Comet C/2013 A1 (Siding Spring) as seen with the Herschel Space Observatory
2013年3月31日，使用赫歇尔空间天文台的PACS光度计相机在日心距离6.48 au处观测到彗星C/2013 A1（赛丁泉）的热发射。这颗彗星显然是活跃的，显示出一个可以追溯到10”，即50000公里距离的彗发。彗发的径向强度分布的分析提供了尘埃质量和尘埃生产率;派生的粒度分布特征表明，在热发射的大颗粒过剩。我们估计，活动开始约6个月前，这些意见，在8天文单位的日心距离。
2014-12-25 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
Observations of the 18-cm OH lines of comet 103P/Hartley 2 at Nançay in support to the EPOXI and Herschel missions
103 P/Hartley 2号彗星中OH基的18厘米射电线是用Nançay射电望远镜观测的，以支持EPOXI飞行任务飞越该彗星和Herschel空间天文台的观测。2010年9月24日至12月15日检测到OH线。这些观测结果被用来估计2010年10月彗发内的气体膨胀速度为0.83 \pm 0.08 km/s。产水量在近日点之前急剧但渐进地增加，在EPOXI飞越之前达到1.9 \pm 0.3 X 10 E28 s-1。
2012-03-29 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
Probing the radial temperature structure of protoplanetary disks with Herschel/HIFI
本文给出了HD 100546的CO J=10 ~（-9）、CO J=16 ~（-15）和[CII]的Herschel/HIFI光谱观测结果。我们的目标是解决线的速度分布，以解决发射区的过渡，并直接探测在磁盘中的暖气体的分布。的光谱显示双峰CO线轮廓集中在系统速度，符合磁盘的起源。J=16-15的谱线轮廓比J=10-9的谱线轮廓宽，而J =10-9的谱线轮廓又比低J跃迁的谱线轮廓宽（6-5，3-2，用APEX观察到的），因此显示出气体随半径的明显温度梯度。用幂律平盘模型同时拟合了CO谱线和CO转动阶梯，得到温度T_0 =1100 \pm 350 K（r_0 = 13 AU），温度径向梯度指数q=0.85 \pm 0.1。这表明，气体有一个陡峭的径向温度梯度比尘埃（平均q_{dust} ~ 0.5），提供了进一步的证据，气体和尘埃的热去耦在磁盘的高度，CO线形成。[CII]线剖面显示出强烈的单峰剖面，与系统速度相比，红移了0.5 km s-1。我们得出结论，[CII]发射的大部分具有非盘起源（例如，残余包层或弥散云）。
2013-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Herschel HIFI observations of ionised carbon in the β Pictoris debris disk
背景：已知$\sim$ 2000万年前的主序A星β Picture周围的尘埃碎片盘含有气体。有证据表明，气体的第二次起源，而不是最初的原行星盘的直接残留物，尽管主要的气体产生机制至今尚未确定。观测到的C和O相对于金属元素（如Na和Fe）的太阳丰度过多的起源也不清楚。目的：我们的目标是限制C在盘的空间分布，从而限制气体的起源和丰度模式。方法：我们使用Herschel上的HIFI仪器观察和光谱解析β Pic碎片盘在158 $μ$ m处的CII发射。假设开普勒旋转，我们使用光谱分辨线轮廓来约束气体的空间分布。结果：我们发现，大部分的气体位于$\sim$ 100 AU或以上。我们估计碳气体的总质量为$1.3\times10^{-2}$ M $_\oplus$。数据表明，更多的气体位于盘的西南侧，而不是东北侧。这些数据与混合良好的气体的假设（整个磁盘恒定的C/Fe比）是一致的。假设一个简化的吸积盘模型的空间轮廓，我们发现它与观测结果的拟合度明显更差。结论：由于大部分气体是在30天文单位之外发现的，我们认为被称为“下落蒸发体”的彗星物体不太可能是气体的主要来源;从颗粒碰撞或光解吸产生的可能性似乎更大。观测结果与简化的吸积盘模型的不相容性可能有利于对C和O过量的优先耗尽解释。对空间分布的更严格的限制将从609 $μ$ m处CI的ALMA观测中获得。
2014-03-13 astro-ph.EP
