Exporting Terrestrial Life Out of the Solar System with Gravitational Slingshots of Earthgrazing Bodies
将地球生命输出到太阳系需要一个过程，既将微生物嵌入巨石，又将这些巨石驱逐出太阳系。我们探讨了地球放牧长周期彗星和星际物体通过从大气中收集微生物并从地球接收引力弹弓效应来从地球输出生命的可能性。我们估计，在地球的一生出口事件的总数为$\sim 1 - 10$的长周期彗星和$\sim 1 - 50$的星际物体。如果生命存在于100公里以上的高度，那么在地球的一生中，生命的数量会急剧增加到$\sim 10^5$输出事件。
2019-12-02 astro-ph.EP
Chaotic Behaviour of the Earth System in the Anthropocene
该研究基于Landau-Ginzburg模型，证明人类世中受人类活动影响的地球系统可出现混沌行为，还分析了人类影响遵循逻辑斯蒂映射时的分岔现象及行星边界相互作用对模型可预测性的影响。
2025-01-15 astro-ph.EP nlin.CD physics.ao-ph
Solar wind origin of terrestrial water
地球水资源的起源是地球演化史上的一大奇迹。通常的解释是在地壳还没有形成的时候，水储存在地幔中，以及在晚期的重撞击期间彗星沉积水。这两种解释都有不同的问题-特别是当与火星和金星的进化相比时。在这里，我们讨论了早期地球磁层从太阳风中收集到的氢的可能作用。虽然太阳风捕获产生的水在今天非常小，但在行星形成后的第一个十亿年期间可能很重要，因为当时太阳风要强得多，地球磁层配置可能不同。我们估计，当我们假设地球偶极子作为一个收集器和早期的太阳风比今天强1000倍时，太阳风氢对地球水储量的贡献可达10%。我们甚至不能排除太阳风氢是地球水储量的主要贡献者。
2011-02-02 astro-ph.EP
Chaotic diffusion of the fundamental frequencies in the Solar System
地球轨道的长期变化决定了地球表面的日射量，从而决定了地球的气候。天文信号的使用，其印记已恢复在地质记录中，革命性地确定地质时标。然而，由于太阳系中行星轨道的混沌动力学，无法可靠地预测6000万年后的轨道变化。考虑到这种动力学不确定性，对地质记录进行完整的天文校准是必要的。我们的工作通过对太阳系长期模型的120 000个轨道解进行统计分析来解决这个问题，范围从5亿年到5 Gyr。我们利用核密度估计得到了基本长期频率的边际概率密度函数。密度估计的不确定性在这里也得到了由移动块自助法确定的置信区间的形式。结果表明，长期模型的结果与太阳系的综合模型的直接积分的结果是一致的。应用我们的工作说明了两个地质数据集：纽瓦克-哈特福德记录和Libsack核心。
2023-02-20 astro-ph.EP
Homogeneous accretion of the Earth in the inner Solar System
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
研究通过分析多种同位素异常，证明地球仅由太阳系内均匀物质形成，且其成分在吸积过程中未变化，与任何陨石不同。
2026-04-13 astro-ph.EP
Reduced variations in Earth's and Mars' orbital inclination and Earth's obliquity from 58 to 48 Myr ago due to solar system chaos
太阳系的动力学演化是混沌的，内行星的李雅普诺夫时间只有$\sim$ 5百万年。由于混沌，根据目前的天文观测，根本不可能准确预测太阳系在$\sim$ 5000万年后的轨道演化。我们最近开发了一种方法来克服这个问题，通过使用地质记录来限制过去的天文解。我们得到的最佳天文解（称为ZB 18 a）显示出与地质记录非常一致的$\sim$ 58 Ma（百万年前）和50 Ma左右的特征共振跃迁。在这里，我们表明，ZB 18 a和整合地球和火星的自旋矢量的基础上ZB 18 a产量减少地球和火星的轨道倾角和地球的倾斜度（轴向倾斜）的变化从$\sim$ 58到$\sim$ 48 Ma -后者与古气候记录一致。温度的变化对地球和火星的气候历史具有重要意义。我们提供了一个详细的分析太阳系的频率（$g$ -和$s$ -模式），并表明，在地球和火星的轨道倾角的变化的变化和48马左右的共振过渡与$s$ -模式的叠加，加上$g$ - $s$-模式的相互作用在内部太阳系的变化所造成的。$g$ - $s$模式相互作用和共振跃迁（与地质数据一致）是混沌的明确表现。因此，太阳系的动态混乱不仅影响其轨道特性，而且通过离心率以及倾角和轴向倾斜之间的联系影响行星气候的长期演变。
2022-07-08 astro-ph.EP
Sensing the Earth's low ionosphere during solar flares using VLF signals and GOES X-ray data
利用22.1 kHz的GQD信号，分析了2005年9月至2006年12月期间4次太阳X射线耀斑引起的D区电子密度高度分布的变化。太阳耀斑数据取自NOAA GOES 12卫星一分钟列表。塞尔维亚贝尔格莱德物理研究所使用AbsPAL系统进行甚低频数据采集和记录。从LWPCv 21程序（Ferguson，1998）出发，估算了耀斑条件下地-电离层波导特性参数锐度和反射高度的变化。研究发现，太阳耀斑事件通过改变低电离层电子密度高度分布，对地-电离层波导中VLF波的传播产生影响，不同的太阳耀斑事件影响方式不同。
