Asteroid impacts on terrestrial planets: The effects of super-Earths and the role of the $ν_6$ resonance
通过对一个具有小行星带的行星系的N体模拟，我们研究了小行星撞击地球的速率如何受到行星系结构的影响。我们发现，$ν_6$长期共振在小行星与地球碰撞率中起着重要的作用。与系外行星系统相比，太阳系的特殊之处在于它的内太阳系中没有一颗超地球质量的行星。因此，我们首先考虑超级地球存在于类地行星区域的影响。我们发现，对于质量约为$10\,\rm M_\oplus$、距离大于约$0.7\,\rm AU$的超级地球，会产生显著的影响。对于一个位于地球轨道内部的超级地球，与地球相撞的小行星数量会增加，超级地球越接近地球轨道。这是多个长期共振位置导致更多的小行星被扰动到穿越地球的轨道上的结果。当超级地球被放置在地球轨道之外时，碰撞率大大降低，因为$ν_6$共振不再存在于小行星带区域。我们还发现，改变土星的半长轴导致小行星碰撞率显着降低，而增加其质量增加碰撞率。这些结果可能对系外行星系统的可居住性有影响。
2017-09-18 astro-ph.EP
The surface sensitivity of rubble-pile asteroids during a distant planetary encounter: Influence of asteroid shape elongation
我们数值研究如何一个小行星的伸长控制其表面的潮汐效应的敏感性，在一个遥远的行星遇到超过罗氏极限。我们分析了表面斜率和它的变化，考虑形状的伸长，以及自旋周期和轨道条件。一个更长的小行星往往有更大的斜率变化，而可能不会有一个单调增加的总面积有这样的变化
2020-11-04 astro-ph.EP
Encounter circumstances of asteroid 99942 Apophis with the catalogue of known asteroids
本研究排查截至2029年已知小行星与Apophis的轨道交会，发现其2026年将与4544 Xanthus近距离相遇，并指出其他需监测对象。
2024-03-01 astro-ph.EP
Chaotic diffusion of the Vesta family induced by close encounters with massive asteroids
本文用数值方法估计了灶神星族小行星与11颗大质量主带小行星（1）谷神星，（2）智神星，（3）朱诺，（4）灶神星，（7）鸢尾星，（10）仙女座，（15）Eunomia，（19）仙女座，（324）班贝加，（532）武仙座，（704）Interamnia）近距离碰撞引起的半长轴混沌扩散。我们发现，大部分的扩散是由于谷神星和灶神星。通过外推我们的结果，我们能够限制与所有主带小行星近距离接触的全球影响。将这一漂移估计值与预计的雅科夫斯基效应的漂移估计值进行比较，可以看出，对于直径大于40公里的小行星，近距离碰撞在雅科夫斯基效应中占主导地位。总的来说，我们的发现证实了Vesta家族历史的标准场景。
2011-10-26 astro-ph.EP
Size-Frequency Distribution of Terrestrial Leftover Planetesimals and S-complex Implanted Asteroids
本文通过LIPAD代码模拟类地行星吸积过程中星子SFD的演化，发现类地行星区残留星子与MAB中S型天体的SFD在特定直径范围幂指数相似，支持S型小行星植入假说并给出植入效率约束。
2025-04-15 astro-ph.EP
Prediction for close approaches with terrestrial planets of asteroids from the main belt
本文通过纳入Yarkovsky效应并采用精细时间步长的数值模拟，预测主带小行星转化为水星、金星、地球和火星CAPHAs的数量与频率，结果与观测及既往研究相符。
2025-02-19 astro-ph.EP
Tidal disruption of near-Earth asteroids during close encounters with terrestrial planets
通过分析Catalina Sky Survey观测数据，发现近日点与地球和金星半长轴重合的近地小行星数量超出预期，提供了其潮汐瓦解的种群级证据，部分弥合了小行星撞击预测率与火球观测统计的差距。
2023-12-13 astro-ph.EP
Constraining the Interiors of Asteroids Through Close Encounters
了解小行星的内部密度分布可以揭示其组成并限制其演化历史。然而，大多数小行星观测技术对内部性质不敏感。我们调查的内部限制，通过监测角速度的变化，在近距离接触。我们推导出一个刚性小行星的方向和角速度的运动方程的任意顺序，并使用它们来生成合成的角速度数据的代表性小行星在近距离地球相遇。我们开发了一个工具包AIME（小行星内部映射从相遇），从这些数据重建小行星密度分布，我们对这些合成数据进行注入检索测试，以评估AIME的准确性和精度。我们还对小行星参数进行了敏感性分析（例如，小行星形状和轨道要素），观测装置（例如，测量精度和节奏）以及所使用的映射模型。我们发现，高精度的旋转周期估计（<~0.27秒）是必要的每个节奏，低近地点（<~18地球半径）是必要的，以解决大规模的密度不均匀性的不确定性~0.1%的局部密度在某些模型下。
2022-10-19 astro-ph.EP
On The Effect of Giant Planets on the Scattering of Parent Bodies of Iron Meteorite from the Terrestrial Planet Region into the Asteroid Belt: A Concept Study
在他们的铁陨石母体的起源模型中，Bottke等人提出了在最初的150万年期间在1-2 AU区域形成的分化的星子作为母体，并认为这些物体及其碎片由于与行星胚胎的相互作用而分散到小行星带中。虽然这个模型是可行的，但它并没有考虑到一颗可能存在于外层区域或在外层区域生长的巨大行星的影响。我们提出了一个概念研究的结果，我们已经研究了在木星轨道上的行星体的早期散射的星子从陆地区域到小行星带的影响。我们将大量星子的轨道整合在行星胚胎盘中，并研究了它们在行星质量不同值下的演化。结果表明，当行星质量小于10个地球质量时，它对星子和行星胚胎之间相互作用的影响可以忽略不计。然而，当行星质量在10到50个地球质量之间时，模拟指出一个过渡状态，大约50个地球质量是行星扰动效应不能再被忽略的值。模拟还表明，行星质量的进一步增加会大大降低星子从类地行星区域向小行星带散射的效率。我们提出了我们的模拟结果，并讨论其可能的影响，巨大的行星形成的时间。
2012-02-14 astro-ph.EP
Transfer of Life Between Earth and Venus with Planet-Grazing Asteroids
最近，在金星大气中发现了磷化氢作为潜在的生物特征。这就提出了一个问题：如果金星生命存在，它是否与地球生命有关？根据已知的流星体撞击地球的速率，我们发现至少有$\sim 6 \times 10^5$小行星在没有明显加热的情况下掠过地球大气层，后来撞击金星，类似数量的小行星掠过金星大气层，后来撞击地球，两者都在微生物可以在太空中生存的$\sim 10^5$年内。虽然高层大气中的陆地生命丰度尚不清楚，但这些行星放牧牧羊人可能有能力在地球和金星的大气层之间转移微生物生命。因此，可能的金星生命的起源可能从根本上与地球生命的起源无法区分。
2020-09-20 astro-ph.EP
Trojan capture by terrestrial planets
研究了金星、地球和火星捕获小行星进入1：1平均运动共振特别是特洛伊轨道的情况。目前的理论研究预测特洛伊小行星是行星形成的常见副产品。这不仅是外巨行星的情况，也是内太阳系的类地行星的情况。通过数值积分，我们研究了捕获效率和被捕获物体的稳定性。我们发现，与外行星相比，内太阳系行星的捕获效率更大，但大多数被捕获的特洛伊小行星都不是长期稳定的。在没有任何耗散力的情况下，研究了由对象的混沌行为引起的这种临时捕获。它们表现出一种有趣的混合动力学行为，就像从一个拉格朗日点跳到另一个拉格朗日点。
2016-11-22 astro-ph.EP
Mars Encounters cause fresh surfaces on some near-Earth asteroids
所有没有空气的天体都受到太空环境的影响，小行星和陨石之间的光谱差异表明许多小行星在非常短的时间尺度上（<1My）风化。一些小行星的光谱，特别是Q型小行星，表明它们的表面看起来年轻而新鲜，这意味着它们最近才暴露出来。以前的工作发现，与地球的碰撞是主要的清新机制，可能是所有近地天体Q型的原因。在这项工作中，我们将已知的近地天体Q型样本增加了三倍。我们提出了64个Q型近地小行星的轨道分布，并试图确定其表面更新的主导机制。我们的样本揭示了两个重要的结果：i）相对稳定的部分Q型与增加半长轴和ii）存在的Q型近地小行星的最小轨道交点距离（MOID），没有轨道解决方案，通过地球。这两种情况都证明，穿越地球并不是更新近地Q型天体的唯一方式。高地球MOID小行星占Q型小行星总数的10%，并且都在Amor轨道上。虽然表面更新也可能是由主带碰撞或YORP自旋产生的质量脱落造成的，但所有高地球MOID Q型都有可能与火星相遇，这表明火星可能是具有新鲜表面的近地天体的重要组成部分。
2013-09-19 astro-ph.EP
Growing the terrestrial planets from the gradual accumulation of sub-meter sized objects
构建类地行星一直是行星形成模型的一个挑战。特别是，经典理论无法重现火星的小质量，而是预测一颗接近1.5天文单位的行星应该与地球质量大致相同。最近，一种名为粘性搅拌卵石吸积（VSPA）的新模型已经开发出来，可以解释气体巨星的形成。这个模型设想，巨行星的核心是由100到1000公里的天体形成的，这些天体直接吸积了一群鹅卵石-亚米大小的天体，它们在原行星盘中缓慢生长。在这里，我们将这个模型应用到类地行星区域，发现它可以再现内太阳系的基本结构，包括一个小火星和一个低质量的小行星带。我们的模型表明，对于一个初始人口的大小类似的主带小行星，VSPA变得低效超过$\sim\!$ 1.5 AU。因此，火星的生长受到阻碍，小行星带中没有任何大的东西可以积累。
2015-10-07 astro-ph.EP
Magnitude and timing of the giant planet instability: A reassessment from the perspective of the asteroid belt
今天人们普遍认为，我们的太阳系经历了一个阶段，在此期间，巨行星的轨道变得非常不稳定。近年来，许多研究已经确定了这种事件的痕迹，并为这种事件的发生提供了合理的理由。然而，不稳定性的大小（就轨道变化而言）和时间（就气盘的扩散而言，是早是晚）仍然是一个公开的辩论。类地行星似乎设置了严格的约束：要么巨行星不稳定发生得很早，而类地行星仍在形成，要么木星和土星的轨道必须冲动地彼此分离，在半长轴上有足够大的“跳跃”（Brasser et al. 2009; Kaib and Chambers 2016），以使类地行星保持稳定。由于大的轨道跳跃是一个低概率事件，早期不稳定性假说似乎是有利的。然而，假设不稳定幅度不同，小行星带也会以不同的方式演化。这两个约束条件需要相互匹配，以使一个场景优于另一个场景。Morbidelli等人（2010年）考虑到小行星最初的动力学冷盘，得出结论认为，需要一个巨大的跳跃来重建当前的小行星带。在这里，我们确认了相同的结论，但考虑到小行星群已经在离心率方面受到强烈激发，例如在Grand Tack情景中产生的小行星群（Walsh等人，2011年）。由于小行星是在气体盘被移除后才存在的，与类地行星不同，无论不稳定性发生的早或晚，这种对巨行星跳跃宽度的限制都是有效的。因此，在这个阶段，假设早期不稳定性似乎没有提供任何优势，在概率重建的太阳系结构。
2016-06-14 astro-ph.EP
Do Planetary Encounters Reset Surfaces of Near Earth Asteroids?
诸如太阳风溅射和微陨石撞击等过程可以改变无空气物体表面的光学特性。这就解释了为什么暴露于这些“空间风化”过程的主带小行星的光谱与普通球粒陨石的实验室光谱不匹配。相比之下，近地小行星（NEA）的一个重要部分（在小行星分类中定义为Q型）显示出与OC很好匹配的光谱属性。在这里，我们研究的可能性，Q-型近地小行星经历了最近遇到的类地行星和潮汐重力（或其他影响）在这些遭遇暴露新鲜的OC材料的表面上（从而给它的Q-型光谱特性）。我们使用数值积分来确定近地小行星与行星相遇的统计数据。这些结果被用来计算模型中预期的Q型小行星的比例和轨道分布，它们是空间风化时间尺度t_sw（定义见正文）和最大距离r* 的函数，在最大距离r* 上，行星相遇可以使表面复位。我们发现t_sw ~ 1 e6 yr（在1 AU处）和r* ~ 5 R_pl（其中R_pl是行星半径）最适合数据。值t_sw <1 e5 yr将要求r* > 20 R_pl，这可能是不可信的，因为这些非常遥远的遭遇应该是无关紧要的。如果t_sw > 1 e7年，Q型近地小行星的比例可能比观测到的小行星比例大得多。我们发现，t_sw ~ q^2，其中q是近日点距离，预计如果太阳风溅射控制t_sw，提供了一个更好的匹配的Q型近地小行星的轨道分布比模型与固定的t_sw。我们还讨论了如何地球磁层和辐射效应，如YORP可以影响近地小行星的光谱特性。
2010-05-19 astro-ph.EP
Spectral properties of near-Earth and Mars-crossing asteroids using Sloan photometry
在近地空间运行的小行星，包括那些处于具有潜在危险轨道上的小行星，其性质和起源既具有科学意义，又具有实际重要性。在这里，我们的目标是确定一个大样本的近地（NEA）和火星交叉（MC）小行星的分类，并分析这些类与轨道的分布。我们使用这个分布来确定它们的源区，并研究行星相遇的强度，以刷新小行星表面。我们在SDSS拍摄的图像上测量这些小行星在可见光波长下的四个滤光片的光度。这些颜色用于将小行星分类为与广泛使用的基于光谱学的Bus-DeMeo分类法一致的分类法。我们在这里报告的206个NEAs和776个MCs的SDSS光度测定的分类学分类，增加了40%和663%的已知的分类学分类在这些人群中。我们使用Greenstreet等人（2012年）的源区制图仪，比较了近地小行星和直径相似的主带小行星的分类分布。这两个分布同意在百分之几的水平，为内部的主要带，我们确认该地区作为近地天体的主要来源。还研究了行星相遇对小行星表面的影响，方法是建立一个行星相遇期间作用于表面颗粒的力的简单模型，该模型提供了近距离接近触发表面重塑事件的最小距离。通过对519颗S型和46颗Q型小行星的轨道进行数值积分，并监测它们与行星的相遇距离，我们试图了解重新出现事件的条件。Q型的人口被发现在统计上比S型更多地遇到金星和地球，尽管这两种类型与火星的遭遇数量相同。
2016-01-09 astro-ph.EP
Extreme Debris Disk Variability -- Exploring the Diverse Outcomes of Large Asteroid Impacts During the Era of Terrestrial Planet Formation
类地行星形成的最戏剧性阶段被认为是寡头和混乱的增长，在长达1亿至2亿年的时间尺度上，当大到原行星大小的大型星子之间发生剧烈碰撞时。这些事件的特点是产生大量碎片，正如在一些异常明亮和年轻的碎片盘（称为极端碎片盘）中所观察到的那样。在这里，我们报告了斯皮策五年来对两颗年轻的太阳型恒星ID8和P1121周围的这种系统的测量。盘的短期（每周至每月）和长期（每年）变化与涉及小行星大小的大型天体的大型撞击的后果一致。我们证明了碰撞产生的光学厚尘埃的团块，在动态和观看几何效应的影响下，可以产生短期调制的光盘光变曲线。长期磁盘通量变化与碰撞产生的碎片一旦释放到环星轨道内的碰撞演变有关。在P1121系统中观察到的随时间变化的行为与2012年之前的超高速撞击一致，该撞击产生的蒸汽冷凝物是主要的撞击产物。ID8系统中的两种不同的短期调制表明在不同的时间和地点发生了两次剧烈的撞击。它的长期变化是一致的碰撞演变的两个不同群体的影响产生的碎片为主的蒸汽冷凝物或逃逸的巨石。在极端碎片盘的大规模撞击中产生的尘埃发出的明亮、可变的辐射为研究类地行星形成时期的暴力事件提供了一个独特的机会。
2019-04-19 astro-ph.EP
An Earth Encounter As the Cause of Chaotic Dynamics in Binary Asteroid (35107) 1991VH
本研究提出（35107）1991VH的混沌旋转源于过去与地球的近距离交会，通过自旋-轨道耦合演化而来，并据此约束其次级组件的潮汐耗散参数。
2024-07-19 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation: Dynamical shake-up and the low mass of Mars
我们考虑一个动力学的震动模型来解释火星的低质量和缺乏行星的小行星带。在我们的假设中，当太阳星云耗尽时，与木星的长期共振扫过内太阳系，使太阳原行星盘中的共振激发与碰撞阻尼相对抗。我们报告的结果广泛的数值计算的行星形成的星子在陆地区，有和没有动力学的动摇。如果太阳在陆地区域的气盘在大约一百万年内耗尽，那么横扫共振会抑制小行星带中的行星形成，并大大限制火星的大小。这种现象可能发生在其他长周期大质量行星的恒星周围，表明小行星带类似物很常见。
2017-03-30 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroid Ryugu Before the Hayabusa2 Encounter
小行星（162173）Ryugu是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）领导的小行星探测和样本返回飞行任务Hayabusa 2的目标物体。地面观测表明，Ryugu是一颗直径不到1公里的C型近地小行星，但对其详细特性的了解仍然非常有限。本文总结了我们最好的了解Ryugu的物理和动力学特性的基础上遥感和理论建模。这些信息用于构建小行星的设计参考模型，用于在小行星抵达之前制定飞行任务作业计划。特别注意的是Ryugu的表面特性是相关的样品采集。该参考模型有助于读者正确解释隼鸟2号直接获得的数据，不仅促进了对Ryugu本身和其他小天体的科学研究，而且还促进了小天体所揭示的太阳系演化。
