Ionic emissions in comet C/2016 R2 (Pan-STARRS)
我们使用安装在印度阿布山红外天文台1.2米望远镜上的低分辨率光谱仪对一颗奇特的彗星C/2016 R2(Pan-STARRS)进行了观测。这颗彗星在2018年1月的两个日期被观测到,当时它的日心距离为2.8 AU。根据我们的观测结果进行的研究表明,这颗彗星的光谱与一般彗星的光谱相比是非常不寻常的。大多数主要的彗星排放物,如C $_{2}$,C $_{3}$和CN,在彗星C/2016 R2中不存在。然而,彗星光谱显示出非常强的发射带离子物种,如CO $^{+}$和N $_{2}^{+}$。从光谱中得出的平均N $_{2}$ /CO比值为0.09 $\pm$ 0.02,与太阳星云相比,该比值的损耗因子估计为1.6 $\pm$ 0.4。我们还探测到了超过5400埃的微小发射特征,尽管是轻微的。从它们的发射带计算CO $^{+}$和N $_{2}^{+}$的柱密度。光谱表明彗星冰主要由CO组成。与太阳星云相比,这颗彗星中N $_{2}$ /CO比的消耗因子较低,而且彗星的异常光谱是其形成位置的独特处理的结果在早期的太阳星云中。
2020-04-21 astro-ph.EP
New orbit recalculations of comet C/1890 F1 Brooks and its dynamical evolution
C/1890 F1 Brooks属于一组19颗彗星,Jan Oort用它来支持他著名的假设,即存在一个包含数千亿颗彗星的球形云,这些彗星的半长轴轨道在5万到15万au之间。布鲁克斯彗星因其一系列天体测量观测以及近两年的观测弧而脱颖而出。丰富的观测材料使这颗彗星成为一个理想的目标,可以用来测试在使用现代星表的原始(彗星-恒星)测量的基础上重新计算天体测量位置的努力是否合理。本文介绍了两种不同方法的基础上,这样的新的分析结果:(i)自动再还原的基础上彗星的位置和(彗星星)的测量,和(ii)部分自动再还原的基础上,原来使用的参考星的当代数据。我们表明,这两种方法提供了一个显着减少的轨道要素的不确定性。基于最优轨道解,讨论了Brooks彗星连续三次通过近日点的动力学演化。我们的结论是,C/1890 F1是一个动态的老彗星,通过太阳在距离低于5 AU在其以前的近日点通道。此外,它的下一个近日点将比1890-1892年的显灵更近一点。C/1890 F1也很有趣,因为它在穿过行星带时受到了非常小的行星扰动。因此,在下一次通过近日点时,它将再次成为来自奥尔特峰的彗星。
2016-04-26 astro-ph.EP
Are there any pristine comets? Constraints from pebble structure
我们表明,如果彗星(或任何小的冰冷的星子,如柯伊伯带对象)是由卵石堆,其内部的放射性以及地球化学加热的结果在相当不同的进化结果相比,类似的过去的研究。我们利用一维热物理演化代码,修改,包括国家的最先进的经验测量卵石的热导率和压缩,后者通过一个新的实验室实验在这里首次获得。结果表明,由于卵石热导率低,在演化过程中达到的峰值温度远高于任何以前的研究给出相同的形成时间。假设陨石放射性丰度,我们发现,只有非常小的,亚公里彗星有可能保留原始的,统一的和热处理的组成,他们形成。半径超过20公里的彗星通常会被快速且能量强大的水溶液水合反应扫过。在彗星大小和形成时间的整个范围内,演化导致各种挥发性物质的加工和分化,以及径向异质的核结构。然而,我们的计算也表明,假设的放射性核素的分数是一个关键的自由参数,因为同位素分析的唯一可用的彗星样本表明,没有26铝曾经存在于彗星81 P/野生2。我们表明,如果彗星形成早期的原行星盘(1-3万年内),放射性核素丰度确实必须比那些通常假设的陨石样本的基础上小得多。我们讨论了我们的研究结果的形成,现今的属性和未来的研究彗星的重要性。
2022-05-31 astro-ph.EP