2014-05-16 astro-ph.EP
Toward Alternative Earths' Habitability of Solar System Bodies at Earth's Orbit
本研究评估了迁移至地球轨道的太阳系天体，发现火星最可行，土卫六有长期潜力，为行星工程和人类生存提供新思路。
2025-09-08 astro-ph.EP
Migration processes in the Solar System and their role in the evolution of the Earth and planets
本文研究太阳系及系外行星系统中星子迁移，通过数值模拟揭示地球和金星快速增质及水来源，认为地球海洋水量可能来自冰线外的天体输送。
2023-09-01 astro-ph.EP
Chaotic Excitation and Tidal Damping in the GJ 876 System
M矮星GJ 876是已知距离多行星系最近的恒星。三颗外行星被锁定在一个混沌的拉普拉斯型共振和一个明显偏心的短周期超级地球中，这个系统代表了对太阳系外行星动力学的独特阐述。一个关键的问题，关系到这个系统的长期演化，以及近距离行星的命运，是如何保持最内侧行星的显着偏心率，以对抗与宇宙年龄相当的时间尺度上的潮汐循环。在这里，我们采用随机长期扰动理论和N体模拟表明，最内部的行星的轨道是由外在的混沌强迫和潮汐耗散之间的微妙平衡。因此，行星的轨道偏心率代表了其潮汐品质因数的间接测量。根据该系统的现今结构，我们估计太阳系外的超级地球GJ 876 d具有太阳系气体巨星的潮汐Q~ 10，000 - 100，000- a值特征。
2018-02-23 astro-ph.EP
Dynamics of escaping Earth ejecta and their collision probability with different Solar System bodies
有人认为，在大撞击中加速的地球地壳物质向行星际空间的喷射可能导致地球与太阳系其他天体之间的生物物质交换。在本文中，我们分析的命运碎片从地球上喷出的大量测试粒子的动力学数值模拟的手段。这使我们能够确定喷出物与太阳系其他行星碰撞的概率和条件。我们还估计了粒子在被喷射后作为时间的函数落回地球的数量。我们发现，在一般情况下，地球喷出物与金星和月球的碰撞率，以及回落率，与文献报道的结果是一致的。通过考虑比以前所有计算中更多的粒子，我们还直接确定了与火星的碰撞概率，并首次计算了与木星的碰撞概率。我们发现，与火星的碰撞概率是大于碰撞截面估计先前报道确定的值。
2011-08-17 astro-ph.EP
Was Earth's water acquired locally during the earliest phases of the Solar System formation?
本文通过计算化学方法，利用水冰结合能的高斯分布模型，提出地球水可能在太阳系形成早期于原太阳星云雪线内就地获得，无需外部输送。
2025-07-05 astro-ph.EP
Solar Radiation Pressure Resonances in Low Earth Orbits
这项工作的目的是突出与太阳辐射压力有关的轨道共振在低地球轨道上可能发挥的关键作用。我们回顾了相应的文献，并提供了一个分析工具来估计最大偏心率，可以实现良好的初始条件。然后，我们将简化模型与更全面的动力学模型所获得的结果进行比较。该分析具有重要的意义，不仅从理论角度来看，因为它表明过去低估了某些共振的作用，而且从实际角度来看，从寿命终了卫星被动离轨解决办法的角度来看也是如此。
2017-09-28 astro-ph.EP
Long-term influence of asteroids on planet longitudes and chaotic dynamics of the solar system
本文的目的是比较不同来源的随机性在太阳系。更准确地说，我们研究的重要性，长期影响的小行星的混沌动力学的太阳系。我们表明，小行星对行星的影响是类似于一个白噪声过程，当这些影响被认为是在一个时间尺度上远远大于相关时间$τ_φ\simeq10^{4}$年的小行星轨迹。我们计算的时间尺度$τ_{e}$后，小行星的随机演化的影响导致的扰动拉普拉斯\textendash拉格朗日长期动力学的初始条件的信息丢失。这个时间尺度的数量级是由理论论证精确确定的。这个时间尺度应该与没有小行星（内在混沌）的太阳系的李雅普诺夫时间$τ_{i}$进行比较。我们得出结论，$τ_{i}\simeq10\, \text{Myr} \ll τ_{e} \simeq10^{4}\, \text{Myr}$，表明外部来源的混乱出现作为一个小扰动的随机长期行为的太阳系，而不是由于内在的混乱。
2017-07-12 astro-ph.EP nlin.CD
Estimation of solar illumination time on the earth by an analytical model: a fertile scenery for to teach physics
本文提出了一个计算一年中任何时间和任何纬度的地球光照时间的解析模型，该模型假定黄道面为常数，光束为平行线，地球为球形，地球的平移运动为均匀的圆形，这个模型也展示了天文学的背景，教师可以借此教授基础物理学。它是通过运动之间的关系建立的，通过分析波前光的平移和旋转，找到了地球上的光照带，并估算了地球匀速圆周运动时特定纬度上的光照时间。本模型与澳大利亚地球科学局的数值结果进行了比较，发现最大感知误差为1.6%，该值主要归因于该模型中的圆形轨迹与真实椭圆轨迹之间的差异。在不使用球面三角学的情况下，获得了一个分析模型，该模型可以非常接近地估计一年中任何时候和地球上任何纬度的太阳照射时间，该模型为研究物理学的基本方面提供了真实的背景。
