Hubble Asteroid Hunter: I. Identifying asteroid trails in Hubble Space Telescope images
大量公开的天文档案为搜索和研究太阳系天体开辟了新的可能性。然而，需要先进的技术来处理大量的数据。这些无偏差的观测可以用来限制小天体的大小分布，这代表了太阳系形成模型的一块拼图。我们的目标是确定从欧空局哈勃太空望远镜（HST）的科学数据档案馆使用数据挖掘档案图像中的小行星。我们在Zooniverse平台上开发了一个公民科学项目，哈勃小行星猎人（www.asteroidhunter.org），要求公众在档案HST图像中识别小行星轨迹。我们使用志愿者提供的标签来训练一个使用Google Cloud AutoML Vision构建的自动化深度学习模型，以探索整个HST存档，从而检测穿过视场的小行星。我们报告了通过我们的公民科学项目和随后的欧空局HST科学数据档案的机器学习探索在档案HST数据中发现的1701个新的小行星轨迹的检测。我们探测到的小行星星等为24.5等，在统计上比地面调查确定的小行星群要暗。大多数小行星分布在黄道面附近，正如预期的那样，我们发现每平方度大约有80颗小行星。我们将670条踪迹（发现踪迹的39%）与小行星中心数据库中的454个已知太阳系天体相匹配，但是，没有找到1031条（61%）踪迹。这些未被确认的小行星是暗淡的，平均比我们成功确认的小行星暗1.6等。它们很可能与以前未知的物体相对应。这项工作表明，公民科学和机器学习是有用的技术，在现有的天文学科学档案中的SSO的…
2022-05-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Hawaii Trails Project: Comet-Hunting in the Main Asteroid Belt
神秘的太阳系天体133 P/（7968）Elst-Pizarro在动力学上是小行星，但却显示出周期性的彗星状尘埃排放。有两种假设可以解释这种不寻常的行为：（1）133 P是一颗来自外太阳系的经典彗星，它已经进化到主带轨道上，或者（2）133 P是一颗动力学上普通的主带小行星，其表面下的冰最近暴露出来。如果（1）是正确的，那么动力学跃迁到小行星轨道上的可能性很小，这意味着133 P可能是主带中唯一的一个。相反，如果（2）是正确的，其他冰主带天体应该存在，也可能表现出彗星活动。我相信133 P是一颗动力学上普通但主带冰冷的小行星，于是着手检验这一假设的主要预测：类似133 P的天体应该很常见，可以通过适当设计的观测调查发现。我进行了这样一个调查-夏威夷小径项目-选择主带小行星在寻找物体显示彗星活动。我对599颗小行星进行了657次观测，发现了一个现在被称为176 P/LINEAR的活跃天体，从而确定了新的彗星类主带彗星。这些结果表明，在低倾角、较大规模的外带小行星中，目前可能有大约100颗活跃的主带彗星。从物理上和统计上看，主带彗星的活动与米级撞击物引发的活动一致。然而，估计的影响率和由此产生的活动场地的大小，意味着133 P大小的机构应成为显着的去挥发化超过Gyr时标，这表明133 P，可能还有其他MBC，可能是二次，甚至多代，从最近的解体事件的片段。
2009-07-31 astro-ph.EP
Erosive Hit-and-Run Impact Events: Debris Unbound
内太阳系行星胚胎之间的碰撞可能导致多个残留体，其质量、组成和剩余速度各不相同。一些较小的、未结合的碎片可能会成为主要小行星带的种子。这些碰撞产生的天体的组成与典型的铁-岩组成不同，在岩石/铁的比例方面，可能包含进一步的冲击处理材料。小行星带中的一些物质来源于较大行星体的碰撞，这可能有助于解释不同小行星群组成的多样性和奇怪性。
2016-10-31 astro-ph.EP
The main asteroid belt: the primary source of debris on comet-like orbits
木星族彗星为近地空间提供了大量碎片。然而，对这些天体的望远镜观测似乎表明它们的物理寿命很短。如果这是真的，产生的物质也将是短暂的，但火球观测网络仍然检测到彗星轨道上的物质。这项研究审查了沙漠火球网络从2014年至2020年探测到的来自木星家族彗星状轨道的厘米级零星流星体。通过分析每个事件的动态历史和物理特征，我们确信它们是来自主小行星带还是外海王星区域。我们的研究结果表明，$<4\%$的JFC类轨道上的零星流星体是彗星的遗传。这一观测结果具有统计学意义，表明彗星物质过于脆弱，无法在近地空间生存。即使考虑到流星雨的贡献，JFC类轨道上的流星体也主要来自主带。因此，在地球上收集到真正的彗星陨石是极不可能的。
2021-05-16 astro-ph.EP
Aperture photometry on asteroid trails: detection of the fastest rotating near-Earth object
本研究提出一种针对快速运动近地天体拖迹图像的创新孔径测光方法，通过调整孔径控制有效曝光时间提高采样率，成功探测到小行星2024 BX1仅2.5888±0.0002秒的已知最快自转周期，为近地天体撞击风险评估提供关键支持。
2024-04-05 astro-ph.EP
Large Particles in Active Asteroid P/2010 A2
此前未知的小行星P/2010 A2在2010年形成了一个由喷射尘埃组成的短暂的彗星状尾巴。观测到的尘埃产生被解释为与较小物体的超高速撞击或旋转破坏的结果。我们重新观察了这个物体，发现大粒子在最初的爆发后仍然保持了完整的轨道周期。在其间的几年里，半径小于3毫米的粒子已经被辐射压力驱散，只留下较大的粒子。由于总质量主要是由最大的粒子决定的，因此辐射压力过滤使我们能够获得比以前更可靠的碎片质量估计数。我们发现，碎片中包含的质量约为5x10^8 kg（假设密度为3000 kg·m^-3），碎片总质量与核心质量之比约为0.1，而像P/2010 A2这样的事件对黄道尘埃产生率的贡献小于3%。核和碎片的物理性质也被确定。
2013-01-11 astro-ph.EP
Extreme Debris Disk Variability -- Exploring the Diverse Outcomes of Large Asteroid Impacts During the Era of Terrestrial Planet Formation
类地行星形成的最戏剧性阶段被认为是寡头和混乱的增长，在长达1亿至2亿年的时间尺度上，当大到原行星大小的大型星子之间发生剧烈碰撞时。这些事件的特点是产生大量碎片，正如在一些异常明亮和年轻的碎片盘（称为极端碎片盘）中所观察到的那样。在这里，我们报告了斯皮策五年来对两颗年轻的太阳型恒星ID8和P1121周围的这种系统的测量。盘的短期（每周至每月）和长期（每年）变化与涉及小行星大小的大型天体的大型撞击的后果一致。我们证明了碰撞产生的光学厚尘埃的团块，在动态和观看几何效应的影响下，可以产生短期调制的光盘光变曲线。长期磁盘通量变化与碰撞产生的碎片一旦释放到环星轨道内的碰撞演变有关。在P1121系统中观察到的随时间变化的行为与2012年之前的超高速撞击一致，该撞击产生的蒸汽冷凝物是主要的撞击产物。ID8系统中的两种不同的短期调制表明在不同的时间和地点发生了两次剧烈的撞击。它的长期变化是一致的碰撞演变的两个不同群体的影响产生的碎片为主的蒸汽冷凝物或逃逸的巨石。在极端碎片盘的大规模撞击中产生的尘埃发出的明亮、可变的辐射为研究类地行星形成时期的暴力事件提供了一个独特的机会。
2019-04-19 astro-ph.EP