The Comets of Caroline Herschel (1750-1848), Sleuth of the Skies at Slough
在本文中，我们讨论的工作，彗星卡罗琳赫歇尔，第一位女性彗星猎人。在离开巴斯前往温莎城堡和斯劳附近后，她发现了至少八颗彗星，其中五颗被英国皇家学会的《哲学会刊》报道。我们认为她的公众形象，天文学家对她的贡献的看法，以及她的天文图纸的风格，随着天文插图技术的发展而改变。
2012-12-04 astro-ph.EP physics.hist-ph physics.pop-ph
A study of the distant activity of comet C/2006 W3 (Christensen) using Herschel and ground-based radio telescopes
彗星C/2006 W3（Christensen）是在2009年11月由赫歇尔天文台观测到的，距离太阳3.3天文单位。PACS仪器在70微米和160微米的滤光片中获得了尘埃彗发的图像，以及覆盖几条H2O旋转线的光谱。用SPIRE获得了450-1550 GHz范围内的光谱。彗星发射连续从70到672微米进行了测量，但没有检测到线。光谱能量分布表明大颗粒的热辐射，并提供了尺寸分布指数和粉尘产生率的测量。水的生产率的上限是比较与其他物种（CO，CH 3OH，HCN，H2S，OH）的生产率与IRAM 30米和Nancay望远镜测量。与靠近太阳的彗星相比，彗发被发现富含比水更易挥发的物质。CO与H2O的产率比超过220%。粉尘与气体的产率比约为1。
2010-05-10 astro-ph.EP
Herschel observations of gas and dust in comet C/2006 W3 (Christensen) at 5 AU from the Sun
我们的目标是测量Herschel空间天文台在日心距离~ 5 AU的C/2006 W3（Christensen）中的H2O和尘埃产生率。我们已经在557 GHz和572 GHz的H2O和NH3基态旋转跃迁中搜索了发射，同时，在UT 1.5 2010年9月的Herschel上使用HIFI。2010年8月26日，利用PACS仪器在70和160 μm通道上获得了尘埃彗发的光度观测结果。在HIFI宽带高分辨光谱仪上发现了一个初步的4-σ H_2 O谱线发射特征，由此我们得到了$2.0(5) \times 10^{27}$分子的产水速率。s $^{-1}$。< $1.5 \times 10^{27}$ molec的氨生产速率的3-σ上限。s $^{-1}$是考虑到所有超精细组分的贡献而获得的。HIFI探测到的水线蓝移表明优先发射来自太阳下点。然而，也有可能是水升华发生在小的含冰颗粒，从一个活跃的区域在核表面上发射的速度约为0.2公里秒$^{-1}$。在70 μ m和160 μm滤光片中检测到尘埃热发射，在蓝色通道中有更广泛的发射。粉尘生产率，得到的粉尘粒度分布指数，解释通量的PACS图像的光中心，在于在70-110公斤s $^{-1}$的范围内。缩放后近日点在3.20和3.32 AU测量的CO生产率，这些值对应于在0.3-0.4范围内的粉尘-气体生产率比。在2010年8月得出的粉尘生产率大约是…
2014-04-18 astro-ph.EP
Searches for HCl and HF in comets 103P/Hartley 2 and C/2009 P1 (Garradd) with the Herschel space observatory
在氢主要是分子的地方，HCl和HF预计是氟和氯的主要储存库。他们被发现在密集的分子云中被强烈耗尽，这表明在如此寒冷的环境中冻结到谷物上。我们可以预期，HCl和HF也是太阳星云外层气态和冰态中Cl和F的主要载体，并被合并到彗星中。我们的目标是测量彗星冰中的HCl和HF丰度，因为它们可以提供早期太阳星云中卤素化学的见解。我们使用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器分别在626和1232 GHz处搜索HCl和HF的J（1 - 0）线。在彗星103 P/Hartley 2和C/2009 P1（Garradd）中搜寻了HCl，而在彗星C/2009 P1中进行了HF的观测。此外，在C/2009 P1中观察H $_2$ O和H $_2^{18}$ O系，以测量H $_2$ O产生速率。在HCl接收器设置中偶然观察到CH $_3$ OH的三条谱线。未检测到HCl，而获得HF的边缘（3.6-$σ$）检测。对于103 P和C/2009 P1，相对于水的HCl丰度的上限分别为0.011%和0.022%，这表明HCl相对于太阳能Cl/O丰度被消耗了103 P中超过6 $^{+6}_{-3}$的因子，其中误差与氯太阳能丰度的不确定性有关。在C/2009 P1中获得的边缘HF探测对应于相对于水的HF丰度为（1.8 $\pm$ 0.5）$\times$ 10 $^{-4}$，这与太阳光球层F/O丰度大致一致。观察到…