2012-10-12 astro-ph.EP
Semi-analytical estimates for the chaotic diffusion in the Second Fundamental Model of Resonance. Application to Earth's navigation satellites
该研究基于第二基本共振模型的Weierstrass椭圆函数解析解，结合Melnikov与Landau-Teller理论构建随机模型，半解析估计共振混沌层内的扩散系数，并以$2g+h$日月共振中的地球导航卫星为例验证了方法与数值结果吻合良好。
2023-06-16 astro-ph.EP nlin.CD
On the Formation of Super-Earths with Implications for the Solar System
我们首先考虑如何在一个原行星盘的湍流水平影响的形成位置，为观测到的近在太阳系外的超级地球。我们发现，一个原行星盘，包括一个死区（低湍流区域）有实质上更多的材料在磁盘的内部部分，可能允许在原位形成。为了使死区在磁盘的整个寿命期间持续，需要活性层表面密度足够小，<100 g/cm^2。通过死区的迁移可能非常缓慢，因此超级地球形成后通过死区向恒星迁移的可能性较小。对于完全湍流盘，没有足够的材料用于原位形成。然而，在这种情况下，超级地球可以在磁盘中更远的地方形成，并在合理的时间尺度上向内迁移。我们认为这两种形成机制在不同的行星系中起作用。这有助于解释观测到的超级地球密度的大范围变化，因为形成位置决定了组成。此外，我们推测超级地球可能在我们的太阳系内部形成，并清除了水星轨道内部区域的物质。如果在最后的气盘吸积过程中气盘足够冷，超级地球可以穿过气盘并落入太阳。虽然满足所有这些要求肯定是可能的，但我们并不指望它们在所有系统中都会出现，这可能解释了为什么太阳系在缺乏超级地球方面有些特殊。
2016-03-26 astro-ph.EP
A planet or primordial black hole in the outer region of the Solar system and the dust flow near Earth orbit
本文研究了太阳系外缘可能存在的被捕获行星或原初黑洞对尘埃粒子的引力散射作用，发现该过程可将尘埃转移至地球轨道，其计算流量与观测值相符，从而对天体参数和奥尔特云尘埃总量提出了联合限制。
2023-12-10 astro-ph.EP
Toward a Deterministic Model of Planetary Formation VI: Dynamical Interaction and Coagulation of Multiple Rocky Embryos and Super-Earth Systems around Solar Type Stars
视向速度和凌日观测表明，太阳型恒星上的超级地球，其质量和周期可达~20 M_E和几个月，比那些质量为20 M_E的气体巨星更常见。在许多情况下，这些超级地球是多行星系统的成员，它们之间的相互动力学相互作用影响了它们的形成和演化。在本文中，我们修改了现有的数值人口合成方案，以考虑到原行星胚胎的相互作用，其不断发展的出生气盘，以及他们的密切散射和共振相互作用。我们表明，这是可能的一组紧凑的胚胎出现内部的冰线，生长，迁移，并聚集成紧密包装的车队，失速在其宿主恒星附近。在盘气耗尽后，它们经历轨道交叉、近距离散射和巨大撞击，形成多个岩石地球或超级地球，它们在约0.1AU的非共振轨道上运行，偏心率约为0.01 - 0.1。我们认为，大多数周期在几天到几周之间的难熔超级地球可能是通过这个过程形成的。这些超级地球与类海王星冰巨星的不同之处在于它们的紧凑尺寸和缺乏实质性的气体外壳。
2010-06-14 astro-ph.EP
Our Solar System Neighborhood: Three Diverging Tales of Planetary Habitability and Windows to Earth's Past and Future
该研究通过分析太阳系内金星、地球、火星三颗类地行星的基本特性及太阳演化对其演化路径的影响，提出三者的演化可作为行星宜居性研究的重要模板，助力构建更综合的宜居性研究方法。
2024-11-02 astro-ph.EP
Climate sensitivity to ozone and its relevance on the habitability of Earth-like planets
大气臭氧对大气温度结构有重要影响。然而，它并没有被包括在以前的研究增加太阳辐射对地球气候的影响。在这里，我们研究的气候敏感性的存在/不存在的臭氧与太阳强迫增加的全球气候模式的第一次。我们发现，臭氧的变暖效应增加了低层大气的湿度和地面温度。在相同的太阳辐照度下，平均地面温度比没有臭氧的模拟行星高7 K。因此，在较低的太阳辐照度下（1572 Wm^-2，而在没有臭氧的情况下为1647 Wm ^-2），就可以达到湿润温室阈值，即平流层中水蒸气变得丰富的状态。我们的研究结果表明，臭氧降低了类地行星保持宜居的最大太阳辐照度。
2019-01-09 astro-ph.EP
Formation of the four terrestrial planets in the Jupiter-Saturn chaotic excitation scenario: fundamental properties and water delivery
