The CN isotopic ratios in comets
Our aim is to determine the isotopic ratios { $^{12}$ C/ $^{13}$ C}{} and { $^{14}$ N/ $^{15}$ N}{} in a variety of comets and link these measurements to the formation and evolution of the solar system . The { $^{12}$ C/ $^{13}$ C}{} and { $^{14}$ N/ $^{15}$ N}{} isotopic ratios are measured {for} the CN radical by means of high-resolution optical spectra of the R branch of the B-X (0,0) violet band. {23 comets from different dynamical classes} have been observed, sometimes at various heliocentric {and nucleocentric} distances, in order to estimate possible variations of the isotopic ratios in…
2009-07-02 astro-ph.EP
Oxygen isotope fractionation in the Martian atmosphere induced by CO$_2$ photolysis and O$_3$ formation
Earth-Life Science Institute, Institute of Science Tokyo（地球生命研究所，东京科学大学）；Department of Earth and Space Sciences, University of Washington（华盛顿大学地球与空间科学系）；Department of Geophysics, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科地球物理学科）；Department of Complexity Science and Engineering, Graduate School of Frontier Sciences, The University of Tokyo（东京大学前沿科学研究生院复杂科学与工程系）；Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC（安达卢西亚天体物理研究所，西班牙国家科学研究委员会）；Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo（东京大学先进科学技术研究中心）；Department of Earth and Planetary Sciences, School of Science, Institute of Science Tokyo（东京科学大学理学院地球行星科学系）；Faculty of Environment and Information Studies, Keio University（庆应义塾大学环境信息学部）
研究火星大气中氧同位素分馏，通过开发含CO₂光解和O₃形成相关氧同位素分馏的一维光化学模型，发现化学分馏过程使逃逸物种重氧同位素贫化，增强氧向太空逃逸相关分馏，MMX任务或可探测。
2026-07-14 astro-ph.EP
Isotopic evolution of the inner Solar System inferred from molybdenum isotopes in meteorites
非碳质（NC）和碳质（CC）陨石的同位素组成有着根本的不同，这揭示了太阳原行星盘中存在着两个不同的储存库，它们可能被木星分开。然而，这些水库之间的物质交换程度，以及这如何影响内盘的组成尚不清楚。在这里，我们表明，NC陨石显示广泛相关的钼，钛，铬，镍的同位素变化，表明除了同位素不同的材料的内盘。添加的材料类似于块CC陨石和Ca-Al丰富的夹杂物在其富集的富中子同位素方面，但不像后者的材料也富含S-过程核素。NC陨石的同位素组成与其母体的吸积年龄的比较表明，同位素的变化内盘不反映连续的组成变化，通过添加CC灰尘，表明有效的分离NC和CC水库和有限的内部和外部磁盘之间的材料交换。相反，NC陨石之间的同位素变化更有可能记录了从太阳的母体分子云坠落期间快速变化的盘组成，其中每个微行星在形成时锁定了盘的即时组成。这个模型的一个推论是，晚形成的微行星在内盘主要吸积从二次尘埃之间的碰撞产生的预先存在的NC微行星。
2020-06-24 astro-ph.EP
On The Possibility of Enrichment and Differentiation in Gas Giants During Birth by Disk Instability
