那样。因此，早期太阳系的放射化学是普通的，是分子云固体广泛平均化的结果。
2016-05-23 astro-ph.EP astro-ph.SR
The development of lower-atmosphere turbulence early in a solar flare
利用界面区成像光谱仪在80，000 K的温度下观测等离子体，首次对太阳低层大气中太阳耀斑湍流的发生和演化进行了前所未有的1.7 s时间尺度的观测研究。在这个时间分辨率，非热谱线加宽，表明湍流速度波动，在此温度下的耀斑发作之前，是一致的净蓝移。展宽随耀斑变亮而减小，然后以~10 s的周期振荡。这些观测结果与耀斑爆发时太阳低层大气中的湍流相一致，当它消散时，该区域会被加热。这挑战了目前标准太阳耀斑模型中能量释放和传输的观点，表明湍流部分加热了低层大气。
2018-12-24 astro-ph.SR
A solar cycle lost in 1793--1800: Early sunspot observations resolve the old mystery
由于缺乏可靠的太阳黑子观测，18世纪后期太阳黑子数序列的质量较差，导致道尔顿极小期之前的异常长的太阳活动周（1784- 1799）。利用新近恢复的18- 19世纪观测者Staudacher和Hamilton的太阳图，我们绘制了18世纪90年代太阳黑子的纬度分布图，即太阳蝴蝶图。1793- 1796年太阳高纬度地区突然出现的系统性太阳黑子明确地表明，1793年开始了一个新的周期，这在传统的沃尔夫太阳黑子系列中是丢失的。这最终证实了之前提出的丢失周期的存在，从而解决了一个古老的谜团。这封信引起了科学界对18世纪修改太阳黑子系列的需要的注意。一个新的短的，不对称的周期的存在意味着变化和限制太阳黑子周期的统计，太阳活动的预测，太阳发电机理论，以及太阳-地球的关系。
2009-07-19 astro-ph.SR
Origin of uranium isotope variations in early solar nebula condensates
在陨石中发现的高温冷凝物显示出铀同位素的变化（235 U/238 U），这使得太阳系形成的年代复杂化，其起源仍然是个谜。这些变化可能是由于短寿命放射性核素247 Cm（t1/2=15.6 Myr）衰变为235 U，但也可能是由于浓缩过程中铀的动力学同位素分馏。我们报告了陨石耐火包裹体的铀同位素测量结果，显示相对于平均太阳系成分，235 U的过量达到~+6%，这只能是由于247 Cm的衰变。这使我们能够将太阳系形成时的247 Cm/235 U比率限制在（7.0 +- 1.6）x 10-5。该值为快中子俘获核合成r过程的普遍性提供了新的线索。
2016-12-30 astro-ph.SR
Aluminium-26 from massive binary stars II. Rotating single stars up to core-collapse and their impact on the early Solar System
根据对陨石的分析推断，早期太阳系中存在放射性原子核。许多是在大质量恒星中产生的，要么是在它们的生命中，要么是在它们的最后爆炸中。在本系列的第一篇论文中（Brinkman et al. 2019），我们专注于在大质量双星中产生$^{26}$ Al。在这里，我们专注于另两个短寿命的放射性核，$^{36}$ Cl和$^{41}$ Ca的生产，并与早期太阳系的数据进行比较。我们使用的MESA恒星演化代码与扩展的核网络和计算大规模（10-80 M $ _{\odot} $），旋转（初速度为150和300公里/秒）和非旋转的太阳金属丰度（Z=0.014）的单星核心崩溃的发病。我们给出了放射性同位素$^{26}$ Al、$^{36}$ Cl和$^{41}$ Ca以及稳定同位素$^{19}$ F和$^{20}$ Ne的风产额。相对于稳定同位素，我们发现，只有最大质量的模型，$\geq$ 60 M $_{\odot}$和$\geq$ 40 M $_{\odot}$给出积极的$^{19}$ F和$^{20}$ Ne的产量，分别取决于初始旋转速率。在放射性同位素方面，我们发现早期太阳系中$^{26}$ Al和$^{41}$ Ca的丰度可以用初始质量为$\geq$ 40 M $_{\odot}$的模型来匹配，而$^{36}$ Cl只能用我们最大质量的模型$\geq$ 60 M $_{\odot}$来匹配。…
2021-09-29 astro-ph.SR
A runaway Wolf-Rayet star as the origin of 26-Al in the early solar system
确定存在于原始陨石中的耐火内含物中的短寿命放射性核素（SLR）26-Al的起源，对太阳系形成的天体物理背景具有深远的影响。最近的观测表明，26-Al在太阳系内部均匀分布，这证明该SLR具有恒星起源。在这封信中，我们解决的问题，热26铝丰富的恒星喷出物纳入寒冷的原太阳星云。我们首先表明，26-铝原子产生的人口的大质量恒星在OB协会不能注入到原恒星的核心有足够的效率。然后，我们表明，这种SLR可能起源于一个沃尔夫-拉叶星，从它的母星系团逃脱，并与邻近的分子云相互作用。这颗失控恒星的超新星爆炸可能引发了太阳系的形成。这种情况也解释了41-Ca的陨石丰度。
2010-03-19 astro-ph.SR
Reconstructing the Solar Wind From Its Early History To Current Epoch
来自活跃太阳型恒星的恒星风在恒星角动量的去除和行星大气的侵蚀中起着至关重要的作用。然而，除了质量损失率之外，主要的风特性不能直接从观测中得出。利用三维磁流体动力学Alfven波驱动的太阳风模型ALF3D，重建了0.7，2和4.65 Gyr时的质量损失率、终极速度和风温等太阳风参数。我们的模型将风的热电子，质子和拾取质子作为单独的流体，并结合湍流传输，涡动粘度，湍流电阻率，湍流加热正确地描述质子和电子温度的太阳风。为了研究太阳风的演化，我们为三个符合观测约束的太阳风演化模型分别指定了三个输入模型参数，即等离子体密度、阿尔芬波振幅和风底偶极磁场强度。我们的模拟结果表明，在太阳早期历史的0.7 Gyr，古太阳风的速度是1 AU的两倍，密度约为50倍，温度为2倍。质量损失率的理论计算似乎与经验得出的各种年龄的恒星的值一致。这些结果可以为年轻的太阳和其他活跃恒星周围的（外）行星磁层上的风动压力提供约束，这对于现实评估电离层的焦耳加热和相应的大气侵蚀效应至关重要。