Kindai University（近畿大学）；Center for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台天体计算物理中心）；Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology（千叶工业大学行星探索研究中心）
研究通过木星-土星混沌激发情景分析，发现四颗类地行星的形成与水输送机制相关，并揭示了地球水含量的来源。
2026-02-19 astro-ph.EP
Long-term Dynamical Stability in the Outer Solar System I: The Regular and Chaotic Evolution of the 34 Largest Trans-Neptunian Objects
我们对外太阳系的稳定性进行了广泛的分析，利用频率分析技术对近10万个测试粒子进行了短期积分，并对200.1 Gyr长的数值模拟进行了统计分析，它考虑了巨行星和34个最大的海王星外天体之间的相互扰动（我们把所有34个天体都称为“矮行星”，DP，即使可能只有其中最大的才是真正的DP）。从频率分析，我们产生了统计扩散地图的广泛区域的$a$ - $e$相空间平面，我们还提出了平均扩散时间的轨道作为近日点的函数。后来，我们将注意力转向34个DP，对每个DP进行了个性化分析，并对它们的未来稳定性进行了初步近似。从34个DP的200种不同的轨道演化实现中，我们将样本分为三类，每类包括17个稳定物体、11个不稳定物体和6个共振物体;我们还发现，从统计学上看，样本中的2个物体将在下一个Gyr内离开海王星外区域，很可能被逐出太阳系，但进入海王星轨道的可能性不可忽略，要么与一颗巨大的行星相撞，要么甚至坠入内太阳系，在那里我们的模拟不再能够解决它们的连续演化。
2021-07-01 astro-ph.EP
Nebula-Relay Hypothesis: Primitive Life in Nebula and Origin of Life on Earth
提出了关于地球生命起源的新模型---星云中继假说, 它是宇宙胚种论的修改版本. 在这个模型中, 作为宇宙``种子''的原始生命起源于太阳系的前身恒星系统中的生物化学过程, 并且在前身恒星死亡后充满整个原太阳星云. 地球生命的起源可以分为3个阶段: 太阳前身恒星的原始生命起源, 原太阳星云时期和太阳系形成与地球生命时期. 这个模型最主要的推论是原始生命(或其后裔)以及它们的化石存在于太阳系内各种天体之中.
2021-06-12 astro-ph.EP physics.pop-ph
Near-Earth Asteroid Satellite Spins Under Spin-Orbit Coupling
我们开发了一个四阶数值积分器来模拟两个具有任意质量分布的刚体在相互引力势的影响下的耦合自旋和轨道运动。我们模拟的动力学组件在良好的特征二元和三元近地小行星系统，并使用截面图的表面映射可能的自旋配置的卫星。对于异步卫星，分析揭示了卫星的自旋状态是混沌的相空间的大区域。对于同步卫星，我们表明，天平动振幅可以达到可检测的值，即使是适度细长的形状。相空间中混沌区域的存在对双星小行星的演化有重要影响。它可能会大大增加自旋同步时间尺度，解释观察到的异步二进制文件的比例，延迟BYORP类型的演变，并延长二进制文件的寿命。由于大的振动而引起的自旋速率的变化也影响了光变曲线和雷达观测的分析和解释。
2015-02-04 astro-ph.EP
Secular chaos and its application to Mercury, hot Jupiters, and the organization of planetary systems
在内太阳系中，行星的轨道是混沌的，主要是由长期混沌驱动的。水星有一个特别混乱的轨道，并在几十亿年内有消失的危险。就像长期的混乱正在重组今天的太阳系一样，它很可能在过去帮助组织了它。我们认为太阳系外的行星系在很大程度上也是由长期混沌组织起来的。热木星可能是一个长期混乱的行星系的最终状态，让人想起太阳系。但在热木星的情况下，最里面的行星是木星（而不是水星）大小，当它被它的恒星潮汐捕获时，它的混沌演化就结束了。在这篇文章中，我们回顾了我们最近的工作，阐明了长期混沌的物理学，并将其应用到水星和热的水星。我们还提出了将由此产生的热木星的倾角与观测结果进行比较的新结果。
2013-11-05 astro-ph.EP
A Review of Exoplanetary Biosignatures
我们回顾了该领域的系外行星的生物特征，主要集中在大气气相物种。由于缺乏类地行星大气的数据，一种常见的方法是从太阳系和早期地球的知识推断类地系外行星。因此，我们审查的主要过程（如大气光化学和传输）影响最常见的考虑物种（如O2，O3，N2O，CH4等）。在现代地球、早期地球、太阳系和类地系外行星的背景下。因此，我们认为这些物种在太阳系和更远的已知非生物来源。我们还讨论了与大气生物特征谱相关的可探测性问题，如谱带强度和独特性。最后，我们总结了当前航天局的路线图相关的生物特征科学在系外行星的背景下。
2017-10-11 astro-ph.EP
An Overview of the 13:8 Mean Motion Resonance between Venus and Earth