NEOWISE Observations of Distant Active Long-period Comets C/2014 B1 (Schwartz), C/2017 K2 (Pan-STARRS), and C/2010 U3 (Boattini)
本研究利用NEOWISE的W1和W2波段观测三颗远距离长周期彗星,测量其CO和CO2产生率及尘埃活动,发现B1和K2为过度活跃彗星,且气体产生率不随日心距离单调变化。
2024-02-03 astro-ph.EP
SOFIA Infrared Spectrophotometry of Comet C/2012 K1 (Pan-STARRS)
我们提出了彗星C/2012 K1(Pan-STARRS)的近日点前红外8至31微米分光光度计和成像观测,这是一颗动态的新奥尔特云彗星,于2014年6月与美国宇航局的平流层红外天文台(SOFIA)设施(+FORCAST)进行。作为一颗"新"彗星(第一次进入内太阳系),彗发颗粒群可能是非常原始的,没有受到雾凇的阻碍,也没有受到足够的太阳辐射使其表面有机物碳化。彗星显示出一个弱的10微米硅酸盐特征,比最佳拟合的215.32 +/-0.95 K连续黑体高出约1.18 +/-0.03。所观察到的光谱能量分布的热模拟表明,彗差晶粒是分形固体,孔隙率因子D = 3,并且晶粒尺寸分布中的峰值a_peak = 0.6微米,大。亚微米彗差晶粒主要由无定形碳组成,硅酸盐与碳的比例为0.80(+0.25)(-0.20)。硅酸盐晶体质量分数为0.20(+0.30)(-0.10),类似于其他动态新彗星表现出弱的10微米硅酸盐特征。彗发尘埃在相位角为34.76度时的辐射热尘埃散射度为0.14 ± 0.01,在我们观测的时期,校正到零相位的平均尘埃产生率为Afrho~5340~cm。
2015-08-02 astro-ph.EP
Trajectory analysis for the nucleus and dust of comet C/2013~A1 (Siding Spring)
彗星C/2013 A1(侧泉)将于2014年10月19日在距离火星中心135,000公里+- 5000公里处与火星高速相遇。我们提出了一个全面的分析彗星核和尘埃尾巴的轨迹。C/2013 A1的核心即使在意外的大非引力扰动的情况下也不会撞击火星。此外,我们计算所需的喷射速度的尘埃颗粒的尾巴到达火星的粒子半径和密度和日心距离的函数喷射。我们的研究结果和最新的弹射速度模型之间的比较表明,只有从太阳释放超过13金的毫米至厘米大小的粒子才有可能产生影响。然而,这种远离太阳的彗星活动水平被认为是极不可能的。这些粒子的到达时间跨越以2014年10月19日20:09 TDB为中心的20分钟时间间隔,即,大约在火星穿过C/2013 A1轨道平面的时候。喷射速度比目前估计的大2倍以上,将允许较小的粒子从太阳喷射出接近3 au的撞击。这些粒子将在核的纯引力轨道的名义接近时期之后43到130分钟到达火星。
2014-04-17 astro-ph.EP
Preview of Comet C/2021 A1 (Leonard) and Its Encounter with Venus
长周期彗星C/2021 A1(Leonard)将于2021年12月18日接近金星,距离0.029天文单位,随后可能在不到两天后带着尘埃轨迹掠过金星。我们在2021年1月13日和3月3日用洛厄尔发现望远镜观测了C/2021 A1,并在2021年3月20日用帕洛玛黑尔望远镜观测了C/2021 A1,当时彗星的日心距离分别为r=4.97 au,4.46 au和4.28 au。尾部形态表明,尘埃在光学上主要是由前一年产生的半径约为0.1-1毫米的颗粒。窄带成像光度测定法和分光光度测定法均未显示任何确定的气体排放,因此后两个时期氯化萘产生量的3 σ上限均小于1 e23 molec/s。轨迹分析表明,在极大的日心距离(r>30 au)喷射的大颗粒(>1 mm)最有可能到达金星。