Planetary Science Virtual Observatory architecture
在Europlanet-RI计划的框架内，定义了一个致力于行星科学的虚拟天文台原型。大部分活动是专门拟订检索和显示这一领域数据的标准，并向希望提供联机数据服务的小组提供简便程序。这个VO系统的架构和选定的解决方案在这里，连同现有的示威者。
2014-07-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planetary Science with Astrophysical Assets: Defining the Core Capabilities of Platforms
我们寻求编制一套统一的基本能力和需求，以最大限度地提高太阳系科学与未来天体物理学资产的收益，同时允许这些资产实现其天体物理学优先事项。在考虑到成本和复杂性的情况下，包括使特定平台可用于行星科学的能力，与缺乏这种能力的平台相比，具有关键优势。
2020-02-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the protection of extrasolar Earth-like planets around K/M stars against galactic cosmic rays
先前的研究表明，在M星周围的宜居带附近的太阳系外类地行星对银河系宇宙射线（GCR）的保护很弱，导致到行星大气顶部的粒子通量大大增加。这种系外行星的弱屏蔽主要有两个影响：（a）对于一个近距离行星，潮汐锁定会大大减少行星的磁矩。因此，这样一颗靠近太阳系的系外行星不受扩展的磁层的保护。(b)这颗行星的轨道距离很小，使它暴露在比轨道距离更大的恒星风密度更大的恒星风中。这种密集的恒星风导致磁层的额外压缩，这可以进一步降低对GCR的屏蔽效率。本文分析和比较了（a）和（b）的影响，表明星风随轨道距离的变化对宇宙线屏蔽的影响很小。相反，M星行星的弱屏蔽可以归因于它们的小磁矩。进一步分析了行星质量和成分对行星磁矩的影响，从而修正了宇宙线屏蔽效率。我们表明，更大质量的行星不一定更好地保护免受银河系宇宙射线，但行星的整体组成可以发挥重要作用。
2009-02-05 astro-ph.EP
Novel infrared-blocking aerogel scattering filters and their applications in astrophysical and planetary science
阻挡散射气凝胶过滤器在远红外、亚毫米和微波波段的天体物理和行星科学观测中具有广泛的潜在应用。气凝胶过滤器的成功介电建模允许样品的制造，以满足几个实验的机械和科学仪器的要求，包括亚毫米太阳观测月球挥发物实验（SSOLVE），宇宙学大角度尺度测量仪（CLASS）和低温大孔径强度测绘实验（EXCLAIM）。滤波器的热多物理场模拟预测了它们集成到低温接收器中时的性能。原型过滤器经受住了低温循环至4K，机械性能没有退化。
2022-08-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Enabling Effective Exoplanet / Planetary Collaborative Science
系外行星科学领域在过去二十年中出现，与传统的太阳系行星科学一起崛起。这两个领域都专注于理解行星的形成和塑造过程，但两个社区之间的科学交流比理想的要少。本白皮书探讨了阻碍跨学科合作的一些制度和文化障碍，并提出了促进更大合作的解决方案。有些解决方案需要美国航天局本身进行结构或政策改革，而另一些解决方案则针对其他机构，包括学术出版商，这些机构也可以促进更大的跨学科性。
2020-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Science with a ngVLA: Imaging planetary systems in the act of forming with the ngVLA
数千颗系外行星的发现表明，行星的诞生在自然界中是一个非常有效的过程。已经提出了几种物理机制来描述行星在围绕年轻恒星的圆盘中的聚集。然而，由于灵敏度和分辨率不足，观测限制很少，特别是对来自恒星的内部$10 - 20$ au的成像，大多数行星都被观测到。由于其前所未有的角分辨率和灵敏度的波长，从拱星材料的发射是光学薄，ngVLA有潜力改变我们的理解行星形成。在这一章中，我们提出了国家的最先进的理论模型的行星系的行为形成，证明ngVLA的成像能力，并遵循时间演化的年轻太阳系类似物的距离的猎户座星云。这些图像将揭示行星是如何形成并与其母盘相互作用的，并将揭示系外行星系统的不同特性。
2018-10-15 astro-ph.EP
Galactic cosmic rays on extrasolar Earth-like planets: II. Atmospheric implications
（摘要）理论论证表明，靠近地球的系外行星可能有微弱的磁场。正如在配套文章（论文I）中所描述的，弱磁场导致高通量的银河宇宙射线到达行星大气的顶部。我们调查的影响，可能会导致从一个高通量的银河宇宙射线在整个大气层和行星表面。本文用空气簇射方法计算了类地大气（以N_2-O_2为主）在银河宇宙射线影响下的大气化学和温度变化。我们评估了大气生物特征分子的产生和破坏率。我们推导出行星的发射和透射光谱，以研究银河系宇宙射线对生物特征可探测性的影响。然后，我们计算得到的表面紫外线通量，表面粒子通量，和相关的等效生物剂量率。我们发现，高达20%的平流层臭氧被宇宙射线质子破坏。行星臭氧层的减少导致加权表面紫外线通量增加两个数量级恒星紫外线耀斑条件下。然而，由此产生的生物有效剂量率太低，不会强烈影响表面寿命。我们还研究了表面粒子通量：对于一个地球大气层的行星，降低磁屏蔽效率可以增加生物辐射剂量率的两倍。对于一个大气层较弱的行星（表面压力为97.8百帕），行星磁场对生物辐射剂量的影响要大得多，最多可改变两个数量级。
2016-03-21 astro-ph.EP
Exploration of the Ice Giant Systems: A White Paper for NASA's Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032
冰巨星是太阳系中唯一未被探索的行星。我们目前对这些系统的了解，挑战了我们对行星、环、卫星和磁层如何形成和演化的理解。我们断言，在2023-2032年的十年里，一个带有大气探测器的冰巨人旗舰任务应该是一个优先事项。