Meteoroid Stream Formation Due to the Extraction of Space Resources from Asteroids
[摘要]小行星采矿并不一定是一个遥远的前景。隼鸟2号和OSIRIS-REx最近与近地小行星进行了重新确认，并将把样本送回地球。虽然这些任务有重大的科学动机，但也有资源利益。空间机构和商业实体对可用于在空间生产火箭燃料的冰和含水矿物特别感兴趣。主要空间机构的国际协调路线图取决于对这些天体自然资源的利用。几家公司已经制定了从近地天体中拦截和提取水和矿物质的计划，因为即使是一颗小行星也可能具有很高的经济价值。然而，小行星表面重力低，可能会造成采矿废物的释放和随后形成碎片流，这是小行星采矿的一个后果。在提取过程中控制材料的策略最终可能仍然需要有目的地丢弃废物，以避免管理不必要的质量。使用模拟，我们探索采矿碎片流的形成，通过整合从四个选定的小行星释放的粒子。其中包括辐射效应，并探讨了碎片大小的范围。模拟结果被用来研究碎片流形成的时间尺度、碎片流的大小以及与零星流星体相比的流星体通量。我们发现，巨大的采矿活动导致的损失的百分之几的小行星的质量或更多，它是可能产生的流，超过零星的流量在流交叉的一些流星体的大小。这些模拟的结果旨在突出显示NewSpace活动可能产生的潜在意外后果，这可能有助于为制定国际空间资源准则的努力提供信息。
2019-11-28 astro-ph.EP
Preliminary estimation of the footprint and survivability of the Chelyabinsk Meteor fragments
太空飞行器进入行星和小行星进入行星之间有几个不同之处。在这项工作中，我们调查的适用性的经典方法和办法的碎片分析小行星进入。特别是，为解决不受控制的再入物体的碎片问题而设计和开发的内部碎片工具，在此用于预测小行星碎片的生存能力和地面足迹。车里雅宾斯克事件所获得的结果作为测试案例。与目前可用的信息进行比较，证明所提出的方法的有效性。
2013-04-08 astro-ph.EP
Trailing (L5) Neptune Trojans: 2004 KV18 and 2008 LC18
海王星特洛伊的数量被认为比木星特洛伊和主带小行星的数量要多，尽管到目前为止，这个遥远的小行星群中只有8个成员被观测到。早期发现的六个围绕拉格朗日点L4的海王星特洛伊已经被详细研究，但最近发现的两个围绕L5点的尾随特洛伊，2004 KV 18和2008 LC 18，尚未被研究。在本文中，我们报告我们的调查，这两个新的海王星特洛伊的动力学行为。我们的计算表明，小行星2004 KV 18是一个暂时的海王星特洛伊。最有可能的是，它在203kyr之前被捕获到尾随的特洛伊木马云中，并且在未来不迟于165kyr不会保持这个身份。根据我们轨道模拟的统计数据，我们认为这个物体更像是一个分散的柯伊伯带物体。相反，小行星2008 LC 18的轨道要稳定得多。在散布在轨道不确定性范围内的克隆轨道中，相当一部分克隆可能在L5蝌蚪轨道上存活4 Gyr。稳定性对半长轴和共振角的强烈依赖表明，迫切需要进一步的观测来将轨道限制在稳定区域。我们还讨论了这两个尾随特洛伊的存在和动态的影响，对太阳系的历史。
2012-05-13 astro-ph.EP
Constraining the origin of the planetary debris surrounding ZTF J0139+5245 through rotational fission of a triaxial asteroid
白矮星包含轨道微行星或其碎片是重要的基准，通过这些基准可以校准后主序星行星系统的理论研究。在ZTF J0139+5245白矮星系统中，可能是行星碎片的测光凌日特征的轨道周期约为110天。一颗小行星分裂产生这些碎片，可能会在不进入其洛希半径的情况下，在不受白矮星光度影响的情况下，通过与恒星的反复近距离接触而自行旋转毁灭。在这里，我们把耦合约束的轨道pericentre（$q$）和比例（$β$）的中间最长的半轴的三轴小行星的破坏外，这白矮星的罗氏半径（$r_{\rm Roche}$）后不久，达到其110天的轨道。我们发现，当$β\lesssim 0.6$和$q\approx 1.0-2.0r_{\rm Roche}$，以及当$β\lesssim 0.2$到$q\approx 2.5r_{\rm Roche}$时，几十年内的中断是可能的。分析ZTF J0139+5245周围三轴小行星的长时间尺度破裂是可取的，但可能需要依赖于遍历理论或新的数值技术的分析方法。
2020-01-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Fast Rotation and Trailing Fragments of the Active Asteroid P/2012 F5 (Gibbs)
P/2012 F5（吉布斯）虽然有彗星般的外观，但其轨道是主小行星带的原生轨道，物理上是一颗公里大小的小行星，最近（2011年中期）经历了一次脉冲质量喷射事件。在这里，我们报告了在UT 2014年8月26日用凯克II望远镜获得的这个物体的新观测结果。数据显示以前未检测到的200米尺度的主核碎片，并揭示了一个快速的核自旋与旋转周期为3.24 $\pm$ 0.01小时。大片段和快速核自旋的存在都是一致的旋转不稳定性和部分中断的对象。到目前为止，已经在小天体中发现了许多快速旋转体，但是在今天的时代并没有喷射出可检测的碎片，并且还观察到了碎裂事件，但是没有测量到旋转周期。P/2012 F5的独特之处在于，我们首次检测到碎片并量化了同一物体的旋转速率。P/2012 F5的快速自转速率非常接近主带中另外两颗活跃小行星133 P/Elst-Pizarro和（62412）的自转速率，证实了这些天体中存在快速自转的小行星群。但是，虽然P/2012 F5显示出尘埃和碎片的脉冲喷射，但133 P的质量损失是长期和周期性的。我们认为，在快速旋转的活跃小行星中观察到的这两种活动都源于核的旋转不稳定性。
2015-03-19 astro-ph.EP
Hubble Asteroid Hunter III. Physical properties of newly found asteroids
本文通过分析HST存档图像中632颗小行星的视差轨迹，测定其绝对星等和尺寸，发现样本以主带天体为主，并将绝对星等累积分布的斜率变化结果扩展了约两个星等。
2024-01-05 astro-ph.EP
Fragmenting Active Asteroid 331P/Gibbs
我们使用2015年至2018年期间拍摄的哈勃太空望远镜档案数据描述了活跃的小行星331 P/吉布斯（2012 F5）。331 P是一颗在主带外活动的小行星，在2011年形成了一条长寿命的碎片轨迹。在碎片尾迹中，我们发现了19个半径在0.04和0.11公里之间的碎片（假设半径为0.05），其中含有约1%的主核质量。最大的一颗显示出光度范围（1.5等），V形最小值和接近9小时的双峰光变周期，与对称接触双星一致（Drahus和Waniak 2016）。不太令人信服的解释是，331 P-A是一个整体的，细长的碎片，或者它的表面显示半球4：1的椭圆形变化。碎片尾迹由厘米大小和更大的粒子组成，以10厘米/秒$^{-1}$的特有速度喷射，其大小分布指数为q = 3.7+/-0.1至4.1+/-0.2。HST的数据显示，早期的地面测量受到近核碎片的污染，这些碎片在2015年被清除。我们发现，主核的有效半径为0.8+/-0.1 km，处于快速旋转状态（3.26+/-0.01小时，幅度为0.25等，如果没有强度，最小密度为1600 kg/m3。331 P的性质与以下情况相一致：a）大约150万年前由前体的撞击粉碎形成（Novakovic等人，2014年）b）由辐射扭矩旋转到临界旋转c）在2011年中期由旋转不稳定性喷射约1%的核质量d）随后碎片的演变和辐射压力造成的碎片分散。