金星上这类流星的流量,以及它们潜在的直接或间接可观测性,是高度不确定的,因为彗星的尘埃产生历史在这些距离上受到很差的限制,但可能会远远低于彗星C/2013 A1(赛丁泉)在2014年与火星更近距离相遇的流星流量,因此对金星轨道上的任何航天器构成的风险可以忽略不计。在之前的幻影中产生的尘埃不太可能对流星流量有实质性的贡献,除了在2021年9月彗星到达r~2 au之前不太可能发生的高速(>0.5 km/s)尘埃爆发之外,未来任何活动产生的尘埃也不会对流星流量有实质性的贡献。
2021-07-26 astro-ph.EP
Constraining the Dust Coma Properties of Comet C/Siding Spring (2013 A1) at Large Heliocentric Distances
2014年10月19日,彗星C/2013 A1(赛丁泉)与火星的近距离相遇提供了一个极其难得的机会,可以获得动态新彗星的核和内彗发的第一个飞越质量数据。然而,彗星的尘埃尾巴可能对这些航天器构成撞击危险。为了描述彗星在大日心距离,研究其长期演变,并提供关键的输入风险建模,我们成像C/赛丁泉与哈勃太空望远镜时,彗星是在4.58,3.77,和3.28 AU从太阳。粉尘生产率,参数化的数量Af $ρ$,分别为2500,2100和1700厘米(5000公里半径孔径)的三个时代,分别。尘埃彗发的颜色在前两个历元为5.0 $\pm$ 0.3 $\%$ /100 nm,在最后一个历元为9.0 $\pm$ 0.3 $\%$ /100 nm,并且随着彗核距离的增加而变红,直到距离核约3000 km。尘埃颜色的空间分布和时间演化与彗发中冰粒的存在最为一致。两个喷流状沙尘特征出现在天空平面投影的西北偏北和东南方向。在1-2小时持续时间的每个时期内,没有观察到任何特征的时间变化,但东南部特征的PA在三个时期之间变化约30 $^\circ$。尘埃特征形态表明,核的旋转极有两种可能的取向,(RA,Dec)=(295 $^\circ\pm$ 5 $^\circ$,+43 $^\circ\pm$ 2 $^\circ$)和(190 $^\circ\pm$ 10 $^\circ$,50 $^\circ\pm$ 5 $^…
2014-10-31 astro-ph.EP
The Extreme Activity in Comet Hale-Bopp (C/1995 O1): Investigations of Extensive, Narrowband Photoelectric Photometry
本研究通过对海尔-波普彗星99晚的窄带光电光度测量,揭示了其极端的气体和尘埃产生率、更快的流出速度及核表面源区的不均匀性,并成功建模了季节性行为。
2024-09-19 astro-ph.EP
The Nucleus of Comet 10P/Tempel 2 in 2013 and Consequences Regarding Its Rotational State: Early Science from the Discovery Channel Telescope
我们提出了新的光变曲线测量彗星10 P/坦普尔2进行了洛厄尔天文台的发现频道望远镜在2013年初,当彗星在远日点。这些数据代表了这个新的4.3米设施获得的第一批科学。随着坦普尔2号被观察到在二十多年的旋转期间表现出一个小但持续的自旋下降,我们此时的主要目标是双重的。第一,确定它目前的自转周期,并将其与2010年最近一次通过近日点后不久测量的自转周期进行比较;第二,将自转下降与太阳日和地球轨道运动引起的会合效应分开,并确定自转方向,即顺时针或逆时针。在我们2013年2月24日的中点,观测到的会合周期是8.948+/-0.001小时,完全匹配基于2010年结果预测的太阳自转解,并产生相同值的恒星周期,因为太阳和地球的会合分量在2013年观测的间隔期间正好抵消。逆行解被排除了,因为2010年和2013年的相关恒星周期非常不同,尽管我们知道在这段时间里产生扭矩所需的放气非常少。有了明确的旋转感,就可以评估自转到恒星周期的具体数量。名义值意味着旋转下降的速度随着时间的推移而下降,与1988年以来水产量的长期下降一致。我们的数据还表现出一个意想不到的小的光变曲线振幅,这似乎是与从一个大的,负的次地球纬度,和光变曲线形状偏离一个简单的正弦曲线意味着一个高度不规则形状的核。
