The evolutionary divergence of Mars, Venus and Earth
本研究探讨火星、金星、地球三颗类地行星的演化分异及成因，分析了早期岩浆洋结晶后氧化还原状态、水储量的差异，构造体制分异对内部演化的影响，以及大气损失机制的转变规律。
2024-04-15 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation Constrained by Mars and the Structure of the Asteroid Belt
要重现大的地球/火星质量比，需要原行星盘内1到3天文单位之间的固体物质有很强的质量损耗。Grand Tack模型调用了巨行星的特定迁移历史，以消除最初超过1 AU的大部分质量，并动态地激发小行星带。然而，人们也可以援引一个陡峭的密度梯度所产生的向内漂移和堆积的小颗粒引起的气体阻力，已被提出来解释形成的近距离超级地球。在这里，我们表明，小行星带的轨道激发提供了一个至关重要的约束，对这种情况下的太阳系。我们进行了一系列的模拟类地行星的形成和小行星带的演变开始从磁盘的星子和行星胚胎具有不同的径向密度梯度，包括木星和土星的近圆形和共面轨道。密度梯度较浅的小行星通过重力自搅拌再现了小行星带的动力学激发，但形成的火星类似物比真正的行星质量大得多。相比之下，表面密度梯度与$r^{-5.5}$成比例的圆盘再现了地球/火星的质量比，但使小行星带处于比真实带冷得多的动态状态。我们的结论是，没有磁盘的轮廓可以同时解释的类地行星和小行星带的结构。小行星带一定是被耗尽了，并被不同的机制动态地激发了，例如，在Grand Tack情景中。
2015-08-06 astro-ph.EP
INPOP08, a 4-D planetary ephemeris: From asteroid and time-scale computations to ESA Mars Express and Venus Express contributions
这里介绍巴黎天文台和贝桑松天文台编制的最新版行星星历。INPOP 08是一个四维星历，因为它向用户提供行星的位置和速度以及TT和TDB之间的关系。调查导致改善建模的小行星以及新的一套观测INPOP 08的适合。介绍了欧洲航天局（ESA）从火星快车（MEX）和金星快车（VEX）任务的跟踪中推导出的新观测结果，以及从卡西尼号任务中推导出的正常点。我们在INPOP 08的拟合中显示了这些观测带来的巨大影响，特别是在金星，土星和地月质心轨道方面。
2009-08-26 astro-ph.EP
Mass, Density, and Formation Constraints in the Compact, Sub-Earth Kepler-444 System including Two Mars-Mass Planets
开普勒-444是一个五行星系统，围绕着一颗大约110亿年的主恒星。这五颗凌日行星的半径都低于地球，轨道周期在3到10天之间。在这里，我们使用完整的开普勒数据集，以确定行星的质量，提出了一个系统的过境时间分析。两颗行星，开普勒-444 d（$M_\mathrm{d}=0.036^{+0.065}_{-0.020}M_\oplus$）和开普勒-444 e（$M_\mathrm{e}=0.034^{+0.059}_{-0.019}M_\oplus $），由于它们接近共振，造成过境时间变化，因此有信心检测到质量。这些行星的质量比加上可能的恒星-行星潮汐效应的大小表明，如果没有显著的形成后扰动，在相当长的距离上平滑的盘迁移不太可能使系统达到目前观察到的轨道结构。
2017-03-09 astro-ph.EP
On the probability of the collision of a Mars-sized planet with the Earth to form the Moon
月球的形成问题至今还没有得到令人满意的解释。虽然这是一个普遍接受的假设，即地球上最后一次巨大的撞击发生在类地行星形成后的大约5000万到1亿年之间，形成了我们的天然卫星，但仍然有许多悬而未决的问题，例如这两个天体的同位素组成是相同的。在我们的研究中，我们将不处理这些化学成分的问题，而是进行纯粹的动力学研究，以找出火星大小的天体在类地行星形成后不久与地球相撞的概率。为此，我们假设在金星和地球之间，分别是地球和火星，与其他类地行星同时形成。我们已经对这样一个有4颗内行星的行星系进行了大规模的n体整合（我们排除了水星，但假设前面提到的另一个天体），时间长达数千万年。我们的研究结果导致的碰撞速度的统计估计，以及碰撞角度，然后将作为进一步调查的基础上，详细的SPH计算。我们发现一个最有可能的起源地球撞击在半长轴约。1.16古猿阿
2015-06-30 astro-ph.EP
Astrometric observations of Phobos and Deimos during the 1971 opposition of Mars
行星和卫星的精确位置测量被用来提高我们对它们的动力学知识，并推断行星和卫星星历的准确性。在FP7 ESPaCE项目的框架内，我们提供了1971年火星冲日期间美国海军天文台26英寸折射望远镜拍摄的火星，火卫一和火卫二的位置。这些底片是用比利时皇家天文台的数字化仪测量的，并通过包括图像、仪器和球面校正在内的最佳过程进行缩小，以提供最准确的数据。我们比较了火星及其卫星的观测位置与INPOP 10和DE 430行星星历，NOE和MAR 097卫星星历的理论位置。一个位置的RA和Dec的均方根残差小于60 mas，或在火星上约20 km。这一精度与最近的CCD观测结果相当。此外，它表明，从照相底片获得的天体测量数据可以与旧航天器（水手9号，海盗1号和2号）的数据相媲美。