2016-01-15 astro-ph.SR
The Chemical Composition of the Sun
本章介绍太阳的化学成分，重点分析太阳光球的物理结果，结合陨石等数据推导太阳系元素与同位素组成，并以表格形式展示原初化学成分及氢、氦、金属的初始与现今质量分数。
2025-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
General trends in the changes of indices of solar activity in the late XX - early XXI century
本文分析了22 - 24周太阳活动指数SSN（NOAA太阳黑子数）、10.7厘米射电流量（F10.7）和太阳常数（TSI）的观测结果。我们发现，1990年后，用SSNsyn（使用SSN和F10.7之间的回归关系）计算的SSNobs的观测值下降了20 - 25%，而不是之前假设的35%。最流行的指数SSN的特征变化，如太阳黑子数量的减少，中小黑子磁场的减少，并不完全符合无线电通量F10.7在第23和24周预测的太阳活动的拟议情景，不能完全用50 - 70年周期的附加最小值对SSN值的影响来解释。我们还表明，观测到的SSN的变化导致太阳常数TSI在第23 - 24周期间与第22周相比略有增加。
2015-10-07 astro-ph.SR
Injection of magnetic helicity in solar cycle 24 and early phase of cycle 25
本文利用HMI/SDO综合磁图计算第24、25太阳活动周早期的磁螺旋度注入，指出其主要源于活动区先导极性强磁场，并揭示经向环流与对流区扭转的作用。
2025-07-25 astro-ph.SR
Frequency of Coronal Mass Ejection Impacts with Early Terrestrial Planets and Exoplanets Around Active Solar-like Stars
来自年轻的磁活性类太阳恒星的高能耀斑和相关的日冕物质抛射（CME）可以在为大气逃逸以及加速粒子穿透其大气层促进生物相关分子的形成创造条件方面发挥关键作用。我们利用观测重建的0.7 Gr年轻太阳的孪生子鲸鱼座k1的磁场，研究了年轻太阳磁冕中CME偏转的效应及其对早期金星、地球和火星撞击频率的影响。我们发现日冕磁场使日冕物质抛射偏向天体层电流片。这种效应表明，CME倾向于在黄道平面周围的一个小圆锥内传播，将CME与该平面附近的行星磁层的撞击频率增加到约30%，或者与Airapetian等人之前的估计相比增加了6倍。我们的模型对早期类地行星以及年轻G-K矮星周围的类地系外行星上的生命前化学的兴起具有重要意义。
2019-11-19 astro-ph.SR
Plasma heating in the very early phase of solar flares
本文分析了2002年9月20日RHESSI和GOES卫星观测到的M1.8 GOES级太阳耀斑的软、硬X射线辐射。在这个耀斑事件中，软X射线发射之前的主要散装硬X射线发射的发病约5分钟。这表明，一个额外的加热机制可能是在工作中的早期开始的耀斑。然而，RHESSI光谱表明，非热电子的存在下，也在脉冲阶段。因此，我们假设电子束驱动蒸发是太阳耀斑上升阶段的主要能量传输机制。我们使用非热电子束来自RHESSI光谱作为热源的流体动力学模型的分析耀斑。我们发现，非热电子束提供的能量足以将耀斑环加热到它发出的软X射线严格遵循GOES 1-8 A光变曲线的温度。我们还分析了非热电子数、低能截止、电子谱指数以及这些参数随时间的变化。
2009-10-05 astro-ph.SR
Plasma heating in the very early and decay phases of solar flares
在本文中，我们分析了两个单圈太阳耀斑的能量收支的假设下，非热电子是唯一的来源，在所有阶段的等离子体加热的事件。2002年9月20日和3月17日，Ramaty高能太阳光谱成像仪（RHESSI）和地球同步业务环境卫星（GOES）分别观测到了耀斑。对于这两个研究的耀斑，我们推导出的能量通量包含在非热电子束从RHESSI观测数据约束观测到的GOES光变曲线。我们发现，非热电子提供的能量完全足以满足两个耀斑的预热和脉冲阶段以及其中一个的衰变阶段的等离子体的能量预算。我们的结论是，在调查耀斑的情况下，没有必要使用任何额外的特设加热机制以外的非热电子加热。
2011-03-17 astro-ph.SR
The origin, early evolution and predictability of solar eruptions
日冕物质抛射（CME）是在20世纪70年代早期发现的，当时星载日冕仪显示等离子体喷发是从太阳中喷出的。今天，人们知道太阳会产生爆发性耀斑、暗条爆发、日冕物质抛射和失败的爆发;所有这些都被认为是由于日冕磁场在剧烈重组期间释放了储存在其中的能量。本次审查讨论了这一喷发活动背后的观测和物理机制，目的是评估目前为减缓空间天气风险和影响而预测这些事件的能力。虽然存在大量的观察结果，并且已经开发了详细的模型，但仍然需要将这些方法结合起来。特别是鼓励更现实的模型，以评估太阳大气层的复杂性和火山爆发形成的标准的全部范围。从观测方面来看，需要更详细地了解光球流和重连的作用，以确定最终意味着磁结构爆发的演化路径。
2018-01-14 astro-ph.SR
A Multi-Event Study of Early-Stage SEP Acceleration by CME-Driven Shocks -- Sun to 1 AU
10倍太阳半径以下的日冕是日冕物质抛射驱动的激波对太阳高能粒子早期加速和输运的重要区域。在那里，这些波传播到一个高度可变的动态介质中，该介质具有陡峭的梯度和快速扩展的日冕磁场，这调制了冲击或波表面附近的粒子加速度，以及SEP传播到日光层的方式。我们提出了一项研究模拟的加速SEPs在全球日冕冲击事件的日冕，以及他们的运输到1 AU，望远镜观测的基础上，加上动态物理模型。