2020-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Frontiers in Planetary Rings Science
我们现在知道，外太阳系至少有六个不同的行星环系统，每一个都是科学上引人注目的目标，有可能告诉我们它所装饰的身体的进化，历史甚至内部结构。这些不同的环系统代表了一组独特的本地实验室，用于了解行星盘的物理和动力学，其应用范围超出了我们的太阳系。我们强调了行星环科学的现状和有待解决的问题，以促进对行星环进行持续的地面和航天器调查。随着未来航天器任务的发射和更强大的望远镜在未来几十年内上线，我们敦促NASA继续支持通过研究和分析现有设施的数据，更多的实验室工作以及在未来任务选择期间特别关注强环科学目标来推进我们对行星环的理解的调查。
2020-08-28 astro-ph.EP astro-ph.IM
Mission to the Trojan Asteroids: lessons learned during a JPL Planetary Science Summer School mission design exercise
2013年行星科学十年巡天计划确定了对占据木星L4和L5拉格朗日点的特洛伊小行星的详细调查，作为NASA未来任务的优先事项。观测这些小行星并测量其物理特性和组成将有助于确定其来源，并提供关于其可能的撞击历史和演变的答案，从而获得关于早期太阳系组成和动态的信息。我们提出了一个概念设计的任务，木星特洛伊小行星：特洛伊ASteroid旅游，探索和Renaissance（TASTER）的任务，这是一致的，由十年调查和2011年NASA-JPL行星科学暑期学校的最终结果推荐的美国宇航局新边疆候选任务。我们提出的任务包括访问L4种群中的两个特洛伊人：1999年XS 143的500公里高度飞越，然后在12个月的标称科学数据捕获期内在1000 - 100公里的轨道高度与911阿伽门农会合并进行详细观测。我们提出的仪器有效载荷-广角和窄角相机，视觉和红外测绘光谱仪，以及中子/伽马射线光谱仪-将提供前所未有的高分辨率，区域到全球的目标机构的数据集，产生有关太阳系的早期历史和演化的基本信息。虽然我们的任务设计是作为学术活动的一部分完成的，但这项研究为未来的特洛伊任务设计研究提供了一个有用的起点。特别是，我们确定和讨论的关键问题，可以使大的差异时，设计任务的特洛伊小行星的复杂的权衡。
2013-01-06 astro-ph.EP
Strength In Diversity: Small Bodies as the Most Important Objects in Planetary Sciences
小天体是行星形成过程中未被吸积的残留物，经常被误认为是行星科学的残留物，因为它们是在行星和它们的卫星（有时只是它们的常规卫星）被解释之后的一切。这种错误的观点忽略了在小天体中发现的成分、历史、现今条件和过程的巨大多样性，以及它们研究的跨学科性质。了解小天体对于行星科学作为一个领域至关重要，我们敦促行星科学家和我们的决策者继续支持基于科学的任务选择，并认识到虽然为了方便起见将小天体分组在一起，但这些物体在组成、质量、分化、进化、活动、动力学状态、物理结构、热环境、热历史、其形成大大超过了观测到的主要行星及其卫星的变化。将它们视为一个成员可以互换的单一群体，对它们所解决的一系列基本问题是严重不公正的。我们提倡一个深入和持续的任务计划，望远镜观测，R和A资金，以及尊重这种多样性的学生支持。
2020-08-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Transformative Planetary Science with the US ELT Program
拟议中的美国极大望远镜（ELT）计划将确保国家开放北部30米望远镜和南部巨型麦哲伦望远镜至少25%的观测时间。ELT将通过特殊的角分辨率、灵敏度和先进的仪器来推进太阳系科学。ELT的贡献将包括研究星际物体、巨型行星系统和海洋世界，通过小行星和柯伊伯带中的小物体追踪太阳系的形成，以及积极支持行星飞行任务。我们建议：（1）将美国ELT计划列为太阳系科学的关键基础设施，（2）提供NASA的一些支持以确保任务支持能力，以及（3）美国ELT计划扩大太阳系社区参与开发，规划和运营。
2020-09-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Opportunities for Technosignature Science in the Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey
太阳系探索为推进技术签名科学提供了许多可能性。在太阳系中寻找生命包括旨在寻找其他行星上生物特征证据的飞行任务，但许多飞行任务也可能试图寻找和限制太阳系内的技术存在。技术特征和生物特征代表了在我们的太阳系附近以及更远的地方寻找生命证据的互补方法。本报告总结了正在进行的太阳系探索中的潜在技术签名机会以及“起源、世界和生命”行星科学和天体生物学十年调查的建议。我们讨论的机会，限制流行的technosignatures在太阳系内使用当前或未来的任务，在可以忽略不计的额外成本，我们提出了一个初步评估的差距，可能存在于寻找technosignatures在太阳系内。
2022-09-21 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
Trends in Planetary Science research in the Puna and Atacama desert regions: under-representation of local scientific institutions?
该研究通过文献计量分析揭示普纳和阿塔卡马沙漠地区行星科学及天体生物学出版物中近60%缺乏本地机构参与，呼吁建立拉丁美洲行星科学的战略网络与路线图。
2022-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Integrating Machine Learning for Planetary Science: Perspectives for the Next Decade
针对行星科学中机器学习应用相对不足的问题，本文提出十项建议，以推动大型观测数据集的建设、分析与数据驱动研究。
2020-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM stat.ML
What can Space Resources do for Astronomy and Planetary Science?