2015-06-25 astro-ph.EP
The mass of the Mars-sized exoplanet Kepler-138 b from transit timing
当太阳系外行星经过其主星（凌日）的前方时，会造成主星的视亮度在每一个轨道上暂时降低一次，这提供了一个直接测量行星大小和轨道周期的方法。在一些有多个凌日行星的系统中，凌日的时间会受到邻近行星之间引力相互作用的影响。在有利的情况下，观测到的凌日时间所暗示的偏离开普勒轨道的情况允许测量行星的质量，这是确定体积密度的关键。描述岩石行星是特别困难的，因为它们通常比气态行星小，质量也小。因此，很少有接近地球大小的系外行星被测量过质量。在这里，我们报告了围绕开普勒-138运行的三颗行星的大小和质量，开普勒-138是一颗比太阳暗得多、冷得多的恒星。我们根据其邻居的过境时间测量火星大小的内行星的质量，从而为比地球小的系外行星提供第一次密度测量。中、外行星都比地球稍大。中间行星的密度与地球相似，而外围行星的密度不到地球的一半，这意味着它含有更多的低密度成分，如H2O和/或H2。
2015-06-23 astro-ph.EP
Isotopically distinct terrestrial planets via local accretion
将陨石数据的同位素约束与行星形成的动力学模型相结合，有利于确定类地行星形成的最佳模型。先前的研究表明，在经典模型和大粘性模型中重现地球和火星独特同位素组成的可能性非常低。在Grand Tack模型的框架下，火星的同位素与地球不同，它必须在非常特定的条件下形成。在这里，我们进行了一个相当新的和未经探索的模型-耗尽光盘模型-的测试。它的前提是，从火星轨道到更远的原行星盘内部的区域质量耗尽，使得火星没有足够的物质成长为更大的尺寸。我们的目标是测试地球和火星不同的同位素组成是否是这个模型的自然结果。我们发现，类地行星大多在局部吸积物质，并有足够明显的补给区。如果在原行星盘的类地行星区域存在同位素梯度，那么地球和火星，甚至金星，都可以有不同的同位素组成。我们的研究结果表明，内太阳系中的物质很可能没有经历实质性的混合，使潜在的同位素梯度均匀化，这与大塔克模型相反，大塔克模型中的类地行星的喂养区几乎是相同的，因为木星的迁移混合了物质。
2020-08-20 astro-ph.EP
Rethinking the role of the giant planet instability in terrestrial planet formation models
过去几十年来，计算能力和数值方法的进步引发了对类地行星形成后期阶段的动力学研究的大量产出。在其他奇特的内太阳系性质中，模拟的能力在行星的地球化学推断的吸积时间尺度内重现火星的小质量，在富含钙铝的包裹体（CAIs）出现后，可以说是判断进化假说的黄金标准。目前，一些独立的模型能够一致地产生类似火星的行星，同时满足各种重要的观测和地球化学约束。然而，所有的模型仍然必须考虑到巨行星迁移和轨道不稳定的影响;动力学和宇宙化学约束表明，星云气体扩散后的第一个1亿年内发生了一个事件。如果不稳定发生在这个窗口的前几个百万年，扰动可能会影响火星的大部分生长。在这份手稿中，我们将注意力转向t= 5000万年后发生不稳定的情况。具体来说，我们模拟的不稳定性的影响，通过以前的胚胎吸积模型产生的三个近组装的地球系统，并包含三个大的原行星的轨道内部的收集火星质量的胚胎和碎片。虽然不稳定性持续引发月球形成的影响，并有效地从我们的模型中的火星区域去除过多的物质，但我们发现我们的最终系统过于动态地兴奋，缺乏火星和水星的类似物。因此，我们的结论是，虽然可能，我们的情况是更不可能比不稳定发生的时间更早，或在地球和金星的轨道是远远低于动态激发的时候。
2022-09-01 astro-ph.EP
Similarity indexing of exoplanets in search for potential habitability: application to Mars-like worlds
对系外行星的研究是当前行星科学和天体生物学研究的主要目标之一。对来自CoRoT和开普勒等太空任务的大量行星数据的分析最终旨在找到一颗与地球相似的行星-地球的孪生兄弟，并回答潜在的外可居住性问题。地球相似性指数（ESI）是这一探索的第一步，范围从1（地球）到0（与地球完全不同）。它被定义为行星的四个物理参数：半径、密度、逃逸速度和地面温度。ESI又分为内部ESI（半径和密度的几何平均值）和表面ESI（逃逸速度和地面温度的几何平均值）。这里的挑战是确定哪些系外行星参数在发现这种相似性方面是重要的;进入内部ESI和表面ESI的各个参数对全球ESI的贡献如何。由于进入地面ESI的地面温度是不可观测的量，因此难以确定其值。利用太阳系天体的已知数据，建立了太阳系外行星表面温度与平衡温度之间的定标关系，设计了一种估算太阳系外行星地面温度的有效方法，并利用我们的图解方法进行了进一步的分析。一种名为火星相似性指数（MSI）的新方法被引入，以识别可能适合极端生命形式居住的行星。MSI定义在1（现在的火星）和0（与现在的火星不同）之间，并使用与ESI相同的物理参数。我们对类火星行星感兴趣，以寻找可能存在极端生命形式的行星，例如生活在地球极端环境中的生命形式;例如，火星上的甲烷可能是甲烷特有的极端生命形式代谢的产物。
2018-06-07 astro-ph.EP
Mars, a Post-Habitable Planet?
