Space dust collisions as a planetary escape mechanism
据观察，持续轰击地球的超高速空间尘埃在大气层中产生巨大的动量流。一些快速的太空尘埃不可避免地会与大气系统相互作用，传递能量并移动粒子，从而产生各种可能的后果。本文研究了通过碰撞，空间尘埃的掠地成分可以促进大气颗粒的行星逃逸的可能性，无论它们是形成大气层的原子和分子还是更大尺寸的颗粒，并提供了支持性的估计。作为一个有趣的结果，漂浮在地球大气层中的是各种各样的粒子，它们包含着地球有机故事的蛛丝马迹，包括微生物生命和生命必需分子。本文将评估这种空间尘埃碰撞机制将其中一些生物成分推进空间的能力。
2017-11-06 astro-ph.EP
Mitigating Worst-Case Exozodiacal Dust Structure in High-contrast Images of Earth-like Exoplanets
本文研究类地系外行星直接成像中具有平运动共振结构的黄道尘缓解问题，提出高通滤波方法，在倾角小于60°且尘埃量高达100 zodis时可将结构化黄道尘去除至泊松噪声极限，为未来HWO观测提供可行方案。
2023-09-25 astro-ph.EP
Dust-void evolution driven by turbulent dust flux can induce runaway migration of Earth-mass planets
本研究通过2D和3D流体动力学模拟，发现湍流尘埃扩散改变尘埃空洞结构，可驱动地球质量行星在尘埃盘中发生失控迁移或振荡力矩迁移。
2025-03-27 astro-ph.EP
Heliospheric modulation of the interstellar dust flow on to Earth
目标。基于测量的星际尘埃（ISD）通过日光层的运动的高分辨率模型，我们预测的ISD流在内部行星系和地球上的航天器和星际尘埃（ISD）。这是关于ISD的流程和过滤的三篇系列文章中的第三篇。方法.微米级和亚微米级的尘埃颗粒受到太阳引力和辐射压力的影响，并与行星际磁场相互作用，导致行星系中ISD的复杂尺寸依赖性流型。高分辨率的动力学模型，我们研究的时间分辨通量和质量分布的ISD和ISD探测地球附近的要求。结果沿地球轨道的ISD的密度、速度和流动方向强烈地依赖于地球的位置和星际颗粒的大小。当地球逆着ISD流运动时，ISD通量的最大值（半径>~0.3μm的粒子数为2 × 10 ^{-4}/m^2/s）出现在3月。在此期间，相对于地球的相对速度最高（~60 km/s），而在9月，当地球与ISD流一起移动时，通量和速度都最低（<~10 km/s）。平均ISD质量流到地球上是~100公斤/年，最高流量~ 3.5公斤/天发生在接近年底的两周左右，当地球通过太阳下游的狭窄引力焦点区域附近时。22年太阳风周期的相位对亚微米级ISD粒子的数密度和流量有很大的影响。在最大电磁聚焦的年份（2031 +/- 3年），甚至小于0.1μm的ISD粒子也有可能到达地球。结论.我们证明，ISD可以有效地检测，分析和收集的空间探测器在1 AU距离太阳。
2018-11-14 astro-ph.EP
Cosmic dust fertilization of glacial prebiotic chemistry on early Earth
本研究结合经验约束与动力学模拟，表明早期地球冰川等干旱环境中可积累局部宇宙尘埃沉积物，从而为前生命化学提供限制性元素，挑战了宇宙尘埃无法促进前生命化学的普遍假设。
2024-02-19 astro-ph.EP physics.geo-ph
Distribution of dust ejected from the lunar surface into the Earth-Moon system
目标。月球大气和尘埃环境探测器飞行任务上的月球尘埃实验探测到月球周围有一个不对称的尘埃云。我们研究了地月系统中逃逸出月球的颗粒的动力学及其构型。方法.我们使用一个合理的初始喷出物分布和大规模生产率喷出的尘埃。在动力学模型中考虑了太阳辐射压力和月球、地球和太阳的引力等各种力，并对尘埃粒子的运动轨迹进行了直接的数值积分。最终状态，平均寿命跨度，和逆行颗粒的分数作为粒子尺寸的函数进行计算。通过长期模拟得到了地月系统中的数密度分布。结果平均寿命取决于尘埃颗粒的大小，在$1\, \mathrm{μm}$和$10\, \mathrm{μm}$之间的大小范围内，平均寿命迅速增加。关于${3.6\times10^{-3}\,\mathrm{kg/s}}$（$\sim2\%$）从月球表面喷射出的粒子逃脱了月球的引力，它们在地球和月球之间形成了一个在$[10\,R_\mathrm{E},50\,R_\mathrm{E}]$范围内的非对称环面，该环面向太阳方向偏移。地月系统中有相当数量的逆行粒子。
2022-04-03 astro-ph.EP physics.space-ph
Review of research on lunar dust dynamics
月球尘埃是行星际微流星体超高速撞击月球表面产生的，严重威胁着月球探测的安全。对月尘动力学的研究有助于了解月尘的来源和迁移机制，为月球空间任务的轨道设计提供理论指导。本文综述了月球尘埃动力学的研究进展，包括地月系统的行星际撞击环境，尘埃粒子的质量产生率，初始质量、速度和抛射角度分布，相关的空间探测任务，整个地月系统中源自月球表面的尘埃粒子的动力学模型和空间分布。
2022-07-29 astro-ph.EP
Near-Infrared Polarimetric Study of Near-Earth Object 252P/LINEAR: An Implication of Scattered Light from the Evolved Dust Particles