旗舰空间飞行任务的成本迅速增长，给天文学和行星科学造成了危机。我们遇到了资金瓶颈。在过去的30年里，科学家们不必过多考虑航天技术在他们的计划范围内会发生什么变化。然而，这一次空间基础设施能力的巨大改善，特别是大型空间望远镜20年的酝酿期可能会带来成本的巨大改善。到21世纪20年代初，商业太空将大大降低发射和航天器的成本，实现具有成本效益的在轨服务，廉价的月球着陆器和行星际立方体卫星。旗舰产品上市率翻倍并非不可能。在更长的时间尺度上，它将使大型结构能够在太空中组装和建造。这些发展将改变我们计划和设计任务的方式。
2016-08-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Photothermal Spectroscopy for Planetary Sciences: Mid-IR Absorption Made Easy
本文面向行星科学引入双激光中红外O-PTIR光谱，并通过与现有IR吸收及实验室FTIR数据比较，验证其可有效识别行星颗粒材料。
2024-09-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planetary System Disruption by Galactic Perturbations to Wide Binary Stars
在双星系统中发现的系外行星中，有近一半是在平均恒星间距超过1，000天文单位（1天文单位是地球到太阳的距离）的非常宽的双星系统中，然而这种遥远的双星伴星对行星演化的影响仍然没有被研究。与它们更紧密的对应物不同，宽联星的恒星轨道在银河潮汐和其他经过恒星的脉冲的影响下不断变化。在这里，我们报告的数值模拟表明，广泛的双星轨道的可变性质显着重塑行星系，他们的主机，通常陀螺形成后。与先前的理解相反，宽的双星伴星可能经常强烈地扰动行星系，引发行星抛射和激发幸存行星的轨道偏心率。事实上，观测到的系外行星偏心率提供了证据;在宽双星中的巨型系外行星轨道在统计上比孤立恒星周围的轨道更偏心。当我们假设孤立恒星和宽双星拥有相似的行星系，其最外层的巨行星通过早期的内部不稳定性分散在离母星10 AU以上时，这两种偏心率分布都能很好地再现。因此，我们的研究结果表明，虽然宽联星最终截断其行星系，大多数孤立的巨型系外行星系统拥有额外的遥远，仍然未被发现的行星。
2013-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
VOEvent for Solar and Planetary Sciences
欧洲行星-H2020研究基础设施（EPN 2020 RI）项目通过其行星空间天气服务（PSWS），正在提出一套引人注目的数据库和工具，以提供对整个太阳系的空间天气预报。我们在这里介绍选定的事件传输系统（VOEvent）。我们描述了用户需求，开发了实现事件警报的方法，并将其链接到1）行星事件和2）行星空间天气预测。开发警报服务的目的是促进PSWS用户社区内的发现或预测公告，以监视或警告特定事件。最终目标是开展专门的业余和（或）专业观测活动，为科学数据分析传播背景信息，并使行星轨道航天器能够安全运行，抵御流星撞击或太阳风扰动的风险。
2020-05-05 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
The Astronomical, Astrobiological and Planetary Science Case for Interstellar Spaceflight
本文综述了快速（v >= 0.1c）星际空间飞行的科学效益。在星际介质研究、恒星天体物理学、行星科学和天体生物学等领域都发现了重大的惠益。在后三个领域，如果星际飞行器能够从其星际巡航速度减速到相对于目标系统的静止，则益处将大大增强。虽然这将使飞行任务结构大大复杂化，并延长总的旅行时间，但其科学效益是如此之大，在今后的研究中应认真考虑这一选择。
2010-08-28 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Not the Birth Cluster: the Stellar Clustering that Shapes Planetary Systems is Generated by Galactic-Dynamical Perturbations
最近的工作表明，系外行星系统的性质与六维恒星位置-速度相空间中的周围恒星群集密切相关，通过将行星系划分为具有高或低相空间密度的子样本（分别为“过密度”和“场”系统）来量化。我们调查的物理起源的相空间overdensities，从而，环境机制可能会影响行星系。我们认为银河系的银河系尺度的运动学结构与盖亚观测，并表明，overdensities对应于众所周知的，千帕尺度的运动学涟漪和流在银河系的磁盘，这被认为是由酒吧和旋臂驱动的共振和卫星星系通道。我们还发现，行星的人口可能会有所不同的个人相空间超密度，这可能有不同的物理起源和历史的迹象。与“相空间螺旋”（最近银河系盘的扰动）有关的行星系，其热木星与冷木星的比率比场系统高10倍。最后，热木星与冷木星的比率可能会随着宿主恒星年龄的增加而增加。由于过密度持续了几个Gyr，我们认为行星系的后期扰动最有可能解释这些趋势，尽管出生时的额外扰动也可能有所贡献。这表明，行星系的性质不仅受到其周围恒星聚集的影响，而且还受到其整个演化过程中的星系尺度过程的影响。最后，我们讨论了主要的开放性问题，以了解多样性的物理过程，共同设置行星系架构。
2021-09-13 astro-ph.EP astro-ph.GA
Virtual European Solar & Planetary Access (VESPA): a Planetary Science Virtual Observatory cornerstone
欧洲行星-2020计划于2019年8月31日结束，其中包括一项名为VESPA（虚拟欧洲太阳能和行星访问）的活动，该活动的重点是调整虚拟天文台（VO）技术来处理行星科学数据。本文描述了VESPA在这4年发展阶段结束时以及新选定的欧洲行星-2024计划开始时的一些方面。VESPA的主要目标是促进在大型档案和小型数据库中的搜索，通过提供简单的数据访问和在线可视化功能来进行数据分析，并使研究团队能够尽可能容易地在可互操作的环境中发布派生数据。VESPA涵盖范围广泛，包括表面，大气，磁层和行星等离子体，小天体，太阳物理学，系外行星和固相光谱学。该系统特别依赖于为天文学VO（IVOA）开发的标准和工具，并在需要时扩展它们以处理太阳系研究的特殊性。它还旨在使虚拟观测器与在不同背景下开发的工具和协议兼容，例如用于行星表面的地理信息系统或用于等离子体相关测量的时间序列工具。这项活动的一个重要部分是在这一系统中公布大量高质量的数据，重点是通过数据分析或模拟得出的衍生产品。
