Solar wind dominance over the Poynting-Robertson effect in secular orbital evolution of dust particles
讨论了太阳风的性质,并将其应用于太阳系中风对天体运动的影响。太阳风分量的速度密度函数由$κ-$分布给出。对太阳风作用的贡献除直接影响外,还包括溅射和反射成分。在长期轨道演化中,太阳风的作用比太阳电磁辐射的作用更重要。即使当尘埃粒子质量为常数、忽略太阳风速度的非径向分量和忽略太阳风性质的时间依赖性时,太阳微粒辐射的影响也比Poynting-Robertson效应更重要。本文提出的物体在太阳辐射、电磁辐射和微粒辐射作用下的运动方程,比通常使用的方程更符合实际。物体的加速度与径向速度分量乘以数值系数$[2 + (η_{1} + η_{2})/ \overline{Q} ~'_{pr}]$和横向速度分量乘以数值系数$(1 + η_{2}/ \overline{Q} ~'_{pr})$的叠加成比例,其中$\overline{Q} ~'_{pr}$是辐射压力的无量纲效率因子。在这里,$η_{1}$ $\doteq$ 1.1,$η_{2}$ $\doteq$ 1.4,速度是物体相对于太阳的速度。同时给出了$η_{1}$和$η_{2}$随太阳活动周期的时间变化。粉尘颗粒对风压的无因次截面约为4.7。该值不同于常规使用的值1.0。黄道光云的质量损失率比目前公认的数值高4倍,微米级的尘埃颗粒也是如此。
2014-01-03 astro-ph.EP
The Effect of a Magnetic Field on the Dynamics of Debris Discs Around White Dwarfs
对受污染的白矮星周围碎片盘的寿命和推断的吸积率的观测估计,往往与盘中尘埃颗粒受到屏蔽的坡印廷-罗伯逊阻力模型的预测不一致。此外,许多冷污染的白矮星没有显示出任何伴随圆盘的观测证据。如果碎片盘的寿命比仅用坡印廷-罗伯逊阻力预测的短,而吸积率比预测的高,这在一定程度上可以得到解释。我们认为潮汐破坏的反磁性碎片和其随后的影响的碎片盘的形成,演变和吸积率的磁场的作用。我们估计,磁场强度大于$\sim$ 10千克可能会减少所需的时间循环和光盘的寿命由几个数量级,并增加相关的吸积率由一个类似的因素,相对于坡印廷-罗伯逊阻力。我们认为,一些污染的白矮星可能拥有低于典型的可检测极限的磁场,这些领域可能占污染的白矮星与失踪的碎片光盘的比例。我们还建议,抗磁阻力可能占较高的吸积率估计污染的白矮星,不能单独由坡印廷-罗伯逊阻力预测,并找到一个依赖于磁场强度,轨道近心点距离,和颗粒大小的预测光盘寿命和吸积率。
2021-01-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar wind and motion of dust grains
研究了太阳风对任意形状行星际尘埃粒子的作用。最终的粒子相对论协变运动方程包含了粒子的轨道演化和质量变化。非径向太阳风速度矢量也被包括在内。当处理球形粒子,入射太阳风微粒的速度趋于光速,微粒从太阳径向扩散时,协变运动方程在极限情况下退化为Poynting-Robertson效应。为了得到极限情况,必须把量子力学的结果结合到物理考虑中去。太阳风影响行星际球形尘埃粒子运动的条件是$\vec{p}'_{out}$ $=$(1 $-$ $σ'_{pr} / σ'_{tot}$)$\vec{p}'_{in}$,其中$\vec{p}'_{in}$和$\vec{p}'_{out}$是在粒子的适当参考系中测量的入射和出射辐射动量(每单位时间); $σ'_{pr}$和$σ'_{tot}$是太阳风压力和总散射截面。太阳风能量的实际通量密度引起行星际尘埃粒子近日点的移动。当强调与坡印廷-罗伯逊效应进行类比时,这个结果与太阳风对尘埃粒子作用的标准处理有很大不同。此外,近日点移动的演化取决于粒子抛射时母体的轨道位置。
2009-04-17 astro-ph.EP
Dynamics of charged dust in the orbit of Venus
本文研究了内太阳系共轨尘埃的动力学,即太阳辐射压、Poynting-Robertson效应、太阳风和行星际磁场对处于与金星1:1平均运动共振中的微米级带电尘埃粒子共振运动的位置、宽度和稳定性的影响。通过分析和数值计算,我们发现在非引力效应的影响下,$L_4$和$L_5$在天平动中心位置和天平动宽度上存在偏差和不对称性.当考虑太阳辐射压、坡印廷-罗伯逊效应和太阳风阻力时,三角拉格朗日点变得不稳定。洛伦兹力可能会进一步破坏轨道的稳定性,特别是对于小尘埃颗粒。我们还比较了圆形、椭圆形限制性三体模型和包含所有行星的更完整模型。
2020-12-08 astro-ph.EP
Hot exozodiacal dust: an exocometary origin?