自从Laskar（1989）的开创性研究以来，人们就知道内部行星系的轨道是混乱的，即使是逃逸也不是不可能的，尽管是在数十亿年的时间尺度上。这项研究的目的是在相空间中定位金星和地球的轨道，分别看看它们的轨道有多接近混沌运动，这将导致内行星在更短的时间尺度上不稳定的轨道。因此，我们在不同的动力学模型中进行了不同初始条件的数值实验-一方面，金星-地球耦合被设置为接近不同的平均运动共振（MMR），另一方面，金星的轨道偏心率（或倾角）被设置为e = 0.36（i = 40度）。金星-地球对几乎完全处于13：8的平均运动共振中。内部较强的8：5 MMR和13：8共振外部的5：3 MMR在地球半长轴的一个小偏移范围内（只有1.5%）。特别是水星是强烈的影响，相对较小的变化，偏心率和/或倾斜的金星在这些共振。甚至最里面的行星也有可能逃逸，这可能发生得相当快。
2009-11-12 astro-ph.EP
Organics in the Solar System
复杂的有机物现在普遍存在于陨石、彗星、小行星、行星卫星和行星际尘埃颗粒中。这些有机物的化学组成和可能的来源。具体来说，我们讨论了太阳系有机物和复杂的有机物合成在恒星演化的后期阶段之间的可能联系。最后讨论了地外有机物对地球生命起源的影响以及地球上存在原始有机物的可能性。
2019-01-15 astro-ph.EP
Iron isotope anomalies and the origin of the Earth
Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）
研究通过高精度铁同位素数据揭示地球mantle的铁来源并非CI球粒陨石，排除了太阳系外迁移碎石的形成模型，支持地球在太阳系内通过层级增长形成。
2026-03-22 astro-ph.EP
Suppression of Chaotic Motion of Tethered Satellite Systems Using Tether Length Control
本研究针对圆形轨道中由无质量不可伸长系绳连接的主、子卫星系统，在忽略多种干扰且子卫星无推进器的设定下，探究其姿态与控制运动问题，为系绳卫星系统的混沌运动抑制研究提供基础分析。
2023-07-25 astro-ph.EP nlin.CD
Solar dynamo as host power pacemaker of the Earth global climate
众所周知，所谓的太阳能起搏器问题与太阳对基本地球物理过程的能量影响的某些隐藏但关键的机制有关，是现代气候学的主要和令人困惑的问题之一。这一机制的“轨迹”长期以来在日地物理学的各种问题中表现出来，特别是在气候学中，太阳-气候变率被稳定地观测到。然而，在太阳活动周期中，太阳能量（太阳辐照度或日射量）的微小变化能够引起天气和气候变化的机制仍然是未知的。我们分析了太阳气候变化的可能原因，集中一个人的注意力在太阳速跃层的磁通量的时间变化和地球磁场（Y分量）之间的强相关性的物理证实。我们提出了一个有效的太阳发电机-地球发电机连接机制，它扮演着太阳能起搏器的角色，地球全球气候。
2011-07-13 astro-ph.EP physics.geo-ph
Small Bodies Tell the Story of the Solar System: A Scientific Rationale for a Multi-Target Small Body Sample Return Program including the Earth-based Laboratory Analysis of Returned Samples
小天体是太阳系历史上不同时代的时间胶囊，从太阳系内最原始的物质到更大天体的进化碎片。小型天体样品返回计划是小型天体探测的一个重要组成部分，该计划应包括飞行任务和实验室分析的机会。
2020-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Formation of Super-Earth Mass Planets at 125-250 AU from a Solar-type Star
我们研究了在125-250天文单位围绕一颗太阳质量的恒星运行的冰冷的超级地球质量行星的形成途径。一套广泛的凝聚计算表明，1厘米至10米的微行星群可以在1-3 Gyr的时间尺度上形成超地球质量的行星。碰撞阻尼的0.01-100厘米颗粒在寡头增长是这些模拟的一个亮点。在某些情况下，阻尼启动了第二个失控的增长阶段，100-3000公里的原行星增长到超级地球的大小。我们的研究结果建立了初始条件和物理过程所需的超级地球行星在离主星很大的距离原位形成。对于HD 107146、HD 202628和HD 207129附近的尘埃盘，在80-150 AU处正在进行的超级地球形成可能会在碎片中产生间隙和其他结构。在太阳系中，要形成一颗小于300天文单位（大于1000天文单位）的行星X，需要一个中等（非常大）的原太阳星云。
2015-04-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Microlensing path parametrization for Earth-like Exoplanet detection around solar mass stars
本文提出了一种新的参数化方法来描述由类地系外行星围绕一颗质量为太阳质量的恒星构成的微透镜系统的碰撞参量u0和碰撞角α。我们提出了这样的系统的焦散拓扑结构，以及使用这样一个新的参数化产生的相关的光变曲线。在相同的点密度和精度的常规方法的基础上，我们得到的结果快5倍，发现类地系外行星。在这场光度天文学的大数据革命中，我们的方法将影响未来的任务，如WFIRST（NASA）和Euclid（ESA），以及它们的数据管道，为这类特定的微透镜事件提供快速而深入的系外行星探测，否则可能会丢失。
2018-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unprecedented accurate abundances: signatures of other Earths?
