Observations in 2013 and 2014 of the Centaur 10199 Chariklo and its ring system consistently indicated that the radial width of the inner, more massive ring varies with longitude. That strongly suggests that this ring has a finite eccentricity despite the fast differential precession that Chariklo's large quadrupole moment should induce. If the inferred apse alignment is maintained by the ring's self-gravity, as it is for the Uranian rings, we estimate a ring mass of a few times 10^16 g and a typical particle size of a few meters. These imply a short collisional spreading time of ~10^5 years, somewhat shorter than the typical Centaur dynamical lifetime of a few Myrs and much shorter than the age of the solar system. In light of this time constraint, we evaluate previously suggested ring formation pathways including collisional ejection and satellite disruption. We also investigate in detail a contrasting formation mechanism, the lofting of dust particles off Chariklo's surface into orbit via outflows of sublimating CO and/or N_2 triggered after Chariklo was scattered inward by giant planets. This latter scenario predicts that rings should be common among 100-km class Centaurs but rare among Kuiper belt objects and smaller Centaurs. It also predicts that Centaurs should show seasonal variations in cometary activity with activity maxima occurring shortly after equinox.
JWST occultation reveals unforeseen complexity in Chariklo's ring system
Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC(安达卢西亚天体物理研究所,西班牙高等科学研究委员会);Instituto de Física, Universidade Federal de Uberlândia (UFU)(乌贝兰迪亚联邦大学物理研究所);Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia - LIneA(机构间电子天文实验室);Grupo de Dinâmica Orbital e Planetologia, Faculdade de Engenharia e Ciêncas de Guaratinguetá, Universidade Estadual Julio de Mesquita Filho (GDOP/FEG/UNESP)(圣保罗州立大学朱利奥·德·梅斯基塔 Filho 工程学院瓜拉廷盖塔分校轨道动力学与行星学小组);Federal University of Rio de Janeiro - Valongo Observatory(里约热内卢联邦大学瓦隆戈天文台);Observatório Nacional/MCTI(国家天文台/巴西科技、创新和通信部);LIRA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Université, Univ. Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité(巴黎天文台,PSL研究大学,法国国家科学研究中心,索邦大学,巴黎第七大学,索邦巴黎城);Konkoly Observatory, HUN-REN Research Centre for Astronomy and Earth Sciences(孔科利天文台,匈牙利研究与创新网络地球与天文学研究中心);CSFK, MTA Centre of Excellence, Konkoly Thege Miklós út 15-17(马塔尔·特格·米克洛斯街15-17号卓越中心孔科利天文台);ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics(罗兰·厄特沃什大学物理研究所)
Rings around irregular bodies I. Structure of the resonance mesh, applications to Chariklo, Haumea and Quaoar
Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,里尔大学);University of Oulu(奥卢大学);Southwest Research Institute(西南研究院);CNRS(法国国家科学研究中心);LIRA, CNRS UMR8254, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université(拉格朗日力学和天体物理学实验室,法国国家科学研究中心,巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,CY塞尔吉-蓬图瓦兹大学);naXys, Department of Mathematics, University of Namur(纳克西斯研究中心,那慕尔大学数学系)
Rings Around Non-Spherical Worlds: Sub-mm Dust Retention Around Triaxial Small Bodies in the Solar System