2014-01-07 astro-ph.EP
Herschel and IRAM-30m Observations of Comet C/2012 S1 (ISON) at 4.5 AU from the Sun
我们的目标是表征彗星C\2012 S1（ISON）的遥远气体和尘埃活动，入境，从观测H2O，CO和尘埃彗发在远红外和亚毫米域。在本文中，我们报告了2013年3月8日和13日赫歇尔空间天文台（rh = 4.54 - 4.47AU）以及2013年3月和4月射电天文学研究所（IRAM）30米望远镜（rh = 4.45 - 4.18 AU）的观测结果。用Herschel上的HIFI仪器在557 GHz观测H $_{2}$ O $1_{10}-1_{01}$谱线，用PACS仪器在70和160 μm观测尘埃彗发。在IRAM 30米望远镜上获得的光谱覆盖了230.5 GHz的CO J（2-1）线。用激发和辐射转移模型对光谱观测结果进行了分析。考虑到一系列的灰尘大小的灰尘热辐射模型被用来分析PACS地图。虽然在我们2013年3月8日的观察中没有检测到H $_{2}$ O，但我们得出了该日期QH $_{2}$ O < 3.5 x 10 $^{26}$分子/秒的灵敏3 $σ$上限。发现CO的边缘3.2 $σ$检测，对应于QCO = 3.5 × 10 $^{27}$分子/s的CO产生速率。Herschel PACS的测量结果表明，在70 μm和160 μm的图像中，都清晰地检测到了彗发和尾。在2公里半径的核的假设下，我们推断尘埃产生率在10 - 13公斤/秒或40 - 70公斤/秒的范围内，这取决于是否…
2013-11-25 astro-ph.EP
Comets at radio wavelengths
彗星被认为是太阳系中最原始的天体。它们的组成提供了4.6 Gyr前原始太阳星云组成的信息。射电域是研究彗星冰组成的一个特殊工具。在18厘米波长处观察OH自由基使我们能够测量水的产生速率。在毫米和亚毫米波段的观测中，已经发现了大量来自核内冰升华的分子（以及它们的某些同位素体）。我们提出了彗星的无线电观测的历史回顾，重点是我们小组的结果，包括最近的观测与Nançay射电望远镜，IRAM天线，奥丁卫星，赫歇尔空间天文台，ALMA，和MIRO仪器上的罗塞塔空间探测器。
2016-06-20 astro-ph.EP
Evidence for fresh frost layer on the bare nucleus of comet Hale--Bopp at 32 AU distance
在这里，我们报告说，海尔-波普彗星的活动在2007年底至2009年3月之间停止，距离太阳约28 AU。当时，这颗彗星与太阳的距离超过了常规彗星的冻结距离。赫歇尔空间天文台PACS扫描是在2010年中期，在已经不活跃的原子核状态下进行的。彗星的质量大得惊人（8.1 $\pm$ 0.9%{}），超过了已知的任何其他彗星的质量。通过对1995年和1996年的HST存档图像进行重新还原，我们证实了近日点前的彗星与普通彗星相似，并且比活动后的彗星小了两倍。我们用甚大望远镜（VLT）进行的进一步观测也证实，在活动结束时，太阳活动显著增加。我们解释这些意见，提出重力再沉积的冰粒接近年底的活动。对于这样一个在寒冷环境中的大质量物体来说，这是合理的，在那里气体速度被降低到逃逸速度的范围。这些观测结果还表明，巨型彗星不仅仅是我们所知道的彗星的升级版本，而且还可能受到尚未完全确定的过程的影响。
2012-10-10 astro-ph.EP
X-shooter search for outgassing from Main Belt Comet P/2012 T1 (Pan-STARRS)
主带彗星是最近发现的一群小型天体，具有稳定的小行星状轨道，但外观像彗星。水冰的升华是它们经常活动的最可能机制（即尘埃尾和尘埃彗发），尽管没有直接探测到气体。这些奇特的物体可能是地球上水的起源的关键。在本文中，我们提出了一个搜索的气体负责提升灰尘从P/2012 T1（泛星），并回顾以前的尝试在这样的测量。到目前为止，这种搜索主要是间接的，寻找常见的彗星气体CN，而不是与水本身有关的气体。我们使用VLT和X-shooter来搜索UV中OH的发射，OH是水的直接解离产物。我们没有检测到任何发射谱线，并且对来自$8-9\times10^{25}$分子s $^{-1}$的P/2012 T1的水产生速率设置上限。这类似于使用赫歇尔太空望远镜观测得出的限制。我们的结论是，目前最好的设施是无法检测水排放所需的生产所观察到的活动在主带彗星在异常低的水平。