目标。我们的目标是通过近红外多波段偏振测量来约束252P/LINEAR彗星喷出的尘埃颗粒的大小和孔隙度及其在近日点附近的演化。2016年3月，彗星接近地球（~0.036 au），为高空间分辨率的彗星采样提供了难得的机会。方法.我们近红外JHKS波段偏振观测彗星近日点附近的12天，穿插在宽带光学成像观测超过4个月。此外，还对该彗星进行了1000年后的动力学模拟。结果我们检测到两个不连续的亮度增强。在第一次增强之前，在给定的相位角下，近红外偏振度远低于普通彗星的偏振度。然而，在激活后不久，它们最多增加~13%，在J和H波段上显示出不寻常的蓝色偏振颜色（平均为~2.55%/μ m），以及J-H和H-Ks尘埃颜色的蓝化。在整个事件中，偏振矢量略微垂直于散射平面对齐。随后的近日点后彗星再活化持续了大约1.5个月，在Rc波段的活化前尘埃质量损失率约为30倍。结论.蓝色近红外偏振测量颜色的偏振度的显著增加让人想起碎片彗星D/1999 S4（线性）的行为。对于观测到的252 P/LINEAR的偏振特性，最合理的情况是从干燥的表面层喷射出主要是大而致密的尘埃颗粒。我们推测，彗星在近地轨道上受到的更强烈的太阳加热将导致彗星核周围缺乏小而蓬松的尘埃颗粒。
2019-07-09 astro-ph.EP
Characterisation of dust events on Earth and Mars: the ExoMars/DREAMS experiment and the field campaigns in the Sahara desert
大气尘埃对陆地气候起着重要作用，调节到达地表的太阳辐射量，影响云的发展和寿命，并为陆地和海洋生物群落的生长提供基本的营养。在火星上，由于广泛存在的来源以及缺乏能够减轻其贡献的植被和海洋，灰尘的全球影响甚至更强。分别搭载于ExoMars 2016和2020任务的DREAMS站和Dust Complex是专门为研究火星空气尘埃而开发的。在我的博士学位期间，我加入了领导梦想实验和尘埃复合体的MicroMed传感器的团队。作为开发仪器和获取火星类似数据的一部分，我们的团队在撒哈拉沙漠开展了各种活动，以研究火星上的环境和预期的抬升现象。我们监测扬沙事件，在文献中首次获得，同步测量气象数据，大气电场，跃移活动和悬浮粉尘浓度。目前，这是最完整的数据集，可用于研究粉尘提升过程。我们致力于开发适当的探测算法，以个性化调查中获得的尘埃事件，也适用于未来的火星任务。研究了观测到的沙尘暴和沙尘暴的活动特征，着重分析了它们的电学性质。特别是，我们获得了第一个实验指标的感应电场是如何与悬浮颗粒的数量和气象特征的事件。我们将地面结果与目前可用的火星数据进行了比较，以便为下一次ExoMars测量的分析做准备。
2018-12-25 astro-ph.EP
Dust distribution around low-mass planets on converging orbits
超级地球可以在大的轨道半径上形成，并由于与星周盘的潮汐相互作用而向内迁移。在这种情况下，可能会发生会聚迁移，并导致形成共振的行星对。我们探讨的条件下，收敛迁移和共振捕获发生，以及什么动力学后果可以预期周围的尘埃分布的共振对。我们结合流体动力学行星-磁盘相互作用模型与尘埃演化计算，调查由一对行星在平均运动共振的尘埃分布中产生的签名。我们发现，当外行星质量更大时，会发生会聚迁移。然而，收敛迁移也取决于磁盘的局部属性，发散迁移也可能导致。对于类似的盘参数，在低度共振中的捕获（例如，2：1或3：2）最好靠近恒星，在那里共振强度可以更容易地克服气体盘施加的潮汐扭矩。在离恒星较远的地方，会聚迁移可能导致在高度共振中的捕获。尘埃分布显示出潜在的可观察特征，通常当行星被困在2：1共振中时。在其他情况下，对于较高程度的共振（例如，5：4或6：5）灰尘特征可能不足以明显到容易观察到。由一对超级地球建立的共振程度可能表明了在圆盘中发生捕获的位置。一个超级地球和一对超级地球周围的尘埃分布可能存在显着差异。
2020-08-31 astro-ph.EP
Linking studies of tiny meteoroids, zodiacal dust, cometary dust and circumstellar disks
进入地球大气层并引发流星雨的微小流星体一直被认为部分来自彗星尘埃。它们与其他尘埃粒子一起，在太阳周围形成一个巨大的云，称为黄道云。根据我们以前对黄道光的研究，以及其他独立的方法（动力学研究，红外观测，与地球环境有关的数据），现在已经确定，进入地球大气层的尘埃颗粒中有很大一部分来自彗星家族（JFC）。本文依赖于我们对黄道带云和彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的关键特性的理解，这些特性由Rosetta任务对JFC进行了广泛的研究。解释，通过数值和实验模拟的黄道光本地偏振相位曲线，最近使我们能够建立行星际尘埃是丰富的吸收有机物和蓬松的颗粒组成。罗塞塔提供的地面实况目前确定彗星尘埃颗粒富含有机化合物，并由非常蓬松和不规则的聚集体组成。我们的目标如下：（1）将奇特的微陨石、微小流星体、行星际尘埃颗粒、彗星尘埃颗粒与太阳系的早期演化联系起来，（2）表明对这些流星体和彗星尘埃颗粒的详细研究如何能够改进对原行星盘和碎片盘中尘埃观测结果的解释。未来的尘埃在这样的磁盘建模应该有利于不规则的多孔颗粒，而不是更传统的紧凑的球形颗粒。
2020-03-06 astro-ph.EP
Mapping Earth Analogs from Photometric Variability: Spin-Orbit Tomography for Planets in Inclined Orbits
Kawahara & Fujii（2011）提出了一种年散射光变曲线反演技术--自旋轨道层析成像（SOT），该技术可以根据圆盘积分散射光的年变化绘制二维的星间图，并以一颗行星为例进行了演示。我们将其扩展到适用于一般的几何配置，包括像地球在倾斜轨道的低密度行星。我们模拟了倾斜轨道上的地球在三个光度波段（0.4-0.5um，0.6-0.7um和0.8-0.9um）的光变曲线，并表明，云，雪和大陆的分布与SOT的援助下检索。我们还证明了SOT通过将其应用到一个直立的地球，潮汐锁定的地球，和地球类似物与古代大陆的配置。反演是模型无关的，在这个意义上，我们不假设特定的非线性模型映射时的表面，因此适用于任何类型的不均匀性原则。这种方法可以潜在地作为一种独特的工具来调查地球类似物的外生境/外气候。
2012-08-08 astro-ph.EP
Effects of neighbouring planets on the formation of resonant dust rings in the inner Solar System