2021-11-18 astro-ph.EP
Detection of asteroid trails in Hubble Space Telescope images using Deep Learning
Space Science Institute（空间科学研究所）；International Computer High School of Constanţa（康斯坦察国际计算机高中）；International Computer High School of Bucharest（布加勒斯特国际计算机高中）
我们提出了一个深度学习的应用程序，用于哈勃太空望远镜拍摄的单次曝光照片中小行星轨迹的图像识别。使用基于多层深度卷积神经网络的算法，我们在验证集上报告了80%以上的准确率。我们的项目是由Zooniverse上的哈勃小行星猎人项目推动的，该项目专注于识别这些物体，以便定位和更好地描述它们。我们的目标是证明机器学习技术在试图解决与天文学和天体物理学密切相关的问题时非常有用，但对于非常具体的任务来说，它们仍然不够发达。
2020-10-30 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
White dwarf planetary debris dependence on physical structure distributions within asteroid belts
白矮星具有行星碎片和吸积行星物质的凌日特征，为探测行星系的物质组成和动力学结构提供了绝佳的机会。虽然以前的理论工作调查的作用，小机构中断周围的白矮星已集中在球形机构，太阳系小行星可以更准确地模拟为三轴椭球。在这里，我们提出了一个分析框架，以确定类型的中断（潮汐碎片，总升华或直接影响）所经历的三轴小行星接近白矮星上的极偏心（e \sim 1）轨道。这个框架，然后用于确定简化的主带类似物的100个机构在五个不同的白矮星温度的结果。我们还提出了冷却年龄和有效温度之间的经验关系，DA和DB白矮星，以确定这里考虑的白矮星的年龄。我们发现，使用一个纯粹的球形模型可以低估的物理尺寸和径向距离，在这一点上，小行星是受到完全升华，这些差异增加更大的身体伸长。相反，碎裂总是发生在物体的最大半轴上，因此可以用该半径的球体来模拟。碎裂和升华都受到天体物质组成的极大影响，因此也受到其前身小行星带组成的极大影响。白矮星的温度以及由此产生的冷却年龄会影响预期的碎片分布：温度越高，大型细长小行星就会升华，而温度越低，则会产生更多的直接撞击。
2021-07-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
The observing campaign on the deep-space debris WT1190F as a test case for short-warning NEO impacts
2015年11月13日，编号为WT 1190 F的小型人造物体进入斯里兰卡印度洋上空的地球大气层，几周前被发现可能是一颗新的小行星。在欧空局的空间局-近地天体协调中心，我们利用这一机会组织了一次地面观测活动，将WT 1190 F用作今后可能发生的涉及天然小行星体的类似事件的测试案例。
2017-10-20 astro-ph.EP
Debris Disks
碎片盘是一个包罗万象的术语，可以用来指行星系中并非真正行星的任何组成部分。在太阳系中，这指的是小行星带和柯伊伯带中的小行星和彗星，以及由它们产生的尘埃和气体，如黄道光云。对太阳系外碎片盘结构的研究，对行星系的基础、行星形成过程和原行星盘演化提供了独特的限制。碎片盘对影响行星的过程也有重要影响，例如可能剥离大气层或释放挥发物的撞击事件。它们的存在或不存在也对系统中系外行星的可探测性产生积极和消极的影响。在这里，我描述了碎片盘在未来几年中将有助于我们理解太阳系外行星系的五种最重要的方式。
2021-10-08 astro-ph.EP
Post-main-sequence debris from rotation-induced YORP break-up of small bodies II: multiple fissions, internal strengths and binary production
超过四分之一的白矮星含有可观测到的来自系外小行星分裂的金属碎片。了解这些碎片的物理和轨道历史将使我们能够自洽地将行星系的形成和命运联系起来。一个主要的碎片库是在恒星演化的巨分支阶段由YORP引起的旋转裂变产生的，在这个阶段恒星的光度可以超过太阳四个数量级。在这里，我们确定的功效的巨大分支YORP效应的小行星与非零的内部强度，和模型裂变后的演变施加简单的分析碎片处方。我们发现，即使是最高的现实内部强度不能防止小行星的广泛碎片和生产的碎片场超过100 AU的大小。我们计算连续的裂变事件的数量，因为它们发生在逐渐变小的时间间隔，因为恒星上升的巨大分支，提供了一种方法来生成小行星碎片的大小分布。结果是非常不敏感的祖恒星质量。我们还得出结论，巨大的分支YORP分裂可以产生二进制小行星子系统的容易程度是强烈依赖于内部强度。形成的二进制子系统反过来可能是短暂的，由于所产生的亮度增强BYORP效应。
2020-01-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Tidal disruption of planetary bodies by white dwarfs II: Debris disc structure and ejected interstellar asteroids
我们利用一种新的混合方法来模拟长期的，多轨道盘的形成，通过潮汐破坏的岩石体的白矮星，在高分辨率和现实的半长轴。我们进行了最大的模拟矮行星和类地行星，跨越四个数量级的质量，各种近心点距离和半长轴之间的3 AU和150 AU。这种大的相空间的潮汐中断的条件下，还没有访问通过使用以前的代码。我们分析的统计和结构特性的新兴碎片盘，以及喷射的未绑定碎片有助于人口的星际小行星。与以往的潮汐破裂的小行星，形成环状结构的原始轨道上的研究，我们发现，较大的机构的潮汐破裂通常形成分散的结构交错的椭圆形偏心环上较紧的轨道。我们的特点（通常是幂律）的大小分布的喷射星际机构，以及它们的组成，旋转速度和喷射速度。我们发现它们对潮汐扰动的深度（碰撞参量）很敏感。最后，我们简要地讨论了我们的结果在解释塔比星的特殊变化，ZTF J0139+5245的凌日事件的起源和SDSS J1228+1040周围的行星核的形成的可能影响。
2020-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Formation of planetary debris discs around white dwarfs I: Tidal disruption of an extremely eccentric asteroid
25%-50%的白矮星（WD）拥有可观测的和动态活跃的残余行星系，这是基于近距离的星周尘埃和气体以及光球金属污染的存在。目前被接受的理论解释包括小行星在au尺度的距离上幸存于恒星的巨大分支演化，随后在恒星质量损失后被扰动到WD掠食轨道上。在这项工作中，我们调查这些高偏心（e > 0.98）小行星的潮汐破坏，因为他们的方法和潮汐周围的WD中断。我们解析计算的破坏时间尺度和比较的结果与完全自洽数值模拟的碎石桩使用N体程序PKDGRAV。我们发现，这个时间尺度是高度依赖于轨道的近心点，并在很大程度上独立于其半长轴。我们确定，球形小行星很容易打破，并形成高度偏心碰撞环，不吸积到WD没有额外的力量，如辐射或升华。这一发现突出了这种力量在WD行星系物理学中的至关重要性。