2017-06-21 astro-ph.EP
Herschel map of Saturn's stratospheric water, delivered by the plumes of Enceladus
上下文自从20年前ISO首次探测到巨行星平流层中的水以来，水的起源一直是一个悬而未决的问题。水可能来自行星际尘埃颗粒、冰环和卫星以及大型彗星的撞击。对赫歇尔空间天文台观测结果的分析证明，木星平流层的大部分水是由1994年的舒梅克-列维9号撞击带来的。2006年，卡西尼号探测器在土卫二的南极探测到了水羽，将土卫二作为土星平流层水的重要候选者。进一步的证据在2011年被发现，当时赫歇尔证明在土卫二的轨道距离处存在一个水环，由月球的羽流提供。最后，在卡西尼号进入大气层的最后轨道上，在低纬度地区从土星环上落下的水被探测到。目的。在本文中，我们使用赫歇尔映射观测土星平流层中的水，以确定其来源。方法.几个经验模型进行了测试，对赫歇尔HIFI和PACS的观测，这是收集在2010年12月30日，2011年1月2日（分别）。结果我们证明，土星的平流层水是不均匀的混合作为纬度的函数，但在赤道和减少极高斯分布的峰值。当考虑到2010-2011年土星大风暴产生的两个温暖平流层涡旋的温度升高时，我们得到了赤道摩尔分数为1.1 ppb，半高半宽为25°的最佳拟合。结论.这项工作表明，土卫二是土星平流层水的主要来源。
2019-08-20 astro-ph.EP
Earth-based detection of the millimetric thermal emission of the nucleus of comet 8P/Tuttle
人们对彗星核的物理性质知之甚少。除了空间任务目标外，测量核的热发射是少数几种获得其大小的方法之一，与其辐射无关，并限制其某些热性质。这种辐射很难从地球上探测到，但空间望远镜（红外空间天文台、斯皮策空间望远镜、赫歇尔空间天文台）可以在红外和亚毫米范围内进行可靠的测量。我们的目标是更好地描述彗星8 P/塔特尔的核的热特性，使用多wavelentgh空间和地面观测，在可见光，红外线和毫米范围。我们利用Plateau de Bure干涉仪测量了8 P/Tuttle彗星在240 GHz（1.25 mm）处的毫米热辐射，并利用哈勃空间望远镜观测的形状模型和斯皮策空间望远镜观测的彗核尺寸对观测结果进行了分析。我们报告自1997年C/1995 O 1海尔-波普彗星以来首次探测到彗星核的毫米热辐射。利用哈勃空间望远镜观测得到的双接触球模型，对原子核的热性质进行了约束。我们的毫米观测结果与以下条件最匹配：i）热惯性低于~10 J K-1 m-2 s-1/2，ii）发射率低于0.8，表明较冷的次表层对输出毫米通量的贡献不可忽略。
2011-01-18 astro-ph.EP
2I/Borisov: A C$_2$ depleted interstellar comet
第一个活跃星际物体2 I/Borisov的发现为研究另一个行星系中的行星形成过程提供了前所未有的机会。特别是，2 I的光谱观测使我们能够限制其核冰的组成。我们在2019年9月30日至10月13日期间用4.2米的威廉·赫歇尔和2.5米的艾萨克·牛顿望远镜获得了2 I的光谱，当时彗星距离太阳2.5 au和2.4 au之间。我们还在9月11日至10月17日的15个晚上用宽带滤光片拍摄了彗星，并在10月18日和20日用CN窄带滤光片拍摄了彗星。宽波段影像证实尘埃彗发的颜色（B-V=0.82 $\pm$ 0.02，V-R=0.46 $\pm$ 0.03，R-I=0.44 $\pm$ 0.03，B-R=1.28 $\pm$ 0.03）与太阳系彗星相同。我们在所有光谱和TRAPPIST窄带图像中检测到CN发射，产生速率在1.6 $\times10^{24}$和2.1 $\times10^{24}$ molec/s之间。未检测到其他物种。10月2日，我们确定C $_2$、C $_3$和OH生产速率的3 σ上限分别为6 $\times10^{23}$ molec/s、3 $\times10^{23}$ molec/s和2 $\times10^{27}$ molec/s。在我们的观察期间，CN产生速率或A（0）f $ρ$没有显著增加。最后，我们将Q（C $_2$）/Q（CN）比值设为0.3（10月13…
2019-10-25 astro-ph.EP