我们调查岩石大小的固体和气体之间的耦合，在形成气体巨行星的大规模磁盘的外部区域的磁盘碎片。在这项研究中，我们使用三维辐射流体动力学模拟和模型固体颗粒的空间分布。我们假设总固体分数的一半是小颗粒，一半是大固体。前者完全被气体夹带并在盘中设置不透明度，而后者则允许响应气体阻力，并考虑气体上的反作用。为了探索气固相互作用的最大效应，我们首先考虑10厘米大小的颗粒。然后，我们比较这些结果与1公里大小的颗粒，探索低阻力制度的模拟。我们发现：（1）盘不稳定性行星有可能形成大的核心，由于气动捕获岩石大小的固体在螺旋臂破碎之前;（2）临时团块可以集中几十个$M_{\oplus}$固体在非常局部的区域之前，团块破裂;（3）永久团块的形成，即使在外盘，是依赖于粒度分布，即，不透明性;（4）盘中的非轴对称结构可以产生固气比大于1的盘区域;（5）固体分布可能影响碎裂过程;（6）原始气体巨星和原始棕矮星可以在H $_2$坍缩阶段之前作为差异化的物体开始;（7）引力不稳定盘中的旋臂能够阻止岩石大小的固体向内漂移，甚至将它们重新分配到更大的半径;以及（8）大的固体可以形成偏离气体螺旋臂的螺旋臂。我们的结论是，行星胚胎的形成可以强烈影响的固体在磁盘吸积的最早阶段的增长。
2010-09-17 astro-ph.EP
New 12C/13C and 14N/15N isotopic ratio measurements in Jupiter's stratosphere revealed by ALMA
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理学实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台 LIRA 实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Max-Planck-Institute for Solar System Research, Göttingen（马克斯·普朗克太阳系研究所）
利用ALMA 2017年数据测量木星平流层HCN中碳氮同位素比，发现12C/13C=73±5、14N/15N=245±29，较1998年观测的贫化结果更富集重同位素，可能源于彗星贡献或23年化学演化。
2026-06-12 astro-ph.EP
Fingerprints of the protosolar cloud collapse in the Solar System II: Nucleosynthetic anomalies in meteorites
陨石分析所显示的太阳系同位素的不均匀性在其最早的天体--富钙铝包裹体（CAIs）中更为明显。这表明它是从原太阳云中不同星尘种群的空间变化中遗传而来的。我们模拟了太阳原行星盘的形成，其崩溃后，发现固体加权标准偏差的不同核合成的贡献在磁盘上减少了一个数量级相比，原太阳云，其连续的同位素签名是由CAIs。在r-过程的组件，其比例被推断为已减少近年底的下降，碳质方解石的富集是一致的，其形成在大日心距离，早期的签名会优先保存后向外平流。我们还认为，热处理对难熔元素的大块陨石的同位素组成（独立于质量）影响不大。
2019-10-21 astro-ph.EP
Extremely $^{54}$Cr- and $^{50}$Ti-rich presolar oxide grains in a primitive meteorite: Formation in rare types of supernovae and implications for the astrophysical context of solar system birth
我们报告了19个前太阳氧化物颗粒的Orgueil CI陨石与大量富集的$^{54}$铬，与$^{54}$铬/$^{52}$铬的比例范围从1.2到56倍的太阳值。最富集的晶粒在质量50时也表现出富集，很可能部分是由于$^{50}$ Ti，但接近正常或耗尽的$^{53}$ Cr/$^{52}$ Cr比。$^{54}$ Cr富集与晶粒尺寸之间有很强的反相关性;最极端的晶粒直径均<80 nm。同位素数据与核合成计算预测的比较表明，这些颗粒最有可能起源于稀有的高密度Ia型超新星（SNIa）或电子捕获超新星（ECSN），后者可能发生在质量为8 - 10 M $_\odot$的恒星演化的最后阶段。这是第一个证据，保存前太阳颗粒从任何类型的超新星。ECSN起源是有吸引力的，因为这些可能比高密度的SNIa发生得更频繁，它们的演化时间尺度（$\sim$ 2000万年）与分子云相当。来自ECSN的太阳母云的自污染可以解释行星材料中富含n的同位素异常的不均匀分布，包括最近报道的太阳系中Mo同位素的二分法。三种含有太阳$^{54}$ Cr/$^{52}$ Cr的颗粒，但$^{50}$ Cr或$^{53}$ Cr的异常，以及富含$^{57}$ Fe的颗粒的恒星起源尚不清楚。
2018-03-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
The birth environment of the solar system constrained by the relative abundances of the solar radionuclides
放射性核素在太阳系诞生时的相对丰度是关于太阳诞生环境的相互竞争的假设的关键仲裁者。短寿命放射性核素的存在，如陨石中的衰变产物所证明的，被用来表明特定的，有时是外来的恒星源接近太阳的诞生环境。最近确认的中子星-中子星（NS-NS）合并和相关的kilonovae作为潜在的主要来源的r-过程核素可以测试的情况下，太阳诞生的环境中使用的相对丰度的较长寿命的核素。对15种放射性核素及其稳定的伙伴（其丰度和生产率是众所周知的）的批判性分析表明，太阳形成于一个典型的大质量恒星形成区（SFR）。短寿命放射性核素的表观过量（例如，早期太阳系的$^{26} {\rm Al}$、$^{41}{\rm Ca}$、$^{36}{\rm Cl}$）似乎是迄今为止对沃尔夫-拉叶风在SFR中富集的重要影响认识不足的人为产物。长寿命核素（例如，$^{238}{\rm U}$、$^{244}{\rm Pu}$、$^{247}{\rm Cr}$、$^{129}{\rm I}$）与生产事件之间的平均时间间隔$10^8$年一致，似乎太短，不可能是单独的NS-NS合并的产物。所有这些核素的相对丰度可以用它们的平均衰变寿命和在$\sim200$ Myr ISM中的平均停留时间来解释。放射性核素所证明的这种停留时间与ISM中尘埃的平均寿命和将分子云质量转换为恒星的时间尺度一致。
2019-09-13 astro-ph.EP
Interstellar Heritage and the Birth Environment of the Solar System
在这一章中，我们将探索彗星物质的起源，并讨论彗星成分在我们太阳系起源的背景下提供的线索。这篇评论的重点是彗星的耐火材料和挥发性材料，它们共同提供了有关将太阳系塑造成今天的过程的关键信息。这两个领域在过去十年中都取得了重大进展。我们还认为彗星更广泛地讨论成分考虑实验室研究的彗星材料，包括行星际尘埃颗粒和陨石材料，是潜在的彗星样本，随着陨石，并在现场/远程研究彗星彗星。在我们的评论中，我们专注于关键领域的元素/分子组成，同位素比值，碳质和硅酸盐耐火材料，短寿命的放射性核素，和太阳系动力学，可用于探测太阳诞生环境。我们综合这些数据，指出我们的太阳系诞生于一个星团状的恒星形成环境。
2023-01-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemically defining the building blocks of the Earth
球粒陨石是最早期太阳系遗留下来的未分化沉积物，被广泛认为是类地行星未加工的组成部分。这些陨石和经过处理的火成陨石，根据它们的同位素特征被分为两大类;它们被称为CC和NC组，并被解释为反映了它们在太阳系内独特的出生地。NC和CC陨石的同位素独特性文件有限的径向混合的吸积盘。顽火辉石和普通顽火辉石是NC型的，可能代表来自内太阳系的样品（可能是$<$ 4 AU）。顽火辉石中的难熔亲石元素（RLE）的比例的测量和建模建立了这些陨石作为硅酸盐地球和核心的大部分最接近的起始材料。对比南极和陆地的RLE比表明，块状硅酸盐地球，而不是核心，托管地球的库存的Ti，Zr，Nb和Ta，但不是V的全部补充。
2019-01-13 astro-ph.EP
Oxygen and Aluminum-Magnesium Isotopic Systematics of Presolar Nanospinel Grains from CI Chondrite Orgueil
前太阳氧化物颗粒先前已根据其同位素组成分为几组（第1至第4组），这可以与几个恒星来源联系起来。大部分可用的数据是在大颗粒上获得的，这可能不能完全代表陨石中存在的太阳前颗粒群。在这里，我们提出了新的O同位素数据的74个小presolar氧化物颗粒（~200 nm的平均直径）从Orgueil和Al-Mg同位素系统的25个颗粒。基于数据模型的比较，我们发现（i）第1组和第2组颗粒更可能起源于低质量的首升（红巨星分支; RGB）和/或二次上升（渐近巨分支; AGB）红巨星和（ii）第1组颗粒与（26 Al/27 Al）0 >= 5x 10 ^-3和第2组晶粒，（26 Al/27 Al）0 <= 1x 10 ^-2的恒星都可能在其母星低质量恒星中经历了额外的循环过程，但条件不同，导致质子捕获反应在提高的温度下发生。我们没有发现任何大的25镁过剩的第1族氧化物颗粒与大17 O富集，这提供了证据表明，25镁是不丰富的低质量恒星生产。我们还发现，我们的样品中含有更大比例的第4组晶粒比迄今为止在文献中提出的更大的前太阳氧化物颗粒（~400 nm）。我们还讨论了我们的意见，根据恒星尘埃的生产机制。
2021-12-01 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Heterogeneous distribution of Al-26 at the birth of the Solar System
据信Al-26是一种寿命短（t1/2 = 0.73 Ma）现已灭绝的放射性核素，它均匀地分布在新生的太阳系中，初始Al-26/Al-27比值约为5.2 \times 10-5，表明它来自外部恒星。然而，Al-26的恒星来源和它注入太阳系的方式仍然存在争议：Al-26可能是由渐近巨星分支星、超新星或沃尔夫-拉叶星产生的，并注入原太阳分子云或原行星盘。刚玉（Al 2 O3）是太阳能成分的冷却气体的第一个冷凝物。在这里，我们发现，从富含O-16的气体（大三角洲O-17 ~ -25%）的太阳组成的微米级的Al 26冷凝物记录在太阳系诞生时的Al-26的不均匀分布：推断的初始Al-26/Al-27比范围从~6.5x10-5到<2x 10 -6; ~50%的测量的Al 26颗粒是贫Al-26。其他贫Al-26、富O-16的难熔物质包括CH榴辉岩中的富钙铝包体（CAIs）、CM榴辉岩中的板状黑云母晶体和CV、CO和CR榴辉岩中的FUN（分馏和未识别的核同位素异常）CAIs。考虑到太阳系中富含O-16的难熔固体凝结的时间明显较早且持续时间较短（<0.3 Ma），我们推断Al-26是注入到坍缩的原太阳分子云，然后在原行星盘中均匀化的。Al-26丰度与沙粒O同位素组成之间缺乏明显的相关性，这对太阳系中Al-26的恒星来源提出了重要的限制。
2011-05-13 astro-ph.EP
The Carbon Isotopic Ratio and Planet Formation
该研究首次在原行星盘TW Hya中探测到13CCH，发现两个独立的碳同位素储库，并指出年轻原恒星盘中的电离过程可解释这一现象，为巨行星形成中的同位素富集提供来源。
2024-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chondrule heritage and thermal histories from trace element and oxygen isotope analyses of chondrules and amoeboid olivine aggregates
我们报告相结合的氧同位素和矿物尺度的微量元素分析的变形橄榄石聚集体（AOA）和球粒在未分组的碳质球粒陨石西北非洲5958。在AOA的橄榄石的微量元素地球化学，第一次测量的LA-ICP-MS，是一致的冷凝的起源，虽然其稀土元素（REE）模式的浅斜率尚未得到物理解释。铁镁硅酸盐在I型球粒类似于那些在其他碳质方解石的地球化学和同位素，我们发现之间的相关性16 O富集和橄榄石中的许多不相容元素。不相容元素浓度的变化可能涉及到不同量的橄榄石结晶过程中的一个亚等温阶段的球粒形成事件，其持续时间可能与当地的固体/气体比，如果这是最近提出的氧同位素比的决定因素，可能是numerous相关。虽然水蚀变耗尽了许多球粒mesostases的稀土元素，一些球粒显示可识别的制服组II样的模式支持的想法，球粒的直接前体星云凝聚。
2018-12-10 astro-ph.EP
Energy relaxation in superthermal collisions of carbon with oxygen: the influence of isotopic substitution
本研究计算 C($^3$P)+O($^3$P) 高精度势能曲线及弹性碰撞截面，证明氧不能替代碳，并量化同位素组合对火星碳逃逸建模的影响。
2025-08-18 astro-ph.EP physics.atom-ph physics.space-ph
Automated NanoSIMS Measurements of Spinel Stardust from the Murray Meteorite
我们报告新的O同位素数据41 presolar氧化物颗粒，38 MgAl 2 O 4（尖晶石）和3 Al 2 O3从CM 2陨石默里，确定与最近开发的自动测量系统的NanoSIMS。我们还获得了29个相同的颗粒（26尖晶石和3 Al_2O_3）的Mg-Al同位素结果。大部分的颗粒具有O同位素组成的典型的大多数前太阳氧化物，落入之前定义的四个组，最有可能是从红巨星分支或渐近巨星分支恒星的凝聚物。我们还发现了几种具有更不寻常的O和Mg成分的颗粒，这表明它们是在极端的天体物理环境中形成的，例如新星和超新星。其中一颗颗粒富含17 O、25 Mg和26 Mg，这些同位素特征表明新星喷出物的凝结。另外还发现了两颗超新星起源的颗粒：一颗具有典型的第4族前氧化物的大18 O/16 O比;另一颗颗粒富含16 O，并且还含有来自44 Ti衰变的放射性44 Ca，这可能是来自II型超新星富O内部区域的物质的冷凝物。此外，一些第2族的前太阳尖晶石颗粒也有很大的25镁和26镁同位素异常，这是很难解释的标准核合成在低质量的恒星。俄歇元素光谱分析进行的颗粒和定性表明，前太阳尖晶石可能不具有高于化学计量比的Al/Mg比，在这里获得的SIMS结果和以前的报道相反。
2010-06-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Distributions of Long-Lived Radioactive Nuclei Provided by Star Forming Environments
放射性原子核在行星演化中发挥着重要作用，它提供了内部热源，影响行星结构并有助于促进板块构造。最低水平的核活动被认为是必要的--但不是足够的--行星是可居住的。扩展以前的工作，集中在短寿命的核，本文认为，交付长寿命的放射性核的星周盘在恒星形成区。虽然长寿的核素总是存在的，但它们的丰度可以通过多种机制提高。大多数恒星形成于嵌入的星团环境中，因此可以通过拦截诞生星团内超新星的喷出物来直接富集盘。此外，分子云通常提供多个恒星形成的片段，因此核丰度可以在云内积累;因此，后代恒星可以通过这种分布式浓缩方案接收更高水平的放射性核。本文计算了长寿命放射性核中最丰富的$^{40}$ K的附加富集分布。我们发现，分布式富集比直接富集更有效。对于后一种机制，理想的条件导致大约200个太阳系中有1个直接富含$^{40}$ K，达到早期太阳星云的水平（从而使丰度增加一倍）。对于来自邻近星团的分布富集，大约每80个太阳系中就有一个富集在同一水平。在整个分子云上进行分布式浓缩更不确定，但可能更有效。
2015-10-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Presolar grain dynamics: creating nucleosynthetic variations through a combination of drag and viscous evolution
对太阳系天体的陨石学研究显示了核合成不均匀性的证据，这些不均匀性是从太阳前的小颗粒（< 10 $μ$ m）继承而来的，这些颗粒是在我们自己以外的恒星环境中形成的。这些颗粒的初始分布和随后的演变目前是不受约束的。使用3D，气体尘埃模拟，我们发现，同位素变化的顺序上观察到的太阳系可以产生和维持的阻力和粘度。小颗粒被拖径向向外没有大小/密度排序的粘性膨胀和逆反应，丰富的外盘与前太阳粒。同时，主要由硅酸盐组成的大聚集体由于阻力而径向向内漂移，进一步丰富了外盘中的前太阳粒的相对部分，并稀释了内盘。木星外的富集聚集体的晚期积累可以解释在太阳系天体中观察到的一些同位素变化，例如碳质陨石中超新星衍生物质的富集。我们还看到了内盘中同位素变化的证据，这可能意味着顽火辉石和普通的顽火辉石形成于更靠近太阳的地方。初始的不均匀性在前太阳能颗粒分布，不连续增强分散扩散，径向表面流动，和/或行星的相互作用在整个寿命的光盘。对于更年轻、更大质量的圆盘，我们预计湍流扩散会更加均匀，这表明尘埃演化在形成太阳系同位素异常方面发挥的作用比最初想象的更重要。
2022-03-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Supernova enrichment of planetary systems in low-mass star clusters
短寿命放射性同位素（SLR）$^{26}$ Al和$^{60}$ Fe在陨石中的存在和丰度意味着太阳形成于一个或多个大质量恒星附近，这些恒星爆炸为超新星（SNe）。大质量恒星更可能在大质量星团（$>$ 1000 M $_{\odot}$）中形成，而不是在低质量的星团中形成。然而，来自大质量恒星的原行星盘的光蒸发和与经过恒星的动力学相互作用可以抑制半径为$\sim$ 1 pc的星团中行星的形成。我们调查是否低质量（50 - 200 M $_{\odot}$）的星团包含一个或两个大质量的恒星是一个更可能的途径，早期太阳系的丰富，因为他们更动态静止。我们分析$N$体模拟这些低质量的集群的演化，并发现类似的恒星经历超新星富集比在高质量的集群，尽管它们的密度较低。这是由于两体弛豫，即使在初始密度相对较低（100颗恒星pc $^{-3}$）的星团中，在第一颗超新星之前也会导致显著的膨胀。然而，由于大量的低质量星团包含一颗或两颗大质量恒星，因此富集恒星的绝对数量是相同的，如果不是高于人口更多的星团。我们的研究结果表明，直接富集的原行星盘从超新星经常发生在低质量的集群包含一个或两个大质量的恒星（>20 M $_{\odot}$），在人口更多的星团（1000 M $_\odot$）。这放松了对直接浓缩方案的限制，因此也放松了对太阳系诞生环境的限制。
2016-10-17 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the oxygen isotopic composition of the Solar System
太阳系的18 O/17 O比为5.2，而星际介质和年轻恒星天体的18 O/17 O比约为4。这种差异不能用富含18 O的超新星喷出物污染太阳的原生分子云来解释，因为（1）必要的B星祖先在分子云中的寿命比恒星形成的时间长;（2）喷出物气体的输送效率太低，超新星喷出物中的尘埃量与所需的污染相比太少（2%的总质量或~20%的氧）;（3）预测的伴随短寿命放射性核素（SLR）的数量与早期太阳系中26 Al和41 Ca的丰度相冲突。引入富含18 O物质的提议还必须与原始陨石高温成分中17 O/16 O和18 O/16 O之间的斜率1关系的起源解释相一致。18 O/17 O比值的差异可以解释为：渐近巨星分支（AGB）恒星的富17 O风使ISM富集，相对富18 O的气体从恒星形成区被封存到长寿命的低质量恒星中，以及星际气体的18 O/17 O比值单调下降。在恒星形成和气体流入的合理速率下，银河系的化学演化并不遵循三同位素图中的斜率为1的线，而是沿着更陡峭的轨道向富含17 O的状态移动。AGB风对ISM和恒星形成气体的演化也解释了太阳系和ISM碳同位素比率的差异。
2009-09-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
The curious case of Mars formation
行星形成的动力学模型与来自火星陨石的宇宙化学数据相结合，表明火星的同位素组成与地球不同。形成模型与陨石数据的协调要求火星比现在的位置更远离太阳。在这里，我们通过比较两个$N$天体行星形成模型的输出，更详细地评估这种成分差异。这些行星形成模型中的第一个模拟了所谓的“经典”情况，其中木星和土星保持在它们当前的轨道上。我们比较这些结果与另一个模型的基础上的“大钉”，其中木星和土星迁移通过原始小行星带。我们估计组装成地球和火星的球粒陨石的平均分数假设，最初的固体盘只包括内部区域的顽火辉石球粒陨石成分的来源，和外部区域的普通球粒陨石。这些分析的结果表明，这两个模型往往产生地球和火星的类似物的吸积区重叠。经典的情况下票价更好地形成火星与其记录的组成（29%至68%顽火辉石球粒陨石加上32%至67%普通球粒陨石），虽然火星类似物通常太大。然而，如果我们在火星类似物上考虑质量的限制，经典模型并不能更好地工作。我们还进一步计算了火星地幔中$^{17} \rm O$、$^{50} \rm Ti$、$^{54} \rm Cr$、$^{142} \rm Nd$、$^{64} \rm Ni$和$^{92} \rm Mo$的同位素组成。我们发现，计算得到的火星地幔中上述元素的同位素组成与实测值吻合是可能的，但由此产生的不确定性太大，不能很好地制约火星早期的动力学演化和诞生地。
2018-06-13 astro-ph.EP
Insights on the Sun birth environment in the context of star-cluster formation in hub-filament systems
本研究提出太阳诞生于核-纤维系统的致密纤维中，该结构可屏蔽恒星反馈并通过超新星抛射物及流束为早期太阳系补充短寿命放射性核素，为解释太阳系同位素观测特征提供了新的环境模型。
2023-03-28 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
The Supernova Triggered Formation and Enrichment of Our Solar System
我们调查了前太阳云核的短寿命放射性核素（SLR），特别是26铝的富集。在大量原始陨石中的绝大多数富含钙铝的包裹体（CAIs）中观察到的26 Al/27 Al比值的均匀性和令人惊讶的小范围对太阳系的形成产生了强烈的限制。必须包括新合成的放射性26 Al，并在20 kyr内充分混合。在讨论了包括X风、AGB星和沃尔夫-拉叶星在内的各种情况后，我们得出的结论是，由附近的超新星引发冷云核的坍缩是最有希望的情况。然后，我们缩小了巨大的参数空间，考虑到爆炸前的生存能力，这样一个团块，以及足够的浓缩所需的横截面。我们采用数值模拟，以解决混合的放射性富集SN气体与预先存在的气体和强制崩溃内20 kyr。我们表明，一个距离为5 pc的10 Msun的冷团可以在26 Al中充分富集，并在遇到超新星激波后的18 kyr内足够快地触发坍缩，对于一系列不同的金属丰度和祖物质，即使富集的物质被假设为均匀分布在整个超新星泡中。总而言之，我们设想太阳系4.567 Gyr前诞生地的环境与现在M16柱的情况类似，在那里，与HII区域相邻的分子云核心将在未来受到超新星爆炸的打击。我们表明，在这种情况下，触发崩溃和太阳系的形成以及所需的放射性26铝浓缩是可能的。
2011-10-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Wanderer: Charting WASP-77A b's Formation and Migration Using a System-Wide Inventory of Carbon and Oxygen Abundances
本文通过测定宿主恒星 WASP-77A 的碳同位素比值并结合系统内碳氧丰度，证明其热木星 WASP-77A b 形成于雪线之外并迁移至当前轨道。
2024-09-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
Where in the Milky Way Do Exoplanets Preferentially Form?
本研究通过推断恒星出生半径，发现系外行星优先在银河系内金属丰度较高、较年轻且银心距较小的恒星周围形成，且高质量行星的形成效率随时间和银心距的变化更显著，与银河系化学演化一致。
2025-01-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Extreme 54Cr-rich nano-oxides in the CI chondrite Orgueil -Implication for a late supernova injection into the Solar System
陨石类别之间54 Cr/52 Cr比率的系统变化（Qin等人，2010 a; Trinquier等人，2007）指出了太阳原行星盘中大尺度空间和/或时间同位素的不均匀性。对这些变化有两种解释，它们对太阳系的形成有重要的影响：一种是来自超新星的尘埃在星盘中的异质播种，另一种是星盘中尘埃的高能粒子辐射。区分它们的关键是识别54 Cr异常的载体。在这里，我们报告的结果，我们最近的NanoSIMS成像搜索的CI球粒陨石Orgueil的耐酸残留物中富含54铬的载体。共发现了10个54 Cr过量（δ 54 Cr值高达1500%）的区域，SEM、Auger和NanoSIMS分析的比较表明，这些富54 Cr区域与一个或多个亚微米（通常小于200 nm）的Cr氧化物颗粒（最有可能是尖晶石）相关。由于NanoSIMS初级O-离子束的尺寸大于样品底座上的典型晶粒尺寸，因此测得的异常是下限，并且我们估计三种晶粒中的实际54 Cr富集至少是太阳能的11倍，并且其中一种可能高达太阳能的50倍。这样的成分强烈支持II型超新星的起源。陨石类之间的散装54 Cr/52 Cr的可变性认为，在太阳原行星盘中的54 Cr载体的不均匀分布后，一个晚期超新星注入事件。这种情况也支持的O-同位素分布和变量丰度在不同的行星材料的其他前太阳氧化物和硅酸盐颗粒从超新星。
2011-01-25 astro-ph.EP
Short-Lived Radionuclides in Meteorites and the Sun's Birth Environment
太阳星云中含有许多半衰期为几十万年或更短的短寿命放射性核素（SLR），与原恒星和原行星盘形成的时间尺度相当。因此，确定SLR的起源将有助于深入了解恒星形成和太阳的天体物理诞生环境。在这一章中，我们将回顾陨石的同位素研究如何揭示这些现已灭绝的放射性核素的存在和丰度;以及SLR ${}^{10}{\rm Be}$在典型的恒星核合成过程中不产生的唯一SLR，在太阳星云中均匀分布的证据。我们回顾的证据表明，SLR ${}^{26}{\rm Al}$，${}^{53}{\rm Mn}$，和${}^{182}{\rm Hf}$，和其他放射性核素，也均匀分布，并可用于日期的事件在太阳系的行星形成时期。SLR的同质性，特别是${}^{10}{\rm Be}$，强烈暗示它们都是从太阳的分子云继承而来的，并且除了${}^{36}{\rm Cl}$之外，太阳星云内的辐射产生非常有限。我们回顾天体物理模型的起源${}^{10}{\rm Be}$，表明它需要太阳形成的旋臂的银河系具有较高的恒星形成率比银河系的平均水平。同样，我们回顾了其他SLR起源的天体物理模型，并表明它们可能是由超过数十万年的大质量恒星污染太阳的分子云而产生的，最有可能是由沃尔夫-拉叶星的喷出物所主导。其他的SLR也要求太阳在银河系的旋臂中形成，其恒星形成率与太阳系初始${}^{10}{\rm Be}$丰度所要求的一样高。我们讨论了天体物…
2023-01-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Stellar Interpretation of Meteoritic Data and PLotting for Everyone (SIMPLE): Isotope Mixing Lines for Six Sets of Core-Collapse Supernova Models
Konkoly Observatory, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences（孔科利天文台，匈牙利研究与教育网络地球科学与天文学研究中心）；CSFK, MTA Centre of Excellence（CSFK，匈牙利科学院卓越中心）；University of Bayreuth（拜罗伊特大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Université Paris Cité, Institut de Physique du Globe de Paris, CNRS（巴黎西岱大学，巴黎地球物理研究所，法国国家科学研究中心）；Centre for Star and Planet Formation (StarPlan), Globe Institute, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen（哥本哈根大学健康与医学学院全球研究所恒星与行星形成中心（StarPlan））；ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics and Astronomy（罗兰大学，物理与天文学研究所）
SIMPLE工具通过比较核心塌陷超新星模型的同位素组成与陨石数据，揭示太阳系形成环境的同位素混合特征。
2026-02-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Disentangling Metallicity Effects in Hot Jupiter Occurrence Across Galactic Birth Radius and Phase-Space Density
本研究通过GALAH和APOGEE巡天及NIHAO模拟，发现热木星发生率随银河系诞生半径增加而下降，主要由恒星金属丰度驱动，而非相空间成团环境，为行星形成提供了零假设。
2025-06-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Water D/H in 3I/ATLAS as a Probe of Formation Conditions in Another Planetary System
University of Michigan（密歇根大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；The Catholic University of America（美利坚天主教大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Case Western Reserve University（凯斯西储大学）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）；Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）
通过ALMA观测3I/ATLAS的水氘/氢比，发现其氘富集程度远高于地球和太阳系彗星，暗示其形成环境温度更低、辐射更弱，可能来自不同物理化学条件的行星系统。
2026-04-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Accretion of Jupiter's atmosphere from a supernova-contaminated molecular cloud
如果木星和太阳都是直接从同一个混合良好的原太阳星云形成的，那么它们的大气成分应该是相似的。然而，对木星对流层的直接采样表明，它富含C、N、S、Ar、Kr和H2O等元素，相对于太阳而言是2-6倍。大多数现有的模型来解释这种富集需要一个极冷的原太阳星云，使这些重元素凝聚，并不容易解释这些物种之间观察到的变化。我们发现，木星的大气成分可以解释，如果太阳系的磁盘不均匀地吸积少量的丰富的物质，如超新星喷出物从星际介质在木星的形成。我们的结果与地球物质中的同位素异常相似，但要大得多，这些异常表明太阳系是由多个不同的物质库同时与一个或多个附近的超新星形成的。这种时间和空间的不均匀性在太阳系形成时可能很常见，而不是云具有纯粹混合良好的“太阳星云”成分。
2011-12-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Three-dimensional Supernova Models Provide New Insights into the Origins of Stardust
我们提出了两个爆炸后，三维15 $M_\odot$核心坍缩超新星模型，15 S和15 A的同位素产率，并将它们与SiC星尘的碳，氮，硅，铝，硫，钙，钛，铁和镍同位素组成进行比较。我们发现，这些核心坍缩超新星模型预测了与SiC X晶粒和具有$^{12}$ C/ $^{13}$ C $<$ 20和$^{14}$ N/ $^{15}$ N $<$ 60的晶粒相似的碳和氮组成，下文将其称为SiC“D”晶粒。来自15 $M_\odot$爆炸内部的材料在核心坍塌后不久达到足够高的温度，以产生复制SiC D颗粒的组成所必需的大量富集的$^{13}$ C和$^{15}$ N。核心坍缩超新星中最里面的喷出物在中微子驱动的状态下运行，并在被超新星冲击波加热后经历快速质子捕获。两个3-D模型预测$<$ $^{26}$ Al/ $^{27}$ Al $<$ 1.5为0.3，与SiC X、C和D晶粒中观察到的比率相当。模型15 S和15 A，一般来说，预测非常大的钙同位素异常，但不与SiC X颗粒测量，显示$^{44}$钙和$^{43}$钙过剩定性比较。模拟结果较好地再现了SiC X晶粒的钛同位素组成。该模型预测$^{57}$ Fe的过剩和亏损，观察到的SiC X颗粒，并准确地预测$^{60}$ Ni/ $^{58}$ Ni，$^{61}$ Ni/ $^{58}$ Ni，和$^{62}$ Ni/ $^{58…
2020-11-18 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The AMBRE Project: searching for the closest solar siblings
找到太阳的兄弟姐妹，即与太阳形成在同一个星团中的恒星，将产生有关太阳诞生地条件的信息。我们在AMBRE中搜索太阳兄弟候选者，AMBRE是一个非常大的太阳附近恒星光谱数据库。由于太阳兄弟的年龄和化学丰度与太阳非常相似，我们对太阳兄弟候选者进行了基于化学和年龄的搜索。我们使用高分辨率光谱来获得精确的恒星参数和恒星的化学丰度。我们使用这些光谱参数与盖亚DR 2天体测量数据来获得恒星等时年龄。盖亚数据也被用来研究兄弟候选人的运动学。从AMBRE项目中表征的大约17000颗恒星中，我们首先选择了55颗金属丰度最接近太阳值（-0.1 < [Fe/H] < 0.1 dex）的恒星。对于这些恒星，我们得出了几个铁峰，α-和中子捕获元素的精确化学丰度，基于此，我们选择了12个太阳兄弟候选者，平均丰度和金属丰度在-0.03至0.03 dex之间。我们的进一步选择给我们留下了4个候选者，其恒星年龄在观测不确定性范围内与太阳年龄相容。对于最热的两个候选者，我们推导出了碳同位素比率，这与太阳值是一致的。HD 186302是最精确的特征，可能是我们4个最佳候选人中最有可能的候选人。非常精确的化学表征和年龄估计是必要的，以确定太阳的兄弟姐妹。我们建议，除了典型的化学标记，同位素比值的研究可以提供进一步的重要信息的兄弟候选人与太阳的关系。理想情况下，对候选天体的星震年龄测定可以解决等时年龄不精确的问题。
2018-10-08 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