上下文太阳神号和立体声探测器的发现表明，金星上存在着一个由尘埃组成的共振环。试图将这种现象模拟为地球的共振环-作为外部平均运动共振（MMR）中捕获的迁移尘埃的结果-迄今为止无法重现所观察到的尘埃特征。最近提出了其他起源理论。然而，金星外部MMR捕获效率低的原因仍然不清楚。目标。在这里，我们将探讨内太阳系多行星结构中尘埃捕获共振现象的本质，旨在增加对单行星系统中共振尘埃环的现有理解。方法.我们对与内行星相关的共振尘埃特征进行了数值模拟，并特别研究了这些结构的依赖性以及特定共振对行星配置的捕获效率。结果除了水星与迁移的尘埃云没有共振相互作用外，我们还发现金星、地球和火星之间的共振相互干扰，影响了它们形成环日光环的能力。我们发现，金星外部MMR环薄弱的唯一最重要的原因是其外部邻居-地球的扰动影响。此外，我们发现水星和火星产生新月形的密度特征，这是由穿过其轨道区域的粒子发生的定向拱点进动造成的。
2020-01-21 astro-ph.EP
Collision probabilities of migrating small bodies and dust particles with planets
研究了迁移小天体和这些天体产生的尘埃粒子与行星碰撞的概率。各种彗星家族彗星、哈雷型彗星、长周期彗星、海王星外天体和小行星都被考虑在内。任何被考虑的物体或粒子与所有行星碰撞的总概率不超过0.2。在巨行星形成期间，从木星轨道外输送到地球的水量可能超过地球海洋中的水量。彗星族彗星或哈雷型彗星向行星输送的水的质量与行星质量之比，火星、金星和水星可能比地球更大。
2009-10-16 astro-ph.EP
Polar orbits around the newly formed Earth-Moon binary system
该研究分析地月双星系统共双极轨道的稳定性，发现当前地月距离下无稳定极轨道，但月球刚形成时（半长轴约3倍地球半径）极轨道稳定，直至半长轴达约10倍地球半径，为地月演化及系外卫星研究提供参考。
2024-07-12 astro-ph.EP
The orbital clusters among the near Earth asteroids
在大约20000颗近地小行星中确定了15个轨道簇（协会）。所有协会被发现具有较高的统计可靠性，使用一个单一的连锁聚类分析算法和三个轨道相似性函数。鉴定的组构成整个样品的一小部分（4.74%）。但它们可能对地球及其居民造成危害。正如流星体流所发生的那样，每年地球都非常接近每个协会的轨道。在两种情况下（2008TC3和2017FU102），小行星和地球轨道之间的距离小于我们星球的半径。在已确定的协会成员中，我们发现了331个比车里雅宾斯克小行星更大的物体，所有这些物体都以小于0.05 [au]的距离接近地球轨道。其中两个已确认的小行星群（4179）Toutatis和（251430）Itokawa支持Toutatis和Itokawa小行星的灾难性起源。本研究的重点不是研究NEA协会的起源，而是追踪它们。无论其来源如何，已查明的团体都对地球构成严重威胁。因此，为了便于他们的监测，我们计算了理论辐射的坐标和他们潜在活动的日历日期。
2020-03-12 astro-ph.EP
The Dawn of Dust Astronomy
本文回顾了尘埃科学的发展，从第一次空间尘埃的地面天文观测到单个尘埃粒子及其源物体的成分分析。有多种观测技术可用于对空间尘埃进行科学研究：从在高层大气中收集的流星和行星际尘埃颗粒到现场分析或返回地球的尘埃。现场尘埃探测器已经从确定地球轨道尘埃危害的简单尘埃撞击探测器发展到能够提供空间单个尘埃颗粒成分分析和准确轨迹确定的尘埃望远镜。尘埃天文学的概念已经发展，认识到尘埃颗粒，像光子一样，携带来自空间和时间中遥远地点的信息。从尘埃粒子的出生地和它们的整体性质的知识，我们了解了粒子形成的偏远环境。卡西尼号、星尘号和罗塞塔号等尘埃观测任务分别研究土星的卫星和环，以及怀尔德2号彗星和丘留莫夫-格拉西缅科彗星的尘埃环境。在实验室模拟尘埃过程的辅助下，我们开始了解太空中的尘埃环境。
2019-12-02 astro-ph.EP
Investigation of optimal transfers to retrograde co-orbital orbits in the Earth-Moon system
本研究基于地月系统逆行共轨平均运动共振的最新发现，分析该共振并优化双脉冲轨道转移技术，得出低成本转移可行的结果，可为未来任务提供支持并提升任务效率。
2025-04-15 astro-ph.EP
Co-orbital Asteroids as the Source of Venus's Zodiacal Dust Ring
来自太阳神号和立体声探测器的测光显示了增强的天空表面亮度区域，这表明与金星轨道相关的狭窄的环日尘埃环。我们通过整合10，000，000+尘埃粒子受引力和非引力作用的轨道来模拟这种现象，考虑几种不同类型的合理尘埃源。我们发现，只有来自金星同轨小行星的假设种群的粒子才能在狭窄的环中产生足够的信号来匹配观测结果。以前的研究表明，这样的物体在动力学上是不稳定的。然而，我们重新检查了与金星1：1共振的小行星的稳定性，发现~8%应该能存活到太阳系的年龄，足以供应观测到的环。
2019-04-29 astro-ph.EP
Mean-Motion Resonances in the Quadrantid Meteoroid Stream and Dynamic Evolution of Dust Trail of (196256) 2003 EH1
本文通过数值模型证实象限仪座流星群中存在与金星、地球、火星和木星的多种平运动共振，这些共振粒子在地球轨道远处形成尘埃尾迹，但观测中未发现共振效应。
2023-10-10 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
Most super-Earths formed by dry pebble accretion are less massive than 5 Earth masses
我们从自洽的尘埃增长模型研究了岩石行星的形成。特别是，我们的目标是计算一个岩石行星的最大核心质量，可以维持一个薄的H-He大气，以解释开普勒的大小分布的第二个峰值。我们通过冰线内的卵石吸积来模拟行星的生长。卵石通量计算自洽尘埃生长通过求解对流扩散方程为代表的灰尘大小。包括粉尘在水冰线上的凝结、漂移、破碎和升华。光盘的演变计算$α$光盘从中央恒星的光蒸发。行星是从一个月球质量的胚胎中通过硅酸盐卵石的吸积和气体的吸积而成长起来的。我们分析了不同初始椎间盘质量、$α$粘度、椎间盘金属含量和胚胎位置的影响。最后，我们计算了由于蒸发造成的大气质量损失。我们发现，在冰线内，破碎屏障决定了卵石的大小，这导致不同的圆盘粘度不同的行星生长模式。在冰线内的卵石隔离质量通常衰减到低于5 M $_{\oplus}$的值在第一个百万年的磁盘演变，限制核心群众的价值。在计算了大气质量损失后，我们发现核心在$\sim$ 4 M $_{\oplus}$以下的行星大气层被完全剥离，少数4-5 M $_{\oplus}$核心保留着稀薄的大气层，使它们处于开普勒尺寸分布的间隙/第二峰值。总的来说，我们发现岩石行星只在低粘度盘（$α\lesssim 10^{-4}$）中形成。当$α\geq 10^{-3}$时，岩石天体不会超过火星质量。干卵石吸积最典型的结果是质量从火星到$\sim$ 4 M $_{\oplus}$的类地…
2020-10-06 astro-ph.EP
Probable Spin-Orbit Aligned Super-Earth Planet Candidate KOI-2138.01
我们利用\emph{Kepler}恒星KOI-2138的旋转引力暗化来表明$2.1-R_\oplus$凌日行星候选者KOI-2138.01的轨道具有低投影自旋轨道对准$λ=1^\circ\pm13$。KOI-2138.01是巨蟹座55 e之后第二个测量到自旋轨道对齐的超级地球，也是第一个对齐的超级地球。KOI-2138.01的轨道周期为23.55天，可能代表未来类似太阳系的类地行星的冰山一角，这些行星具有中间周期和低倾角的圆形轨道。
2015-12-12 astro-ph.EP
Analytic model for the long-term evolution of circular Earth satellite orbits including lunar node regression
本文的目的是得到一个解析近似的圆轨道的演变，由地球的$J_2$和日月引力摄动。假设月球轨道面与黄道面重合，Allan和Cook（1964）推导出圆轨道轨道面演化的解析解。利用它们的结果作为中间解，建立了考虑月球轨道倾角及其交点回归的近似解析模型。最后，导出了一个近似解析表达式，除了参考轨道周期近似等于月交点回归周期的整数倍（特别是1倍或2倍）的共振情况外，该表达式与数值计算结果相比是精确的。
2017-03-02 astro-ph.EP
Two planetary systems with transiting Earth-size and super-Earth planets orbiting late-type dwarf stars
我们提出了两个新的行星系周围发现的冷矮星的数据从K2任务。第一个系统在K2-239（EPIC 248545986）中发现，在本工作中表征为M3.0V，并在K2的第14次活动中观察到。它由三颗地球大小的凌日行星组成，半径分别为1.1、1.0和1.1 R地球，轨道周期分别为5.24、7.78和10.1天，接近2：3：4共振。第二个是在K2-240（EPIC 249801827）中发现的，在这项工作中被表征为M0.5V，并在第15次活动中观察到。它由两个过境的超级地球组成，半径为2.0和1.8 R地球，轨道周期为6.03和20.5天。这些行星大气的平衡温度估计在380-600 K之间，透射光谱中的信号幅度估计为约10 ppm。
2018-06-05 astro-ph.EP
Comparison of the orbital properties of Jupiter Trojan asteroids and Trojan dust
在以前的论文中，我们模拟了木星特洛伊小行星的尘埃粒子的轨道演化的行星际粒子的影响，并评估其整体配置的尘埃弧的形式。在这里，我们比较这些特洛伊尘埃粒子和特洛伊小行星的轨道特性。特洛伊小行星和大多数尘埃粒子都被困在木星1：1共振中。然而，对于尘埃粒子，这种共振被修改，因为太阳辐射压力的存在，这降低了半长轴分布的峰值。我们还发现，一些粒子可以被困在土星1：1共振和高阶共振与木星。比较了特洛伊星和尘埃的偏心率、近心经度和倾角的分布。特洛伊小行星的近心点分布经度的峰值比木星的近心点分布经度大60度;相反，特洛伊尘埃的这一差异小于60度，并且随着颗粒尺寸的减小而减小。对于特洛伊小行星和大多数特洛伊尘埃，Tisserand参数分布在2到3之间。
2018-05-13 astro-ph.EP
Horseshoe Co-orbitals of Earth: Current Population and New Candidates
太阳系中的大多数共轨物体被认为遵循蝌蚪型轨道，表现得像特洛伊人。然而，地球上大多数已确定的共轨道都沿着马蹄形轨道运动。目前被认为是地球共轨道的小天体共有18个，其中12个是马蹄铁，5个是准卫星，1个是特洛伊。所有这些天体的半长轴值在$0.983$ au和$1.017$ au之间摆动。在这项工作中，我们已经研究了物体的动力学行为的轨道与半长轴在这个范围内，可能是在1：1的平均运动与地球共振。我们的研究结果表明，小行星2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$和2017 XQ $_{60}$沿着不对称的马蹄型轨道运动;小行星2018 PN $_{22}$遵循近对称或规则的马蹄型轨道。小行星2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$和2017 XQ $_{60}$可以分别保持在马蹄形共轨状态大约$900$年、$3300$年和$2700$年。小行星2018 PN $_{22}$具有更混乱的动力学行为;它可能不会停留在马蹄形共轨状态超过200年。2016 CO $_{246}$、2017 SL $_{16}$、2017 XQ $_{60}$和2018 PN $_{22}$的马蹄形天平动周期分别为280、255、411和125年。
2020-06-25 astro-ph.EP
Concurrent effects of gas drag and planet migration on pebble accretion
我们研究了迁移行星（$10<M_p<20$地球质量）的影响，在一个辐射盘卵石的动力学使用二维双流体模拟进行的RoSSBi代码。由迁移行星引起的波动和对气体的拖曳反作用的共同作用产生了卵石通量的复杂演化。波浪激发了纬向流，这些纬向流起到了灰尘陷阱的作用，并积聚了卵石。由于拖曳反作用，开尔文-亥姆霍兹不稳定性发展，产生湍流尘埃环，其中包含几个地球质量的固体，那里可能形成微行星。行星质量越大，尘埃环发展得越快。在与行星迁移的竞争中，这个过程触发了几个尘埃环，径向分离尺度为$1/M_p$。我们发现了围绕$13$地球质量的转变。在那之下，卵石停在行星轨道的内侧，但卵石在行星上的吸积是持续的。在此之上，尘埃环区域的阻力反作用在行星迁移时改变了压力分布，这限制了卵石吸积的进一步增长。这种新的{ \it卵石隔离质量}比文献中经常报道的低约2倍。这减少了超级地球行星的整体形成时间尺度，同时有利于它们在圆盘消散后的生存，因为进一步的吸积被扼杀。最后，我们的研究结果支持一个混合模型的形成木星通过卵石和星子吸积。
2020-09-10 astro-ph.EP
Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars
确定类地行星是常见的还是罕见的，是宇宙生命问题的试金石。我们通过检查来自美国国家航空航天局开普勒任务的42，000颗恒星的亮度测量，寻找在其宿主恒星前面交叉的地球大小的行星。我们发现了603颗行星，包括10颗地球大小（1-2个地球半径）的行星，它们接收的恒星能量与地球相当（4倍以内）。我们占开普勒的不完美的探测这些行星注入合成行星引起的调光到开普勒亮度测量和记录检测到的分数。我们发现类太阳恒星的$11\pm4%$中有一颗地球大小的行星，其接收的恒星强度是地球的一到四倍。我们还发现，随着轨道周期（P）的增加，地球大小的行星的出现是恒定的，在logP的相等间隔内，直到$\sim200$ d。外推，人们发现类太阳恒星的$5.7^{+1.7}_{-2.2}%$拥有一颗地球大小的行星，轨道周期为200-400 d。
2013-11-26 astro-ph.EP
On the orbital evolution of meteoroid 2020 CD3, a temporarily captured orbiter of the Earth-Moon system
任何沿类地轨道运行的近地物体最终都可能在低速相遇时被地球引力捕获。这种理论上的可能性在1991-1992年飞越1991年VG期间首次得到证实，并确认了1992年2月约一个月的短暂捕获事件。在2006年7月至2007年7月期间，2006 RH 120被暂时捕获进入地心轨道，获得了进一步的证据。在这里，我们对2020年CD 3的轨道演变进行了数值评估，CD 3是最近发现的一个小型近地天体，可能是被地球引力暂时捕获的流星体的第三个实例。我们确认，2020年CD 3目前正沿着地心轨道运行，尽管它将在2020年5月初进入日心轨道。我们的计算表明，它在2016年被地球捕获（中位数）。这段插曲比2006年的RH 120长。在被捕获为小卫星之前，2020 CD 3可能是一个Aten型近地天体，但不能排除是阿波罗型近地天体;在这两种情况下，轨道都非常像地球，具有低离心率和低倾角，是典型的Arjuna型流星体。一些克隆轨道保持地心近一个世纪，打开了尚未被检测到的迷你卫星的存在的大门，这些迷你卫星在时间尺度上相对稳定，与未绑定的准卫星（如（469219）Kamo`oalewa）的时间尺度相当。此外，近10%的实验导致了短暂的月球-月球事件，其中2020 CD 3的月心能量值变为负值。
2020-04-07 astro-ph.EP
A Population Dynamics Approach to the Distribution of Space Debris in Low Earth Orbit
地球轨道上碎片的存在对人类在太空的活动构成重大风险。由于地面发射、航天器外部部件的丢失以及物体之间无法控制的碰撞，这些碎片数量继续增加。因此，一个计算上可行的碎片群增长及其空间分布连续模型至关重要。在这里，我们提出了一个扩散碰撞模型的碎片密度在低地球轨道（LEO）的演变及其对地面发射政策的依赖。我们参数化这个模型，并测试它对数据从公开的对象目录检查不受控制的增长的时间尺度。最后，我们考虑合理的发射政策和清理策略，以及它们如何降低未来与活动卫星或太空船碰撞的风险。
2023-01-10 astro-ph.EP
The bright end of the exo-Zodi luminosity function: Disk evolution and implications for exo-Earth detectability
我们提出的第一个特征的12微米温暖的尘埃（“外佐迪”）光度函数围绕太阳类恒星，集中在尘埃最多的系统，可以识别的智慧。我们探测到六个新的暖尘埃候选者，其中五个年龄未知。我们发现，像BD+20 307这样的最古老的（>Gyr）系统是1/10，000的发生率。明亮温暖的尘埃在年轻（<1.2亿年）的系统周围更常见，发生率约为1%。我们表明，一个两个组成部分的原位模型，所有的恒星最初都有巨大的温暖的磁盘和温暖的碎片也产生在一些随机的时间沿恒星的主序星的寿命，也许是由于碰撞，可以解释的意见。然而，如果所有的恒星都只有最初的大质量暖盘，那么这些在Gyr年龄时是不可见的，并且主序星上的随机碰撞太罕见，无法解释年轻恒星的高盘出现率。也就是说，这两种成分都不能单独解释观测结果。尽管有这些结论，但我们不能排除另一种模型，即彗星是从外部区域散布的，因为具有适当动力学的系统的分布是未知的。我们的原位模型预测，恒星与exo-Zodi明亮到足以导致未来的exo-Earth成像尝试的问题的比例至少为~ 10%，并且对于比几个Gyr年轻的恒星群体更高。这个预测约为10%，适用于老恒星，因为像BD+20 307这样的明亮系统意味着一群曾经明亮但现在正在通过较暗的水平衰减的较暗系统。我们的预测应该得到大型双目望远镜干涉仪的有力检验，为更详细的演化模型提供有价值的输入。低于我们预测的探测分数可能表明，由于行星动力学的怪癖…
2013-06-09 astro-ph.EP
Positions of equilibrium points for dust particles in the circular restricted three-body problem with radiation
对于一个质量可以忽略的物体，在一个恒星和一个行星的引力场中以圆形轨道运动（圆形限制性三体问题），存在五个平衡点，称为拉格朗日点。拉格朗日点的位置对于尘埃粒子是无效的，因为在推导拉格朗日点时假设除了引力之外没有其他力作用在质量可以忽略的物体上。在这里，我们确定了尘埃粒子的平衡点的位置，在圆形限制性三体问题的辐射。在圆形限制性三体问题中，平衡点位于连接拉格朗日点的曲线上。由于木星质量大，平衡点分布在日心距的大区间内。地球的平衡点解释了斯皮策太空望远镜观测到的一团尘埃粒子尾随地球。在平衡点运动的尘埃粒子按其性质分布于行星际空间。
2014-08-14 astro-ph.EP
Comet 66P/du Toit: not a near Earth main belt comet
主带彗星（MBC）是一类特殊的含有挥发物的天体，具有彗星般的形态和小行星般的轨道。然而，MBC是具有挑战性的远程研究目标，因为它们的体积小，距离太阳和地球相对较远。最近，已经发现了一些可能起源于小行星主带的弱活动短周期彗星。在所有已知的候选彗星中，66 P/杜托伊特彗星被认为是来自主带的概率最高的彗星之一。我们在2018年7月使用X-shooter/VLT和UVES/VLT仪器获得了300-2500 nm的66 P中分辨率和高分辨率光谱。我们还获得了一系列66 P的窄带图像，以监测2018年5月至7月期间的气体和尘埃活动。此外，我们还利用尘埃模型描述了66 P的尘埃彗发，并对66 P的轨道演化进行了动力学模拟。我们推导出氨（$_3$）在~（66）P中的OPR为$\pm$ ~（0.06），对应于$\sim$ 34 K的核自旋温度。我们计算了OH、NH、CN、C $_3,$和C $_2$自由基的产生速率，并测量了粉尘代用指标Af $ρ$。尘埃分析表明，彗发可以用各向异性模型进行最佳拟合，在近日点距离为1.29 au处，尘埃产生率的峰值约为55 kg/s $^{-1}$。动力学模拟表明，66 P是中等小行星的捕获时间，t $_{cap} \sim 10^4$年。我们的观测结果表明，66 P的测量物理性质与其他典型的短周期彗星一致，与其他MBC有显着差异。因此，66 P不太可能有主带起源。
2019-09-29 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
The effect of the dust size distribution on asteroid polarization
我们已经制定了一个理论描述如何的小行星的极化相位曲线将受到影响的尘埃从表面上去除由于一个大小依赖的现象，如辐射压力驱动的逃逸悬浮粒子。利用夏威夷大学2.2米望远镜上的双光束成像偏振仪对4颗小（D ~ 1 km）近地小行星[（85236），（142348），（162900）和2006 SZ 217]进行了新的观测，并利用（25143）Itokawa和（433）Eros的观测结果对我们的计算进行了检验。我们发现，从小行星反射的光的偏振控制的矿物和化学成分的表面，是独立的尘埃颗粒。因此，超过反转角的极化相位曲线斜率与小行星的倾角之间的关系与表面风化层大小分布无关，对主带和近地小行星都有效。
2009-09-21 astro-ph.EP
Review and prospects of hot exozodiacal dust research for future exo-Earth direct imaging missions
本文回顾了热系外黄道尘的研究现状及其对HWO任务的影响，指出大量热尘埃可能严重限制系外类地行星成像灵敏度，强调需进一步观测以评估风险并约束行星宜居环境。
2025-03-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
A High Earth, Lunar Resonant Orbit for Lower Cost Space Science Missions
许多科学飞行任务需要无障碍的太空视野和稳定的热环境，但缺乏技术或方案资源来达到满足这些需求的轨道。本文介绍了一个高地球轨道在2：1共振与月球提供这些条件，通过月球重力辅助达到。分析制导和数值研究对这种非常规轨道的行为产生了深刻的洞察力，使选择稳健的任务设计成为可能。解决方案可用于广泛的任务，从较小的探索者级任务（如过境系外行星调查卫星）到寻求较低Delta V替代传统拉格朗日点，漂移和地球同步轨道的大型任务。
2013-08-07 astro-ph.EP
Wide Dust Gaps in Protoplanetary Disks Induced by Eccentric Planets: A Mass-Eccentricity Degeneracy
金牛座T星周围的原行星盘亚毫米图像中的间隙环结构被广泛认为是由于嵌入的原行星在其出生盘上的潮汐扰动造成的。这一过程的数值模拟已被用来提出缩放的特征尘埃间隙宽度/间隙环距离相对于行星质量。应用这样的比例来分析观测到的间隙样本，产生了一个连续的质量分布，在几个地球到木星质量范围内的假设行星的丰富人口。相比之下，传统的核心吸积方案的行星形成预测的双峰质量函数，由于1）以上的失控气体吸积\sim 20地球质量和2）抑制吸积引起的间隙打开。在这里，我们研究的尘埃盘响应偏心行星的潮汐扰动作为一个可能的解决方案，这个悖论。基于模拟的气体和尘埃分布，我们表明，海王星质量的行星与小偏心率的间隙环分离可能会变得与土星质量的行星在圆形轨道上引起的。这种简并可以消除理论双峰质量分布和观察到的连续间隙宽度分布之间的差异。尽管阻尼由于行星盘的相互作用，适度的偏心率可以维持在相对厚的磁盘或通过多个超级地球之间的共振激励的外部区域。此外，小偏心率行星引起的环状尘埃分布即使在低粘度环境中也是轴对称的，这与ALMA图像中涡旋的缺乏一致。
2021-10-14 astro-ph.EP
Near-Earth Binaries and Triples: Origin and Evolution of Spin-Orbital Properties
在近地小行星群中，发现了具有相互轨道的双星和三星系统，这些轨道具有显著的偏心率和较大的半长轴。所有已知的具有偏心轨道的系统和所有广泛分离的主卫星对都具有快速旋转的卫星。在这里，我们研究的过程，可以阐明这些自旋轨道性质的起源。基于旋转裂变的双星形成模型可以在高偏心率和大范围分离的轨道上再现异步卫星，但与观测到的特性不匹配。我们探讨是否有任何进化机制可以链接的自旋和轨道参数预期裂变后的动力学今天观察到的。我们调查了四个过程：潮汐力矩，辐射扰动（BYORP），近距离行星相遇，和Kozai振荡。我们发现，裂变后的动力学和潮汐演化的组合可以解释几乎所有的自旋轨道性质的样本中的9个良好的特点近地双星和三重。其他机制可能起作用，但不需要解释观察到的数据。最后，我们描述了所观察到的自旋轨道状态，包括同步和圆形，异步和圆形，异步和偏心配置之间的演化途径。
2011-11-11 astro-ph.EP
Microlensing planet detection via geosynchronous and low Earth orbit satellites
通过微透镜探测行星通常受到爱因斯坦时间尺度$t_E$中众所周知的简并性的限制，这使得透镜的质量和距离无法被明确确定。已经表明，地球同步轨道上的卫星可以通过微透镜视差测量提供大多数标准行星事件（$t_E \approx 20$天）的质量和距离。本文将分析扩展到较短的爱因斯坦时间尺度，$t_E \approx 1$天，当处理的情况下，质量透镜。然后，我们研究的能力，低地球轨道卫星在更短的时间尺度，$t_E \approx 0.1$天。采用Fisher矩阵分析来预测视差上的1- $σ$误差如何取决于$t_E$和微透镜事件的峰值放大率。结果表明，地球同步卫星可以探测到质量为1000亿的自由漂浮物的弛豫，发现质量很低的褐矮星周围的行星系。此外，低地球轨道卫星可能导致发现地球质量的自由漂浮行星。对这些结果的限制可能是对测光的严格要求、混合的影响以及在低轨道情况下地球的本影。
2015-11-16 astro-ph.EP
Stream and sporadic meteoroids associated with Near Earth Objects
近地天体靠近地球轨道，因此从它们喷出的任何尘埃都可能被视为流星雨。轨道的演变很快，因此在某一时刻轨道的相似性不足以证明一种关系，在很长一段时间间隔内的轨道演变也必须是相似的。零星流星体不能与单一的母体相关联，它们只能被归类为彗星或小行星。然而，考虑一个参数的标准，许多零星的分类不正确，因此提出了两个参数的方法。
2014-02-07 astro-ph.EP
Zodiacal Light Beyond Earth Orbit Observed with Pioneer 10
我们重新分析了先锋10号的成像光偏振计数据，研究了地球轨道以外B和R波段的黄道光，应用改进的方法减去积分星光（ISL）和漫射银河光（DGL）。我们发现，存在一个显着的仪器偏移，使其难以检查的绝对天空亮度。相反，我们分析了不同的亮度，即，在黄道高纬度的天空亮度与平均值的差异，并与模型黄道光的预期进行比较。在日心距r<2au时，我们发现J波段模型黄道光与减去ISL和DGL后的剩余天空亮度之间有相当好的相关性。来自相关研究的行星际尘埃的反射率与以前的工作略有一致。黄道光在r> 3au时没有明显的可探测性，正如以前报道的那样。然而，在r=2.94 au处发现了与模型的明显差异，这表明存在由小行星碰撞产生的局部尘埃云或来自活跃小行星（或主带彗星）的尘埃痕迹。我们的结果证实，黄道光的主要成分（平滑云）是一致的，即使在地球轨道之外的模型，这证明了河外背景光的检测后，扣除黄道光的模型的基础上。
2018-08-11 astro-ph.EP
Habitability of Earth-type Planets and Moons in the Kepler-16 System
我们证明，可居住的地球质量的行星和卫星可以存在于开普勒-16系统，已知主机周围的恒星双星土星质量的行星，通过调查他们的轨道稳定性在标准和扩展的宜居带（HZ）。我们发现，类卫星（S型）轨道的地球质量的行星是可能的标准HZ直接附近的开普勒-16 b，从而构成可居住的系外卫星。然而，地球质量的行星不可能存在于标准HZ内围绕两个恒星组成部分的行星状（P型）轨道中。然而，P型地球质量的行星可以存在优于土星行星在扩展HZ有关相当增强回暖的行星大气，如果促进。我们简要地讨论了潜在的可探测性，这种可居住的地球质量的卫星和行星定位在卫星和行星轨道，分别。下P型轨道和上P型轨道的范围分别在0.657 ~ 0.71 AU和0.95 ~ 1.02 AU之间。
2012-02-22 astro-ph.EP
Trojan asteroids and co-orbital dust ring of Venus
长期存在的共轨小行星被认为是金星轨道周围黄道光尘环的可能来源，但在文献中发现的金星特洛伊的轨道稳定性，从而存在不一致的结论。考虑到广义相对论和雅科夫斯基效应的动力学影响，本文对金星特洛伊的轨道稳定性进行了系统的研究。数值模拟了数千个虚构的金星特洛伊人的轨道。利用频率分析方法，详细描述了它们的轨道稳定性及其动力学机制。通过长期数值模拟，研究了以前被忽略或过于简化的广义相对论和雅科夫斯基效应的影响。绘制了$(a_0,i_0)$平面和$(a_0,e_0)$平面上的稳定性图，发现最稳定的金星特洛伊轨道位于低偏心率的低倾角马蹄形轨道上.确定了在稳定性图中雕刻精细结构的共振。广义相对论使轨道的稳定性降低了一点，但雅科夫斯基效应可能会在相对较短的时间内将几乎所有的金星特洛伊人赶出特洛伊区域。金星特洛伊人的轨道稳定性很差，无法在太阳系的年龄中生存下来。在金星轨道周围发现的黄道光尘埃环更可能是一种偶发现象，因为尘埃粒子可能是由经过的彗星或小行星产生的，而不是金星特洛伊人暂时捕获到1：1的平均运动共振中。
2022-06-13 astro-ph.EP
Determination of the Optimal Elliptical Trajectories Around the Earth and Moon
本文研究地月间穿梭机的周期轨道，通过考虑地球、月球和太阳引力影响，确定使推进需求及月球 $Δ\, v$ 需求最小化的轨道偏心率，显著降低燃料消耗。
2023-08-02 astro-ph.EP
Milankovitch Cycles for a Circumstellar Earth-analog within $α$ Centauri-like Binaries
在$α$ Centauri B的宜居带内运行的地球模拟轨道显示出其倾斜度或轴向倾斜度的巨大变化，这通过改变给定纬度的辐射通量来影响行星气候。我们研究了潜在的影响，通过米兰科维奇循环使用的能量平衡模式与冰盖的这些湿度变化的气候。与以前的研究类似，自旋轨道共振引起的最大幅度的磁共振变化在宜居带内引起雪球状态，而适度的变化可以允许持久的冰帽或冰带。全球冰分布的特定结果可能取决于行星轨道、行星度、自旋岁差、双星轨道以及哪颗恒星类似于地球轨道。相对于双星轨道倾斜的地球类似物可以周期性地通过几个全球冰分布状态过渡，并在冰盖和冰带重叠时冒着冰川失控的风险。在确定恒星双星中行星的潜在可居住性时，由于轨道和自旋动力学，必须更加小心。
2021-11-20 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
The unresolved mystery of dust particle swarms within the magnetosphere
本文回顾近地空间尘埃簇探测，提出流星体静电碎裂机制，并发现HEOS-2与GORID观测均与地磁活动增强相关，呼吁未来任务协同揭示尘埃粒子群起源。
2024-06-12 astro-ph.EP physics.space-ph
Dust measurements with the Mars Dust Counter on board Nozomi (PLANET-B)
MPI für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Chiba Institute of Technology（千叶工业大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Osaka University（大阪大学）
Nozomi任务的尘埃计数器在地球轨道和行星际空间检测到尘埃粒子，其测量结果与乌lysses任务一致，揭示了尘埃粒子的来源和分布特征。
2026-02-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
On the prospects of Near Earth Asteroid orbit triangulation using the Gaia satellite and Earth-based observations
密切轨道要素的精确测量对于理解近地小行星复杂的动力学行为并对其建模至关重要。欧空局的盖亚任务有望在这方面发挥巨大潜力。在这篇文章中，我们调查的前景约束轨道的新发现的和已知的近地小行星使用几乎同时观测地球和盖亚。我们发现，从两个站点同时进行的观测可以有效地约束通过统计测距得到的初步轨道。通过将存储在小行星中心数据库中的发现与盖亚天体测量警报联系起来，人们可以确定几乎同时观测到的近地天体，并在不增加观测费用的情况下受益于改进的初始轨道解。
2014-09-18 astro-ph.EP astro-ph.IM
Multiple Disk Gaps and Rings Generated by a Single Super-Earth
我们调查了超级地球的观测特征（即，地球到海王星质量的行星）在其出生的气体和尘埃盘。结合两种流体的全球流体动力学模拟与辐射转移代码，我们计算的气体和亚毫米大小的尘埃在一个磁盘的超级地球扰动的分布，合成图像在近红外散射光和毫米波热连续直接与观测比较。在低粘度气体（$α\lesssim10^{-4}$）中，超级地球在林德布拉德力矩的作用下，在其轨道的两侧打开两个环形间隙。这两个间隙和其相关的气体压力梯度导致尘埃颗粒被气体拖入三个环：一个环夹在两个间隙之间，两个环位于距离行星最远的间隙边缘。根据系统参数，单个行星可能会出现额外的环。阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）经过两小时的积分后，可以在尘埃连续体中探测到距离金牛座主星数十天文单位的双间隙，其角分辨率为~0”.03。环和间隙的特征存在于各种背景盘轮廓中，持续数千次轨道，并根据行星迁移的速度和方向改变其相对位置和尺寸。ALMA在HL Tau（D5和D 6）和TW Hya（37和43 AU）等系统中观察到了候选的双间隙;我们认为每个双间隙都是由一个超级地球在几乎无粘性的气体中雕刻的。
2017-05-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
A likely detection of a local interplanetary dust cloud passing near the Earth in the AKARI mid-infrared all-sky map
上下文我们正在创建AKARI中红外全天空漫反射地图。通过对黄道带发射的前景去除，我们偶然发现了一个明亮的残余分量，其角大小约为50 x 20度。波长为9微米。目的。我们调查的起源和物理性质的残留成分。方法.我们测量了AKARI中红外全天空图中剩余分量的表面亮度。结果尽管在2006年7月和2007年7月观测到了同一区域，但仅在2007年1月才显著地检测到残留成分，这表明它不是由于银河系的排放。我们认为，这可能是一个小的云通过地球附近。通过比较观测到的强度比I_9微米/I_18微米与预期的强度比假设热平衡的尘埃颗粒在1 AU的各种尘埃成分和大小，我们发现，尘埃颗粒在移动的云很可能是比典型的颗粒，产生大部分的黄道光小得多。结论.考虑到观测的日期和位置，它很可能起源于2007年1月25日发生的太阳日冕物质抛射（CME）。
2017-05-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Long-Term Earth Magnetosphere Science Orbit via Earth-Moon Resonance Orbit
本文研究利用地月共振轨道中近地点幅角与月球引力辅助同步的机制，通过雅可比积分映射筛选可行轨道，实现航天器在日地旋转坐标系中长期稳定运行于地球磁层科学轨道。
2024-09-29 astro-ph.EP math.OC physics.space-ph