2014-09-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris disks and the search for life in the universe
星周碎片盘是太阳系外类似于小行星带和柯伊伯带的物质。它们由彗星和残留的微行星组成，不断碰撞并产生可以通过红外过量或分辨成像观察到的星周尘埃。作为行星形成过程的一个明显产物，碎片盘可以帮助我们约束行星形成理论，并了解我们自己的太阳系的历史。本文介绍了碎片盘中次级气体的观测研究。它还讨论了在撞击系外行星期间产生的碎片盘的天体生物学潜力。
2019-05-01 astro-ph.EP
Asteroid Belts in Debris Disk Twins: VEGA and FOMALHAUT
织女星和北落师门在质量、年龄和全球碎片盘特性方面相似;因此，它们通常被称为“碎片盘双胞胎”。我们目前斯皮策10-35微米的光谱数据集中在两颗恒星，并确定温暖的，未解决的过剩排放在织女星附近的第一次。织女星的热过剩的属性进一步特征与辅助测光在中红外和解决的图像在远红外和亚毫米波长。织女星的热过剩与北落师门周围发现的热过剩有许多相似的性质。这两个暖分量的~30 μ m发射短波长被很好地描述为~170 K的黑体发射。有趣的是，另外两个系统eps Eri和HR 8799也使用相同的方法显示了这样一个未解决的温暖尘埃。这些温暖的成分可能类似于太阳系的黄道尘云，但要大得多。尘埃温度和亚毫米的初步探测表明，温暖的过量来自与位于水霜线附近的星子环有关的尘埃，并可能由其他碎片系统中类似位置发生的过程产生。我们还审查了2微米的热过剩的织女星和北落师门周围的属性，表明负责的热过剩的灰尘是没有空间关联的灰尘，我们在温暖的地带检测到。我们认为它可能源于被困在恒星磁场中的热纳米颗粒。最后，暖带和冷带之间的间隔相当大，在所有四个系统中轨道比>~10。鉴于目前行星物体质量的上限和巨大的差距，我们讨论了其潜在的行星结构的可能影响，并建议多个低质量行星可能位于织女星和北落师门的两个带之间。
2013-01-07 astro-ph.EP
Does warm debris dust stem from asteroid belts?
许多碎片盘揭示了一种双组分结构，具有冷的外部和热的内部组分。虽然前者可能是柯伊伯带的巨大类似物，但后者的起源仍然是一个争论的问题。在这项工作中，我们调查是否温暖的尘埃可能是小行星带类似物的签名。在这里测试的情况下，目前的两带结构源于最初扩展的原行星盘，其中行星打开了一个将其分隔为外部和内部盘的间隙，在气体扩散后，经历了稳态碰撞衰变。这一想法是探索与分析碰撞演化模型的样品225碎片盘从斯皮策/IRS目录，可能拥有一个双组分结构。我们发现，绝大多数系统（225个系统中的220个，或98%）都与这种情况兼容。对于它们的祖先，原始的原行星盘，我们发现$-0.93\pm0.06$的平均表面密度斜率和$\left(3.3^{+0.4}_{-0.3}\right)\times 10^{-3}$太阳质量的平均初始质量，这两者都与从亚毫米测量推断的值一致。然而，短周期彗星产生的尘埃以及（更罕见的情况下）从外带向内输送的尘埃可能是可行的，而不是相互排斥的，可以替代小行星带的设想。其余五个圆盘（占样品的2%：HIP 11486、HIP 23497、HIP 57971、HIP 85790、HIP 89770）含有内部成分，这些成分似乎与"小行星带"中的尘埃产生不一致。"这些系统中的温暖尘埃必须从彗星来源补充，或者代表最近罕见事件的后果，如重大碰撞或行星系不稳定。
2017-02-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Search for Dust Emission from (24) Themis Using the Gemini-North Telescope
我们报告了一个与大的主带小行星（24）忒弥斯的轨道平面对齐的尘埃轨迹的搜索结果，据报道，它的表面有水冰霜。观测是在Gemini-North天文台的GMOS仪器上以成像模式进行的，我们使用芯片间隙阻挡来自小行星的大部分光线，使我们能够进行长时间曝光，同时避免物体饱和。在距忒弥斯2'的范围内没有探测到尘埃尾，3-sigma极限表面亮度为29.7 mag/arcsec ^[2]，这是沿着尘埃尾的预期方向测量的。对尘埃喷射物理学的详细考虑表明，大到足以形成可检测尘埃轨迹的粒子不太可能由于像忒弥斯这样大的物体的升华而喷射出来。尽管如此，我们还是证明了我们的观测能够检测到距离物体20英寸的微弱尘埃发射，即使是在拥挤的恒星场中。这一方法可用于今后对忒弥斯或其他比本工作更接近近日点的大型小行星升华产生的尘埃排放进行搜索。在预计尘埃特征的可见度将达到最大程度时，例如在轨道平面交叉期间、在接近地球期间或在探测到撞击事件之后，对大型小行星碰撞产生的尘埃排放进行深度成像也将是有用的。
2018-06-05 astro-ph.EP
Likely detection of water-rich asteroid debris in a metal-polluted white dwarf
冷白矮星SDSS J124231.07+522626.6在中等分辨率的光谱中表现出8种不同重元素的光球吸收线，特别是包括氧。Teff = 13000 K的大气以氦为主，但对流区含有大量的氢和氧。四种最常见的造岩元素（O、Mg、Si和Fe）几乎占了所有的吸积质量，总量至少为1.2e+24 g，与谷神星的质量相似。它的时间平均吸积速率为2 e +10 g/s，是所有已知的被金属污染的白矮星中最高的吸积速率之一。我们注意到，相对于最常见的金属氧化物，氧气大量过剩，这表明白矮星吸积的行星碎片的水含量约为38%。这颗恒星与GD 61、GD 16和GD 362一起，形成了一小群来自已知的主要吸积干燥岩石碎片的演化行星系统的离群者。这一结果加强了这样一种假设，即在白矮星的冷却年龄上，从被破坏的星子中积累的富含水的碎片可能对在大部分以氦为主的白矮星大气中观察到的微量氢的积累有重大贡献。
2015-03-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disruption of exo-asteroids around white dwarfs and the release of dust particles in debris rings in co-orbital motion
本文利用CRTBP中的1:1共振周期轨道、稳定性图和N体模拟，研究极端质量比白矮星-小行星-尘埃三体系统中共轨碎片的稳定位置、轨道偏差与寿命。
2024-09-04 astro-ph.EP astro-ph.SR nlin.CD
Characterization of Active Main Belt Object P/2012 F5 (Gibbs): A Possible Impacted Asteroid
在这项工作中，我们描述了最近发现的活动主带天体P/2012 F5（吉布斯），它在远日点前7个月在外部主带发现了一条长度> 7'的尘埃尾迹。我们使用UT 2012年3月27日获得的光学成像来分析中心凝结和长拖尾。我们发现核B-带和R-带视星等分别为20.96和19.93等，这给出了2.1公里的核半径的上限。尾迹中物质的几何截面约为4 x 10^8 m^2，相当于约5 x 10^7 kg的尘埃质量。对2010年9月由广域红外巡天探测器拍摄的红外图像的分析显示，该物体低于探测极限，表明它比2012年期间更不活跃，或者可能在通过近日点后仅6个月就不活跃。在这段2.9公里的时间内，我们对它的半径设置了1 σ上限。P/2012 F5（吉布斯）在主带外的动力学稳定时间尺度为~ 1 Gyr，指向小行星起源。我们发现，喷出的尘埃的形态是一致的，它是由一个单一的事件，发生在UT 2011年7月7日$\pm$ 20天，可能是一个小的撞击碰撞的结果。