HUN-REN CSFK Konkoly Observatory, MTA Centre of Excellence(匈牙利科学院研究网络天体物理学研究中心孔科利天文台,匈牙利科学院卓越中心);ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics and Astronomy(厄特沃什·罗兰大学物理与天文学研究所)
Formation of Centaurs' rings through their partial tidal disruption during planetary encounters
半人马座是在木星和海王星之间运行的小行星,它们与一个或多个巨行星有交叉轨道。最近的观测和对以前观测的重新解释揭示了10199 Chariklo和2060 Chiron周围存在环系统。然而,围绕这样一颗小行星的环系统的起源仍然是一个悬而未决的问题。在这里,我们提出,一个与巨行星近距离接触的差异化物体的潮汐破裂可以自然地在半人马座周围形成不同的环卫星系统。在近距离接触期间,经过物体的冰冷地幔优先被行星的潮汐力撕裂,碎片主要分布在最大残留体的洛希极限内。假设在冰冷的地幔下面存在$20-50$ wt%硅酸盐核,当天体以无穷远的相对速度$3-6$ km s $^{-1}$和8 h的初始自转周期通过行星洛希极限的$0.4-0.8$时,形成了一个粒子盘。所得环质量为中心物体质量的$0.1-10$ %。这样的粒子盘预计会径向扩散,扩散超过罗氏极限的物质将吸积到卫星中。我们的数值结果表明,环的形成将是这种极端近距离接触的自然结果,半人马座自然可以有这样的环系统,因为它们穿过巨行星的轨道。
The Dynamical History Of 2060 Chiron And Its Proposed Ring System
2013年,令人惊讶地发现了半人马座10199 Chariklo周围的环系统,这导致Ortiz等人重新分析了半人马座2060 Chiron的恒星掩星数据。在这项工作中,我们研究了拟议的凯龙星环系统的动力学历史,通过整合近36,000个半人马座的克隆,在太阳和四个巨行星的影响下,在时间上向后追溯了1亿年。当克隆人在半人马座地区时,所有克隆人和行星之间的近距离接触的严重程度都被记录下来,以及近距离接触之间的平均时间。我们发现严重和极端的近距离接触是非常罕见的,这使得凯龙星环系统自注入半人马座地区以来一直保持完整,我们发现这可能发生在过去的850万年内。我们的模拟产生了一个向后的动力学半衰期为0.7百万年的凯龙。研究发现,由于平均运动共振中的共振粘滞,共振跳跃克隆的半人马寿命平均是随机行走克隆的2倍。此外,我们提出的MEGNO和混沌的寿命地图的13 AU $\le a \le$ 14 AU和电子$\le$ 0.5的区域。我们证实了Chiron的当前平均轨道参数位于a-e相空间的高度混沌区域。
Physical properties of centaur (54598) Bienor from photometry
我们在2013年至2016年的四次观测活动中展示了Bienor的时间序列测光,并将其与文献中可追溯到2000年的先前观测结果进行了比较。结果表明,旋转光变曲线的振幅和绝对星等都有明显的下降。这表明,在过去的16年里,当Bienor围绕太阳运行时,旋转轴和视线之间的角度发生了明显的变化。根据光变曲线振幅数据,我们能够确定Bienor旋转轴的方向($β_p=50\pm3^{\circ}$,$λ_p=35\pm8^{\circ}$)。我们也能够约束的$b/a$轴比的三轴雅可比椭球体(与半轴$a>b>c$)。最佳拟合是$b/a=0.45\pm0.05$,在通常的流体静力平衡假设下,并假定Bienor旋转周期为9.17小时,它对应于密度值$594^{+47}_{-35}$ kg $\,$ m $^{-3}$。然而,Bienor在几个时期的绝对星等没有很好地再现。我们测试了几种解释,如放松流体静力学平衡约束,一个大的南北不对称的表面的Bienor或甚至一个环系统。当包含一个与Chariklo和Chiron的特征相似的环系统时,我们可以拟合光变曲线振幅和绝对星等。在这种情况下,导出的轴比修改为$b/a=0.37\pm0.10$。隐含密度为$678^{+209}_{-100}$ kg $\,$ m $^{-3}$。此外,环的存在与Bienor上水冰的光谱检测一致。然而,其他的解释也不能忽视。
How Saturn could create rings by itself. The third force of diamagnetic expulsion and the mechanism of the magnetic anisotropic accretion of the origin of Saturn's rings
Cronomoons: origin, dynamics, and light-curve features of ringed exomoons
近年来,人们一直在尝试探测系外行星的卫星和光环的技术和理论工作。卫星和行星之间较小的质量/尺寸比意味着这非常具有挑战性,因为只有一个系外行星系统可以发现系外卫星(即Kepler-1625 b i)。在这项工作中,我们研究了环状外卫星的动力学演化,被称为“cronomoons”,因为它们与Cronus(希腊语为土星)相似,并在Chronos(时间的缩影)之后,遵循过境时间变化(TTV)和过境持续时间变化(TDV),它们在宿主行星上产生。Cronomoons有扩展的环系统,使它们在经过其宿主恒星前时看起来比实际更大。我们探讨了可能导致这种环卫星环形成的不同可能的情况,并通过研究其尘埃和冰环颗粒的动力学/热力学稳定性和寿命,我们发现,一个孤立的cronomoon可以生存足够长的时间尺度被检测和跟踪。如果这些天体存在,那么新月的光环将呈现出类似于土星的卡西尼分区和类似于小行星带的柯克伍德间隙的间隙,但由于宿主行星引起的共振而升高。最后,我们在这项工作的范围内分析了开普勒-1625b i的情况,发现有争议的巨型卫星可能是地球质量的cronomoon。从理论的角度来看,这种情况下,可以有助于更好地解释当前和未来的观测的基础现象。
A Hybrid Origin for the Multiple Ring-Gap Structures in the Large Protoplanetary Disk V1094 Sco: A Low-Mass Planet and Secular Gravitational Instability
Kyushu University(九州大学);National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立天文台,自然科学研究院);Institute of Science Tokyo(东京科学大学);Kagoshima University(鹿儿岛大学)