2020-01-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Architectures and Technologies for a Space Telescope for Solar System Science
我们主张对地球轨道上专门用于太阳系科学的空间望远镜进行飞行任务概念研究。这样的研究是由天体生物学和行星科学委员会（CAPS）报告“为下一次行星科学十年调查做好准备”推荐的。“十年中期审查还建议NASA评估太空望远镜在行星科学中的作用和价值。随着哈勃太空望远镜（HST）的即将结束，行星科学对高分辨率、紫外-可见光能力的需求尤为迫切;然而，美国航天局尚未资助行星望远镜概念研究，仍然需要评估其价值。在这里，我们提出了潜在的设计方案，应探讨通知十年调查。
2020-08-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Benchmarking Geant4 for Simulating Galactic Cosmic Ray Interactions Within Planetary Bodies
银河系宇宙射线与几乎没有大气层的行星体内的原子核发生复杂的核相互作用。辐射输运模拟是一个关键的工具，用于了解来自这些相互作用的中子和伽马射线散射，并将这些信号追溯到目标的地球化学成分。我们研究的有效性代码Geant 4模拟这种相互作用的模拟结果从阿波罗17号月球中子探测器实验的数据进行比较。探讨了关于物理的不同假设，以证明这些假设如何影响Geant4模拟结果。一般来说，所有的Geant 4结果都过度预测了数据，然而，某些物理列表的表现优于其他列表。此外，我们表明，从辐射输运代码MCNP 6的结果是类似的使用Geant 4。
2018-10-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
MIRECLE: Science Yield for a Mid-IR Explorer-Class Mission to Study Non-Transiting Rocky Planets Orbiting the Nearest M-Stars Using Planetary Infrared Excess
最近的研究表明，有可能利用一种新的观测和数据分析技术，利用混合光研究非凌日系外行星的大气层，这种技术依赖于同时获取宽波长光谱，并通过同时拟合恒星和行星光谱特征，从恒星光谱中分辨行星红外发射。这种新的数据分析技术被称为行星红外过量（PIE），它有可能为用相对适中的望远镜孔径测量最近恒星周围非凌日岩石行星的MIR相位曲线开辟机会。我们提出了一个任务和仪器概念，我们称之为和平号系外行星气候探测器（MIRECLE）的性能和科学产量的模拟，具有宽波长覆盖范围的中等尺寸低温望远镜的概念（1 - 18微米）和低分辨率（R ~ 50）这是一台光谱仪，设计用于同时检测冷岩石发射所需的波长覆盖和极端通量测量精度行星与PIE我们提出了探索性的模拟PIE测量附近的行星Proxima Cen b的潜在的科学收益，显示出潜在的测量与相对温和的观测时间的组成和结构的类地大气。我们还提出了几个任务架构和性能指标的整体科学收益，并讨论了技术性能要求和潜在的望远镜和仪器技术，可以满足这些要求。
2022-07-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
Distributed Instruments for Planetary Surface Science: Scientific Opportunities and Technology Feasibility
本文评估了分布式仪器在行星表面科学中的科学价值与技术可行性，识别出火星气象气候、地震定位、痕量气体定位和内部磁测四个关键应用方向，并指出传感器部署、电源和自主性是需要重点突破的使能技术。
2024-07-01 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.MA
Phase tracking based on GPGPU and applications in Planetary radio Science
介绍了一种用于行星射电科学研究的相位跟踪方法，该方法采用NVIDIA GPU实现计算算法。与传统多普勒数据处理中的锁相环（PPL）相位计数法不同，该方法将跟踪数据信号拟合成具有最佳相位和幅度系数的泰勒多项式。采用差分进化算法进行多项式拟合。为了应对所提出的相位跟踪方法的高计算强度，采用图形处理单元（GPU）。其结果是，该方法估计的瞬时相位，频率，频率的导数（视线加速度）和不同的积分尺度的总计数相位。这些数据可进一步用于行星射电科学研究，分析行星掩星和引力场。该方法已被测试的MEX（火星快车，欧空局）和嫦娥四号中继卫星（中国）的跟踪数据。在一个实际的实验中，数据块大小为400 K，$\sim$为80，000 DE求解器目标函数评估，我们能够在6.5秒内达到目标收敛阈值，并分别在NVIDIA GTX 580和2个$\times$ NVIDIA K80 GPU上进行实时处理。MEX（3路）和嫦娥四号中继卫星（3路）的积分多普勒（60 s）精度分别为2 mrad/s和4 mrad/s。
2019-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Polarimetry in Planetary Sciences and Astronomy
Universität Bern（伯尔尼大学）；ARTORG Center for Biomedical Engineering Research, Universität Bern（伯尔尼大学ARTORG生物医学工程研究中心）；Center for Space and Habitability, Universität Bern（伯尔尼大学太空与宜居性中心）；Division of Space Research and Planetary Sciences, Physics Institute, Universität Bern（伯尔尼大学物理学院空间研究与行星科学系）；IPAG, Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学IPAG实验室）；Department of Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院物理系）；Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden（莱顿大学莱顿天文台）
本文探讨了极化在行星科学和天文学中的应用，重点介绍瑞士在极化光学和极化仪器方面的最新发展，以及极化技术在探测系外行星和研究天体表面性质中的重要性。
2026-04-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Great Escape III: Placing post-main-sequence evolution of planetary and binary systems in a Galactic context