2012-09-24 astro-ph.EP
A Martian Origin for the Mars Trojan Asteroids
火星上已知的9颗特洛伊小行星中有7颗属于一个以其最大的成员5261尤里卡命名的轨道星团。尤里卡可能是整个星系团的前身，它至少在1 Gyr前形成。有人认为，热YORP效应使尤里卡旋转，导致碎片通过旋转裂变机制喷出。尤里卡的光谱在1 μm附近有一个宽而深的吸收带，表明其成分富含橄榄石。在这里，我们显示的证据表明，特洛伊尤里卡集群的祖先可能起源于从火星地幔挖掘的撞击碎片。我们提出了新的近红外观测的两个特洛伊木马（311999 2007年NS2和385250 2001年DH47），发现都表现出丰富的橄榄石反射光谱类似尤里卡的。这些测量结果证实，该集团的祖先有一个无软骨成分。富含橄榄石的反射光谱在小行星中是罕见的，但在火星上最大的盆地周围可以看到。它们也与一些火星陨石（如夏西尼陨石）以及构成火星地幔的物质相一致。使用数值模拟，我们表明，火星特洛伊更有可能是从火星的撞击喷出物比捕获的富含橄榄石的小行星从主带运输。这一结果直接将特定的小行星与形成中的行星碎片联系起来。
2017-09-29 astro-ph.EP
Investigation of the asteroid-neutron star collision model for the repeating fast radio bursts
快速射电暴（FRB）的起源至今仍是一个谜。一个解释唯一已知重复天体FRB 121102的模型是，无线电辐射是由小行星与高磁化中子星（NS）碰撞产生的。与N体模拟，我们模拟了一个碎片盘周围的一个中心恒星的偏心轨道侵入NS。当NS接近第一个近星点时，大多数彗星都被散射而不是被NS吸积。为了与观测到的FRB速率相匹配，碎片带的密度至少要比柯伊伯带大三个数量级。我们还考虑了碰撞到中心物体的速率，但发现碎片带的密度必须至少比柯伊伯带的密度高四个数量级。这些密度的差异出现，即使（1）一个引入一个柯伊伯带彗星带，而不是一个小行星带，并假设彗星撞击也可以产生FRB;（2）NS移动2个数量级比正常的自行速度慢，由于超新星踢;和（3）NS轨道是共面的碎片带，这提供了最高的碰撞率。
2019-02-14 astro-ph.EP astro-ph.HE
Size Dependence of Dust Distribution around the Earth Orbit
在太阳系中，主要由小行星碰撞和彗星活动产生的行星际尘埃粒子由于坡印廷-罗伯逊阻力而漂移到地球轨道。我们分析了日本第一颗红外天文卫星AKARI观测到的IDPs的热辐射。观测到的地球轨道尾向表面亮度在$9{\rm μm}$波段比前向高3.7%，在$18{\rm μm}$波段比前向高3.0%。为了揭示尘埃属性导致的领先的拖尾表面亮度不对称，我们数值积分的太阳，地球和尘埃粒子的轨道作为一个限制性的三体问题，包括来自太阳的辐射。粒子的初始轨道是根据主带小行星或木星族彗星的轨道确定的。平均运动共振中的轨道捕获导致了显著的首尾不对称性，因此中等大小的尘埃（~10 - 100 ${\rm μm}$）产生了比黄道光更大的不对称性。在$9{\rm μm}$和$18{\rm μm}$波段，小行星尘埃的大小分布上积分的前后表面亮度差分别为27.7%和25.3%。相反，如果尘埃的最大半径被设置为$s_{\rm max} = 3000{\rm μm}$，则彗星尘埃的亮度差在$9{\rm μm}$和$18{\rm μm}$波段分别为3.6%和3.1%。考虑到这些值和它们的误差，我们得出结论，小行星尘埃的贡献的黄道光的红外辐射小于~10%，而彗星尘埃的数量级为1毫米主要占黄道光的红外。
2017-02-10 astro-ph.EP
Risks for Life on Proxima b from Sterilizing Impacts
我们认为，位于Proxima b和Proxima c之间的碎片带将对大小行星撞击的速率造成影响，这可能会使Proxima b失去生命。ALMA或JWST未来的观测可能会限制小行星带在威胁生命的区域的存在。我们推广我们的速率计算灭菌的系统中的一个小行星带和外行星的宜居行星的影响。
2020-10-29 astro-ph.EP
Origin and evolution of two-component debris discs and an application to the q$^1$ Eridani system
许多碎片盘揭示了一个两个组成部分的结构，外部柯伊伯带类似物和温暖的内部组件，其起源仍然是一个争论的问题。一种可能性是，温暖的辐射来自一个更靠近恒星的“小行星带“。我们考虑的情况下，一组巨大的行星是在最初扩展的小行星盘形成。这些行星在它们的轨道周围留下了一个很大的缺口，将圆盘分成了外带和内带。气体扩散后，两个带进行碰撞演化的稳定状态制度。这种情况下，探索与详细的碰撞模拟，涉及现实的物理描述一个长期的碰撞耗尽的两个组件光盘。我们发现，在简化的分析模型的基础上，内盘可能能够保留更大量的材料在老年人比以前认为的。我们表明，所提出的方案是一致的一套热发射和散射光观测数据的明亮的两个温度的碎片盘附近的太阳型恒星q $^1$波江座。这意味着该系统具有类似太阳系的结构，外部有一个巨大的“柯伊伯带”，内部有一个“小行星带“，中间有几颗海王星到海王星质量的行星。
2016-06-16 astro-ph.EP
Post-main-sequence debris from rotation-induced YORP break-up of small bodies
虽然观测到尘埃和气体盘围绕着白矮星旋转，但这种星周物质的起源还不确定。我们假设，在原地解体的小天体，如小行星旋转裂变期间的巨大分支阶段的恒星演化提供了一个重要的贡献，这碎片。由辐射压力引起的YORP效应加速了不对称小行星的自旋速率，最终会将它们自己剪切开来。这种压力在垂死恒星周围保持并增强，因为由于恒星质量损失而导致的小行星向外的推力与由此产生的恒星光度增加相比微不足道。因此，巨星辐射将摧毁几乎所有半径在100 m - 10 km范围内的天体，这些天体在其母星的主序星寿命中幸存下来，距离约为7 au;较小的天体被旋转分离成它们最强的、有能力的组成部分。这个估计是保守的，并且会增加高度不对称的形状或由于巨星恒星风的向内阻力的合并。由此产生的碎片场，可能会延伸到数千au，可能会受到残余行星系的扰动，以重现观察到的尘埃和气体盘，伴随着污染的白矮星。
2014-09-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of rotational disruption on the size-frequency distribution of the Main Belt asteroid population
据推测，主带小行星的大小分布取决于两种情况之间的平衡：一种是较大小行星的撞击碎片产生新的天体，另一种是较小小行星因与较小抛射体碰撞而毁灭。然而，对于一个直径小于6公里，我们发现，YORP引起的旋转破坏显着有助于侵蚀，甚至超过碰撞碎裂的影响。在小行星带的碰撞演化模型中包括这种额外的研磨机制，我们从吸积（Weidenschilling，2011年）或“小行星生来就大”（Morbidelli，2009年）的初始尺寸-频率分布中生成尺寸-频率分布，这些分布与Gladman等人（2009年）报告的观测结果一致。旋转破裂是未来所有小行星碰撞演化模型中必须包括的一种新机制。