140多年来，我们太阳的化学成分一直被认为是典型的太阳型恒星。我们对太阳相对于太阳双胞胎的高度微分元素丰度分析具有前所未有的精度（~0.01 dex），表明太阳具有特殊的化学成分，与太阳双胞胎相比，相对于挥发性元素，难熔元素消耗约20%。丰度差异与元素的冷凝温度密切相关。一项类似的行星巡天太阳类似物研究表明，这种特殊性也适用于与已知有近距离巨行星的太阳类似物的比较，而大多数没有探测到巨行星的太阳类似物显示出太阳丰度模式。太阳化学成分的特殊性可以解释为像我们自己的地球这样的类地行星形成的标志。
2009-10-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
MHD study of planetary magnetospheric response during extreme solar wind conditions: Earth and exoplanet magnetospheres applications
背景：恒星风和行星际磁场改变了行星磁层的拓扑结构。因此，直接暴露于恒星风的危险影响，例如对绕地球运行的卫星的完整性或系外行星的可居住性的影响，取决于空间天气条件。目的：这项研究的目的是分析类地磁层对各种空间天气条件和行星际日冕物质抛射的反应。计算了磁层顶间距、开闭场线边界和等离子体流向行星表面的流动。研究方法：我们使用球坐标系下的MHD程序PLUTO对恒星风的动压和温度以及行星际磁场强度和方向进行了参数化研究。所分析的参数范围从正常的空间天气条件到极端的空间天气条件，这些条件与太阳主序的当前和早期地球轨道上的日冕物质抛射相一致。此外，分析了亚阿文太阳风配置对地球和系外行星磁层的影响。结果如下：即使在超级日冕物质抛射期间，在赤道纬度的地球日侧，太阳风的直接降水也是极不可能的。另一方面，在沿着太阳主序的早期演化阶段，一旦太阳自转速率至少快了$5$倍（<4.4亿年），地球表面在日冕物质抛射期间直接暴露在太阳风中。如今，高轨道、地球同步轨道和中轨道的卫星在日冕物质抛射期间直接暴露于太阳风，因为地球日侧的部分轨道超出弓形激波的鼻部。
2022-03-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chaotic Disintegration of the Inner Solar System
在大大超过轨道周期的时间尺度上，典型的行星轨道以随机但稳定的方式演变。然而，在更长的时间尺度上，行星轨道可以自发地从有界混沌状态转变为无界混沌状态。与这种行为相关的大规模不稳定性似乎在塑造行星系的结构方面发挥了主导作用，包括我们自己。在这里，我们展示了这种转变是如何可能的，重点是水星长期演变的具体情况。我们开发了一个简单的分析模型水星的动力学和阐明其短期随机行为的起源，以及其突然进展到无界混沌。我们的模型可以估计这种转变可能被触发的时间尺度，即我们所知道的太阳系的动力学寿命，所制定的理论与数值模拟的结果是一致的，并广泛适用于由长期相互作用主导的太阳系外行星系。这些结果构成了一个显着的进步，在我们的理解过程中负责塑造的动力结构的一般行星系。
2014-11-18 astro-ph.EP math.DS nlin.CD
The Sun-Earth-Moon Connection: II--Solar Wind and Lunar Surface Interaction
本文利用IAPIC动力学模型模拟太阳风—磁层—电离层—月球耦合，证明月球穿越地球磁尾时仍有离子抵达月面，空间风化与表面充电过程持续存在。
2023-08-09 astro-ph.EP physics.space-ph
Sun-Earth connection Event of Super Geomagnetic Storm on March 31, 2001: the Importance of Solar Wind Density
2001年3月29日，在NOAA太阳活动区9393（N20 W19）观测到了一次X1.7级耀斑和一次日冕日冕物质抛射，预计速度为942 km/s。当CME到达地球时，它引发了一场超级地磁风暴（以下简称超级风暴）。我们发现日冕物质抛射总是按照不同能量质子的强度-时间分布向地球方向移动。考虑L1点太阳风的延迟地磁效应，利用SYM-H指数，分析了2001年3月31日超级风暴主相的太阳风参数。根据SYM-H指数在超级风暴主位相期间的变化特征，将超级风暴主位相分为两个阶段。对比研究了引起这两部分的太阳风参数，发现除了南向磁场和太阳风速度外，太阳风密度对太阳风能量向磁层的传递起着重要作用。
2019-10-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Solar axions as an energy source and modulator of the Earth magnetic field
我们表明，太阳速度跃层（对流区底部）磁场环向分量的时间变化与地球磁场（Y分量）之间存在很强的负相关性。假设的太阳轴子在外部电场或磁场中能转化为光子（逆普里马科夫效应），它可能是太阳对流带磁场调制地球磁场的工具。我们提出了“太阳发电机-地球发电机”连接的轴子机制，即在太阳核中形成的轴子的能量首先受到太阳速跃层磁场的调制（由于逆相干普里马科夫效应）并且之后在地球磁场的影响下在地球的液核中被吸收，从而起到能源和地球磁场调制器的作用。在这一机制的框架内，我们得到了轴子与光子耦合强度（ga_gamma约为5*10^-9 GeV^-1）和轴子质量（ma ~ 30 eV）的新估计。
2010-08-16 astro-ph.EP hep-ph physics.geo-ph
Characterizing the Impact of Alfvén Wave Forcing in Interplanetary Space on the Distribution of near-Earth Solar Wind Speeds
本文利用近日动能通量观测和太阳风演化模型，论证了行星际空间中的阿尔文波强迫是产生近地最快非瞬态太阳风速度分布的主要加速机制，并表明太阳风阿尔文性可将近地观测统计映射至源区拓扑结构。
2025-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
The HARPS search for southern extra-solar planets XXXIV. Occurrence, mass distribution and orbital properties of super-Earths and Neptune-mass planets