我们的目标是探索两个exozodiacal尘埃生产机制,首先重新调查的坡印廷-罗伯逊阻力堆积的情况下,然后详细说明较少探索,但有前途的exocometary尘埃交付的情况。我们开发了一个新的通用的数值模型,计算尘埃动力学,与非轨道平均方程的颗粒接近恒星。该模型包括尘埃升华,并采用了辐射转移代码直接比较的意见。在这项研究中,我们认为四种恒星类型,三个尘埃成分,我们假设在50 au的母带。我们发现,在坡印廷-罗伯逊拖曳堆积的情况下,不可能在恒星附近产生长寿命的亚微米级颗粒。向内漂移的颗粒填充在母带和升华距离之间的区域中,与近红外过量相比,产生了不切实际的强中红外过量。尘埃堆积在升华半径是远远不够的,以提高近红外通量的exozodi的点,它占主导地位的中红外过量。在系外彗星尘埃输送的情况下,我们发现,一个狭窄的环可以形成接近升华区,充满了大颗粒几十到几百微米的半径。虽然不完美,但这种情况提供了与观测结果更好的匹配,特别是如果颗粒富含碳。我们还发现,维持观测到的尘埃水平所需的活跃系外彗星数量是合理的。我们的结论是,热exozodiacal尘埃检测到的近红外干涉不太可能导致向内颗粒迁移的坡印廷-罗伯逊阻力从遥远的母带,而是可能有一个exocometary起源。[删节]
2019-03-14 astro-ph.EP
Dust in the Edgeworth-Kuiper belt zone
本文讨论了埃奇韦尔-柯伊伯带中球形行星际尘埃粒子在半长轴为30-50天文单位时的轨道演化。除太阳引力外,太阳电磁辐射、微粒辐射和快速星际气体流也是影响粒子运动的重要力。太阳电磁辐射由Poynting-Robertson效应表示,太阳微粒辐射对应于太阳风。非径向太阳风的时变性可以显著增加尘埃在该区域的寿命。对于几十微米大小的粒子,粒子在区域中停留的平均时间比恒定(与时间无关)径向太阳风提供的常规情况大30倍以上。这适用于粒子最真实的材料属性:$\bar{Q}'_{pr} =$ 1,其中$\bar{Q}'_{pr}$是电磁辐射压力的无因次效率因子。如果$\bar{Q}'_{pr} =$为1/2,则颗粒停留在该区域的平均时间仅为常规值的4倍。文中所用的方法说明了太阳风作用与坡印廷-罗伯逊效应的相关性。这些结果对于我们理解埃奇韦尔-柯伊伯带尘埃分布的结构以及其他恒星系统中的尘埃带具有重要意义。
2010-09-29 astro-ph.EP
Dust particles in mean motion resonances influenced by an interstellar gas flow
研究了在Poynting-Robertson效应、径向星风和星际气体流的作用下,与圆轨道行星发生平均运动共振的尘埃粒子的轨道演化.对任意轨道取向的Tisserand参数的长期时间导数进行了解析推导。由Tisserand参数的长期时间导数,得到了偏心率和倾角的长期时间导数之间的一般关系。在平面情况下(初始尘埃粒子位置矢量、初始尘埃粒子速度矢量和星际气体速度矢量位于行星轨道平面内的情况),可以直接计算偏心率的长期时间导数。利用运动方程的数值积分,我们证实了我们的分析结果在三维情况下,也在平面的情况下。比较了在有和无星际气体流的情况下,在Poynting-Robertson效应和径向星风作用下,外平均运动共振中捕获的尘埃粒子偏心率的演化。定性性质的轨道演化在平面的情况下确定。存在两种主要的长期轨道演化。在第一组中,近日点的偏心率和辐角接近一定值。在第二组中,偏心率振荡,近日点辐角迅速移动。
2013-02-28 astro-ph.EP
Charged dust close to outer mean-motion resonances in the heliosphere
我们调查的动力学带电尘埃接近外平均运动与木星的共振。行星际磁场对尘埃轨道演化的重要性得到了清楚的证明。新的动力学现象被发现,不存在于经典的不带电尘埃问题。我们发现的尘埃粒子的轨道平面的方向的变化,增加量的混乱的轨道运动,突然“跳跃”的共振参数,并减少由于洛伦兹力的临时捕获的时间。尘埃颗粒轨道平面的变化与轨道角动量和日球磁场的磁轴之间的夹角以及太阳的自转速率有关。这些变化是绑定使用一个简化的模型,从完整的动态问题,使用一阶平均理论。发现行星际磁场对捕获过程没有影响,捕获过程仍由其他非引力作用主导。我们的研究是基于一个动力学模型的框架内的倾斜圆形限制性三体问题。其他力包括太阳辐射压力、太阳风阻力、坡印廷-罗伯逊效应以及帕克螺旋型行星际磁场模型的影响。分析估计的基础上高斯形式的行星运动方程。数值结果得到模拟尘埃颗粒轨道与变分方程组。利用快速李雅普诺夫混沌指示器揭示了相空间中的混沌区域。
2019-11-07 astro-ph.EP math.DS nlin.CD
The orbital evolution of asteroids, pebbles and planets from giant branch stellar radiation and winds
在演化恒星周围发现了50多颗行星,在白矮星周围发现了35多个碎片盘,这突出表明人们越来越需要了解早期和渐近巨星分支(GB)恒星周围的小天体演化。卵石和小行星很容易受到来自GB星强烈光度和风的强烈加速度的影响。在这里,我们建立方程,可以模拟随时间变化的GB恒星辐射,风阻力和质量损失。我们推导出完整的三维运动方程的轨道根数,由于(1)爱泼斯坦和斯托克斯制度的恒星风阻力,(2)坡印廷-罗伯逊阻力,(3)雅科夫斯基漂移的季节和昼夜分量。我们证明,通过平均,潜在的长期偏心率和倾角的激发,由于雅科夫斯基漂移可以超过从坡印廷-罗伯逊阻力和辐射压力至少三个数量级,可能抛出的小行星生存YORP自旋到一个广泛分散的云周围产生的白矮星。仅GB Yarkovsky效应就可以在一百万年内改变小行星轨道偏心率的10%。来自恒星风阻力的阻尼扰动可能同样极端,但强烈依赖于高度不确定的局部气体密度和平均自由程长度。我们的结论是,GB的辐射和风的影响时,必须考虑建模后的主要序列小于约1000公里的机构的演变。
2015-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effect of the exoplanet magnetic field topology on its magnetospheric radio emission
来自恒星的磁化风撞击系外行星应该会导致无线电发射。根据太阳系中的标度定律,射电辐射应该取决于恒星风、行星际磁场和系外行星磁层的拓扑结构。本研究的目的是计算耗散的功率和随后的无线电发射从不同的拓扑结构的行星际磁场和恒星风扰动的系外行星磁层,以完善的比例尺定律的预测,并准备未来的无线电探测的解释。我们使用磁流体动力学(MHD)代码PLUTO在球坐标系中分析的总无线电发射水平所造成的耗散的动力学和磁(坡印廷通量)能量内的系外行星的磁层。我们应用一种形式主义来推断在系外行星的日侧和磁尾上的系外行星无线电发射的详细贡献。该模型基于类水星条件,尽管研究结果被外推到具有更强磁场的系外行星,提供了无线电发射的下限。预测的耗散功率和由此产生的无线电发射主要取决于系外行星磁层拓扑结构和行星际磁场(IMF)的方向。因此,这颗系外行星昼夜两侧的无线电辐射应该包含了系外行星磁场拓扑结构的信息。此外,如果系外行星磁层的拓扑结构是已知的,无线电发射测量可以用作恒星风的瞬时动态压力,IMF方向和强度的代理。
2018-07-12 astro-ph.EP
Solar wind and dynamics of meteoroid
研究了太阳风对尘埃粒子-流星体的影响。还考虑了粒子的旋转。详细推导了系统的运动方程和欧拉动力学方程。考虑了太阳风作用的最简单形式,导出的运动方程对于非旋转球形粒子可归结为“伪坡印廷-罗伯逊效应”。最终的运动方程中还含有角速度项,它可能会引起流星体轨道平面的变化。通过对欧拉动力学方程的分析表明,流星体的旋转轴随时间变化,对于球形粒子来说,不存在旋转轴方向的平衡态。
2009-08-14 astro-ph.EP
Resonance and Stochastic Dynamics of Interplanetary Dust
University of Virginia(弗吉尼亚大学);Virginia Institute for Theoretical Astronomy, University of Virginia(弗吉尼亚大学理论天体物理研究所)