2014-01-08 astro-ph.EP
Debris disks around main-sequence stars
本文介绍主序星周围的碎片盘，涵盖其探测方法、观测特征、演化过程及与行星的相互作用，并总结该领域未解问题。
2024-03-18 astro-ph.EP astro-ph.SR
Newly Disrupted Main Belt Asteroid P/2010 A2
大多数主带小行星都是原始的岩石和金属天体，位于火星和木星之间的太阳轨道上。通过高速碰撞或旋转加速产生的分裂被认为是产生和毁灭小行星的主要机制，也是太阳黄道带云中尘埃的一个贡献者，而其他恒星周围的类似碰撞则将尘埃送入其碎片盘。不幸的是，由于事件很少，缺乏关于破坏机制或破坏率的直接证据。在这里，我们提出了对P/2010 A2的观测，这是一颗以前未知的内带小行星，具有奇特的彗星状形态，很可能是最近小行星破裂的残余物。高分辨率哈勃太空望远镜的观测显示，2009年2月/3月形成了一个直径约120米的核，其尾部由毫米大小的尘埃颗粒组成，所有这些尘埃颗粒都在太阳辐射压力的作用下缓慢演变。
2010-10-13 astro-ph.EP
Implantation of Martian materials in the inner solar system by a mega impact on Mars
观测和陨石表明，火星物质神秘地分布在太阳系内部。对火星的巨大撞击会产生火星半球的二分法，火星的卫星可能会喷出火星物质。最近的一项工作表明，巨型撞击产生的碎片可能被捕获为火星特洛伊人，并植入小行星带。然而，尚未对碎片的数量、分布和组成进行研究。在这里，使用流体动力学模拟，我们报告说，大量的碎片（$\sim 1\%$火星的质量），包括火星地壳/地幔和撞击物的材料（$\sim 20:80$），被喷出的二分法形成的影响，并分布在$\sim 0.5-3.0$天文单位之间。我们的研究结果表明，未熔化的火星地幔碎片（火星质量的$\sim 0.02\%$）可能是火星特洛伊，匈牙利地区和主要小行星带富含橄榄石的小行星的来源，其中一些甚至撞击早期地球。一次巨大的撞击可以自然地将火星地幔物质植入内太阳系。
2018-03-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
An interstellar origin for Jupiter's retrograde co-orbital asteroid
小行星（514107）2015 BZ509最近在木星的共轨区域被发现，并围绕太阳逆行。已知的外太阳系的混沌动力学至今还无法确定它的起源。在这里，我们对稳定轨道进行了高分辨率的统计搜索，并显示小行星（514107）2015 BZ 509自太阳系形成以来一直处于当前的轨道状态。这一结果表明，（514107）2015 BZ 509是在过去45亿年的星际介质中捕获的，因为行星形成模型无法产生这样一个原始的大倾角轨道，其中近共面轨道上的行星与共面碎片盘相互作用，必须产生太阳系的低倾角小天体储存库，如小行星和柯伊伯带。这一结果也意味着目前在太阳系的近极轨道上存在更多的太阳系外小行星。
2018-05-23 astro-ph.EP
The Inner Debris Structure in the Fomalhaut Planetary System
北落师门在研究其他行星系中的碎片盘和小天体方面发挥着重要作用。恒星的接近度和亮度使得它的碎片的关键特征，如水冰线，可以接近。在这里，我们提出了ALMA周期1870 μm（345 GHz）的观测目标的内部部分的北落师门系统的合成光束的0.45“x0.37”（~3 AU的线性分辨率在北落师门的距离）和均方根为26 μJy/束。ALMA数据的高角分辨率和灵敏度使我们能够对斯皮策和赫歇尔观测所揭示的温暖过剩的性质进行强有力的限制。我们在恒星位置探测到一个点源，其总通量与恒星光球层的热辐射一致。在中心15 AU x 15 AU区域中没有检测到比3σ亮的结构。使用产生尘埃的微星带的参数对光谱能量分布进行建模，表明其径向位置在~8-15 AU范围内。这与北落师门中冰升华的位置一致，即，一个类似小行星带的东西在870 μm处，这种带的3σ上限<1.3 mJy。我们还解释了2和8-13 μm的干涉测量，揭示了在内部10 AU区域的结构，作为尘埃自然连接到这个拟议的小行星带的坡印廷-罗伯逊阻力，尘埃升华，和磁捕获的纳米颗粒。
2015-12-11 astro-ph.EP
Survey Simulations of a New Near-Earth Asteroid Detection System
我们进行了模拟，以预测在热红外波长下运行的新的天基望远镜测量的性能，该测量旨在发现和确定大部分具有潜在危险的近地小行星群的特征。两个潜在的架构调查被认为是：一个位于地球-太阳L1拉格朗日点，和一个在金星拖尾轨道。制定并测试了一个样本节奏，以便对在地球白天天空中发现的物体进行必要的自我跟踪。利用最近对其物理和轨道特性的测定，模拟了有效球径大于等于140米的合成近地小行星群。两种架构的仪器灵敏度、积分时间和转换速度的估计值均包括在内，假设新的大型10 μ m探测器阵列能够在~35 K下工作。我们的模拟包括创建一个初步版本的移动对象处理流水线，适合在试验节奏上操作。我们在模拟的天空中测试了这条管道，模拟的天空中充满了天体物理学来源，如从斯皮策和WISE数据外推的恒星和星系，已知小行星的目录（包括主带小行星，彗星，木星特洛伊等），和合成NEA模型。对从综合测量中提取的模拟位置-时间对计算了试验轨道，以验证测试的节奏将产生适合于以后回收物体的轨道。我们的研究结果表明，地球-太阳L1和金星跟踪调查达到类似水平的潜在危险的小行星大于140米的整体完整性，放置在内部轨道的望远镜并没有提高发现率。这项工作是详细规划下一代NEA调查的必要的第一步。
2015-01-09 astro-ph.EP
Asteroid belt survival through stellar evolution: dependence on the stellar mass
被污染的白矮星通常是由类似地球的物质吸积而成，这些物质可能来自于像太阳系小行星带那样的碎片带。对于质量为$M_{\rm WD}\gtrsim 0.8\,\rm M_\odot$的白矮星，被污染的白矮星比例显著下降。这意味着质量为$M_{\rm MS}\gtrsim 3\,\rm M_\odot$的主序星周围的小行星带和行星系可能不会因为恒星的强烈辐射而形成。这与目前的碎片盘和系外行星观测结果一致。对于低质量的白矮星$(M_{\rm WD}\lesssim 0.55\,\rm M_\odot)$，显示污染的白矮星比例也显著下降。然而，确实显示出污染的低质量白矮星目前并没有吸积，而是在过去吸积过。我们认为，质量为$M_{\rm MS}\lesssim 2\,\rm M_\odot$的主序星周围的小行星带不太可能在恒星演化过程中幸存下来。破坏可能发生在AGB阶段，可能是小行星与恒星风、高辐射相互作用的结果，或者对于具有异常接近的小行星带的最低质量恒星来说，在内部行星系的潮汐轨道衰变期间散射的结果。
2020-02-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Has the impact flux of small and large asteroids varied through time on Mars, the Earth and the Moon?