2022-02-12 astro-ph.SR
Solar Models with dynamic screening and early mass loss tested by helioseismic, astrophysical, and planetary constraints
微弱的年轻太阳悖论仍然是一个悬而未决的问题。这里提出的是一个可能的解决方案，这个明显的不一致性，一个更大的早期太阳。基于早期地球和火星的条件，光度约束被设置为质量的函数。我们研究这些替代的质量损失模型的日震约束。此外，我们探讨了一个动态的电子屏蔽校正，努力提高日震协议的早期质量损失模型的核心。
2018-07-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Gradual Solar Coronal Dimming and Evolution of Coronal Mass Ejection in the Early Phase
我们报道了在一个双带耀斑和一个快速日冕物质抛射（CME）的爆发事件中观测到的两阶段日冕变暗。在双带耀斑爆发和CME快速上升之前，微弱的逐渐变暗持续了半个多小时。随后是突然的快速变暗。两阶段调光发生在两个耀斑带附近的一对共轭调光区，耀斑爆发标志着两阶段调光之间的过渡。在双带耀斑开始时，在快速变暗发生在相同的地方之前，在变暗区域内也观察到短暂的增亮。这些观测结果表明，日冕物质抛射的结构，最有可能锚定在双调光区，经历了一个缓慢的上升之前，耀斑爆发，其运动学演化有显着的变化，在耀斑重联的发病。我们探索诊断的CME演化在早期阶段的逐渐变暗的签名分析之前的CME爆发。
2017-07-08 astro-ph.SR
Revisiting Christoph Scheiner's Sunspot Records: a New Perspective on Solar Activity of the Early Telescopic Era
重新分析沙伊纳原始记录，修正太阳黑子群数误差，使望远镜时代第二太阳周期的11年周期形状显现，并发现1632年极小期活动水平与现代极小期相当。
2025-01-19 astro-ph.SR
Magnetic Flux of EUV Arcade and Dimming Regions as a Relevant Parameter for Early Diagnostics of Solar Eruptions - Sources of Non-Recurrent Geomagnetic Storms and Forbush Decreases
本研究的目的是早期诊断的地球有效性的日冕物质抛射（CME）的定量参数的伴随EUV调光和拱廊事件。我们研究了第23个太阳活动周的事件，其中Dst <-100 nT的主要非周期性磁暴（GMS）被充分可靠地确定为它们的太阳源位于盘的中心部分。使用SOHO/EIT 195 A图像和MDI磁图，我们选择了显着的变暗和拱廊区域，并计算了光球水平上这些区域中汇总的无符号磁通量。该喷发参数的高度相关性表现在其与福布什减少（FD）幅度的显著相关性上，与GMS不同，福布什减少幅度不依赖于Bz分量的符号，而是由ICME的全球特征决定。与相同的磁通量在太阳源区的GMS强度（在第一步，不考虑因素确定BZ组件附近的地球），以及太阳爆发和GMS的发病和高峰时间之间的时间间隔的相关性。磁通量越大，FD和GMS强度越强，ICME渡越时间越短。所揭示的相关性表明，重大非周期性空间天气扰动的主要数量特征在很大程度上取决于太阳爆发的可测量参数，特别是取决于变暗区域和拱廊中的磁通量，并且可以提前1至4天进行初步估计。对于GMS强度，所揭示的依赖性允许人们估计可能的值，如果Bz分量为负，则可以预期该值。
2012-09-11 astro-ph.SR
Aluminium-26 from massive binary stars III. Binary stars up to core-collapse and their impact on the early Solar System
本研究使用MESA代码计算大质量双星演化至核坍缩，发现双星相互作用能自洽匹配早期太阳系短寿命放射性核素丰度，显著提升$^{22}$Ne产额，并改变近超新星边界恒星的演化结局。
2023-05-26 astro-ph.SR
The early evolution of solar flaring plasma loops
等离子体环是太阳耀斑活动区的基本结构，控制着整个耀斑爆发过程。标准耀斑模型很好地解释了等离子体环顶部热尖点结构周围磁重联后的演化和爆发，但对磁重联发生前等离子体环的早期演化却知之甚少。考虑到磁场梯度普遍存在于太阳等离子体环中，本文采用磁场梯度抽运（MGP）机制研究耀斑等离子体环的早期演化。结果表明，等离子体的早期演化取决于磁场分布和等离子体环的几何形状，而环的几何形状决定了环顶附近能量的积累和耗散之间的平衡。在MGP过程的驱动下，环顶周围的密度和温度以及等离子体β值在等离子体环演化的早期阶段都会增加。事实上，太阳等离子体环将有两个不同的演化结果：具有相对强的磁场的低的、初始密集的等离子体环由于其最大β值总是小于临界值而趋于稳定，而较高的，具有相对弱的磁场的初始稀释太阳等离子体环由于其β值在太阳辐射后约一小时超过临界值而趋于不稳定。太阳磁化等离子体环的形成。后者可能产生气球状不稳定性，并最终引发随后的磁重联和爆发。这些物理情景为我们理解太阳耀斑的性质和起源提供了新的视角。
2021-10-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The origin and early evolution of a bipolar magnetic region in the solar photosphere