研究尘埃粒子在辐射压和Poynting-Robertson阻力作用下向内迁移时,被行星平均运动共振捕获的条件、演化及逃逸,并分析撞击行星大气的比例。
2026-06-23 astro-ph.EP
A Single Physical Model for Diverse Meteoroid Data Sets
在行星引力和Poynting-Robertson效应对尘埃粒子轨道演化的约束下,利用几组流星体数据,推导了行星际尘埃粒子的轨道分布。通过COBE DIRBE仪器对黄道光云的红外观测,伽利略号和阿波罗号航天器上尘埃探测器的通量测量,以及阿波罗号任务获得的月球岩石样品上的陨石坑尺寸分布被融合到一个单一的模型中。在该模型中,轨道分布被扩展为若干已知来源的贡献之和,这些来源包括小行星带,重点是突出的Themis、Koronis、Eos和Veritas家族,以及在与彗星相遇轨道上的彗星。本文还讨论了将AMOR雷达获得的流星轨道数据库结合起来的尝试。
2019-02-08 astro-ph.EP
Tadpole type motion of charged dust in the Lagrange problem with planet Jupiter
在帕克螺旋模型中研究了带电尘埃与行星际磁场相互作用的动力学,并在与木星1:1平均运动共振附近研究了太阳风和Poynting-Robertson效应.我们估计的位移的位置接近的L4和L5点的经典引力问题的最小天平动振幅的解决方案的位置,并提供了扩展的“天平动运动制度”和依赖于非引力参数的共振的宽度的尘埃颗粒的大小和表面电位的颗粒。我们的研究是基于数值模拟的框架内的空间,椭圆形限制性三体问题和半解析估计平均高斯的行星运动方程。
2021-09-02 astro-ph.EP math.DS nlin.CD
Debris discs and comet populations around Sun-like stars: the Solar System in context
许多邻近的FGK矮星拥有彗星碰撞产生的碎片盘。在这里,我们适合的尘埃过剩的水平观察斯皮策在70 $\umu$米,并表明,他们形成一个相当平滑的分布。考虑到尘埃去除过程从碰撞到坡印廷-罗伯逊阻力的转变,所有的恒星都可以经验地用一个具有许多低过剩成员的单一种群来拟合。在这个集合中,柯伊伯带被认为是这样一个低尘埃的例子,在最后10%的恒星中,有一个小的彗星群。只有百分之几的类太阳恒星会拥有气态巨行星和适度的彗星带,因此彗星撞击率与地球相当的类地行星可能并不常见。目前已知的最接近的类似系统是HD 154345,为18 pc,但考虑到调查的完整性,一个更接近的例子应该在10 pc左右。
2010-01-28 astro-ph.EP astro-ph.GA
Configuration of the Martian dust rings: Shapes, densities and size-distributions from direct integrations of particle trajectories
自20世纪70年代初以来,人们一直预计,火星卫星火卫一和火卫二受到超高速行星际抛射物的撞击而喷出的颗粒会形成纤细的尘埃环。在本文中,我们进行直接的数值积分的大量尘埃粒子起源于火卫一和火卫二。在数值模拟中,作用于尘埃的最相关的力包括:火星重力与球谐函数高达5度和5阶,来自太阳,火卫一和火卫二的重力扰动,太阳辐射压力,以及坡印廷-罗伯逊阻力。为了获得环的配置,从亚微米到100微米范围内的各种粒度的模拟结果平均超过指定的初始质量分布的喷出物。我们发现,火卫一环颗粒小于约2微米占主导地位,而火卫二环主要是由尘埃在约5-20微米的大小范围。环的不对称性,数密度和几何光学深度从模拟量化。结果进行了比较,从哈勃观测推断的光学深度的上限。我们比较了以前的工作,并讨论了模型的不确定性。
2022-01-08 astro-ph.EP
Locations of stationary/periodic solutions in mean motion resonances according to properties of dust grains
求解了尘埃颗粒与行星平均运动共振的长期演化方程的驻点。这是包括坡印廷-罗伯逊效应和恒星风。该解决方案是固定的半长轴,偏心率和共振角,但允许pericentre前进。定态解的半长轴可以从精确的共振值稍微偏移。解析地证明了在与行星绕轨道运行的参考系中定态解的周期性。平均运动共振中周期解的存在意味着分析理论也可以使尘埃粒子的捕获时间无限长。定常解是偏心率渐近接近的周期运动,并在其附近发生天平动。利用运动方程的数值积分,成功地找到了与定态解相对应的初始条件。数值和解析确定的移位的半长轴形式的确切共振的固定解决方案是非常一致的。定常解可以用近心点在行星绕轨道运行的参考系中的位置来作图。近心点在空间上的分布与尘埃粒子的性质有关。
2016-04-14 astro-ph.EP
On the stability of dust orbits in mean motion resonances with considered perturbation from an interstellar wind
星周尘埃粒子可以在与行星的平均运动共振中被捕获,同时受到非引力效应的影响。用平均共振方程可以解析地描述平均运动共振中粒子轨道的长期变化。我们从近似正则形式的运动方程导出了平均共振方程。考虑了粒子轨道随空间轨道方向的长期变化。平均共振方程也可以从拉格朗日行星方程导出/确认。我们应用推导出的理论的情况下,非引力的影响是坡印廷-罗伯逊效应,径向恒星风,星际风。得到的分析和数值结果是非常一致的。我们发现,轨道的类型对应的天平动中心的保守问题。平均共振方程可以导致方程组,其对于共振变量的子集中的静止点成立。使用这个系统,我们分析表明,所考虑的非引力效应,所有的固定点应对应于轨道是固定的行星际空间后,平均在一个会合周期。在精确共振中,静止轨道是稳定的。这种稳定性是通过在会合周期内周期性地重复演变来实现的。数值解表明,无论是精确共振还是非精确共振,都不存在定态轨道。
2014-06-29 astro-ph.EP
A road-map to white dwarf pollution: Tidal disruption, eccentric grind-down, and dust accretion
很大一部分白矮星显示出金属线,表明行星物质的污染,但吸积过程仍然知之甚少。本文的主要目的是制作一个路线图,说明白矮星污染的几个潜在途径,并将这些途径与观测结果联系起来。我们提出的主要道路开始于一个分散的小行星的潮汐破坏和一个高度偏心的潮汐盘的形成,具有广泛的碎片大小。这些碎片的坡印廷-罗伯逊(PR)阻力单独的吸积太慢,无法解释所观察到的速率。相反,在第二阶段,包括差分拱点进动在内的几个过程导致偏心碎片之间的高速碰撞。大的小行星在分裂时会产生更多的碎片,导致快速研磨并产生短暂而强烈的尘埃爆发,而较小的小行星则会在较长的时间内研磨。在最后阶段,碰撞产生的尘埃通过阻力循环并吸积到白矮星上。我们表明,当吸积速率超过10^7 g/s时,由PR阻力引起的光学薄尘埃吸积会产生大的红外(IR)过量。我们假设周围的白矮星以高速率吸积,但没有检测到红外过量,尘埃循环需要增强阻力-例如,由于存在气体附近的磁盘的近心。
2021-11-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Capture and evolution of dust in planetary mean-motion resonances: a fast, semi-analytic method for generating resonantly trapped disk images
在坡印廷-罗伯逊阻力下迁移的尘埃颗粒可能被困在与行星的平均运动共振中。在太阳系中观察到了这种共振捕获的颗粒。在太阳系外的系统中,由尘埃颗粒产生的黄道光预计将成为未来试图直接拍摄类地行星的主要障碍。然而,共振捕获的尘埃所形成的图案可以用来推断行星的存在,以及这些行星的性质,如果颗粒的捕获和演化可以建模的话。这已经用N体方法完成了,但这种方法计算量很大,在考虑大的、缓慢演变的颗粒时,以及对于具有未知行星和母体的太阳系外系统,这些方法的有用性受到限制,因为研究的可能参数空间很大。在这项工作中,我们提出了一个半解析的方法来计算尘埃粒子的共振捕获和演化,它可以比N体方法快几个数量级。我们校准模型对N-体模拟,找到很好的协议,地球海王星质量行星,各种粒度,初始偏心率,和初始半长轴。然后,我们将该模型应用于观测地球共振捕获的尘埃。我们发现,共振捕获,小行星产生的颗粒自然产生的“尾随斑点”的结构在黄道带云,而匹配的斑点的强度,大部分的云必须由彗星颗粒,由于其高离心率没有被捕获,但产生一个光滑的磁盘。
2015-01-07 astro-ph.EP
Dynamics of Dust Particles Released from Oort Cloud Comets and Their Contribution to Radar Meteors
奥尔特云彗星(OCC),以1997年的大彗星(海尔-波普彗星)为例,是来自太阳系无热边缘的偶然访客。以前的研究假设,绝大多数OCC必须在通过内太阳系的一次或两次通道后物理破坏,其中强烈的热梯度可能导致相变或挥发性压力积聚。在这里,我们研究小碎片粒子的命运所产生的OCC中断,以确定是否可以在现有的流星雷达数据中发现的印记假设人口的OCC流星体。我们发现直径D<10 μ m的OCC粒子被辐射压吹出太阳系,而直径D>1 μ m的OCC粒子撞击地球的概率很低。中间粒径D=100 μ m代表最佳点。大约1%的粒子在坡印廷-罗伯逊阻力的作用下轨道演化到半长轴a=1 AU的轨道。预计它们将在地球轨道运动的顶点附近产生辐射流星。我们发现,他们的碰撞速度和轨道的模型分布提供了一个很好的匹配雷达观测的顶点流星,除了偏心率分布,这是更偏向于在我们的模型中e=1。最后,我们提出了一个长期存在的问题,流星科学有关的相对强度的顶点和阳离子/antihelion源的解释。正如我们详细显示的那样,观察到的趋势,在高灵敏度雷达的观测中,顶点流星更为突出,可能与长周期轨道上释放的粒子的轨道动力学有关。
2011-09-14 astro-ph.EP
Collisions and drag in debris discs with eccentric parent belts
内容:星周碎片盘的高分辨率图像揭示了偏心环,表明过去或正在进行的扰动,可能是由与看不见的恒星或亚恒星同伴的长期引力相互作用引起的。这种偏离径向对称的纯动力学方面是很好理解的。然而,观测到的尘埃会受到额外的力和影响,最明显的是碰撞和阻力。目标:为了补充动力学的研究,因此,我们的目标是了解新的不对称性是如何通过增加碰撞演化和阻力,以及现有的加强或覆盖。方法:我们增加了我们现有的数值代码“碰撞演化分析”(ACE)的方位角的维度,近点的经度。一组基准盘的全球偏心率范围从0到0.4的十亿年的时间尺度上演变。分析和解释了沙尘的粒度分布和空间变化。带偏心的光谱能量分布(SED)和图像的基本影响进行了讨论。结果:我们发现施加在特征时间尺度上的特征。首先,辐射压定义了近拱点和远拱点之间不同的大小截止点,导致了不对称的晕。大小分布的差异使得晕的可观测的不对称性取决于波长。第二,碰撞平衡倾向于母带的离星侧的较小颗粒,减少近心点辉光和整体不对称的影响。第三,坡印廷-罗伯逊阻力充满了偏心带的内部区域,使得近星侧更加脆弱。当空间和尺寸分布耦合时,散射光中的外观的解释和预测是有问题的。
2017-04-26 astro-ph.EP
Warm exo-Zodi from cool exo-Kuiper belts: the significance of P-R drag and the inference of intervening planets
坡印廷-罗伯逊拖曳被认为是一种无效的机制,可以将尘埃输送到其他类太阳恒星周围的冷柯伊伯带类似物的内部区域。然而,这一结论是基于非常大的对比,尘埃光学厚度之间的母带和内部地区,结果从主导地位的碰撞超过阻力系统与可检测的冷带。在这里,我们表明,水平的宜居带灰尘所产生的可检测的柯伊伯带类似物可以是几十到几百倍的光学厚度在太阳黄道带云。尘埃增强超过几十个“zodi”预计将阻碍未来的地球成像任务,但相对较少的不可探测的柯伊伯带导致这种水平,特别是在比几个Gyr老的恒星周围。因此,目前的中红外到远红外光度测量已经确定了20-25%的附近恒星中的大多数,这些恒星来自外带的P-R阻力可能严重影响地球成像。LBTI应该可以很容易地探测到许多具有外带的邻近恒星周围的温暖尘埃,并将提供对P-R阻力和碰撞之间竞争的目前尚不清楚的细节的深入了解。如果对未来的模型有足够的信心,P-R阻力的不可避免性意味着在预期可检测水平的情况下没有检测到温暖的尘埃,可以用来推断额外的尘埃去除过程,最有可能的是介入行星的存在。
2015-03-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
Modeling and Analysis of Main-Belt Asteroidal Dust Flux and Velocity Distribution at Inner Planets
Planetary Sciences Division, Physical Research Laboratory(物理研究实验室行星科学部);Department of Physics, Indian Institute of Technology Gandhinagar(印度戈达纳加尔理工学院物理系)
本文通过N体模拟研究小行星尘在内太阳系的动力学演化,量化了火星、金星和水星的尘流量,并分析了撞击速度分布及其对行星表面改造的影响。
2026-05-12 astro-ph.EP
Near-infrared emission from sublimating dust in collisionally active debris disks
据认为,一些碎片盘最里面的部分发出过多的近红外辐射,是由炽热的外黄道尘埃造成的。然而,这种尘埃的起源仍然是一个有争议的问题。我们测试热exozodiacal灰尘是否可以提供从外部母带的坡印廷-罗伯逊(P-R)阻力,特别注意堆积的灰尘,由于P-R阻力和灰尘升华的相互作用发生。具体来说,我们调查是否仍然发生碰撞时,考虑到,如果他们可以解释所观察到的近红外过量。我们通过求解连续性方程计算了尘埃在内盘的稳态分布。首先,我们在一些简化的假设下推导出一个解析解。第二,我们开发了一个数字碎片盘模型,第一次处理复杂的相互作用的碰撞,P-R阻力,并在一个自洽的方式升华。从由此产生的尘埃分布,我们产生的热发射光谱,并比较这些观察到的过量近红外通量。我们证实,P-R阻力总是提供少量的灰尘升华区,但发现一个完全一致的治疗产生的最大量的灰尘,这是约7倍低于分析估计。这种物质产生的近红外过量值(对于母星带大于1天文单位的A型星,小于10^-3)比干涉测量值(~10^-2)小得多。当考虑碰撞时,尘埃的堆积仍然会发生,但它对近红外通量的影响是微不足道的。最后,在最里面的区域的横截面显然是由勉强结合的晶粒。
2014-04-12 astro-ph.EP
Collisional Evolution of Irregular Satellite Swarms: Detectable Dust around Solar System and Extrasolar Planets
自20世纪80年代以来,越来越清楚的是,太阳系的不规则卫星是碰撞演化的。本文导出了不规则卫星群碰撞演化的一般模型,并将其应用于太阳系和太阳系外行星。我们的模型很好地再现了太阳系中观测到的不规则天体的补充,并表明颗粒间的碰撞和坡印廷-罗伯逊(PR)阻力之间的竞争有助于决定尘埃的命运。由于星群碰撞率随时间而降低,主要的尘埃汇可能会随时间而变化,这可能有助于解开同步旋转的规则卫星的吸积历史,这些卫星显示出亮度不对称性。在太阳系的巨行星周围一定存在着AU尺度的尘埃,我们预测这些尘埃可能处于可检测的水平。我们还预测是否可以检测到由太阳系外行星群产生的尘埃。JWST上的日冕仪将有能力探测这些星群产生的尘埃,这些尘埃在距离最年轻恒星数十AU的行星周围最容易探测到。由于星团的碰撞衰变对行星质量相对不敏感,星团可能比它们的宿主行星亮得多,从而可以发现海王星质量的行星,否则这些行星将无法被发现。这些灰尘可能已经被检测到了。北落师门b行星的观测结果可以解释为尘埃的散射光,这些尘埃是由围绕一颗10个地球质量的行星的不规则卫星群碰撞衰变产生的。这样的卫星群由大约5个月球质量的不规则卫星组成。最后,我们考虑会发生什么,如果北落师门b通过北落师门的主要碎片环,这使得环行星际群通过与环星子碰撞补充。(节略)
2010-11-22 astro-ph.EP astro-ph.IM