在过去的3 Ga内太阳系的冲击通量通常被假定为随时间的推移是恒定的。然而，在主带的小行星解体事件可能是负责陨石坑尖峰在过去的2 Ga的地月系统。我们在这里调查的521个直径大于20公里的火星撞击坑的小陨石坑的记录的撞击物的大小频率分布的可能变化。我们发现，49个陨石坑（出521）对应于完整的陨石坑人口的这种规模的形成在过去的600马。我们在火星上的研究结果表明，在过去的600 Ma中，小型（> 5米）和大型小行星（> 1公里）的通量是耦合的，彼此之间没有变化。分析了地球和月球上大陨石坑的现有数据集，并与我们在火星上的结果进行了比较。在地球上，我们推断出一组撞击坑的形成位置，由于板块构造重建，并表明在奥陶纪时期，约470 Ma前，形成的一组陨石坑似乎是一个保存偏见。在月球上，陨石坑年龄信号的后期增加可能是由于用于确定这些撞击日期的不确定校准方法（即月球撞击喷出物中的岩石丰度），其他校准与恒定的陨石坑产生率一致。我们的结论是耦合的陨石坑的生产率之间的陨石坑大小的陨石坑和直径下降到100米的内太阳系。这与将小行星送入跨行星轨道的传统模式是一致的：亚尔科夫斯基效应缓慢地将小行星解体产生的大碎片推向轨道共振，而较小的碎片则通过碰撞级联被磨碎。这表明过去小行星分裂对D > 100 m的陨石坑率的影响有限或不存在。
2021-12-31 astro-ph.EP
An N-body approach to modeling debris and ejecta off small bodies: Implementation and application
我们在这里介绍了我们的新方法来模拟小天体（小行星和彗星）表面的粒子云演化，以下喷射粒子的演化需要处理各种时间和空间尺度，在一个有效的，准确的和模块化的方式。为了提高计算效率和精度，我们创建了一个N体建模包，作为越来越受欢迎的轨道动力学N体积分器Rebound的扩展。我们的代码目前是反弹代码的独立变体，旨在推进对单个粒子轨迹，外部强迫和相互作用的全面理解，否则会被其他建模方法所忽视。我们开发的软件包-- Rebound Ejecta Dynamics（RED）--是一个基于Python的实现，没有额外的依赖项。它结合了影响粒子在低重力环境中演变的几种主要机制，并能够更直接地模拟综合效应。我们包括可变的大小和速度分布，太阳辐射压力，椭球引力势，二进制或三重小行星系统，和粒子粒子相互作用。在本文中，我们提出了一个样本的RED包的能力。这些应用于一个小型小行星双星系统（其特征是Didymos/Dimorphos系统，这是美国宇航局双小行星重定向测试任务的目标）
2021-03-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Disintegrating Asteroid P/2013 R3
经常观察到彗星核分裂成多个组成部分，但迄今为止，还没有观察到主带小行星分裂。使用哈勃太空望远镜，我们发现主带小行星P/2013 R3由10个或更多不同的组成部分组成，最大的半径可达200米（假设几何半径为0.05），每个组成部分都产生了彗发和彗星状尘埃尾巴。总质量约为2x10^8千克的弥散碎片云进一步包裹着整个系统。各组成部分之间的速度离散度约为V = 0.2至0.5 m/s，与最大成员的引力逃逸速度相当，而它们的外推天空平面运动表明在2013年2月至9月之间发生了分裂。宽带光学颜色是C型小行星的颜色。我们没有发现气体排放的光谱证据，将模型依赖的上限水生产率接近1公斤/秒。破裂可能是由于旋转引起的前体主体的结构失效。
2014-03-05 astro-ph.EP
Digital Tracking Observations Can Discover Asteroids Ten Times Fainter than Conventional Searches
我们描述了数字跟踪，小行星搜索的方法，大大提高了望远镜的灵敏度，以微弱的未知小行星。它以前曾被用于使用哈勃太空望远镜和大型地面仪器探测微弱的柯伊伯带天体，并在接近地球时发现一颗小的快速移动的小行星。我们补充这一早期的工作，开发数字跟踪方法，使用大幅面CCD成像仪探测小行星。我们证明，该技术使大量的新的微弱的小行星的地面探测。我们的方法解决或规避了大规模应用数字跟踪寻找主带和近地小行星的所有主要障碍。我们发现，对于这两个小行星种群，数字跟踪可以提供比传统搜索提高十倍。长期以来，数字跟踪一直是柯伊伯带深部调查的标准做法，但即使在那里，我们的方法也能实现比以往更深入的整合。我们使用基特峰上0.9米WIYN望远镜上的一度成像仪搜索主带小行星验证了我们的方法，在以前仅用4米和更大的仪器探测的制度中对小行星提供了灵敏度，并导致在单个领域中检测到156颗以前未知的小行星和59个已知物体。数字跟踪有可能彻底改变对从柯伊伯带到主带和近地小行星的微弱移动物体的搜索，甚至可能是低地球轨道上的人为空间碎片。
2015-08-07 astro-ph.EP
Emission from elliptical streams of dusty debris around white dwarfs
白矮星通常被观测到有污染的大气层，有时会有明显的红外线过量，这表明正在进行的星周尘埃和岩石碎片的吸积。通常，这些碎片被认为是一个（圆形）圆盘的形式，并且来自小行星，这些小行星足够接近白矮星，被潮汐拉开。然而，理论上的考虑表明，最初占据高度偏心轨道的碎片的循环非常缓慢。因此，我们假设这些观察结果可以很容易地用留在高偏心轨道上的碎片来解释，并探索了此类碎片的特性。对于一个小行星起源于几个天文单位的一般情况下，从白矮星，我们发现，所有的潮汐碎片总是绑定到白矮星和碎片的轨道能量分布是足够窄，它执行类似的椭圆轨道，只有一个狭窄的蔓延。假设白矮星的潮汐场足以最大限度地减少碎片内的自引力和碰撞的影响，我们估计的时间超过碎片传播成一个单一的椭圆形环，我们产生玩具光谱和光变曲线从最初的中断时，碎片分布基本上是时间稳定的。最后，我们推测这些简单的考虑和观察到的这些系统的属性之间的联系，并在其他物理过程，可能会改变这个简单的图片。
2020-06-13 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The dynamical structure of HR 8799's inner debris disk
HR 8799系统拥有四颗巨行星和两个碎片带，其结构与我们的太阳系非常相似，在太阳系中，内部温暖的小行星带和外部凉爽的埃奇-柯伊伯带包围着巨行星。因此，它是研究系外行星动力学和碎片盘-系外行星相互作用的宝贵实验室。虽然HR 8799的外部碎片带已经通过以前的观测得到了很好的解决，但内部圆盘的空间范围仍然未知。这就给产生可见尘埃的星子的位置和这些尘埃的物理性质留下了一个很大的问号。我们已经进行了最广泛的模拟到目前为止的内部，未解决的碎片带HR 8799，使用新南威尔士大学澳大利亚的Katana超级计算设施，以遵循一个模型的动态演化的内盘包括300,298粒子为60万年。这些模拟使我们能够详细描述内盘的范围和结构，并将在今后使我们能够对小天体撞击率和可能的（尚未发现的）内系统类地行星的水输送前景作出初步估计。