在相对较弱的太阳全球磁场控制下，寻找强的局部磁场双极位形的形成机制是太阳活动物理的一个关键问题。这项研究的目的是区分是否磁场或流体运动在这个过程中发挥了主要的，积极的作用。根据2016年5月20- 25日的SDO/HMI观测，研究了活动区12548的起源和早期发展阶段。全矢量磁场和速度场进行了并行分析。的领导和尾随磁极性被发现增长不对称的幅度，磁通量，以及这些量的时间变化。前极性磁性元件起源于分布式后极性场背景下的紧凑特征，具有已经存在的后极性磁性元件。在两个磁极之间没有检测到强水平磁场的迹象。在这个双极磁区（BMR）的起源之前，它们未来的位置之间没有主要的上升流;相反，上升流和下降流是混合的，有一些下降流的流行。任何迹象表明，一个大规模的水平发散流从该地区的BMR发展是失踪，相反，一个正常的supergranulation和mesogranulation模式被保存。这种早期BMR演化的情景与基于强磁场通量管的上升$Ω$形环的模型的预期强烈矛盾，并且磁场放大和结构化的\emph{in situ}机制应该在这种情况下起作用。
2018-12-24 astro-ph.SR
Short-lived radioactivity in the early Solar System: the Super-AGB star hypothesis
最原始的太阳系冷凝物的组成，如富含钙铝的包裹体（CAI）和微米级的颗粒，表明短寿命的放射性核素（SLR），如，26 Al，存在于早期太阳系。它们的丰度需要当地的起源，但这还远远没有被理解。我们首次提出了几个SLR高达60 Fe的丰度预测从恒星的初始质量范围约为7-11 Msun。这些恒星通过核心H、He和C燃烧而演化。在核心C燃烧之后，它们会经历一个“超级”渐近巨星分支（Super-AGB）阶段，其中氢壳层和氦壳层交替激活，氦壳层中出现间歇性的热脉冲，对流包层底部的温度非常高（~ 10^8 K），强烈的恒星风将富氢包层吹向周围的星际介质。Super-AGB星演化的最后残余物主要是O-Ne白矮星。我们的Super-AGB模型生产的26 Al/27 Al屈服比约为0.02 - 0.26。这些模型可以解释26 Al/27 Al比值的典型值，使用太阳星云的稀释度，即每10 ^2到10 ^3个太阳星云质量中有1个Super-AGB质量，导致O成分在3 permil到20 permil范围内的相关变化。这与原始太阳系凝聚体中O同位素比率的观测结果一致，原始太阳系凝聚体中的O同位素比率不带有恒星污染物的特征。放射性核素~（41）Ca和~（60）Fe是由Super-AGB星的中子俘获产生的，它们的陨石丰度也与我们的一些模型相匹配，这取决于核物理和恒星物理的不确定性以及陨石实验数据。我们还期望并正在…
2012-08-29 astro-ph.SR
Statistics of "Cold" Early Impulsive Solar Flares in X-ray and Microwave domains
太阳耀斑通常发生在耀斑前/预热阶段之后，这几乎或完全是热的。相比之下，有所谓的早期脉冲耀斑，不显示（显着）preflare加热，而是经常显示Neupert效应-一种关系，其中脉冲阶段之后是一个渐进的，累积式的，热响应。这已被解释为在脉冲阶段的非热能释放的主导地位，即使类似的现象是预期的，如果在脉冲阶段的热能和非热能的释放量相当。然而，有些耀斑在非热电子能量输入和等离子体加热之间确实表现出良好的定量对应，在这种情况下，热响应很弱，这导致称它们为“冷”耀斑。我们对1994年11月至2017年4月期间Konus-Wind仪器记录的早期脉冲耀斑中的此类事件进行了系统的搜索，并根据HXR（Konus-Wind）和SXR（GOES）发射之间的关系选择了27个冷耀斑。对于这些事件，我们收集了来自不同仪器的所有可用微波数据。我们得到的时间和光谱参数的HXR和微波发射的事件，并检查它们之间的相关性。我们发现，与“平均”耀斑相比，冷耀斑：（i）在X射线域中较弱，较短，较硬，（ii）较硬，较短，但在微波中并不弱，（iii）在微波中具有显著较高的光谱峰值频率。我们讨论了可能的物理原因，这些区别和影响的发现。
2018-02-27 astro-ph.SR
The Case for an Early Solar Binary Companion
我们发现，在太阳诞生星团中，一个与太阳质量相等的临时双星伴星，距离为$\sim 10^3 \; \mathrm{\; AU}$，将增加形成观测到的外部奥尔特云天体数量和捕获第九行星的可能性。特别是，第九行星被捕获的起源的发现将有利于我们的双星模型，相对于一个孤独的恒星历史。我们的模型预测了大量的矮行星，LSST可以识别，与行星九相似的轨道，这将是由恒星双星捕获的结果。
2020-11-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Quantifying the high early solar cosmic ray flux with cosmogenic neon isotopes in refractory minerals
本研究利用陨石中最古老难熔矿物里的宇宙成因氖核素与原行星盘尘埃输运模型，测定出早期太阳宇宙射线通量比当代高约7个数量级，与年轻恒星体观测推断的通量增强幅度一致。
2024-08-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
The nucleosynthetic fingerprint of the outermost protoplanetary disk and early Solar System dynamics
研究通过原始陨石中的外盘物质核合成与同位素证据，揭示彗星形成区成分普遍存在于外太阳系，并归因于分子云晚期吸积流的加入。
2024-06-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation and delivery of complex organic molecules to the Solar System and early Earth
现在已知，从渐进巨分支星到行星状星云的恒星演化的后期阶段是分子合成的活跃阶段。超过80个气相分子已被检测到通过在mm/submm区域的旋转跃迁。红外光谱也检测到无机矿物，富勒烯和有机固体。这些分子和固体的合成发生在非常低的密度（$<10^6$ cm $^{-3}$）和短的（$\sim10^3$ yr）时间尺度上。复杂的有机物被观察到具有混合的芳香族/脂肪族结构，并且可能与在陨石、彗星、行星际尘埃颗粒和行星卫星中发现的复杂有机物有关。恒星和太阳系有机物之间的可能联系进行了讨论。