2013-09-11 astro-ph.EP
Continued activity in P/2013 P5 PANSTARRS - The comet that should not be
P/2013 P5 PANSTARRS于2013年8月被发现,显示出彗星的尾巴,但具有典型的内小行星主带成员的轨道要素。我们从2013年8月30日到10月5日使用CFHT,NTT,CA 1.23 m,Perkins 1.8 m(Lowell)和0.6 m TRAPPIST望远镜监测该物体。我们测量到它的核半径r < 0.25- 0.29公里,颜色g-r = 0.58+/-0.05和r-i = 0.23+/-0.06,这是典型的S级小行星。未发现振幅< 0.05mag、双峰自转周期<20 h的自转光变曲线。Finson-Probstein对NTT和CFHT的深层图像进行了详细的分析,结果表明该天体至少从2013年1月下旬开始活动,直到2013年9月的最新观测,其中至少有两个活动高峰在2013年6月14+/-10天和2013年7月22+/-3天左右。活动水平和活动峰的变化非常尖锐和短暂,比我们观测的时间分辨率(约1d)短。在这两次事件中,尘埃的分布是相似的,尘埃颗粒至少覆盖了1-1000μm的范围。在两个活度峰附近,<1 mm颗粒中喷射的总质量估计为3.0 × 10 $^6$ kg和2.6 × 10 $^7$ kg。不能排除旋转干扰是尘埃喷射的原因。我们还提出,接触双星的组成部分可能会轻轻摩擦,并产生所观察到的发射。挥发性升华也可以解释彗星在8个月内的活动。然而,虽然主带彗星最好的解释…
2014-01-22 astro-ph.EP
Two Hyperbolic Baldheads in the Solar System: 2017 U7 and 2018 C2
我们对两个新发现的日心双曲天体-- 2017 U 7和2018 C2--进行了研究。两者都可能是热演化的彗星。星明天文台在2018年3月对后者的观测显示,它的颜色类似于长周期彗星、特洛伊和D型小行星:$m_B - m_V = 0.75 \pm 0.03$、$m_V - m_R = 0.41 \pm 0.02$和$m_R - m_I = 0.37 \pm 0.03$。观察到$\sim$ 9 $"$可能极微弱的彗差。2018 C2的径向轮廓与场星的径向轮廓相比,有助于确认其彗星性质。基于我们的卷积模型,其质量损失率估计为$0.7 \pm 0.2$ kg·s $^{-1}$。假设几何半径为$p_R = 0.04$,其有效半径为$4.4 \pm 0.5$ km,这意味着活动区域的分数仅为$\sim$ 10 $^{-5}$ -10 $^{-4}$。我们的N体动力学模拟表明,这两个对象是最有可能的动态老成员从奥尔特云。2017年U 7有60%的机会在150万年后逃离太阳系,因为它目前的近日点通道在2020年5月与木星进行了适度的近距离接触。在不发生衰变的情况下,2018 C2将在0.13-0.14百万年后重新进入内太阳系,近日点距离$\sim$ 2 AU。
2018-06-18 astro-ph.EP
A SUBLIME 3D Model for Cometary Coma Emission: the Hypervolatile-Rich Comet C/2016 R2 (PanSTARRS)