研究火星作为曾经宜居但失去表面液态水的系外行星的模拟对象，通过其当前大气状态中的化学指纹（如同位素特征）来测试行星宜居性和大气演化的假说。
2026-05-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration
木星和土星在几百万年内从一个以气体为主的原行星盘形成（Haisch et al. 2001），并且在大约10万年的时间尺度上容易受到气体驱动的轨道迁移（Armitage 2007）。流体动力学模拟表明，这些巨行星可以经历两个阶段，向内然后向外迁移（Masset & Snellgrove 2001，Morbidelli & Crida 2007，Pierens & Nelson 2008）。类地行星完成吸积要晚得多（Klein et al. 2009），它们的特征，包括火星的小质量，最好从一个外缘距离太阳约一个天文单位的小行星盘开始复制（Wetherill 1978，Hansen 2009）（1 AU是地球到太阳的距离）。在这里，我们报告了对早期太阳系的模拟，显示了木星向内迁移到1.5 AU，以及随后的向外迁移，导致了一个在1 AU处截断的星子盘;然后在接下来的3000 - 5000万年内，类地行星从这个盘形成，地球/火星的质量比与观测结果一致。被木星散射的小行星最初会清空小行星带，但随后会重新填充，带内的天体起源于1到3天文单位之间，带外的天体起源于巨行星之间和之外。这就解释了小行星带的成分差异。以前的类地行星形成模型中缺少的关键方面是巨行星的大量径向迁移，这表明它们的行为比以前认为的更类似于太阳系外行星。
2012-01-25 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation During the Migration and Resonance Crossings of the Giant Planets
当较小的天体（胚胎）吸积形成类地行星时，新形成的巨行星可能已经迁移并穿过了一些相互的平均运动共振（MMR）。通过N体模拟，首次研究了木星和土星的微行星迁移效应，以及它们1：2 MMR交叉对类地行星形成的影响。这些模拟考虑了MMR穿越和行星迁移的不同时间尺度。总共进行了68次高分辨率的模拟，使用了2000个盘状微行星，这是对以前发表的结果的重大改进。即使当1：2的MMR穿越和行星迁移的影响包括在系统中，金星和地球的类似物（考虑到轨道和质量）成功地形成了几次运行。此外，我们还发现，在行星迁移过程中，超过1.5-2 AU的微行星轨道被与木星和土星更偏心的轨道（相对于现在）相关的增强的扫描长期共振动态耗尽。然而，这种消耗并没有阻止大质量火星类似物（质量超过火星1.5倍的行星）的形成。虽然MMR交叉后期（t > 3000万年）可能会删除这样的行星，但类似火星的小质量行星在过度兴奋的轨道（高e和/或i）上幸存下来，或者完全消失在这些系统中。我们的结论是，木星和土星的相互1：2 MMR的轨道迁移和交叉不可能为太阳系类地行星的形成提供合适的轨道条件。这表明，要解释火星的小质量以及火星和木星之间没有其他行星，外部小行星带必须由于与木星/土星的相互作用或其他机制（例如，流氓超级地球）。
2013-06-28 astro-ph.EP
Impact chronology of leftover planetesimals
本研究利用三种类地行星形成模型的残余星子进行N体模拟，拟合出四阶段撞击衰减时间尺度，并约束太古代撞击主要源于残余星子，初始近日点分布决定下降速率。
2025-08-08 astro-ph.EP
The current impact flux on Mars and its seasonal variation
我们计算了现今火星上的撞击通量及其在火星年的变化，使用目前已知的火星穿越小行星的轨道分布数据。我们适应的Pik-Wetherill公式计算碰撞概率，注意到近日点经度的非均匀分布和长期行星摄动的近日点的参数。我们发现，这些以前被忽视的非均匀性有显着的影响，以及其季节变化的平均年影响通量。当火星在远日点时，撞击通量达到峰值，但火星的偏心率矢量与火星穿越者的偏心率矢量的平均方向接近一致，导致平均年撞击通量以及季节变化的幅度显着低于基于火星穿越者近日点距离均匀随机分布的估计。我们估计，在火星远日点$\pm30^\circ$内的大型撞击物（绝对星等为$H<16$）的通量大约是火星在近日点附近时的四倍。我们的结果外推到一个模型人口米大小的火星交叉表明，如果这些小的撞击有一个均匀分布的角度元素，那么他们的远日点到近日点的影响流量比将高达25。这些理论预测可以用目前在火星轨道上的航天器提供的当代撞击的观测数据来检验。