2019-07-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroid Magnetization from the Early Solar Wind
磁场提供了一个重要的探测热，材料和结构的历史，行星和亚行星机构。地核发电机是分化天体磁场的潜在来源，但未分化天体磁化的证据需要不同的机制。在这里，我们研究了放大场提供的恒星风最初未磁化的身体使用分析理论和数值模拟，采用电阻MHD AstroBEAR自适应网格细化（AMR）多物理场代码。我们获得了一个广泛适用的比例关系的峰值磁化达到一次风平流，堆积，并与磁场，达到一个准稳定状态的机构窗帘。我们发现，一个充分导电的身体的昼侧磁场饱和时，它平衡的总和传入的太阳风冲压，磁，热压力。更强的放大效应来自于更密集、更快的风的堆积。仔细量化的数值扩散是需要准确地解释峰值磁场强度从模拟，并证实与理论。作为具体应用到太阳系，我们发现，早期的太阳风诱导的磁场放大是一个可行的来源，从一些未分化的机构在陨石中观察到的paleointensities磁化。这一机制也可能适用于太阳系的其他天体，包括在未来的空间飞行任务中将要访问的富含金属的天体，如小行星（16）Psyche。
2021-10-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Early Solar System instability triggered by dispersal of the gaseous disk
太阳系的轨道结构被认为是由巨行星之间的动力学不稳定性所塑造的。然而，不稳定的触发因素和时间尚未明确确定。流体动力学模型表明，当太阳的气态原行星盘存在时，巨行星在共振链中迁移到紧凑的轨道结构中。在这里，我们使用动力学模拟来表明，巨行星的不稳定性可能是由气体盘的分散引发的。当圆盘从里到外蒸发时，它的内边缘连续扫过并依次动态地扰动每个行星的轨道。相关的轨道移动导致系统外部的动力学压缩，最终引发不稳定。我们模拟系统的最终轨道与太阳系的天体物理参数的可行范围相匹配。因此，巨行星的不稳定性发生在气体盘消散的时候，天文观测限制在太阳系诞生后的几百万到一千万年。类地行星的形成要等到这样一个早期巨行星不稳定性之后才完成;不断增长的类地行星甚至可能是由它的扰动雕刻而成的，这解释了火星相对于地球的小质量。
2022-05-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical link of the polar field build-up with the Waldmeier effect broadens the scope of early solar cycle prediction: Cycle 25 is likely to be slightly stronger than Cycle 24
预测太阳活动周期是一个挑战，但也是必不可少的，因为它决定了空间天气。已经对正在进行的第25个周期进行了几次不同幅度的预测。我们表明，Waldmeier效应（WE2）的一个方面，即，上升率和周期幅度之间的强正相关性，与前一个周期的极性场反转后的建立有物理联系。我们发现极场的上升速率与下一个太阳活动周的上升速率和振幅有很强的相关性。因此，太阳活动周振幅的预测可以在前一个太阳活动周的极场反转后的几年内进行，从而将太阳活动周预测的范围扩展到比通常时间早得多的时间。我们根据前一个极场的上升率对第25周的预测是$137\pm 23$，这与根据正在进行的太阳活动周期的2年太阳黑子数据计算的WE2所作的预测$138\pm 26$非常接近。
2022-05-22 astro-ph.IM astro-ph.SR
Primordial origins of Earth's carbon
在本章中，我们将回顾地球碳的天体物理学起源，从大爆炸的产物开始，到地球的形成。我们回顾了不同的原始对象，包括彗星，各类陨石和星际尘埃颗粒的测量组成。我们讨论了太阳星云的组成，特别是关于挥发物如碳的分布。我们讨论了行星形成的动力学模型，从星子和行星胚胎，以及挥发性物质从不同来源输送到不断增长的地球的时间尺度。最后，我们回顾地球的碳库。在整章中，我们强调了与行星形成、陨石学和地球化学有关的开放性问题。
2012-11-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Early evolution of the birth cluster of the solar system
太阳系很可能诞生于一个至少包含1000颗恒星的星团。这种星团环境极有可能影响到太阳系的各种性质，例如其化学组成、大小和某些组成天体的轨道参数。在银河系中，超过2000颗恒星的星团只形成两种类型-星爆星团和泄漏星团-每一种都遵循质量半径平面上独特的时间发展。这里的目的是确定遇到概率的范围内有关的太阳系形成星爆或泄漏集群环境作为集群年龄的函数。利用N体方法研究了星系团动力学和星系团成员间引力相互作用对盘状太阳型年轻恒星的影响。利用现有的已知星团年龄下的星团密度，我们可以证明，在星爆星团中，前500万年的中心密度是如此之高（最初> 10^5 Msun pc^{-3}），以至于几乎没有任何具有太阳系构建潜力的盘能够在这个阶段存活下来。这使得星爆星团不太可能是我们太阳系形成的环境。相反，太阳系极有可能形成于一个漏星系团（通常被归类为OB星协）。它表明，决定我们太阳系中存在的特征性质的相遇最有可能发生在其形成历史的早期（<200万年），而在500万年之后，太阳型恒星在漏星系团中经历这种相遇的可能性可以忽略不计，即使它仍然是束缚遗迹的一部分。这就解释了为什么太阳系能够发展并在后来的发展中保持其高圆形。
2012-10-31 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Origin of the p-process radionuclides 92Nb and 146Sm in the early Solar System and inferences on the birth of the Sun
通过陨石分析确定了早期太阳系中92 Nb和146 Sm的丰度，并将它们的恒星产生归因于p过程。我们调查，如果他们的起源来自热核超新星的爆炸产生的质量以上的白矮星的Krasekhar极限是在协议的丰度53锰，另一种放射性核素存在于早期太阳系和产生在相同的事件。在目前的不确定性下，无法找到92 Nb和53 Mn的一致解，并且需要早期太阳系中的92 Nb/92 Mo比至少比目前的标称值低50%，这超出了目前的误差范围。另一种不同的解决方案是调用另一个生产92 Nb的场所，我们在大质量恒星的核心坍缩超新星期间的富α冻结中发现了它。无论我们考虑哪种情况，我们发现，从太阳诞生的恒星形成区域与星际介质分离到太阳诞生，至少有1000万年的相对较长的时间间隔。这与中子俘获产生的比铁重的放射性核素的结果一致，进一步支持了太阳与成千上万的恒星兄弟姐妹一起诞生于一个巨大的恒星形成区域的观点。
2016-01-22 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar XUV and ENA-driven water loss from early Venus' steam atmosphere
研究了太阳软X射线和极紫外辐射（XUV）通量驱动的氢流体动力学高层大气逃逸对早期金星岩浆海洋脱气蒸汽大气的影响。假设年轻的太阳是一颗弱或中等活动的年轻G星，我们估计了由于太阳XUV通量的吸收和太阳风产生的高能氢原子（ENAs）的沉淀而导致的以氢为主的热层中的水分损失。本文用Monte Carlo模型计算了ENAs的产生及其与流体动力学扩展高层大气的相互作用，包括与碰撞有关的反馈过程。在高层大气中碰撞的ENA主要在XUV能量沉积层上方沉积能量并加热周围气体。结果表明，ENA的析出改变了高层大气的热结构，但这些高能氢原子引起的热逃逸率的增加是可以忽略的。我们的研究结果还表明，大多数的氧所产生的解离H $_2$ O分子是在第一个100万年留下的。这表明，大部分剩余的氧已被地壳氧化吸收。
2019-11-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Energetic particle cross-field propagation early in a solar event
太阳高能粒子（SEP）可以很容易地在日射面上传播，其传播机制尚不清楚。我们使用全轨道模拟的10兆电子伏的质子束在湍流磁场研究在何种程度上的传播的平均场可以被描述为扩散早期的粒子事件。我们比较全轨道代码的结果，包括空间和俯仰角扩散的福克-普朗克方程的解决方案，和一个包括粒子沿随机行走磁场线的传播。我们发现，沿曲折的磁力线的粒子的传播是关键的过程，确定其交叉领域的传播在1 AU的模拟事件的开始。注射后一小时的颗粒的均方位移是一个数量级大于由扩散模型给出的，这表明采用空间交叉场扩散的模型不能用于描述SEP事件的早期演变。另一方面，粒子从其初始场线的扩散在前5个小时内可以忽略不计，这与SEP强度下降的观察结果一致。我们的结论是，建模SEP事件必须考虑到粒子传播沿曲折的磁力线的第一个20小时的事件。
2013-07-24 astro-ph.SR physics.space-ph
Cosmic ray ionisation of a post-impact early Earth atmosphere: Solar cosmic ray ionisation must be considered in origin-of-life scenarios
本文通过蒙特卡洛模拟撞击后早期地球大气中的宇宙线输运，发现太阳宇宙线主导电离率，且年轻太阳快速自转时其表面电离效应可能显著影响生命起源化学。
2025-04-03 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
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
Observing the Sun as a star: Design and early results from the NEID solar feed
在许多时间尺度上，利用极精密径向速度（EPRV）仪器探测小振幅行星的努力在很大程度上受到恒星变化和仪器系统学的影响。研究这些影响的一个途径是使用小型太阳望远镜，将圆盘集成的阳光直接照射到这些EPRV仪器上，以高节奏观察太阳数月或数年。我们已经设计并建造了一个太阳馈电系统，用于使用NEID进行“太阳作为恒星”的观测，NEID是一个非常高精度的多普勒光谱仪，最近在基特峰国家天文台的WIYN 3.5米望远镜上投入使用。自2020年12月以来，NEID太阳能馈源几乎每天都在进行观测;数据可在NASA系外行星科学研究所（NExScI）NEID太阳能档案馆（\url{https://neid.ipac.caltech.edu/search_solar.php}）公开获取。在本文中，我们介绍了NEID太阳能饲料的设计和我们的设计意图背后的解释。我们还提供了早期的径向速度（RV）结果，证明了NEID的RV稳定性在太阳上超过4个月的调试：0.66~m/s RMS在良好的天空条件下，并提高到0.41~m/s RMS在最佳条件下。
2022-02-16 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Exploring the reliability of polar field rise rate as a precursor for an early prediction of solar cycle
本文通过表面通量输运模拟验证极区磁场上升速率与后续太阳活动周振幅的相关性，证明其在异常BMR和经向环流变化下仍稳健，可支持更早预测。
2023-09-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Initiation and Early Kinematic Evolution of Solar Eruptions
我们研究了\textsl{Solar Dynamics Observatory}和\textsl{Solar TErrestrial RElations Observatory}观测到的12个太阳爆发的起源和早期演化，其中包括6个活动区热通道和6个静止暗条爆发。该样本包括一次失败的喷发和11次日冕物质抛射，速度范围为493 ~ 2140 km~s $^{-1}$。详细的喷发运动学分析产生以下主要结果。(1)所有事件的早期演变包括一个缓慢的上升阶段，然后是一个主要的加速阶段，高度-时间曲线的显着不同，可以最好的拟合，分别由一个线性和指数函数。这表明不同的物理过程在这些阶段占主导地位，这与涉及单个过程的模型不同。(2)在两个阶段，爆发的运动学演化与耀斑光变曲线趋于同步。同步经常但并不总是紧密的。在大多数暗条爆发中（6个中有5个）发现脉冲耀斑相的延迟发生。这种延迟，其趋势是更大的较慢的爆发，有利于理想的MHD不稳定性模型。(3)在主加速的起始高度处的平均衰减指数接近两组事件的环面不稳定性的阈值（尽管基于热通道的暂定日冕场模型），这表明这种不稳定性启动并可能驱动主加速。
2020-04-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Why the Shock-ICME Complex Structure is Important: Learning From the Early 2017 September CMEs
2017年9月初，一个异常活跃的太阳活动区AR 12673引起了太阳物理学界的极大兴趣。它产生了4个X级耀斑，20多个CME和一个强烈的磁暴，其Dst指数的峰值在2017年9月8日02：00 UT达到-142nT。在这项工作中，我们检查行星际和太阳源的强烈磁暴。我们发现，这次磁暴主要是由激波-ICME复合结构引起的，该结构是由2017年9月6日CME驱动的激波传播到之前的ICME中形成的，该ICME是2017年9月4日CME的行星际对应物。为了更好地理解这种结构的作用，我们进行了定量分析的ICME的地质有效性的增强所引起的冲击压缩。分析表明，冲击压缩使这次磁暴的强度增强了两倍。如果没有冲击压缩，将只有一个中等的磁暴，峰值Dst值为-79 nT。此外，对激波-ICME复合结构内部质子通量特征的分析表明，该结构还将太阳高能粒子（SEPs）的强度提高了约5倍。这些结果说明激波-ICME复合体结构在太阳物理研究和空间天气预报中是一个非常重要的因素。
2018-05-14 astro-ph.SR physics.space-ph
Constraints on $R$-process Nucleosynthesis from $^{129}$I and $^{247}$Cm in the Early Solar System
GW 170817已证实中子星合并是快速中子俘获（$r$）过程的发生地之一。然而，有很大的理论和实验的不确定性与所产生的核合成计算和额外的网站可能需要解释所有现有的意见。在这方面，在早期太阳系（ESS）的短寿命放射性同位素（SLRI），这是专门由$r$ -过程合成的丰度，可以提供独立的线索，关于$r$ -过程事件的性质。在这项工作中，我们研究了$r$过程SLRI $^{129}$ I和$^{247}$ Cm以及相应的参考同位素$^{127}$ I和$^{235}$ U在太阳位置的演化。我们考虑了三个不同的来源，有不同的$^{129}$ I/ $^{247}$ Cm生产率对应于不同的$r$过程条件在不同的天体物理方案。与Alberté等人（2021）发现的结果相反，我们发现ESS中的$^{129}$ I和$^{247}$ Cm并不完全来自单个主要事件，而是至少有两个次要贡献者。这对$^{129}$ I/ $^{247}$ Cm比值的演变有着巨大的影响，因此陨石中测得的ESS值可能与“$last$“主要$r$过程事件的ESS值不一致。然而，有趣的是，我们发现$^{129}$ I/ $^{247}$ Cm比值，结合ESS中观测到的$^{129}$ I/ $^{127}$ I和$^{247}$ Cm/ $^{235}$ U比值，仍然可以对银河系中运行的拟议$r$过程源的性质提供重要的约束。
2021-10-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Inheritance of solar short- and long-lived radionuclides from molecular clouds and the unexceptional nature of the solar system
如果考虑到恒星形成区中密集的ISM阶段的恒星风喷出物，那么早期太阳$^{26}$ Al、$^{36}$ Cl、$^{41}$ Ca和$^{60}$ Fe的明显过剩就会消失。当沃尔夫-拉叶星的风产量被包括在放射性核素丰度与平均寿命的关系图中时，明显的过量被去除。由此产生的趋势表明，太阳放射性核素继承了父母分子云的特征停留时间为10 $^8$年。这个停留时间与现今分子云物质转化为恒星的时间尺度是相同的。这些灭绝同位素在早期太阳系中的浓度并不意味着来自不寻常的近源恒星的注入，而是可以很好地解释为平均恒星形成云中的正常浓度。结果表明，捕获效率是更大的恒星风比超新星喷出物接近恒星形成区。
2014-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Modeling Electron Acceleration and Transport in the Early Impulsive Phase of the 2017 September 10 Solar Flare
2017年9月10日的X8.2级临边耀斑是研究得最好的太阳耀斑事件之一，因为它与标准耀斑模型非常相似，并且被多个航天器和地面观测广泛覆盖。这些多波长观测表明，电子加速和运输是有效的重联和耀斑环顶区域。然而，缺乏一个全面的模型来解释和解释多方面的观察。在这项工作中，我们模型的电子加速和输运的早期脉冲阶段的耀斑。我们解决帕克输运方程，其中包括在磁重联的大尺度耀斑区域的MHD模拟模拟的主要加速机制。我们发现，电子被加速到几兆电子伏，并填补了大量的重联区，类似于微波中所示的观察。电子的空间分布和光谱形状的looptop区域同意以及来自微波和硬X射线发射磁岛长大之前，占主导地位的加速。未来使用电子地图的发射建模将能够与微波和硬X射线观测进行直接比较。这些结果揭示了新的光的电子加速和传输在一个广泛的区域内的太阳耀斑的数据约束的现实耀斑几何。