我们对行星系生命周期的理解不断加深，这促使我们对渐近巨星分支（AGB）恒星演化之前、期间和之后银河系环境的作用进行研究。在这里，我们调查恒星质量损失，银河系潮汐扰动，恒星飞掠不断发展的恒星，主机一颗行星，较小的机构或恒星双星伴星和居住在银河系的凸起或光盘之间的相互作用。我们发现，从主序星（MS）到白矮星（WD）行星系的潜在演化路径是一个很强的函数的银心距离只相对于流行的恒星飞掠。行星抛射和与母星的碰撞应该更常见于隆起处。在银河系任何一个给定的位置，如果质量损失是绝热的，那么次级粒子很可能在AGB演化过程中避免近距离飞越，并且最终无法逃脱由此产生的WD，因为仅仅是银河系潮汐。部分原因是AGB质量损失会使行星系的希尔椭球轴缩小约20%至40%，因此绕WD运行的奥尔特云可能比MS上的更耗尽和动态激发。
2013-10-04 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Infrared spectroscopy of clathrate hydrates for planetary science: the ethylene case
碳氢化合物在太阳系物体（包括彗星、海王星外物体、行星及其卫星）的气态或固态中被观察到。在这些环境中存在水冰的情况下，可以形成含烃的笼形水合物。在笼形水合物中，客体分子被困在不同大小的结晶水笼中，这一阶段用于行星（子）表面或冰冷物体（如彗星）的模型。必须记录存在的相态、烃类物质丰度的潜在估计、不同相中烃类物质的光谱行为，以提供参考光谱，用于与远程观测进行比较。在这项研究中，我们显示了特定的笼乙烯签名，与频带相似的位置，但从纯乙烯冰光谱转移。它们在位置和宽度上都表现出明显的温度依赖性。一些振动模式在红外线与水冰笼的相互作用被激活。
2021-04-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
The next frontier in exoplanet science: Imaging our neighbouring planetary systems
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）
本文探讨了利用高对比度成像技术表征邻近恒星周围的岩石行星，为系外行星科学开辟新前沿。
2025-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
VESPA: a community-driven Virtual Observatory in Planetary Science
VESPA数据访问系统的重点是将虚拟天文台（VO）标准和工具应用于行星科学。它建立在之前由欧盟资助的欧洲星球计划的基础上，在新的欧洲星球2020计划（2015年开始，为期4年）的第一年就已经成熟。基础设施已经升级，以处理太阳系研究的许多领域，重点是用户和数据提供商。本文描述了潜在用户所看到的当前VESPA基础设施的大致路线，并提供了几个主题领域的实际用例示例。这些用例也旨在为未来的发展和VO工具的行星科学的适应确定提示。
2017-06-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
On The Planetary Theory of Everything
在这里，我们提出了一个简单的解决方案，困扰（额外的）“银河”天文学家和宇宙学家在上个世纪的问题。我们表明，“星系”的形成，暗物质，和宇宙膨胀的张力都可以解释的自然行为的一个压倒性的大量人口的系外行星在整个宇宙。其中一些想法已经开始在文献中提出，我们赞扬这些先驱革命性地改变了我们对天体物理学的理解。此外，我们断言，由于行星显然是天文学家提出的每一个当前问题的普遍答案，行星科学必须成为所有科学的基础，因此，所有当前的科学资金都应该保留给（外）行星科学-我们欢迎所有天文学家和其他科学家。
2023-03-29 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Critical Laboratory Studies to Advance Planetary Science and Support Missions
行星科学和天体生物学的实验室研究旨在通过促进对塑造太阳系的基本过程的理论和实验研究来增进我们对太阳系的了解，实验室研究（实验和理论）对于解释观测和飞行任务数据至关重要，是新飞行任务概念以及仪器开发和校准的关键孵化器。它们还在确定太阳系天体的可居住性，增强我们对生命起源的理解以及寻找地球以外生命迹象方面发挥着至关重要的作用，这些都是天体生物学的关键要素。在这里，我们提出了一个行星科学领域的实验室研究是迫切需要的，特别是在未来十年的概述。这些领域包括行星和卫星的大气层、表面和内部，原始天体，如小行星、陨石、彗星和海王星外天体，以及生命迹象。生成与更好地理解这些环境中发生的物理，化学和生物过程相关的有针对性的实验和理论实验室数据至关重要。对于每一个领域，我们提出i）国家的最先进的实验室工作的简要概述，ii）的挑战，分析和解释数据集从任务和地面观测，并支持任务和概念的发展，和iii）高优先级的实验室研究的建议。
2020-09-25 astro-ph.EP astro-ph.IM
Will Gravitational Waves Discover the First Extra-Galactic Planetary System?
引力波打开了一个新的观测窗口，通过它，宇宙中一些最奇特的物体以及引力本身的一些秘密现在可以被揭示出来。在所有这些新发现中，我们最近证明了[N。Tamanini & C.丹尼尔斯基，国家宇航员，3（9），858（2019）]，基于空间的引力波观测将有可能探测到我们银河系内到处都是的大质量环双星系外行星的新种群。在这篇文章中，我们认为，这些环双星行星系统也可以检测到银河系外，特别是在其卫星星系。因此，天基引力波观测可能构成探测第一个河外行星系统的手段，这是标准电磁搜索无法达到的目标。
2020-07-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
From stellar to planetary composition: Galactic chemical evolution of Mg/Si mineralogical ratio
这项工作的主要目标是研究对不同质量行星的形成至关重要的元素比率。我们研究行星同伴的存在和它们的宿主恒星的相对元素丰度之间的潜在相关性。我们使用了大量的FGK型矮星的样本，精确的Mg，Si和Fe的丰度已使用HARPS高分辨率和高质量的数据。对数据的第一次分析表明，低质量行星宿主星显示出较高的[Mg/Si]比，而巨行星宿主星的[Mg/Si]比场星低。然而，我们发现，[Mg/Si]比显着依赖于通过银河系化学演化的金属丰度。除去星系演化的趋势后，只有低质量行星宿主和非宿主之间的[Mg/Si]元素比的差异是显着的。这些结果表明，低质量行星在高[Mg/Si]的恒星周围更普遍。我们的研究结果表明银河系化学演化的重要性，并表明它可能在行星内部结构和组成中发挥重要作用。