我们报告的结果进行了为期8年的调查在拉西拉天文台与HARPS光谱仪探测和表征行星在超级地球和海王星质量制度。我们的恒星样本的大小和HARPS所达到的精度允许探测足够多的低质量行星，以研究其轨道要素的统计特性，主恒星金属丰度与行星质量的相关性，以及太阳型恒星周围行星系的出现率。对系统频率的可靠估计表明，超过50%的太阳型恒星至少拥有一颗任何质量的行星，周期长达100天。与气态巨行星相比，质量小于30 M-地球的行星群具有不同的性质。超级地球和海王星质量行星（SEN）的质量分布在30到15米地球之间强烈增加。SEN的发生率并没有表现出对富金属星的偏好。SEN行星大多属于多行星系。SEN行星的轨道偏心率似乎被限制在0.45。与此相反，气态巨行星的出现率随周期的对数而增大，并随主星金属丰度的增大而增大。大约14%的太阳型恒星有一个质量超过50M的行星伴星-地球？在一个周期短于10年的轨道上运行观测到的巨行星轨道偏心率高达0.9或更高。HARPS型摄谱仪的精确度为探测太阳型恒星宜居带中的行星提供了可能。通过多普勒光谱学，可以识别出大量在太阳附近绕太阳运行的超级地球。本文附录中公布了37颗新发现的行星，其中有15颗超级地球。
2011-09-12 astro-ph.EP astro-ph.SR
Empirical evidences for a planetary modulation of total solar irradiance and the TSI signature of the 1.09-year Earth-Jupiter conjunction cycle
利用1978年以来由ACRIM和PMOD卫星提供的太阳总辐照度（TSI）时间序列资料，对TSI时间序列进行了分析。我们发现行星引起的强迫和调制太阳活动的经验证据。功率谱和直接数据模式分析揭示了1.09年地球-木星合相周期的清晰特征，特别是在太阳活动周期23的最大值期间。这似乎表明，在太阳活动极大期，太阳的木星一侧稍微亮一些。当地球每1.09年穿过太阳-木星合线时，就会观察到这种效应。在TSI记录中观察到多个光谱峰，这些光谱峰与已知的行星谐波相一致，例如水星、金星、地球和木星之间的春季、轨道和会合周期：水星-金星春季潮汐周期（0.20年）;水星轨道周期（0.24年）;金星-木星大潮周期金星-水星会合周期（0.40年）;金星-木星会合周期（0.65年）;以及金星-地球春季潮汐周期（0.80年）。强有力的证据也发现了一个0.5年的TSI周期，这可能是由地球每年两次穿越太阳赤道平面驱动的，并可能表明纬度太阳光度不对称。由于春季和会合的行星周期似乎是本和TSI签名的振幅出现在太阳黑子周期最大值增强，我们推测，在年度和次年度尺度的引力和电磁行星太阳相互作用和内部非线性反馈可能调制太阳活动。引力潮汐力应该主要强调弹簧周期，而电-磁力可能与太阳摆动动力学有关，并将主要强调会合周期。
2013-07-29 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
WIMP diffusion in the solar system including solar WIMP-nucleon scattering
暗物质以弱相互作用大质量粒子（WIMP）的形式存在，可以被太阳和地球捕获，沉入它们的核心，湮灭并产生中微子，中微子望远镜可以搜索到这些中微子。太阳和地球中WIMP捕获率的计算受到太阳系中行星效应的巨大不确定性的影响，使捕获率降低了一个数量级（在某些情况下甚至更多）。我们表明，弱散射捕获的弱相互作用粒子在太阳系中也构成了一个重要的约束的弱相互作用粒子的人口。考虑到这个粒子数以及它与通过引力扩散束缚的粒子数的相互作用，就可以消除行星对俘获率的影响，而且俘获过程基本上就像太阳和地球在星系晕中是自由的一样。因此，来自太阳和地球的中微子信号明显高于捕获率降低的情况下所声称的。
2012-07-10 astro-ph.EP astro-ph.HE
Strategies For Non-Planar Configurations Of Geostationary Tethered Collecting Solar Power Satellite Systems
针对地球静止系绳收集式太阳能卫星系统平面构型必须共享同一地球静止轨道平面的限制，本文研究其非平面构型策略。
2023-07-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Solar wind density turbulence and solar flare electron transport from the Sun to the Earth
太阳耀斑加速的电子束从太阳传播出去，可以与行星际湍流介质相互作用，产生等离子体波和III型射电辐射。这些电子束在地球附近被探测到，具有双幂律能谱。我们模拟电子束从太阳到地球的弱湍流制度考虑到自洽产生的等离子体波和随后的波与密度波动的相互作用，从低频MHD湍流。由不稳定电子束引起的等离子体波的速率被背景密度波动降低，当波动具有大幅度或小波长时最剧烈。这种对等离子体波的抑制改变了波的分布，从而改变了电子束的传输。假设5/3 Kolmogorov型功率密度谱的波动经常观察到的地球附近，我们调查相应的能量谱的电子束后，它已经传播了1 AU。我们发现双幂律谱低于破缺能量和背景等离子体的湍流强度之间的直接相关性。对于初始光谱指数为3.5，我们发现一个范围内的光谱低于1.6-2.1之间的断裂能量，与较高的湍流水平对应于较高的光谱指数。
2010-07-29 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
CME Evolution in the Structured Heliosphere and Effects at Earth and Mars During Solar Minimum
太阳的活动在太阳活动极小期和太阳活动极大期之间交替，前者对应于日光层的“安静”状态。在太阳活动极小期，从它们在太阳诞生的整个行星际旅程中跟踪爆发事件和太阳风结构原则上是更直接的。在本文中，我们报告了2018年8月下半月发生的一系列太阳瞬变事件的起源，演变和日光层影响的分析，即在太阳周期24的后期下降阶段中。特别是，我们专注于两个连续的日冕物质抛射（CME）和一个后续的高速流（HSS）对地球和火星的方式。我们发现，第一次CME影响了两颗行星，而第二次造成了强烈的磁暴在地球上，并继续错过火星，但经历了空间天气的影响，从流相互作用区（SIR）之前的HSS。对得到日光层建模支持的遥感和现场数据的分析表明，日冕物质抛射与高速日冕物质抛射的相互作用导致第二次日冕物质抛射在行星际空间中旋转和偏转，这突出表明，即使在“较简单”的太阳极小期，准确再现周围的太阳风也至关重要。最后，我们讨论了上游太阳风的条件和瞬态结构负责驾驶空间天气的影响，在地球和火星。
2022-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
How Special Is the Solar System?