彗星C/2016 R2(PanSTARRS)的彗发是有史以来观测到的化学性质最奇特的彗星之一,特别是由于其极高的CO/H2O和N2+/H2O比率,以及不寻常的微量挥发物丰度。然而,其CO发射线的复杂形状以及慧差结构和激发的不确定性导致了总CO产生速率的不确定性。我们使用James Clerk Maxwell望远镜(JCMT)和亚毫米阵列(SMA)进行了高分辨率,空间,光谱和时间分辨的CO观测,以阐明C/2016 R2的释气行为。结果进行了分析,使用一个新的,随时间变化的,三维辐射传输代码(SUBLIME),纳入第一次,准确的状态到状态的碰撞速率系数的CO-CO系统。在2018-01-13和2018-02-01之间,发现总CO产生速率在$(3.8-7.6)\times10^{28}$ s $^{-1}$范围内,在r_H = 2.8-2.9 au时,平均值为$(5.3\pm0.6)\times10^{28}$ s $^{-1}$。排放物集中在一个近向日的喷流中,其流出速度为$0.51\pm0.01$ km/s,而在环境(和夜侧)彗发中为$0.25\pm0.01$ km/s。还发现了CO排放的扩展源的证据,可能是由于冰粒升华周围$1.2\times10^5$公里的核。基于彗发分子丰度,我们提出C/2016 R2的核冰可以分为一个快速升华的非极性相,富含CO,CO2,N2和CH 3OH,和…
2022-02-24 astro-ph.EP astro-ph.GA
Tensile Strength of 67P/Churyumov-Gerasimenko Nucleus Material from Overhangs
我们直接测量了从最新形状模型中提取的67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星表面的20个悬壁,并估计了在彗星引力下支撑它们防止崩溃所需的最小拉伸强度。我们发现强度极低,约为1 Pa或更低(当缩放到1米长度时,为1至5 Pa)。在大多数突出物的底部存在侵蚀物质,以及观察到的两个特征的坍塌和暗示的另一个特征的先前坍塌,表明它们容易失败,并且真实的材料强度接近这些下限(尽管我们只考虑静态应力,而不是动态应力,例如彗星活动)。因此,几帕斯卡的抗拉强度是67 P核材料抗拉强度的一个很好的近似值,这与以前的工作一致。我们没有发现特别的趋势,悬垂性能与大小,在这里研究的$\sim10-100$ m范围内,或在核上的位置。在强度、高度或坍塌证据方面,两个彗瓣上的悬垂物群体之间没有明显的差异,这表明67 P在拉伸强度方面相对均匀。低物质强度支持彗星形成为原始碎石堆或通过碰撞破碎的小(几十公里)机构。
2017-12-20 astro-ph.EP
Physical Characterization of Main-Belt Comet (248370) 2005 QN173
我们报告了新发现的活跃小行星(248370)2005 QN_137的新的和档案观测结果,该小行星已被确定为可能的主带彗星,这是基于随后的发现,它在近日点附近经常活动。根据对历史数据分析,我们估算了核H_g=16.62+/-0.13,H_r=16.12 +/-0.10,H_i=16.05+/-0.11,H_z=15.93+/-0.08的g '-,r'-,i '-和z'-带绝对星等,对应于核颜色g '-r'= 0.50+/-0.16,r '-i'= 0.07+/-0.15,i '-z'= 0.12+/-0.14,V带等效绝对星等为H_V=16.32+/-0.08,核半径r_n=1.6+/-0.2 km(使用V带等效星等p_V=0.054+/-0.012)。同时,我们发现248370活跃时的平均近核彗发颜色为g '-r'= 0.47+/-0.03,r '-i'= 0.10+/-0.04,i '-z'= 0.05+/-0.05,以及类似的平均尘埃尾颜色,表明不存在显著的气体彗发。2016年7月22日,近核尘埃(距核5000 km以内)与核的散射截面之比A_d/A_n=0.7+/-0.3,2021年7月和8月为1.8<A_d/A_n<2.9。在2021年的观测期内,彗发的固有亮度在37天内下降了约0.35等(或约25%),而尘埃尾的表面亮度在同一时期保持不变。来自彗发向阳方向的限制表明,喷出…