2018-04-10 astro-ph.EP
Building the Terrestrial Planets: Constrained Accretion in the Inner Solar System
到目前为止，还没有一个吸积模型能够成功地再现内太阳系中所有观测到的约束。这些限制包括：1）轨道，特别是小的偏心率; 2）类地行星的质量--特别是火星相对较小的质量在以前的模拟中没有得到充分的再现; 3）地球和火星的形成时间尺度，从Hf/W同位素解释; 4）小行星带的整体结构，特别是缺乏行星胚胎大小物体的印记; 5）地球相对较大的含水量，假设它是以富含水的原始小行星物质的形式提供的。在这里，我们提出了40个高分辨率（N=1000-2000）动力学模拟的后期行星吸积的结果，再现这些约束的目标，虽然忽略了水星。我们假设木星和土星在每次模拟开始时都是完全形成的，并测试与“尼斯模型”一致和相反的轨道配置。“我们发现，木星和土星在圆形轨道上的配置在正确的时间尺度上形成了低偏心率的类地行星和富含水的地球，但火星的质量太大了5-10倍，胚胎经常滞留在小行星带中。木星和土星在当前位置但初始偏心率略高（e = 0.07-0.1）的配置产生了一个小火星，一个无胚胎的小行星带，和一个合理的地球模拟，但很少允许水输送到地球。我们测试的配置中没有一个再现了所有观察到的约束。（节略）
2009-05-22 astro-ph.EP
Numerical predictions of surface effects during the 2029 close approach of asteroid 99942 Apophis
小行星（99942）Apophis在2029年的近距离接近将是不久的将来最重要的小天体遭遇事件之一，并提供了一个很好的机会进行现场勘探，以确定小行星的表面特性，并测量可能改变其风化层结构的任何潮汐效应。表面重塑力学已成为一个新的焦点，小行星研究人员由于其解释表面观测，包括空间风化效应的重要影响。本文提供了一个预测的潮汐效应，在2029年遇到的，重点是表面刷新是否会发生由于风化层运动。由于潮汐相遇的物体的潜在形状修改首先被证实是可以忽略不计的小系统模拟，因此，只有外部扰动考虑这项工作（尽管如此，地震引起的震动移动块可能仍然发挥微弱的作用，我们将在未来的工作中研究这种机制）。一个两阶段的方法来模拟小行星表面粒子（风化层）的响应的基础上软球实现的并行N体重力树代码pkdgrav。阿波菲斯的全身模型在预测的轨道上经过地球，以生成作用在表面目标点上的所有力的数据。然后使用在局部框架中构建的沙堆来近似风化层材料;沙堆在遭遇过程中感受到的所有力都被施加为外部扰动，以模仿风化层在整个场景中的行为。小行星表面的局部力学环境的详细表示，导致全球表面环境的变化，由于遭遇的估计。典型的扰动模式，取决于小行星的方向和旋转感在近地点。
2014-08-01 astro-ph.EP
Ceres and the Terrestrial Planets Impact Cratering Record
矮行星谷神星是主小行星带中最大的天体，它的表面有一系列的陨石坑密度，陨石坑直径范围为5-300公里。在所有区域，陨石坑的大小-频率分布的形状与类地行星上最古老的重陨石坑表面非常相似。谷神星上陨石坑最多的地形覆盖了其表面的15%，陨石坑密度与月球高地上最高的陨石坑密度相似。谷神星上这个陨石坑密度较高的区域可能记录了早期的高撞击率，并表明谷神星的其他85%在~ 4Ga的晚期重轰炸（LHB）后部分重新浮出水面。谷神星的撞击坑记录强烈地表明，晚期重轰炸时期起源于一个撞击物群体，其大小频率分布类似于主带小行星。
2018-04-04 astro-ph.EP
An optimal Earth Trojan asteroid search strategy
特洛伊小行星是一种小行星，它们与一颗行星共享围绕太阳的轨道，并围绕L4或L5拉格朗日稳定点进行平动。它们是重要的太阳系化石，因为它们携带了早期太阳系形成的信息，当时天体之间的碰撞更为频繁。对类地行星特洛伊的发现和研究将有助于约束内太阳系天体分布和相互作用的模型。自从1906年发现第一颗外行星特洛伊以来，已经发现了几千颗木星特洛伊。在类地行星中，有四颗已知的火星特洛伊，最近发现了一颗地球特洛伊。我们提出了一个新的模型，约束最佳的搜索区域，和成像节奏的窄视场和宽视场的调查望远镜，包括盖亚卫星最有效地利用望远镜的时间，以最大限度地提高检测到更多的地球特洛伊木马的概率。
2011-11-04 astro-ph.EP
Gravitational disturbance on asteroidal ring systems by close encounter with a small object
本研究通过计算偏心率变化和粒子丢失比例，探讨小行星环系受小天体近距离相遇的引力扰动，发现外太阳系环系因相遇受严重破坏的可能性极低。
2024-06-03 astro-ph.EP
An astrometric mass estimate for asteroid (223) Rosa
外主带小行星（223）罗莎是欧空局（欧洲航天局）Jupiter ICy卫星探测器（JUICE）任务在前往木星途中经过小行星带时可能的飞越目标。非常低的散射度和没有特征的红色光谱表明在托伦分类法中是一颗P型小行星，尽管目前已知的体积密度与这一分类法并不完全相符。这项工作的目的是获得新的估计的质量和体积密度（223）罗莎。罗莎的质量是通过分析过去与罗莎有过密切接触的小型“测试”小行星的引力偏转得出的。为了找到适合于质量测定的此类事件，在$1980-2030$的时间跨度内对约900，000颗小行星进行了相遇搜索。确定了三次相遇，从中得出了Rosa的两个独立质量估计值：分别为$M = (5.32 \pm 2.17) \times 10^{17}$ kg和$M = (3.15 \pm 1.14) \times 10^{17}$ kg。加权平均值为$M = (3.62 \pm 1.25) \times 10^{17}$ kg。当采用$D = 83 \pm 8$ km的有效直径时，这产生$ρ= 1.2 \pm 0.5 \mathrm{\,g\,cm^{-3}}$的堆积密度。这种体积密度估计与托伦分类法P型小行星的典型密度一致。
2022-10-08 astro-ph.EP
Dynamical evolution and chronology of the Hygiea asteroid family
小行星（10）小行星（10）是主带中体积和质量第四大的小行星，也是其家族中最大的成员。以前的工作研究了在该族轨道区域与小行星近距离相遇的长期影响，并分析了该族成员的分类和动力学特性。在本文中，我们将DeMeo和Carry（2013）的高质量SDSS-MOC 4分类方案应用于海鲶科核心和晕的成员，我们获得了获得$3σ$所需的最小时间和相遇次数的估计（或99.7%）与（10）近距离接触引起的固有$a$变化的相容频率分布函数，本文研究了在存在和不存在Yarkovsky力的情况下，小行星在长期共振位形附近的行为，并利用Yarkovsky效应和YORP效应，用两种方法首次估计了小行星族的年龄。根据Vokrouhlicknick等人（2006 a，b）的方法，该科至少有2亿年的历史，估计年龄为$T = 3200^{+380}_{-120}$ Myr，初始喷射速度场相对较大。令人惊讶的是，我们发现，家庭的年龄可以缩短$\simeq$ 25%，如果近距离接触所造成的动力学流动性与（10）dichroea也考虑在内，这开辟了有趣的新的研究路线与大质量的天体家庭的动力学演化。在我们对小行星家族的分类分析中，我们还确定了一个新的V型候选者：小行星（177904）（2005 SV 5）。如果得到证实，这可能是在外部主带中发现的第四个V型物体。
2013-10-22 astro-ph.EP
The spin state of asteroid Apophis and a prediction of its change during the 2029 close encounter with Earth
Charles University（查理大学）；Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；Florida Space Institute, University of Central Florida（中佛罗里达大学佛罗里达太空研究所）
通过2012-2013和2020-2021年的光度观测，研究阿波菲斯的自转状态，预测2029年接近地球时自转状态的变化，考虑地球引力扭矩影响。
2026-04-27 astro-ph.EP
The Empty Primordial Asteroid Belt
小行星带的质量不到地球质量的千分之一，并且呈放射状分布，S型小行星主要分布在内带，C型小行星则分布在外带。一般认为，该带形成时的质量要大得多，后来被强烈耗尽。在这里，我们表明，今天的小行星带是一致的，已经形成空的，没有任何星子之间的火星和木星的今天的轨道。这与漂移的尘埃集中在一个孤立的陆地微行星环中的模型是一致的。在类地行星形成过程中的引力散射导致了径向扩张，将1-1.5天文单位内的微行星输送到带外。几倍的总电流质量在S型植入，优先考虑内部的主带。C型是从外部注入的，因为巨行星的气体吸积使附近的星子不稳定，并将一部分注入小行星带，优先注入外部主带。这些注入机制是类地行星和巨型行星形成的简单副产品。因此，小行星带可能代表了一个行星残余物的储存库，这些行星残余物在太阳系中增生，但不在小行星带本身。
2017-09-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Extreme close encounters between proto-Mercury and proto-Venus in terrestrial planet formation
现代的类地行星形成模型需要在微行星盘中的0.5-0.7金的固体耗尽来解释水星的小质量。地球和金星类似物出现后，约1亿年的碰撞增长，而水星形成的扩散尾巴的星子盘。我们对质量限制在0.7-1.0 au的小行星盘进行了250次N体模拟，以研究Deng（2020）最近提出的近距离接触的统计数据，作为对水星高铁质量分数的解释。我们总共形成了39个水星类似物，所有的原水星类似物都被原金星分散在内部。在原金星获得0.7金星质量后，原水星通常会经历6次与原金星的极端近距离接触（最接近小于6金星半径）。在如此近的距离，潮汐相互作用已经可以显著地影响轨道运动，使得N体处理本身无效。如果考虑到轨道角动量的潮汐耗散，预计会有更多更近的相遇。混合N体流体动力学模拟，治疗轨道和遇到动力学自洽，是可取的评估程度的潮汐地幔剥离的原水星。
2020-08-23 astro-ph.EP
Spin State Evolution of (99942) Apophis during its 2029 Earth Encounter
我们探讨了2029年地球遭遇小行星（99942）阿波菲斯的非主轴自旋状态的影响，利用最近的光学和雷达观测提供的精确轨道，自旋状态和惯性信息。通过分析小行星的轨道耦合和刚体姿态动力学，我们给出了小行星飞掠后可能的自旋状态范围。这些自旋态分布对于规划阿波菲斯观测活动和航天器任务，特别是OSIRIS-APEX，将是有价值的。模拟表明，引力引起的小行星翻滚周期和旋转角动量方向（极）的变化可能是显著和可测量的。对于目前的自旋状态和惯性估计及其不确定性，阿波菲斯很可能保持在短轴模式（SAM）翻滚状态，但其有效自旋率可能会减半或加倍。它的极点可能会移动10度或更多，并在经度上增加，同时向黄道面移动。这些自旋状态的变化对小行星的接近姿态和质量分布非常敏感。通过地面跟踪小行星的自旋状态，这种灵敏度将有助于完善质量分布知识。我们还讨论了这种突然的自旋状态改变阿波菲斯的Yarkovsky加速度和地球物理性质的影响，确定可能的途径，表面和内部的变化，最值得注意的是，如果阿波菲斯是一个接触二进制。比较从地面观测中获得的飞越前后惯性估计值将有助于评估可能的地球物理变化的程度。
2022-10-24 astro-ph.EP
Coupled shape and spin evolution of small near spherical asteroids due to global regolith motion
提出连续介质模型，耦合风化层运动与小行星自旋演化，解释近地小行星表面重塑及陀螺形形成机制。
2025-05-25 astro-ph.EP
Habitable Zones for Earth-mass Planets in Multiple Planetary Systems
本文通过数值模拟研究了多行星系中地球质量行星的宜居带和动力学结构。例如，在HD 69830系统中，我们广泛地探索了三个海王星质量的同伴的行星配置，其中一个大质量的类地行星居住在0.07 AU $\leq a \leq$ 1.20 AU，以研究该系统中的小行星结构。我们强调，有至少$10^5$年的稳定区的低质量类地行星位于0.3和0.5 AU之间，和0.8和1.2 AU的最终偏心率为$e < 0.20$。此外，我们还发现小行星带的积累或耗尽也受到外行星轨道共振的影响，例如，与行星C的2：1和3：2平均运动共振（MMRs）以及与行星D的5：2和1：2 MMRs的小行星间隙。在动力学意义上，潜在类地行星或HZ存在的合适候选区域为0.35 AU $< a < $ 0.50 AU，以及0.80 AU $< a < $ 1.00 AU，这对于该系统中可能存在的小行星结构是有意义的。
2009-03-13 astro-ph.EP
Non-gravitational Perturbations and Virtual Impactors: the case of asteroid 2009 FD
小行星2009 FD可能在2185年至2196年之间撞击地球。长期传播到可能的影响和干预行星遭遇使2009 FD在危险评估方面最具挑战性的小行星之一。为了计算准确的撞击概率，我们使用2009年FD的物理特性和近地小行星群的一般特性来模拟Yarkovsky效应。我们用两种独立的方法进行危险评估：第一种方法是NEODyS和Sentry使用的标准撞击监测算法的推广，而第二种方法是基于蒙特卡罗方法。这两种方法都在7维空间中生成轨道样本，该空间包括轨道要素和表征Yarkovsky效应的参数。在2185年与地球相遇期间，最高的撞击概率是$2.7 \times 10^{-3}$。在2185之后的影响对应于谐振返回是可能的，最相关的是在2190中，概率为$3 \times 10^{-4}$。这两种数值方法都可以在将来用于处理类似的情况。用解析理论可以预测2185年散射相遇的共振回波结构和靶面上可能的小孔列表。
2014-10-22 astro-ph.EP
How selection and weighting of astrometric observations influence the impact probability. Asteroid (99942) Apophis case
目的是表明，在小行星与地球碰撞的可能性很低的情况下，适当选择和权衡数据对于撞击调查至关重要，并使用广泛的数值模拟分析撞击的可能性。通过蒙特卡罗特殊方法，产生了大量的“克隆”轨道。对6维参数空间中的全部轨道要素，例如观测材料所允许的整个置信区域中的轨道要素进行了研究。根据（99942）阿波菲斯的1000个天体测量数据，推导出2029年4月13日与地球近距离相遇时，地心相遇距离的最佳解为6.065 \pm 0.081 R_{Earth}。目前的不确定性允许在这些遭遇期间的特殊配置（“钥匙孔”），这可能导致阿波菲斯在未来的方法中非常接近的遭遇。两组钥匙孔与2036年（2029年4月13日最小距离5.7736-5.7763 R_{Earth}）和2037年（最小距离6.3359-6.3488 R_{Earth}）与地球的近距离接触有关。我们最精确的模型的标称轨道几乎正好在这两个碰撞锁孔组之间的中间。在这两个星系群之间的最小距离5.97347 R_{Earth}（接近标称轨道）处发现了2076年撞击的一个非常小的锁眼。
2009-03-16 astro-ph.EP
Formation of Terrestrial Planets
在过去的十年里，我们对类地行星形成的理解取得了重大进展。但关键问题依然存在。在这篇评论中，我们首先解决的100公里尺度的星子的尘埃凝结和浓度的结果，目前的模型有利于流动的不稳定性的增长。微行星通过卵石和微行星的吸积作用成长为火星大小（或更大）的行星胚胎。内太阳系最终组装的模型必须符合与类地行星和小行星有关的限制，包括它们的轨道和成分分布以及推断的生长时间尺度。目前的两个模型-大钉和低质量（或空的）原始小行星带假设-都符合经验限制，但都有关键的不确定性，需要进一步研究。我们提出了近距离超级地球的形成模型-最接近我们自己的类地行星，尽管它们的形成历史非常不同-和气体巨系统中的类地系外行星。我们解释了为什么超级地球系统不能形成原位，而是可能是向内的气体驱动的迁移，然后由紧凑的共振链中断的结果。太阳系不太可能拥有一个早期的超级地球系统;相反，木星的早期形成可能阻止了冰巨人的向内迁移。最后，我们提出了一系列事件，可以解释为什么我们的太阳系看起来不同于99%以上的系外行星系统。
2018-03-23 astro-ph.EP
Evidence for Terrestrial Planetary System Remnants at White Dwarfs
最近几年，对于主序星后的系外行星系统的看法发生了动态的转变，也许白矮星中存在岩石行星体的证据就是一个缩影。在斯皮策太空望远镜发射的同时，空间和地面数据都支持这样一种观点，即类似小行星存在于冷白矮星的很大一部分，并且在接近致密的恒星残骸时容易发生潮汐破坏。随后产生的碎片会产生可检测到的红外线过剩，这些物质逐渐落到恒星上，用重元素污染大气层，这些元素可以用来确定被摧毁的行星体的整体成分。根据迄今为止的观测，推断出的白矮星的母体最好被描述为小行星，并且具有与内太阳系中发现的物质相似的明显的岩石成分。它们的最小质量是典型的大型小行星，可以接近或超过太阳系中最大的两颗小行星灶神星和谷神星的质量。从各种研究中调查的恒星数量来看，拥有陆地行星系遗迹的白矮星的比例至少是百分之几，但可能在20%到30%之间。因此，A型和F型恒星可以有效地形成类地行星，其频率至少与在它们的白矮星后代中发现的残留物一样高。
2011-01-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Predictions for Dusty Mass Loss from Asteroids during Close Encounters with Solar Probe Plus
“太阳探测器+”（SPP）任务将从2018年开始探索太阳的日冕和最内层的太阳风。该航天器还将接近一些近日点小于0.3 AU的水星过境小行星。在较小的日心距离，这些物体可能开始失去质量，从而成为“活跃的小行星”与彗星一样的彗星或尾巴。本文收集了一个数据库的97个已知的水星穿越小行星可能会遇到SPP，它提出了估计其随时间变化的可见光通量和质量损失率。假设天空背景减除的效率与STEREO相似，我们发现大约80%的小行星足够明亮，可以被SPP的宽视场成像仪（WISPR）观察到。这些小行星的气体/尘埃质量损失模型的开发和校准对现有的观测。该模型用于估计球形彗发的可见光通量和空间范围。只有当小行星接近太阳的距离小于0.2天文单位时，才能观测到尘埃云。该模型预测，在2018年至2025年的主要SPP任务期间，应该有113个离散事件（24个独特的小行星），在此期间，模型彗星的角度大小可由WISPR解析。其中最大的一颗对应于小行星3200法厄同、137924、155140和289227，它们的角大小都在15到30角分之间。我们注意到SPP的轨道可能仍然会改变，但无论细节如何，仍然有很多机会进行富有成效的小行星观测。
2016-06-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
Shaking and Tumbling: Short- and Long-Timescale Mechanisms for Resurfacing of Near-Earth Asteroid Surfaces from Planetary Tides and Predictions for the 2029 Earth Encounter by (99942) Apophis
本文以 2029 年 Apophis 与地球交会为背景，通过多尺度数值模拟研究行星潮汐驱动的短时标地震摇晃和长时标翻滚坡度演化对近地小行星表面重塑的作用，并预测其可被未来 OSIRIS-APEX 任务检验。
2024-10-04 astro-ph.EP
Determinations of asteroid masses using mutual encounters observed in the Legacy Survey of Space and Time
本研究基于LSST 10年巡天模拟，预测了通过精确天体测量近距离引力交会中的主带小行星对来测定小行星质量的能力，发现结合LSST前数据可大幅提升测量精度与数量，使已知小行星质量增加约10倍。
2025-04-01 astro-ph.EP
An impact-free mechanism to deliver water to terrestrial planets and exoplanets
本文提出一种无需撞击的类地行星及系外行星送水机制，通过原始小行星冰升华形成气态盘输送水，模型解释了地球及其他行星含水量，且该机制可通过ALMA探测，比撞击场景更普遍。
2024-12-02 astro-ph.EP
The depletion of the asteroid belt and the impact history of the Earth
本研究评估小行星带物质流失速率及其分配，发现当前损失率约8.8×10^{-5} Ma^{-1}，外推表明30-35亿年前损失率仅适度增加，但若低估则可能导致指数增长，与地质记录中更强烈的撞击历史相关。
2025-09-25 astro-ph.EP
APOPHIS -- Effects of the 2029 Earth's Encounter on the Surface and Nearby Dynamics
阿波菲斯99942在2029年与地球的近距离接触可能会提供有关小行星物理特征的信息，并测量地球对小行星表面的影响。在这项工作中，我们分析了阿波菲斯的表面和附近的动力学。并分析了2029年与它相遇对地表和附近环境可能产生的影响。我们考虑具有均匀密度（1.29 g $\cdot$ cm $^{-3}$、2.2 g $\cdot$ cm $^{-3}$和3.5 g $\cdot$ cm $^{-3}$）的340米多面体。计算出倾斜角，以及它们在接近过程中出现的变化。当在我们的模拟中使用低密度时，这种变化达到4 $^{\circ}$，并且当密度高时达到2 $^{\circ}$。得到了零速度曲线、平衡点及其拓扑分类。我们发现了四个外部平衡点，其中两个是线性稳定的。我们还进行了数值模拟的机构轨道的小行星，考虑到不规则的引力场的阿波菲斯和两个额外的情况下的扰动：太阳辐射压力和地球的扰动在接近。辐射压力在小行星附近起着重要的作用，只有厘米大小的粒子在积分时间内幸存下来。对于2.2 g $\cdot$ cm $^{-3}$和3.5 g $\cdot$ cm $^{-3}$的密度，半径为5 cm的颗粒区域存活了30年的模拟，对于1.29 g $\cdot$ cm $^{-3}$，仅半径为15 cm的颗粒存活。当增加近距离碰撞效应时，喷射和碰撞大约大30-50倍，但大约56-59%的粒子仍然在碰撞中幸存…
2021-11-15 astro-ph.EP
Life on Exoplanets In the Habitable Zone of M-Dwarfs?
在M型矮星周围的宜居带中运行的系外行星一直是寻找生命的主要目标，这是因为主恒星的寿命很长，这些恒星在银河系中的突出性，以及在M型矮星周围发现的明显过多的类地行星。然而，M矮星的恒星活动增强，以及这些系统中经常被潮汐锁定的行星，引发了对这些行星可居住性的质疑。在这封信中，我们研究了可能存在的另一个重大挑战：这些系统似乎缺乏将小行星运送到可居住的类地行星所必需的架构，小行星撞击可能在生命起源中发挥关键作用。产生稳定的小行星带和气体盘消散后小行星的晚期释放的最广泛接受的机制需要在雪线半径之外有一颗巨大的行星。我们发现，没有一个观测到的系统中的行星在其恒星的宜居带也包含一个巨大的行星，因此不太可能有稳定的小行星带。我们认为观测到的巨行星相对于雪线半径的位置是恒星质量的函数，并发现在M矮星周围的雪线半径之外有一群巨行星。因此，M矮星周围的小行星带的形成通常是可能的。然而，我们发现M-矮星周围的多行星系结构可能与大质量恒星周围的结构有很大的不同。
2022-09-06 astro-ph.EP
Is the Grand Tack model compatible with the orbital distribution of main belt asteroids?
小行星带的特点是具有不同物理性质的天体径向混合，与最小质量太阳星云的预期相比，质量非常低，并具有兴奋的轨道分布。小行星带演化的模型表明，其结构的起源与类地行星的形成过程密切相关。Grand Tack模型提出了一个可能的解决方案，以协调火星的小质量与小行星带的性质，包括质量耗尽，径向混合和轨道激发的难题。然而，虽然在大粘性模型中产生的倾角分布与观察到的一致，但偏心率分布偏向于比今天发现的更大的值。在这里，我们评估的小行星带的轨道特性的演变，从年底的大钉模型（在年底的气体星云阶段时，行星出现从分散的气体盘），在整个随后的演变的太阳系，包括一个不稳定的巨行星约400 My后。在不稳定之前，类地行星是在动态冷轨道上建模的，木星和土星锁定在3：2的平均运动共振中。在巨行星不稳定之后，该模型继续额外的4.1 Gy。我们的结果表明，在大粘性模型中得到的偏心率分布演变到一个非常类似于目前观察到的，和半长轴分布也是如此。倾斜度分布几乎保持不变，在低倾斜度时略微倾向于耗尽;这导致得出结论，在Grand Tack末端的倾斜度分布有点过度兴奋。
2017-01-10 astro-ph.EP
The Effect of an Early Planetesimal-Driven Migration of the Giant Planets on Terrestrial Planet Formation
由于星子的散射而引起的巨行星的迁移导致了强大的共振穿过小行星带和类地行星区域。巨行星迁移的确切时间和方式尚不清楚。在本文中，我们提出了一个调查的结果，形成的类地行星期间和之后的巨行星的迁移。后者被认为是在星云盘消散后立即发生的--即相对于晚期重轰炸（LHB）的时间来说是“早期”的。我们模拟的巨行星早期迁移的假设原因是行星和分散的星子之间的角动量转移。
2011-01-19 astro-ph.EP
Terrestrial Exoplanet Simulator (TES): an error optimal planetary systems integrator that permits close encounters
我们提出TES，一个新的n体积分代码的准确和快速的传播的行星系的存在下，密切接触。TES建立在经典的Encke方法的基础上，只将扰动集成到开普勒轨迹中，以减少模拟的误差和运行时间。整个过程中使用可变步长，以便精确处理近距离接触。一套数值的改进，一起使TES最佳的能量误差。与使用ias15的直接集成相比，在所有考虑的测试问题中发现了更低的运行时间。工商业污水附加费是免费提供的。
2021-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Search strategies for Trojan asteroids in the inner Solar System
特洛伊小行星是一种小行星，它们与一颗行星共享围绕太阳的轨道，并围绕L4或L5拉格朗日稳定点进行平动。它们很重要，因为它们携带了早期太阳系形成的信息，当时天体之间的碰撞更为频繁。类地行星特洛伊的发现和研究将有助于约束内太阳系天体分布和相互作用的模型。我们提出了约束最佳搜索区域的模型，以及测量望远镜最大限度地提高探测内行星特洛伊的概率的策略。我们还考虑了探测盖亚卫星的影响，以及盖亚观测几何的局限性。
2011-11-10 astro-ph.EP
Fugitives from the Hungaria region: close encounters and impacts with terrestrial planets
匈牙利小行星的轨道位于$1.78< a< 2.03$ AU、$e<0.19$、$12^\circ<i<31^\circ$之间的元素空间区域，可能是近地小行星的来源。这些小行星以（434）匈牙利命名，相对较小，因为该组中最大的成员直径仅为11公里。它们主要受到木星和火星的扰动，可能成为火星穿越者，之后，它们甚至可能穿越地球和金星的轨道。在本文中，我们分析了近距离接触和可能的影响逃逸匈牙利与类地行星。在大约8000个已知的匈牙利人中，我们选择了200个位于该组边缘的物体。我们将它们1亿年来的轨道整合在一个简化的行星系（火星到土星）模型中，该模型只受引力的影响。我们挑选了一个样本的11个对象（每个有50个克隆）与大的变化，在半长轴，并重新启动数值积分的引力模型，包括行星从金星到土星。由于近距离接触，其中一些会达到高倾角和偏心率，这反过来又会导致对金星，地球和火星的相对较高的速度影响。我们统计分析了所有与类地行星的近距离接触和撞击，并确定了这些虚构的匈牙利行星的接触和撞击速度。
2013-04-09 astro-ph.EP stat.AP
Rapid formation of binary asteroid systems post rotational failure: a recipe for making atypically shaped satellites
本研究通过模拟碎石堆小行星旋转失效后的碎片盘演化，提出潮汐遭遇与合并机制可快速形成扁球或双瓣状卫星，解释了观测到的非典型卫星形状。
2024-07-22 astro-ph.EP
Direct $N$-body simulations of satellite formation around small asteroids: insights from DART's encounter with the Didymos system
本文利用$N$体模拟研究Didymos-Dimorphos型双小行星，发现主星抛射约$2-3\%$质量后数天内即可混沌吸积出卫星，并解释其形状、自转及多体系统形成。
2024-01-18 astro-ph.EP
Misaligned circumbinary disks as efficient progenitors of interstellar asteroids
气体环双星盘（CBDs）是一种常见的自然观测到的高度倾斜的双星轨道。这些盘中的粒子，一旦气盘消散，由于波节的进动，可以达到很大的相互倾斜。与n体模拟，包括碎片，我们表明，错位盘的粒子可以是有效的祖先星际小行星（ISA）。相互倾斜度较大的粒子之间发生的碰撞具有较大的碰撞速度，这可能导致质量喷射，并且碎片尺寸和喷射速度的范围很广。我们探讨的二元参数，其中大部分的类地行星形成的材料被喷射，而不是吸积成行星。喷射大量材料所需的不对准随着二元偏心率而减小。如果双星偏心率的分布是均匀的，并且初始粒子CBD相对于双星轨道的取向是各向同性的，那么大约59%的双星更有可能通过高速体-体碰撞喷射出大部分CBD类地行星盘质量，而不是保留这些物质并构建类地行星。然而，在非零盘粘度的气体盘阶段的二元-盘相互作用将减少这一部分。Oumuamua的成分、小尺寸、高度细长的形状和翻滚运动与错位CBD产生的ISA一致。
2022-08-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Asteroids and life: How special is the solar system?
小行星与地球的碰撞可能通过创造有利于生命的生境、改变大气层和提供水，在地球生命的出现中发挥了至关重要的作用。因此，我们提出了系外行星系统中生命的两个潜在要求：首先，该系统具有小行星带，其次，存在驱动小行星撞击陆地宜居行星的机制。由于在太阳系中，$ν_6$长期共振已被证明是重要的驱动这些影响，我们探讨如何的质量和两个巨大的行星的位置确定的位置和强度的长期共振。通过研究观测到的有两颗巨行星的系外行星系统，我们发现小行星带区域内的长期共振可能并不罕见。因此，太阳系有些特殊，但生命出现所必需的微调程度并不过分。最后，通过$n$ -天体模拟，我们发现当两颗巨行星接近2：1的平均运动共振时，小行星带是不稳定的，但这并不导致小行星输送量的增加。
2022-02-03 astro-ph.EP
Shallow Encounters' Impact on Asteroid Deflection Prediction and Implications on Trajectory Design
本研究对比解析模型与数值模拟，揭示远距离浅近摄动交会会显著改变小行星偏转轨迹，并为任务轨迹规划提供设计准则。
2024-04-04 astro-ph.EP cs.SY eess.SY