考虑到地球是迄今为止银河系中唯一已知的拥有生命的地方，问题就出现了，太阳系是否在任何方面都很特别。为了解决这个问题，我将太阳系与许多最近发现的系外行星系统进行了比较。我确定了太阳系与大多数其他系统区别开来的两个主要特征：（i）缺乏超级地球，（ii）没有近距离行星。我检查超级地球的形成模型，以及小行星带的演化模型，小行星撞击地球的速率，以及雪线，所有这些都可能对类地行星上生命的出现和演化产生一些影响。最后，我回顾了布兰登·卡特关于智慧文明罕见的论点，并回顾了对这一论点的一些批评。
2018-01-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
Oxygen fugacities of extrasolar rocks: Evidence for an Earth-like geochemistry of exoplanets
氧逸度是衡量岩石氧化程度的一个指标，它会影响行星的结构和演化。太阳系中的大多数岩石天体形成时的氧逸度大约比太阳系中富含氢的气体高五个数量级。目前还不清楚太阳系中的这种岩石氧化是否是其他行星系中的典型现象。我们利用在六颗被岩石吸积污染的白矮星中观察到的元素丰度来确定这些太阳系外岩石中氧化铁的比例，从而确定它们的氧逸度。这一结果与地球、火星和太阳系中典型小行星的氧逸度一致，表明至少有一些岩石系外行星在结构和地球化学上与地球相似。
2019-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
The Evolution of Earth's Magnetosphere During the Solar Main Sequence
当一颗恒星在主序星期间向下旋转时，它的风属性会受到影响。在这项工作中，我们调查如何地球磁层已响应于太阳风的变化。地球磁层模拟使用三维磁流体动力学模型，将不断变化的本地属性的太阳风。另一方面，太阳风是在1.5D中建模的，其旋转速率范围Omega是当今太阳旋转（Omega_sun）的50到0.8倍。我们的太阳风模型使用了磁场强度、基础温度和密度的经验值，这些值来自于对类太阳恒星的观测。我们发现，旋转率~10 Ω_太阳，地球磁层是大大小于它是今天，表现出强烈的弓形冲击。当太阳向下旋转时，磁层顶的离地距离在较高的旋转速率下（早期年龄，> 1.4 Ω_sun）随Ω ^{-0.27}而变化，在较低的旋转速率下（老年，< 1.4 Ω_sun）随Ω ^{-2.04}而变化。这种突变是太阳风演化所采用的经验性质的结果。我们还看到了磁层顶距离和太阳下线上的激波厚度之间的线性关系，对于大多数的演变（< 10 Ω_太阳）。一个年轻的快速旋转的太阳可能有高达30到50欧米茄太阳的旋转速率。在这些推测的情况下，在30 Ω_太阳，一个弱的冲击会形成，但对于50 Ω_太阳，我们发现，没有弓形冲击可能存在于地球磁层周围。这意味着随着太阳继续向下旋转，强烈的冲击会在我们的星球周围发展，并在太阳主序的大部分时间内保持。
2019-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Onsets and spectra of impulsive solar energetic electron events observed near the Earth
脉冲太阳高能电子经常在地球附近的行星际空间被观测到，并且对于知之甚少的太阳耀斑加速过程具有吸引人的诊断潜力。我们研究了太阳耀斑高能电子在日球等离子体中的输运，以了解输运对观测到的脉冲太阳电子事件的发生和光谱特性的作用。考虑静电电子等离子体（Langmuir）波的自洽产生和吸收、非均匀等离子体效应、碰撞和朗道阻尼，模拟了高能电子在太阳风等离子体中从太阳加速区到地球的传播过程。模拟结果表明，束流驱动的等离子体湍流和太阳风密度不均匀性的影响起着至关重要的作用，并导致出现以下现象：a）单一幂律注入电子谱的谱突变，谱突变下方的谱变平坦; b）低能电子注入的明显早期开始; c）低能电子注入的明显晚期最大值。我们发现，所观察到的发病，在低能量的光谱平坦化，并在几十keV的断裂能量的形成是波-粒子相互作用的非均匀等离子体中的一个单一的加速电子人口与初始的幂律谱的直接表现。
2009-03-14 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
The Influence of Different Phases of a Solar Flare on Changes in the Total Electron Content in the Earth's Ionosphere
本研究通过联合分析太阳辐射与TEC变化，定量估算了X2.9耀斑各相位的电离层响应，发现EUV晚期相较弱辐射的贡献约为脉冲相TEC增量的三分之一。
2024-07-19 astro-ph.EP physics.space-ph
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