2015-08-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Laser and Radio Tracking for Planetary Science Missions - A Comparison
目前，行星飞行任务的跟踪数据主要包括无线电观测数据：距离变化率、距离和角位置。未来的行星任务可能会使用行星际激光测距（ILR）作为跟踪观测。双向ILR提供的距离数据比基于无线电的距离数据精确约2个数量级。然而，ILR不产生多普勒数据。在这篇文章中，我们比较了无线电多普勒和激光测距数据的相对强度，用于检索行星任务中感兴趣的参数，以澄清和量化ILR的科学案例，重点是大地测量观测值。我们首先提供了一个概述的近期可达到的质量ILR，在实现的可观察和用于处理测量的模型。随后，我们分析了无线电多普勒和激光测距测量在代表性的任务场景的灵敏度。我们使用的解析近似和数值分析的相对灵敏度的ILR和无线电多普勒观测更一般的情况下。我们表明，毫米精度范围正常点是可行的ILR，但毫米级的精度和稳定性是不可能达到的，由于仪器和模型误差的组合。ILR在观测特征周期大于0.33-1.65小时的数据特征方面具有优越性能的潜力。这表明多普勒跟踪通常仍将是行星飞行任务中重力场确定和航天器轨道确定的首选方法。激光测距数据，但是，被证明有一个显着的优势，从着陆器的旋转和潮汐特性的检索。同样，激光测距数据对于构建行星星历和改进太阳系引力测试也将是优越的。
2018-07-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Lesson from the James Webb Space Telescope: Early Engagement with Future Astrophysics Great Observatories Maximizes their Solar System Science
天体物理学设施对行星科学具有极大的重要性。旗舰太空天文台哈勃太空望远镜已经产生了突破性的太阳系科学，但在发射时，它甚至没有跟踪移动目标的能力。下一个天体物理学旗舰任务，詹姆斯·韦伯太空望远镜，从最早的时候就包括太阳系科学家在其科学团队中，结果是韦伯将发射一个多样化的计划和太阳系探索的能力。新的大天文台，以及未来的地面设施，提供了一个强大的观测套件的机会，将补充，加强，并使未来的太阳系探索。我们鼓励行星科学和天体生物学十年调查公开承认下一代天体物理学设施对优秀太阳系科学的前景。我们希望行星十年将进一步鼓励这些任务继续让太阳系科学家正式参与科学工作组和开发团队。
2020-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Pathways to Sustainable Planetary Science
气候变化是对人类未来的一个迫在眉睫的重大威胁。根据国际气候变化专门委员会（IPCC）的数据，我们的排放量估计造成了比工业化前水平高出0.8摄氏度至1.2摄氏度的人为全球变暖。如果AGW继续以目前的速度增长，它可能在2030年至2052年之间达到1.5摄氏度。由于气候变化是由二氧化碳和其他温室气体（GHG）释放到大气层中驱动的，因此，人们普遍认为，缓解气候变化需要向低GHG排放能源、技术和做法过渡。从个人到社区范围系统地实施这种变革，以及由此产生的文化变革和对环境意识和责任的领导，对于减轻AGW迫在眉睫的损害至关重要。鉴于行星科学家对气候变化现实的广泛认识，以及我们通过以身作则来保持信誉的必要性，使自己的职业行为对环境更加负责是适当的。虽然科学家人数很少，行星科学家更是少得多，但大量的学术旅行，参加会议，小组讨论，座谈会和研究合作访问，加上大量使用大型，能源需求高的基础设施，使科学家的“碳足迹”远远高于普通公民。本白皮书重点介绍如何修改我们的活动，特别是与学术旅行相关的活动，可以影响行星科学界的碳足迹，并就社区和资助机构如何最好地参与减轻AGW将造成的损害所需的文化变革提出建议。
2020-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope (AtLAST) Science: Planetary and Cometary Atmospheres
本文总结了拟建的50米级AtLAST望远镜针对行星与彗星大气研究的四大关键科学场景，其提升的观测性能将推动行星环境、益生分子起源及行星宜居性相关研究。
2024-03-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planetary Exploration Horizon 2061 Report, Chapter 3: From science questions to Solar System exploration
《行星探测地平线2061报告》的这一章回顾了第一章中确定的关于行星系统的六个关键问题，从它们的起源到它们的工作方式和它们的可居住性，可以通过太阳系探测来解决，以及如何通过飞往太阳系的不同省份来找到这六个问题的部分答案：类地行星、巨行星、小天体，直到它与当地星际介质的界面。从这一分析中得出对未来行星探测飞行任务拟对太阳系不同物体进行的最重要空间观测的综合说明。这些观测要求说明了所使用的测量技术的多样性以及必须进行这些观测的目的地的多样性。它们构成了确定我们需要在绕飞2061年之前进行的未来行星飞行任务的基础，这些任务将在第4章中描述。问题1：我们对行星系统天体的多样性有多了解？问题2：我们对行星系统架构的多样性有多了解？Q3-行星系统的起源和形成场景是什么？Q4-行星系统是如何工作的？问题5：行星系统是否有潜在的栖息地？Q6-在哪里以及如何寻找生命？
2022-11-08 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.geo-ph
Enhancing Science from Future Space Missions and Planetary Radar with the SKA
平方公里阵列（SKA 1）的第一阶段和完整的SKA都有可能大大增加未来天体物理学，太阳物理学，特别是行星任务的科学回报，主要是由于与现有或计划的航天器跟踪设施相比，更高的灵敏度（AEFF /TSEF）。虽然这不是传统的射电天文学，但它是SKA的大量投资与空间任务的更大投资之间产生生产协同作用的机会，以最大限度地提高回报社会的总科学价值。具体应用包括在关键任务阶段或航天器紧急情况下短期增加下行链路数据速率，实现基于低功率和小型天线的小型探测器的新任务概念，通过使用波束内校准器的VLBI相位参考进行高精度角度跟踪，以及扩大双基地行星雷达观测的范围和信噪比。未来使用更高频率（例如，32千兆赫和光学）的航天器通信将不会消除在较低的频率高灵敏度的需要。许多大气探测器和任何使用低增益天线的航天器需要低于几GHz的频率。SKA 1基线设计涵盖适用于某些行星大气探测器的VHF/UHF频率（波段1）以及标准的2.3 GHz深空下行链路频率分配（波段3）。SKA 1-MID还覆盖了使用最广泛的8.4 GHz（频带5）深空下行链路分配。即使部署50%的SKA 1-MID，与目前70米深空网络跟踪天线相比，灵敏度仍将提高几倍，同时具有有利的地理位置。SKA的灵敏度增加10倍，角分辨率增加20倍，这一假设将使未来的航天器跟踪能力真正独特和壮观。