2015-02-09 astro-ph.EP
Modelling the Inner Debris Disc of HR 8799
HR 8799行星系在许多方面与我们的行星系非常相似。它有四颗巨行星和两个碎片带，类似于小行星带和埃奇韦尔-柯伊伯带。本文介绍了HR 8799内部碎片带的动力学模拟结果，以研究其结构和碰撞环境。我们的研究结果表明，HR 8799的内部带是高度结构化的，在动力稳定区域之间存在间隙。该带可能被限制在尖锐的内部和外部边缘之间，分别位于~6和~8 au。它的内边缘与HR 8799 e的4：1平均运动共振所清除的宽隙重合。在小行星带内，微行星正在经历一个类似于在小行星带中观察到的碰撞磨损过程。然而，虽然小行星带的平均碰撞速度超过5 km/s，但HR 8799内部带的大多数碰撞速度都在1.2 km/s或更低的量级。尽管如此，它们仍然具有足够的能量来破坏-为系统中检测到的温暖尘埃提供了来源。在内部带的内部，测试粒子保持动态不搅拌，除了与HR 8799 e的远距离高阶共振激发的窄带。这种缺乏搅动的现象与早期HR 8799红外线过剩的热模型相一致，该模型预测6 au内几乎没有尘埃。内部系统足够稳定和不受扰动，形成地球行星是可行的，尽管这样的行星无疑会受到惩罚性的撞击制度，因为内部带需要强烈的碰撞研磨来产生观测到的红外过量。
2016-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Debris Disks: Probing Planet Formation
碎片盘是在远红外巡天中发现的尘埃盘，约占附近主序星的20%。它们可以被认为是原行星盘的后代或行星系的组成部分，为星周盘的演化和行星形成的结果提供了有价值的信息。碎片盘的人口可以解释为星子带的稳定碰撞侵蚀;人口模型限制了在原行星盘中通常形成的星子（大小> 10公里）的位置（10- 100天文单位）和数量（> 1地球）。现在可以看到气体进入碎片盘阶段很长时间。其中一些是次要的，这意味着微行星具有太阳系彗星般的成分，但有些系统可能保留原始气体。对于某些碎片盘来说，持续的行星形成过程被引用，例如矮行星在未搅拌的盘中持续生长，或者通过巨大的撞击生长类地行星。行星以许多方式在碎片盘上留下结构的印记;间隙、团块、扭曲、偏心和其他盘的不对称性的图像，很容易用>>5au的行星来解释。在行星通常被发现的区域（<5au）的热尘埃被越来越多的恒星看到。这些灰尘通常起源于外带（例如，来自外彗星），尽管有时推断是小行星带或最近的碰撞。
2018-04-23 astro-ph.EP
Investigation of Thermal Inertia and Surface Properties for Near-Earth Asteroid (162173) 1999 JU3
为了获得隼鸟2号采样返回任务中将要访问的目标小行星（162173）1999 JU3的表面物理和热性质的大量信息，利用先进的热物理模型（ATPM）估算了其表面可能的热惯性分布，并推断了其表面物质的主要物质组成。此外，还推导出了有效直径和几何半径分别为$D_{\rm eff}=1.13\pm0.03\rm~km$和$p_{\rm v}=0.042\pm0.003$，平均热惯量约为$(300\pm50)\rm~J\cdot m^{-2}\cdot s^{-0.5}\cdot K^{-1}$。根据得到的热惯量分布，我们推断目标小行星表面的大部分区域可能被松散的物质覆盖，如岩屑、沙子等，但在很小的区域内可能存在少量裸露的岩石。从这个意义上说，隼鸟2号的样品返回任务是可行的，当它成功执行时，必将为小行星的研究带来重要的科学信息。
2018-05-14 astro-ph.EP
Chaotic rotation and evolution of asteroids and small planets in high-eccentricity orbits around white dwarfs
观测到的白矮星大气中的行星碎片主要来自高偏心率（$>0.99$）轨道上的小天体的破坏。尽管它们很重要，但这些小行星的物理和轨道演化在很大程度上仍未被探索。在这里，我们提出了一种新的方法来估计快速混沌旋转对高偏心率三轴小行星的轨道演化的影响，并正式表征其角旋转速度和轨道要素的随机时间过程的传播。通过采用冲量近似，我们证明了在近星点通过期间，剧烈的引力相互作用在轨道和小行星的旋转之间传递能量。如果自旋脉冲的分布是围绕零对称的，那么最终的结果将是半长轴的长期减小和离心率的进一步增加。然而，我们发现的证据表明，混乱的旋转可能是自我调节的方式，这些影响减少或无效。我们发现，在高偏心轨道上的小行星可以打破自己除了-在一种类型的YORP-less旋转裂变-而实际上没有进入罗氏半径，具有潜在的重大后果的碎片的分布和能量需求的引力散射在金属污染的白矮星行星系统。这种机制提供了一个稳定的物质流冲击白矮星，而不会迅速耗尽恒星系统中的小天体。
2019-08-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroid migration due to the Yarkovsky effect and the distribution of the Eos family
本文基于Yarkovsky效应的线性化模型，研究了天体半长轴漂移$Δa$与天体大小、自转速度、初始轨道和表面热参数的关系。通过适当的简化和近似，得到了小行星运动受Yarkovsky效应影响的摄动方程的解析解，并通过对运动方程的数值模拟进行了验证。这些解决方案提出明确的依赖性的$Δa$的热和动力学参数的小行星。利用这些$Δa$的解析公式，我们研究了季节和昼夜的Yarkovsky效应。计算了迁移方向反转的临界点，并讨论了小行星的大小和自转状态对迁移方向的选择性影响。只有Yarkovsky效应才能在老化的星周碎片盘中产生环状结构。最后，我们应用解析公式来计算Eos家族成员的迁移。很好地再现了小行星的空间分布。计算结果表明，小行星家族成员的自旋轴方向在统计上满足随机-随机分布，小行星的自转速率$ω_{\rm rot}$依赖于小行星的大小$R$，其大小为$ω_{\rm rot}\propto R^{-1}$ .
2020-02-03 astro-ph.EP
Spitzer's Solar System studies of asteroids, planets and the zodiacal cloud
在16年的科学测量中，斯皮策太空望远镜对太阳系天体进行了一些突破性的红外测量。在这两篇论文的第二篇中，我们描述了斯皮策对小行星、尘埃环和行星的观测结果，这些结果为我们太阳系的形成和演化提供了新的见解。这里介绍的斯皮策望远镜的主要成果可分为三大类：确定小行星的物理特性，特别是包括对近地天体的大规模调查;探测和确定太阳系中几个尘埃/碎片盘的特性;以及全面确定冰巨星（天王星、海王星）大气层的特性。其中许多观测为今后的红外天基观测提供了重要基础。
2020-10-27 astro-ph.EP