2022-05-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Dynamics of Planetary Systems Within Star Clusters: Aspects of the Solar System's Early Evolution
大多数行星系--包括我们自己的--都诞生在星团内，在那里与邻近恒星的相互作用可以帮助塑造系统架构。本文发展了一个轨道平均的形式主义来描述集群的平均场效应，以及长周期恒星相遇的物理。我们的长期的方法可以分析描述集群环境的动态后果，其组成行星系。我们分析了特殊情况下产生的哈密顿量，对应于偏心率的演变驱动的平面遇到，以及双曲扰动耗散磁盘。随后，我们将我们的研究结果应用到我们的太阳系的早期演化，在那里集群的集体潜力扰动的太阳系的平面，恒星的遭遇行为，以增加柯伊伯带的速度色散。我们的结果是双重的：首先，我们发现星系团效应可以通过$\lesssim1°$改变太阳系的平均面，因此不足以解释太阳的$ψ\approx6°$不稳定性。其次，我们描绘恒星飞掠激发冷经典柯伊伯带的轨道色散的程度，并表明，虽然恒星飞掠可能会增加冷带的倾斜度的观测量，由此产生的分布是不兼容的数据。相应地，我们的计算对恒星数密度和太阳在其诞生星团中的停留时间的乘积$η\,τ\lesssim2\times10^4\,$ Myr/pc $^3$设置了上限。
2020-02-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
From Formation to Disruption: Observing the Multiphase Evolution of a Solar Flare Current Sheet
在电流片中，磁能通过重联释放出来并转化为其他形式，被认为在太阳耀斑中发挥着核心作用，太阳耀斑是日光层中最强烈的爆炸。然而，对电流片的演化及其随后在耀斑相关现象（如粒子加速）中的作用却知之甚少。在这里，我们报告与美国宇航局的太阳动力学天文台获得的观测结果，揭示了一个多阶段的演变的电流片在早期阶段的太阳耀斑，从它的形成准稳定的演变和中断。我们的观测结果对于理解爆发性太阳耀斑早期阶段重联的发生和演化具有重要意义。
2021-04-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
PISCES: Physics-Informed Solar-wind Convolutional autoEncoder for Space-weather Anomaly Detection and Early Warning
UCLA（加州大学洛杉矶分校）；University of Colorado（科罗拉多大学）；NASA Jet Propulsion Laboratory（美国国家航空航天局喷气推进实验室）
PISCES是一种物理信息卷积自编码器，在无标签的OMNI太阳风数据上训练，通过分解异常分数并利用物理约束，实现L1点太阳风瞬变的早期检测与预警，可提前于急始事件。
2026-09-24 astro-ph.SR cs.AI cs.LG
Probing Massive Star Nucleosynthesis with Data on Metal-Poor Stars and the Solar System
贫金属恒星是在早期形成的，当时只有大质量恒星有时间演化并有助于化学富集。低质量的贫金属恒星存活至今，并提供了早期大质量恒星核合成的化石记录。另一方面，早期太阳系（ESS）中的短寿命放射性核素（SLR）反映了在空间和时间上靠近原太阳云的源的核合成。Sr和Ba的普遍存在以及在单一贫金属恒星中观察到的重元素丰度模式的多样性表明，除了r过程之外，一些中子捕获机制可能在早期的大质量恒星中运作。三个这样的机制进行了讨论：弱的s-过程在非旋转模型与初始碳增强，一个新的s-过程引起的快速旋转模型与正常的初始组成，和中子捕获过程引起的质子摄入非旋转模型。此外，陨石的数据进行了讨论，以限制核心塌陷超新星（CCSN），可能引发了太阳系的形成，并提供了一些在ESS的SLR。如果有一个CCSN触发，数据点低质量的CCSN作为最有可能的候选人。讨论了一个11.8太阳质量的CCSN触发器。它的核合成，其残余物的演变，以及残余物与原太阳云的相互作用似乎满足陨石的限制，并可以解释的SLR 41 Ca，53 Mn，和60 Fe在ESS的丰度。
2022-02-28 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Presolar grains
本文综述了利用太阳系前颗粒的同位素与结构组成，约束恒星物理混合与尘埃形成、恒星核合成、星际介质过程及太阳系起源演化的最新研究进展。
2024-06-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Organic chemistry in the first phases of Solar-type protostars
像我们这样的行星系统是经过一个漫长的过程形成的，在这个过程中，物质从弥漫的云层凝聚成恒星、行星、小行星、彗星和残余尘埃，在不到几百万年的时间里经历了物理和化学状态的巨大变化。几项研究表明，太阳型行星系统形成初期的化学成分是追踪系统本身历史的有力诊断工具。在迄今为止在ISM中检测到的大约270种分子中，所谓的星际复杂有机分子（iCOMs）特别令人感兴趣，因为它们具有进化诊断能力，并且可能是生物分子的潜在前体，而生物分子是地球生命的基础。本章重点讨论太阳系行星系统早期阶段有机分子的演化，以星前、0/I类和原行星盘阶段为代表，并将它们与目前在太阳系彗星中观察到的情况进行比较。我们的双重目标是回顾太阳型恒星形成过程中的有机化学基础，此外，还可能对我们自己的行星系统的早期历史提供限制。
2022-12-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