2014-12-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Habitability Models for Planetary Sciences
适居性通常被定义为环境支持生命的能力。40多年来，生态学家一直在使用生境适宜性模型（HSMs）来研究从局部到全球尺度的地球宜居性。一段时间以来，天体生物学家一直在提出不同的可居住性模型，它们之间几乎没有整合和一致性，并且与生态学家使用的模型在功能上不同。在本白皮书中，我们提出了一个质能适居性模型，作为如何将生态学家使用的模型适应和扩展到天体生物学领域的一个例子。我们建议将这些模型实施到NASA的可居住性标准（NHS）中，以标准化行星任务的可居住性目标。这些标准将有助于比较和描述潜在的可居住环境，优先考虑目标选择，并研究可居住性和生物特征之间的相关性。适居性模型是行星适居性科学的基础。生态学家和天体生物学家使用的方法之间的协同作用将有助于整合和扩大我们对地球，太阳系和系外行星的可居住性的理解。
2020-07-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Fundamental Connections Between the Solar System and Exoplanetary Science
在过去的几十年里，在我们的太阳系之外发现了数千颗行星。这些行星表现出巨大的多样性，它们的大量数量提供了一个统计机会，将我们的太阳系置于行星结构、大气、建筑、形成和演化的更广泛背景下。与此同时，系外行星科学领域正在迅速朝着大气特征、推断表面条件和内部以及评估可居住性的目标迈进。然而，解释系外行星数据需要开发和验证依赖于现场数据的系外行星模型，而在可预见的未来，这些数据只能从我们的太阳系获得。因此，行星科学和系外行星科学都将大大受益于信息双向流动的共生关系。在这里，我们描述了关键的教训和突出的问题，从行星科学，研究是必不可少的解决各种系外行星的主题的基本方面。我们概述了太阳系天体的主要类别，包括类地行星、巨行星、卫星和小天体的这些教训和问题。我们提供了一个讨论这些行星科学问题中有多少可以转化为系外行星观测，将产生关键的洞察力，目前和未来的系外行星的发现。
2021-08-08 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Sun's chemical peculiarity: disentangling Galactic chemical evolution and planetary engulfment in solar twins
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: Australian Research Council Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（澳大利亚研究委员会引力波发现卓越中心）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理中心）；Tsinghua University（清华大学）
用微分光谱法和贝叶斯框架重新分析79颗近太阳孪生恒星光谱，测试太阳化学特性源于银河系化学演化还是行星吞噬，获元素丰度，区分相关特征，发现太阳化学特性多由前者驱动并找出疑似行星吞噬恒星。
2026-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
AT2021uey: A planetary microlensing event outside the Galactic bulge
本文分析银河核球外的行星微引力透镜事件AT2021uey，揭示其由1 kpc处M矮星与雪线外类木行星组成的透镜系统，以及银晕中贫金属巨星源星，为盘-晕组合的独特双透镜事件。
2025-03-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Radiative Transfer and Inversion codes for characterizing planetary atmospheres: an overview
本文综述了行星大气研究中现有的辐射传输与反演代码，旨在帮助研究者根据具体问题选择合适工具，为行星科学界提供实用参考。
2023-10-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
The science enabled by a dedicated solar system space telescope
天体生物学和行星科学国家科学院委员会建议研究一个用于行星科学的大型/中型专用空间望远镜，其范围应超出《愿景与航行》中认可的发现级专用行星空间望远镜。这样的望远镜将观测整个太阳系的目标，吸引科学界的广泛参与。它将确保能够扩大哈勃空间望远镜（HST）带来革命性变化的对太阳系可见光和紫外波长的高分辨率、高灵敏度观测。太阳系科学专用望远镜将：（a）改变我们对太阳系中与时间有关的现象的认识，这些现象目前无法在观测和访问新目标的方案下进行研究;（b）能够对整个太阳系的小天体进行全面调查和光谱定性，这需要大量的时间分配，现有设施无法支持。待探索的时域现象严重依赖于高空间分辨率的紫外-可见光观测。本文介绍了需要一个长期空间望远镜专门用于行星科学的科学主题和关键问题，该望远镜可以以所需的节奏捕获高质量，一致的数据，不受地球大气层的影响和观测设施之间的差异。这种望远镜将与天体物理学设施产生极好的协同作用，将天体物理学资产发现的行星置于时间背景下，并使用较大的望远镜进行详细的后续观测。该望远镜将支持未来对冰巨人，海洋世界和太阳系中的小型天体的任务，将这些目标任务的结果置于时间活动的更长记录和更大样本群体的背景下。
2020-08-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Impacts of UV Radiation from an AGN on Planetary Atmospheres and Consequences for Galactic Habitability
本文研究活动星系核紫外辐射对行星大气和生命的影响，发现足够初始氧气可促使臭氧层增厚以降低危险辐射，并指出致密星系中受影响最显著。
2025-02-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
The model is the message: Lightweight convolutional autoencoders applied to noisy imaging data for planetary science and astrobiology
NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心）
本文提出一种轻量级卷积自编码器用于行星科学和天体生物学成像数据的图像重建与修复，证明了即使在90%以上破坏性随机噪声覆盖下多色图像重建依然有效，并指出模型潜在空间比原始数据集更具实用价值。
2025-07-15 astro-ph.EP astro-ph.IM cs.LG
Galactic cosmic ray induced radiation dose on terrestrial exoplanets
在过去的十年里，太阳系外行星的研究取得了巨大的进展。现在，地面和空间仪器的观测手段越来越先进，对系外行星的定性也越来越精确。有一类特别有趣的系外行星，落在宜居带，宜居带被定义为恒星周围的区域，行星能够在其表面支持液态水。理论计算还表明，距离较近的系外行星更有可能具有较弱的行星磁场，特别是在超级地球的情况下。由于这些系外行星的磁矩较弱，它们会受到高通量的银河宇宙射线（GCR）的照射。GCR是天体物理起源的高能粒子，它们撞击行星大气并产生次级粒子，包括μ子，它们具有高度穿透性。其中一些粒子到达行星表面并增加辐射剂量。除了磁场，另一个决定辐射剂量的因素是行星大气的深度。行星大气的深度越高，表面的次级粒子通量就会越低。如果次级粒子的能量足够高，并且它们的通量足够高，那么来自μ子的辐射也可以影响次表面区域，例如火星。如果辐射剂量太高，地球上长期维持生物圈的机会就非常低。我们探讨了GCR感应辐射剂量与行星磁场强度及其大气层深度的关系，发现后者是保护行星生物圈的决定性因素。
2013-09-16 astro-ph.EP astro-ph.HE q-bio.OT
Galactic cosmic ray propagation through M dwarf planetary systems
量化到达M矮星周围系外行星的宇宙射线通量对于理解它们对系外行星可居住性的可能影响至关重要。在这里，我们调查银河系宇宙射线的传播，因为他们通过附近的五个M矮星，即：GJ 15 A，GJ 273，GJ 338 B，GJ 411和GJ 887的恒星风（天体层）旅行。我们选择的恒星每个都有1或2个检测到的系外行星，它们都有风质量损失率受到莱曼α观测的限制。我们的模拟使用了一个组合的一维磁流体动力学（MHD）阿尔文波驱动的恒星风模型和一维宇宙线输运模型。我们发现GJ 411和GJ 887在它们的宜居带具有与地球相当的银河宇宙射线通量。另一方面，GJ 15 A、GJ 273和GJ 338 B在它们的宜居带中接收到的银河宇宙线通量较低。我们样本中的所有系外行星，除了GJ 15 A c和GJ 411 c，都有一个显着较低的银河宇宙射线通量比在地球上观察到的值，因为它们的轨道更近。这里发现的通量可以进一步用于行星大气的化学建模。最后，我们计算了宜居带行星GJ 273 b表面的辐射剂量，假设它有一个类似地球的大气层。这颗行星接收到的15 MeV能量宇宙射线通量比地球上观测到的值少209倍。然而，对于高能宇宙射线（~ GeV），通量的差异仅小2.3倍，这有助于GJ 273 b接收0.13 mSv/年的显著表面辐射剂量（地球表面年剂量的40%）。
2021-10-26 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Planets Across Space and Time (PAST). III. Morphology of the Planetary Radius Valley as a Function of Stellar Age and Metallicity in the Galactic Context Revealed by the LAMOST-Gaia-Kepler Sample
半径谷是系外行星半径分布中的一个倾角，约为地球半径的1.9倍，将致密的岩石超级地球和密度较低的次海王星分开。人们提出了各种假说来解释半径谷。研究半径谷形态及其与恒星性质的相关性，将为解释其起源机制提供重要的观测约束，并加深对行星形成和演化的理解。在本文中，行星跨越时空（PAST）系列的第三部分，使用LAMOST-Gaia-Kepler目录，我们对银河系背景下半径谷形态的变化进行了系统的研究，即，薄/厚星系盘、恒星年龄和金属丰度（[Fe/H]和[alpha/Fe]）。结果表明：（1）随着年龄和[Fe/H]的增加，谷值变得更加明显。(2)超级地球与次海王星的数量比随年龄单调增加，但随[Fe/H]和[alpha/Fe]而减少。(3)山谷上方行星的平均半径（2.1 - 6地球半径）随着年龄的增加而减小，但随着[Fe/H]的增加而增加。(4)相比之下，山谷以下行星的平均半径（R <1.7地球半径）与年龄和金属丰度基本无关。我们的研究结果表明，山谷形态以及整个行星半径分布在一个长的时间尺度上的千兆年，和金属丰度（不仅是铁，而且其他金属元素，如，Mg，Si，Ca，Ti）在行星形成和长期行星演化中起着重要作用。
2022-04-05 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Galactic chemical evolution of exoplanet host stars: Are high-mass planetary systems young?
恒星核合成和星系化学演化的印记可以在不同的恒星星族中看到，老一代的恒星显示出更高的$α$元素丰度，而后代则富含铁峰元素。星周盘、恒星和它们的行星伙伴的演化联系和化学特征可以通过研究行星和宿主恒星性质的相互依赖关系来推断。过去的许多研究已经证实，高质量的巨行星通常存在于富含金属的恒星周围，而低质量行星的恒星宿主具有广泛的金属丰度。在这项工作中，我们分析了详细的化学丰度的样本$>900$系外行星托管恒星从不同的径向速度和过境调查。我们将$α$和铁峰值元素的恒星丰度趋势与行星质量相关联。我们发现行星的质量丰度相关性主要是负的$α$ -元素和轻微的积极或零的铁峰元素，表明恒星托管巨行星相对年轻。由等时线拟合得到的主星年龄进一步验证了这一点。后来的铁和铁峰元素的原行星物质的富集也与通过核心吸积过程形成的巨行星一致。原行星盘中较高的金属含量有利于核心的快速生长，从而为巨行星的形成提供了一条合理的路线。因此，这项研究表明，所观察到的恒星丰度和行星质量的趋势很可能是银河系化学演化的自然结果。
2022-07-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