2021-09-30 astro-ph.EP
Design of a low-thrust gravity-assisted rendezvous trajectory to Halley's comet
本研究针对哈雷彗星逆行轨道与高倾角挑战,提出结合引力辅助机动与电推进弧段的低推力交会轨道设计策略,以在限制转移时长的同时最大化有效载荷质量,并给出多个概念验证方案。
2025-03-07 astro-ph.EP astro-ph.IM math.DS
Linking surface morphology, composition, and activity on the nucleus of 67P/Churyumov-Gerasimenko
罗塞塔号空间探测器伴随67P/Churyumov-Gerasimenko彗星两年多,获得了前所未有的大量彗星核和内部彗发的独特数据。这项工作的重点是确定源区域的微弱喷流和爆发和研究的分光光度特性的一些爆发。我们使用OSIRIS/NAC相机在2015年7月至10月期间获得的观测结果,即接近近日点。超过200个不同强度的喷流被直接识别在核上。一些更强烈的爆发在可见光到近红外区域的光谱上比彗星的黑暗地带更蓝。我们将这种光谱行为归因于与喷出的尘埃混合的冰粒。有些喷气式飞机的寿命极短。它们在色序观测期间出现在彗星表面,在达到峰值后不到几分钟就消失了。我们还报告了在2016年5月以55 cm/像素的分辨率观察到的已分辨尘埃羽流,这使我们能够估计光学深度为$\sim$ 0.65,喷射质量为$\sim$ 2200 kg。我们从中等分辨率(即,6-10 m/像素)图像。所观察到的射流主要位于不同形态区域之间的边界附近。喷流不仅从悬崖出发,也从光滑和灰尘覆盖的地区出发,从裂缝,坑或洞穴中投射阴影,有利于挥发物的再凝结。这项研究表明,微弱的喷流或爆发持续有助于彗星活动接近近日点通过,这些事件是由照明条件触发的。微弱的喷流或爆发与特定的地形类型或形态无关。
2018-09-11 astro-ph.EP
Tidal fragmentation as the origin of 1I/2017 U1 ('Oumuamua)
第一个被发现的星际天体(ISO),'Oumuamua(1 I/2017 U1)显示了干燥和岩石的表面,异常细长的短轴与长轴比$c/a \lesssim 1/6$,相对于当地静止标准($\sim 10$ km s $^{-1}$)的低速度,非重力加速度,以及在几小时时间尺度上的翻滚。根据$\geq 10^3$,推断出的小行星ISO的数量密度($\sim 3.5 \times 10^{13} - 2 \times 10^{15}$ pc $^{-3}$)超过了彗星ISO的数量,而岩石/冰冷的柯伊伯带天体的比例($\lesssim 10^{-2}$)要低得多。虽然有些情况可能导致小行星ISO的喷射,但统一的形成理论尚未全面联系所有Oumuamua令人困惑的特征并解释人口。在这里,我们通过数值模拟表明,'Oumuamua类ISO可以通过广泛的潮汐碎片大量产生,并在其富含挥发物的母体与宿主恒星的近距离接触过程中喷出。在近星点通过期间,由于强烈的加热而增强的材料强度使得具有$c/a \lesssim 1/10$形状、$a \sim 100$ m大小和岩石表面的极度细长的三轴ISO得以出现。虽然低升华温度的挥发物(如CO)同时耗尽,但埋在表面下的H $_2$ O被保存在这些ISO中,为Oumuamua在通过内太阳系期间的非重力加速度提供了一个没有可测量的彗星活动的释气源。我们推断,'Oumuam…
2020-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR