Oxygen Isotopic Composition of Coarse- and Fine-grained Material from Comet 81P/Wild 2
由美国宇航局星尘任务收集的81 P/Wild 2彗星的单个颗粒大小不一，从气凝胶轨道壁上发现的小于$μ$ m的小碎片到轨道末端发现的高达数十个$μ$ m的大碎片。这颗彗星自形成以来就在海王星以外的轨道上运行，保留了完整的早期太阳系过程记录，这些记录在小行星样本中受到加热和水蚀变的影响。我们测量了从五个不同的星尘气凝胶轨道中提取的大于$\sim$ 2 $μ$ m的七个星尘碎片的O同位素组成，以及从星尘轨道壁中提取的小于$\sim$ 2 $μ$ m的63个颗粒。较大的颗粒显示出相对较窄的O同位素组成范围，这与陨石中常见的$^{16}$ O-贫相一致。迄今为止研究的许多较大的星尘碎片都具有类似球粒的矿物学特征，这与内太阳系的形成相一致。细粒材料显示出非常广泛的O同位素组成（$-70<Δ^{17}$ O $<+60$），这表明怀尔德2号细粒要么是原始的外星云尘埃，要么是内太阳系成分储层的非常多样化的样本，这些储层与大量的内太阳系岩石一起增生形成了彗星怀尔德2号。
2015-06-15 astro-ph.EP
Molecule dependent oxygen isotopic ratios in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
地球上的三种稳定氧同位素16 O、17 O和18 O的比例，以及据我们所知在太阳系中的比例，最多显示出几个百分点的变化，陨石中有一些异常值。然而，在星际介质中，某些特定的分子中存在高度分馏的氧同位素比值。这项工作的目标是研究在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的昏迷中发现的不同挥发性分子的氧同位素比率，并将其与星际云的结果进行比较，以评估共性和差异。为了实现这一目标，我们分析了罗塞塔上的ROSINA仪器在彗星周围执行任务期间的数据。可测定O2、甲醇、甲醛、硫化羰和一氧化硫/二氧化硫的16 O/18 O比值。对于O2，也可使用16 O/17 O比率。某些比率强烈富集重同位素，尤其是含硫分子和甲醛，而甲醇的比率与太阳系中的比率相容。O2介于两者之间，但其氧同位素比率明显不同于水，这可能排除了O2来自水的来源，无论是通过辐解，升华过程中的歧化还是文献中假设的水离子撞击核的Eley-Rideal过程。
2020-12-10 astro-ph.EP
Water transport in protoplanetary disks and the hydrogen isotopic composition of chondrites
碳质陨石的D/H比，被认为反映了早期太阳系内部的水的D/H比，介于原太阳值和大多数彗星的D/H比之间。彗星水的同位素组成已经被几种模型解释，其中水蒸气的同位素组成是通过与原行星盘中的氢气进行同位素交换而形成的。然而，碳质方解石中D/H比分布的位置和广泛的变化尚未得到解释。在本文中，我们假设彗星冰的D/H成分是在盘形成阶段获得的，并模拟了经典金牛座T阶段内盘中水的进一步同位素演化。反应动力学迫使水和氢气之间的同位素交换在$\sim$ 500 K时停止，但平衡水可以通过湍流扩散被输送到雪线（及更远），从而与同位素彗星状水混合。在某些简化的假设下，我们计算分析这种混合和由此产生的概率分布函数的D/H比的冰吸积在星子，并将其与观测数据进行比较。分布基本上取决于两个参数：径向施密特数Sc $_R$，它的比率的角动量传输和湍流扩散的效率，和范围内的日心距离的吸积采样的彗星。分布的最小D/H比对应于雪线处凝结的水的组成，其主要由Sc $_R$设定。观测将后者限制在较低的值（0.1-0.3），这表明行星形成区域的湍流本质上是流体动力学的，正如在死区中所预期的那样。这种有效的向外扩散也可以解释彗星中高温矿物的存在。
2013-01-23 astro-ph.EP
The LCO Outbursting Objects Key Project: Overview and Year 1 Status
LCO爆发天体关键项目使用拉斯坎布雷斯天文台网络的望远镜：（1）系统地监测整个天空的动态新彗星样本，（2）使用现有天空调查的警报，对所有小天体中检测到的爆发活动迅速作出反应并确定其特征。收集到的爆发数据有助于描述每次爆发随时间的演变，评估爆发的频率和强度分布，并有助于了解太阳系的爆发过程和挥发性分布。LOOK项目利用了当前和未来的宽视场调查（如ZTF，PanSTARRS和LSST）以及快速响应望远镜网络（如LCO）之间的协同作用，并作为鲁宾天文台所需的大量物体的优秀测试平台。我们将介绍LOOK项目的目标、规划和目标选择（包括使用近地天体交换中心作为目标和观测管理器）以及第一阶段观测的结果，包括探测巨型彗星C/2014 UN 271（Bernardinelli-Bernstein）的活动和爆发以及发现彗星爆发并采取后续行动。在这些爆发发现中，我们提出了7 P/Pons-Winnecke随天的高节奏，57 P/duToit-Neujmin-Delporte的大爆发，以及彗星P/2020 X1（ATLAS）被发现时爆发的证据。
2022-06-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Isotopic ratios of H, C, N, O, and S in comets C/2012 F6 (Lemmon) and C/2014 Q2 (Lovejoy)
2013年3月至4月和2015年1月，明亮的彗星C/2012 F6（莱蒙）和C/2014 Q2（洛夫乔伊）的出现，加上亚毫米波设施观测能力的提高，提供了一个机会，可以对其昏迷中的挥发物进行敏感的成分和同位素研究。我们在2015年1月13日至26日期间使用IRAM 30米望远镜观测了Lovejoy彗星，并在2015年1月29日至2月3日期间使用Odin亚毫米空间天文台观测了彗星。我们检测到22种分子和几种同位素。用Odin测量的H $_2^{16}$ O和H $_2^{18}$ O产生速率遵循周期性模式，周期为0.94天，振幅约为25%。洛夫乔伊彗星的推测同位素比值为：水中的$^{16}$ O/ $^{18}$ O = 499 $\pm$ 24和D/H = 1.4 $\pm$ 0.4 $\times 10^{-4}$，CS中的$^{32}$ S/ $^{34}$ S = 24.7 $\pm$ 3.5，所有这些都与地球上的值一致。HCN中的$^{12}$ C/ $^{13}$ C = 109 $\pm$ 14的比例略高于地球，HCN中的$^{14}$ N/ $^{15}$ N = 145 $\pm$ 12是地球比例的一半。其他分子中的D/H或12 C/13 C的几个上限也有报道。从我们对彗星C/2014 Q2（Lovejoy）的HDO观测中，我们报告了奥尔特云彗星中第一个不大于地球值的…
2016-03-16 astro-ph.EP
Cometary Chemistry and the Origin of Icy Solar System Bodies, the view after Rosetta
对彗星化学的现场研究始于乔托任务在1 P/哈雷彗星上的测量，发现了昏迷中存在复杂的有机物。新的望远镜和空间任务提供了详细的远程和现场测量彗星挥发物的组成。最近，对67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星的罗塞塔任务使彗星中已知的母体物种数量和同位素比率数量增加了一倍多。在66个母种中，有39个也在前恒星云和原恒星云中被发现，这使得彗星冰与前恒星物质的相似性非常有趣。大多数同位素比率是非太阳的。不同彗星间水中D/H的变化表明彗星形成的原行星盘范围很大。所有这些结果都指向一个未凝结的原行星盘，彗星在那里接收了它们的物质。这种多样的起源与太阳形成对比，太阳从大部分坍缩的云中获得物质。在~（67）P的彗发中检测到N_2和Ar，并发现极易挥发的S_2，表明彗星的形成温度较低，为20-30 K。用~（67）P测量的氙同位素比值可以解释地球大气中氙的来源问题。虽然我们可以排除彗星作为大量陆地水的来源，因为它们通常具有较高的D/H，但地球大气中的惰性气体与彗星的输送是相容的。这意味着彗星释放的有机物数量可能非常可观。
2019-08-12 astro-ph.EP
Comets $^{12}$CO$^+$ and $^{13}$CO$^+$ fluorescence models for measuring the $^{12}$C/$^{13}$C isotopic ratio in CO$^+$
本研究为彗星 CO$^+$ 构建了 $^{12}$CO$^+$ 和 $^{13}$CO$^+$ 荧光模型，用于测量 $^{12}$C/$^{13}$C 同位素比，并在 C/2016 R2 彗星中测得 73±20，与太阳系比值一致。
2023-11-09 astro-ph.EP
Evidence for Surprising Heavy Nitrogen Isotopic Enrichment in Comet 46P/Wirtanen's Hydrogen Cyanide
利用ACA观测和SUBLIME辐射转移分析，研究发现彗星46P/Wirtanen的HCN具有异常低的$^{14}$N/$^{15}$N比值，揭示木星族彗星可能存在更强的重氮富集。
2024-09-09 astro-ph.EP
Isotopic composition of cometary water and the origin of Earth's oceans
本文阐述 PRIMA 任务通过直接测量奥尔特云与柯伊伯带彗星的 D/H 比值，比较彗星储库及陨石同位素组成，以约束早期太阳系模型并探究地球海洋起源。
2025-09-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
High nitrogen and carbon isotopic ratios in the interstellar comet 3I/ATLAS
University of Edinburgh（爱丁堡大学）；University of Liège（列日大学）；United States Naval Academy（美国海军学院）；Northumbria University（诺森比亚大学）；Auburn University（奥本大学）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；University of Padova（帕多瓦大学）
研究星际彗星3I/ATLAS的高氮和碳同位素比值，揭示其可能起源于低金属licity恒星外围盘。
2026-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
Incorporation of a Late-forming Chondrule into Comet Wild 2
我们报告的岩石学，O同位素组成，和铝镁同位素系统的球粒碎片从彗星家族野生2，返回地球的美国宇航局的星尘任务。这个物体显示了II型球粒的特征，它是由一个演化的氧同位素库形成的。没有发现Al 26消失的证据，（26 Al/27 Al）0 < 3.0 x 10^-6。假设铝26在太阳星云中均匀分布，这种粒子的结晶至少比最早的太阳系天体晚300万年--与大多数陨石球粒相比相对较晚。我们解释这个对象在柯伊伯带机构的存在，作为晚，大规模运输的小天体之间的内部和外部太阳星云的证据。我们的观测结果限制了木星的形成（如果它比这个彗星球粒离太阳更远，那么它将成为向外运输的障碍），在富含钙铝的包裹体之后超过300万年。
2011-12-30 astro-ph.EP
A LOOK at Outbursts of Comet C/2014 UN$_{271}$ (Bernardinelli-Bernstein) Near 20 au
彗星活动可能是由升华温度很低的冰驱动的，比如一氧化碳冰，它可以在远超过20 au的距离升华。奥尔特云彗星C/2014 UN $_{271}$（Bernardinelli-Bernstein）的发现强调了这一点，它的观测活动超过了$\sim$ 26 au。通过观测这颗彗星的光学亮度和行为，我们可以潜在地辨别出外太阳系活动的驱动因素。作为LCO爆发物体关键（LOOK）项目的一部分，我们提出了一个研究彗星Bernardinelli-Bernstein的活动与宽带光学测光在19-20 au从太阳（2021年6月至2022年2月）。我们的分析表明，这一时期彗星的光学亮度最初主要是由彗星爆发，随机事件，喷射$\sim10^7$到$\sim10^8$公斤的材料在短（< 1天）的时间尺度。我们提供了2021年6月和9月发生的三次此类爆发的证据。这些事件挖掘出的标称核体积与航天器拍摄的短周期彗星核表面10-100米坑状空洞相似。两个三个奥尔特云彗星观察到在大前近日点距离表现出爆发行为近20 au，这表明这样的事件可能是常见的，在这个人口。此外，静止的CO驱动的活动可能解释了彗星在2022年1月至2月的亮度，但彗星活动区的变化（即，升华冰量）与日心距离也是可能的。
2022-06-29 astro-ph.EP
New 12C/13C and 14N/15N isotopic ratio measurements in Jupiter's stratosphere revealed by ALMA
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS（波尔多天体物理学实验室，波尔多大学，法国国家科学研究中心）；LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎天文台 LIRA 实验室，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Max-Planck-Institute for Solar System Research, Göttingen（马克斯·普朗克太阳系研究所）
利用ALMA 2017年数据测量木星平流层HCN中碳氮同位素比，发现12C/13C=73±5、14N/15N=245±29，较1998年观测的贫化结果更富集重同位素，可能源于彗星贡献或23年化学演化。
2026-06-12 astro-ph.EP
Outbursting Quasi-Hilda Asteroid P/2010 H2 (Vales)
类希尔达小行星P/2010 H2（Vales）在2010年经历了一次壮观的光度爆发，亮度为7.5等（1000倍）。在这里，我们提出了我们的光学观测这一事件的四个月期间，从4月20日至8月10日。爆发开始于UT 2010年4月15.76日，释放出总横截面为17，600平方公里（假设为0.1），质量为1.2e9 kg的尘埃颗粒，这大约是核质量的1 e-4，作为半径为1.5 km，密度为500 kg/m3的球体。虽然爆发的上升阶段非常陡峭（亮度加倍时间为数小时），但随后的衰落发生缓慢（衰落时间尺度从数周增加到数月），因为大的低速粒子从核中漂移出来。衰减光变曲线的一个简单模型表明，喷射出的粒子占据了从微米到厘米的广泛尺寸范围，并遵循指数为3.6+/-0.1的微分幂律分布（类似于其他彗星）。最快的粒子的速度为210 m/s，表明小颗粒的气阻加速与气流耦合良好。低能量的过程，包括旋转破裂，热和干燥应力开裂，以及静电排斥，都不能产生P/Vales测量的高粒子速度，因此被低估了。由于类希尔达天体的动力学寿命短，碰撞概率低，因此撞击来源不太可能。喷出物的比能估计为220 J/kg。这次爆发是在上个世纪与木星的一系列遭遇之后发生的，这与近日点向内位移后传导的热量延迟激活掩埋的超挥发物（和/或次表面无定形冰的结晶）相一致。雪崩产生的碎片云的潜在来源也被认为是。
2020-10-10 astro-ph.EP
Activity and composition of the hyperactive comet 46P/Wirtanen during its close approach in 2018
超活跃彗星是一小群彗星，其活动高于预期。它们似乎比根据其核的大小应该排放更多的水，彗星46 P/Wirtanen就是其中之一。研究它的活动和成分演化，可以为它在太阳星云中的起源和形成区域提供线索。鉴于彗星46 P在2018年异常接近地球，我们的目标是研究其活动和组成的演变，作为近日点前后日心距离的函数。我们使用两台TRAPPIST望远镜，用宽带和窄带滤光片对彗星进行了近一年的监测。利用Haser模型和尘埃代用参数A（$θ$）f $ρ$，计算了OH、NH、CN、C $_3$和C $_2$等5种气体组分的产生率。还用安装在8米ESO VLT上的两台光学高分辨率摄谱仪UVES和ESTERO对彗星进行了观测，以测量C和N的同位素比、氧禁线比和NH $_2$的邻对比。我们遵循了近一年的上升和下降的生产率的不同物种，以及尘埃活动的46 P的前和后近日点。相对丰度相对于CN和OH沿彗星轨道显示恒定和对称的丰度比和一个典型的彗发组成。我们确定了旋转周期的核使用高节奏的观测和长系列的CN图像在几个晚上，我们得到了一个值（9.18 $\pm$ 0.05）小时在近日点。利用46 P彗发的高分辨率光谱，我们推导出100 $\pm$ 20和150 $\pm$ 30的C和N同位素比值，以及绿-红禁氧[OI]线比值为0.23 $\pm$ 0.02。我们测得$_2$邻-对比为3.31 $\pm$ 0.03，并得出…
2023-01-26 astro-ph.EP
High D/H ratios in water and alkanes in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko measured with the Rosetta/ROSINA DFMS
彗星中的同位素丰度是了解太阳系物质历史和起源的关键。水中的氘氢（D/H）比可用于几颗彗星。然而，没有关于彗星在绕太阳运行期间水中D/H比的长期研究报告。直链烷烃是重要的有机分子，在包括彗星在内的几个太阳系天体上都发现了直链烷烃。到目前为止，只有直链烷烃中D/H和13 C/12 C同位素比值的上限可用。这项工作的目的是详细分析在整个罗塞塔任务期间水中的D/H比。此外，提供了67 P/Churyumov-Gerasimenko彗发中前四种直链烷烃的D/H和13 C/12 C比的首次测定。我们分析了Rosetta/ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）的原位测量结果。HDO/H2O的D/H比和H216 O/H217 O的16 O/17 O比在2014年至2016年期间围绕太阳运行期间没有变化。所有D/H比测量值均在1 $σ$范围内，平均值为$5.01\times10^{-4}$，其相对变化为2.0%。这表明67 P的彗发中的D/H比与日心距离、彗星活动水平以及航天器相对于彗核的位置无关。此外，16 O/17 O的比值可以比以前更高的精度确定，产生的值为2347，相对变化为2.3%。对于烷烃，D/H比是H2O的4.1至4.8倍，而13 C/12 C比在不确定性范围内与其他太阳系天体的数据一致。烷烃中相对较高的D/H比与其他彗星有机分子一致，表明这些有机物可能继承自形成太阳系的前太阳分子云。
2022-02-07 astro-ph.EP
Peculiar Near-Nucleus Outgassing of Comet 17P/Holmes During Its 2007 Outburst
本文介绍了2007年10月26-29日木星族彗星17 P/Holmes爆发的高角分辨率亚毫米波阵列观测，空间分辨率达到2.5”，在彗星距离上约为3000 km。观测结果发现了旋转线CO 3-2、HCN 4-3、H $^{13}$ CN 4-3、CS 7-6、H $_2$ CO 3 $_{1,2}$ -2 $_{1,1}$、H $_2$ S 2 $_{2,0}$-2 $_{1,1}$和多条CH $_3$ OH线，以及相关的221和349 GHz尘埃连续谱。连续光谱指数为2.7 $\pm$ 0.3，比大尘埃粒子的黑体辐射稍陡。从成像数据中，我们确定了分子发射中的两种成分。一个组件的特点是由一个相对较宽的线宽（约1公里秒$^{-1}$ FWHM）表现出对称的放气模式相对于核位置。第二个分量的谱线宽度较窄（<0.5 km s $^{-1}$ FWHM），谱线中心红移0.1-0.2 km s $^{-1}$（彗心坐标系），在4天的观测中，谱线的位置角从66 °逐渐变化到30 °，表明谱线的速度在核位置上发生了变化。我们确定明显不同的CO/HCN的比例为每个组件。对于宽谱线组分，我们发现CO/HCN <7，而在窄谱线组分中，CO/HCN = 40 $\pm$ 5。我们假设，窄线组件起源于近核测光中发现的冰粒晕，相信是由升华最近释放的冰粒在爆发过程中的核心周围。在这种解释中，高CO/HCN比的这…
2014-11-17 astro-ph.EP
Late Delivery of Nitrogen to Earth
大气氮可能是行星可居住性的必要成分，因为它的存在有助于防止行星的水分流失。现今地球大气层中的氮同位素比率，$^{15}$ N/ $^{14}$ N，是原始地球的比率和彗星和小行星可能产生的比率的组合。小行星的氮同位素比例接近地球。这表明它的形成环境与地球相似，或者氮的主要来源是小行星。然而，根据地质记录，地球大气层可能在太古代富含$^{15}$ N。彗星有较高的$^{15}$ N/ $^{14}$ N的比例比目前的地球大气，我们发现，约$5\%$ $\sim$ $10\%$的氮在地球大气中可能已经交付的彗星，以解释目前的地球大气或丰富的$^{15}$ N地球大气。我们模拟了原行星盘中分子氮和氨的雪线半径的演化，发现两者的半径都使它们比主小行星带离太阳更远。通过分析长期共振模型和N体模拟，我们发现位于柯伊伯带的海王星与$ν_8$的近点进动长期共振可能是氮彗星撞击地球的起源。
2018-12-18 astro-ph.EP
High resolution optical spectroscopy of the $\mathrm{N_2}$-rich comet C/2016 R2 (PanSTARRS)
对彗星C/2016 R2（PanSTARRS）的早期观测表明，这颗彗星的组成非常奇特。我们获得了高分辨率光谱的彗星在2月时，它是在2.8 au的太阳。我们使用了ESO VLT的UVES光谱仪，并辅以TRAPPIST望远镜获得的窄带图像。我们检测到离子$\mathrm{N_2^+}$和$\mathrm{CO^+}$的强烈发射，但也有$\mathrm{CO_2^+}$，CH自由基的发射，以及CN，$\mathrm{C_2}$和$\mathrm{C_3}$自由基的微弱发射，这些在以前的彗星观测中没有检测到。我们没有检测到OH或$\mathrm{H_2O^+}$，并推导出$\mathrm{H_2O^+/CO^+}$比的上限为0.4，这意味着彗星有一个低的水丰度。我们测量$0.06\pm0.01$的$\mathrm{N_2^+/CO^+}$比率。没有探测到$\mathrm{NH_2}$表明彗星的大部分氮含量位于$\mathrm{N_2}$内。加上高的$\mathrm{N_2^+/CO^+}$比率，这可能表明彗星的形成温度较低，或者彗星是一个大的差异柯伊伯带天体的碎片。$\mathrm{CO_2^+/CO^+}$比例为$1.1\pm0.3$。我们没有探测到$\mathrm{^{14}N^{15}N^+}$谱线，只能把从$\mathrm{N_2^+}$测得的$\mathrm{^{14}N/^{1…
2019-01-03 astro-ph.EP
Herschel measurements of the D/H and 16O/18O ratios in water in the Oort-cloud comet C/2009 P1 (Garradd)
彗星水中的D/H比被认为是冰质星子形成条件的重要指标，并可以提供彗星向地球输送水和其他挥发物的线索。现有的测量表明，彗星种群中存在同位素多样性。赫歇尔空间天文台揭示了彗星族彗星103 P/哈特利2号的D/H比类似海洋，而在奥尔特云彗星中测量的大多数值都是海洋D/H比的两倍。我们在这里提出了对奥尔特云彗星水中D/H比的新测量。利用Herschel HIFI仪器在C/2009 P1（Garradd）彗星上观测到高信噪比的HDO、H_2O和H_2^18O谱线。得到了两条水线的光谱图，以约束水的激发。由测得的H_2^16O和HDO生成速率导出的D/H比为2.06 +/-0.22 × 10~（**）-4。这一结果表明，奥尔特云彗星水中的D/H并不像以前认为的那么高，至少对于一小部分彗星来说是这样，因此所有奥尔特云彗星都具有单一的原型D/H比的范例不再成立。尽管如此，C/2009 P1（Garradd）中测量的值明显高于地球海洋的值1.558 X 10 **-4。然而，测得的H_2^16O/H_2^18O比值为523 +/-32，这与地球上的值是一致的。
2012-07-31 astro-ph.EP
Terrestrial deuterium-to-hydrogen ratio in water in hyperactive comets
彗星水的D/H比在奥尔特云彗星和柯伊伯带的彗星族彗星中都显示为地球海洋值的1至3倍。我们提出了新的敏感的光谱观测水同位素在彗星家族46 P/Wirtanen进行了使用GREAT光谱仪搭载平流层红外天文台（SOFIA）。推导出的$(1.61 \pm 0.65) \times 10^{-4}$的D/H比与地球海洋中的D/H比相同。虽然统计数据有限，但我们表明，在现有数据中，有趣的趋势已经变得明显。在D/H比和活性分数（定义为活性表面积与总核表面的比率）之间可以看到明显的反相关性。彗星的活跃分数高于0.5，通常在水中的D/H比与地球上的值一致。这些极度活跃的彗星，如46 P/Wirtanen，在它们的彗发中需要额外的水蒸气来源，这可以用从核中喷出的升华冰粒来解释。观测到的相关性可能表明，极度活跃的彗星属于一群富含冰的天体，它们形成于雪线之外，或者说形成于太阳星云的最外层区域，是由在早期星盘演化过程中向外输送的内盘中经过热处理的水形成的。所观察到的反相关的活动部分和核的大小似乎反对第一种解释，作为星子附近的雪线预计将经历快速增长。或者，由于升华时的分馏效应，从核和冰粒中脱气的水的同位素性质可能不同。在这种情况下，所有彗星可能在水中具有与地球相同的D/H比，这对早期太阳系和地球海洋的起源具有深远的影响。
2019-04-23 astro-ph.EP
The refractory-to-ice ratio in comet 67P: implications on the composition of the comet-forming region of the protoplanetary disk
本研究结合Rosetta任务的ROSINA和COSIMA数据，通过蒙特卡洛方法约束彗星67P的难熔物与冰比率，推导其体元素丰度，揭示其形成于25-35 au的原行星盘区域。
2025-01-29 astro-ph.EP
Evidence for depletion of heavy silicon isotopes at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
上下文罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪（ROSINA）旨在测量欧洲航天局罗塞塔任务的目标67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星的昏迷气体成分。除了挥发物，ROSINA还测量了太阳风质子与彗星表面相互作用而从彗星上溅射下来的耐火材料。目的。不同太阳系物质的起源仍有很大争议。同位素比率可用于区分不同的储层，并研究太阳系形成过程。方法. ROSINA由两个质谱仪和一个压力传感器组成。在ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）中，彗星起源的中性气体被电离，然后在电场和磁场中偏转，根据它们的质荷比分离离子。DFMS具有高质量分辨率、动态范围和灵敏度，可检测稀有物质和已知的主要挥发物。结果我们用罗塞塔航天器上的ROSINA仪器测量了所有三种稳定硅同位素的相对丰度。此外，我们测量了$^{13}$ C/ $^{12}$ C中的C $_2$ H $_4$，C $_2$ H $_5$，和CO。DFMS原位测量表明，平均硅同位素组成表明，相对于$^{28}$ Si和太阳丰度，重同位素$^{29}$ Si和$^{30}$ Si耗尽，而$^{13}$ C到$^{12}$ C在分析上与散装行星和陨石组成无法区分。虽然重硅同位素的缺乏的起源不能明确地解释，我们讨论的机制，可能有助于测量耗尽的同位素$^{29}$ Si和$^{30}$ Si。
2017-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
A D/H Ratio Consistent with Earth's Water in Halley-type Comet 12P from ALMA HDO Mapping
本研究利用 ALMA 对哈雷型彗星 12P 的 HDO 测绘，测得彗发水 D/H 比为 (1.71±0.44)×10⁻⁴，与地球海洋水一致，暗示奥尔特云水冰与地球水可能同源。
2025-08-08 astro-ph.EP
Submillimetric spectroscopic observations of volatiles in comet C/2004 Q2 (Machholz)
我们的目标是确定生产率的几个父母和产品挥发物和12 C/13 C同位素碳比的长周期彗星C/2004 Q2（Machholz），这是可能来自奥尔特云。2005年1月，在日心距离为1.2天文单位处，利用亚毫米望远镜（SMT）进行高分辨率光谱观测，测量了彗发中几个分子的高信噪比谱线发射。我们已经得到了几种挥发物（CH_3OH，HCN，H_（13）CN，HNC，H_2CO，CO和CS）的生产率通过比较观察到的和模拟的线积分强度。此外，CH 3OH（7-6）系列的多线观测允许我们使用旋转图技术来估计旋转温度。我们发现，这些线采样的水平的CH 3 OH的人口分布可以描述的旋转温度为40 \pm 3 K。推导出的相对于氰化氢的混合比为CO/CH 3OH/H2 CO/CS/HNC/H13 CN/HCN = 30.9/24.6/4.8/0.57/0.031/0.013/1，假设由于观测时的不确定星历和望远镜指向误差，指向偏移为8”。在C/2004 Q2（Machholz）中测得的相对分子丰度介于奥尔特云彗星中获得的低到典型值之间，这表明它以前曾访问过内部太阳系并经历过热处理。HNC/HCN丰度比约为3.1%，与其他彗星相当，说明了对日心距离的依赖性，并且可能由低温大气中的离子分子化学过程来解释。根据试验性H13 CN检测，H12 CN/H13 CN同位素对的97 \pm 30的测量值与大地值一致。
2012-08-21 astro-ph.EP
ALMA Autocorrelation Spectroscopy of Comets: The HCN/H^13CN ratio in C/2012 S1 (ISON)
阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）是高分辨率彗星测绘的有力工具，但由于缺乏非常短的基线，主干涉仪（由50 x12米天线组成）对最大的彗差尺度不敏感。在这项工作中，我们提出了一种新的技术，采用ALMA自相关数据（同时获得的干涉观测），有效地对待整个12米阵列作为一个集合的单碟望远镜。使用28个有源天线的组合自相关谱，我们恢复了彗星C/2012 S1（ISON）的扩展HCN彗发发射，与干涉仪相比，检测到的线亮度增加了14倍。这导致了在这颗彗星中首次探测到H^13 CN的旋转发射。利用一个详细的彗发辐射转移模型，考虑了光学深度和非LTE激发效应，我们得到了H^12 CN/H^13 CN的比值为88+-18，与地球上的数值89相匹配，这与原太阳吸积盘中彗星形成过程中HCN缺乏同位素分馏相一致。因此，证明了未来发现的可能性，在扩展源使用自相关光谱从主ALMA阵列。
2019-01-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Isotopic Links from Planet Forming Regions to the Solar System
同位素比率为理解物质的起源提供了一个强有力的工具，包括太阳系天体中的挥发性和难熔物质。最近对分子同位素的高灵敏度观测，特别是ALMA的观测，为我们提供了关于恒星和行星形成区以及太阳系天体中氢、碳、氮和氧同位素比率的新信息。太阳系探测任务，如罗塞塔和卡西尼，给了我们进一步的新见解。与此同时，最近发展的复杂模型同位素化学，包括详细的气相和颗粒表面反应网络，使人们有可能讨论如何同位素分馏在恒星和行星形成的地区是印记到尘埃颗粒的冰地幔，保存记录的初始同位素状态的太阳系材料。本章回顾了最近在太阳系外行星形成区，星前/原恒星核和原行星盘，以及在我们的太阳系的对象-彗星，陨石和行星/卫星大气中的分子同位素观测的进展，并讨论了它们之间的联系，通过同位素化学模型。
2022-03-21 astro-ph.EP astro-ph.GA
Direct evidence of multiple reservoirs of volatile nitrogen in a protosolar nebula analogue
同位素比率是理解银河核合成背景下太阳系起源和早期演化的关键。太阳系中测量到的$^{14}$ N/ $^{15}$ N同位素比值范围很大，这反映了氮的不同来源。我们直接测量了一个C $^{14}$ N/C $^{15}$ N丰度比为323 $\pm$ 30的磁盘围绕附近的年轻恒星TW Hya。这个值，这是在很好的协议与星前核测得的氮同位素比值，可能反映了主要的当今水库的氮在太阳附近。这些结果支持的模型调用新星作为主要的$^{15}$ N源，以及在其一生中向外迁移的太阳，并建议彗星采样二次，$^{15}$ N-丰富的水库在太阳系的形成。
2017-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA
CO and N2 Produced from H2O, CO2, and NH3 Cometary Ice Analogs
Harvard University（哈佛大学）
研究通过紫外照射和电子轰击分析彗星冰模拟物，发现CO和N2在10-100K温度下形成，且氨的光解能解释大部分彗星中的N2，但CO的形成可能涉及冻结或陷阱。
2026-04-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Measuring the $\mathrm{^{34}S}$ and $\mathrm{^{33}S}$ isotopic ratios of volatile sulfur during planet formation
本研究利用ALMA观测Oph-IRS 48星盘中的SO和SO2同位素异构体，首次约束行星形成星盘的 $^{32}S/^{34}S$ 与 $^{32}S/^{33}S$ 比值，揭示硫储库并非必然具有太阳同位素组成。
2024-09-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
The ice composition in the disk around V883 Ori revealed by its stellar outburst
复杂的有机分子（COMs）是生命前体物质的种子和氨基酸和糖的前体，形成于星周尘埃颗粒的冰冷地幔中，但除非它们被加热并释放到气相中，否则无法被远程检测到。在太阳质量恒星周围，水和COM仅在盘面内部几个AU中升华，这使得它们极难在空间上解析和研究。中心恒星光度的突然增加会迅速将升华锋面（所谓的雪线）扩大到更大的半径，就像之前在年轻恒星V883 Ori的FU Ori爆发中看到的那样。在本文中，我们利用V883 Ori的磁盘温度的快速增加来检测和分析五种不同的COM，甲醇，丙酮，乙腈，乙醛和甲酸甲酯，在空间分辨亚毫米观测。V883猎户座的COMs丰度与彗星值相当一致。这一结果表明，爆发的年轻恒星可以提供一个特殊的机会来研究与行星形成直接相关的物质的冰成分。
2019-02-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemistry of Complex Organic Molecules in the V883 Ori Disk Revealed by ALMA Band 3 Observations
本研究利用ALMA Band 3观测V883 Ori原行星盘，鉴定出十种含氧复杂有机分子，发现其丰度比接近彗星67P，并首次约束了盘中COMs的碳同位素和氘氢比值，揭示了原行星盘中COMs的高效再形成机制。
2023-12-03 astro-ph.EP astro-ph.SR