2015-03-12 astro-ph.EP
Coupling SPH and thermochemical models of planets: Methodology and example of a Mars-sized body
巨大的撞击被认为可以解释类地行星及其卫星的各种特征。然而，到目前为止，大多数模型只考虑了碰撞的直接影响，而没有研究被撞击行星的长期内部演化。在这里，我们提出了一种新的方法，结合三维冲击物理碰撞计算与三维热化学内部演化模型。我们应用相结合的方法，一个巨大的火星大小的身体上的影响示范的例子，使用典型的碰撞参数从以前的研究。虽然在撞击模拟中使用的材料参数（状态方程、流变模型）可能对长期演变产生一定影响，但我们发现，撞击角度是新形成地壳空间分布的最关键参数。结果表明，在正面碰撞之后可以形成二分的地壳格局，而在考虑更可能的擦肩碰撞时，情况并非如此。我们的研究结果强调，整个过程的端到端的3-D计算需要在未来研究大规模影响行星内部演化的影响。
2017-10-09 astro-ph.EP
Atmospheric spectroscopy at Gale Crater on Mars
目前，火星是人类制造的装置数量最多的天体。这一事实解释了关于这颗行星的天文数据量，这允许在几个研究领域进行几项研究。在这里，我们提出了一个专着在空间地球物理学的结果，在地球物理学的毕业，所使用的数据收集的装置PFS（行星傅立叶光谱仪）的任务MEX（火星快车）在2006年推出。主要目的是验证这颗红色星球大气层特定区域中甲烷（CH 4）的存在。目标区域，盖尔陨石坑，就是火星车现在所在的地方。因此，之所以选择这个地点，是因为过去在这个地点存在液态水的有力证据，也是因为Curtain在当地大气中发现了不寻常的甲烷含量。
2018-07-24 astro-ph.EP
Wind erosion on Mars and other small terrestrial planets
我们用100 $μ$ m的莫哈韦火星模拟沙进行了抛物线飞行的风洞实验。实验结果的剪切应力阈值和侵蚀率为不同的g-水平在600 Pa的压力。我们的数据证实了JSC火星1A模拟物的先前结果，其中火星重力下的阈值剪切应力低于早期地面研究的推断，该研究适合火星沙子活动的观测。这些数据与Shao和Lu（2000）的模型一致，也可以应用于其他具有低压大气的小型类地行星。
2019-11-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Unstructured Grid Dynamical Modeling of Planetary Atmospheres using planetMPAS: The Influence of the Rigid Lid, Computational Efficiency, and Examples of Martian and Jovian Application
我们提出了一个新的行星全球环流模式，planetMPAS，最先进的NCAR MPAS大气环流模式的基础上。利用WRF和MPAS的交叉兼容性，planetMPAS包含了大部分用于火星和泰坦等类地行星的planetWRF物理参数化方案。PlanetMPAS还包括一套物理学，代表木星大气的辐射转移，干对流，湿对流及其相关的微观物理学。我们证明，尽管刚性盖近似，planetMPAS是适合模拟火星和木星大气中的气候系统与潜在的应用程序，如土卫六缓慢旋转的行星。使用planetMPAS进行的模拟表明，新模型可以再现火星和木星上观测到的许多特征，例如火星上的季节性CO2循环、极地氩富集、纬向平均温度和定性尘埃不透明度，以及木星上的赤道超旋转和带状纬向风模式。
2022-10-31 astro-ph.EP
Conditions for water ice lines and Mars-mass exomoons around accreting super-Jovian planets at 1 - 20 AU from Sun-like stars
Exomoon探测可能是可行的与美国宇航局的开普勒或欧空局即将推出的PLATO任务或地面的E-ELT。为了最有效地利用观测资源，我们需要知道最大、最容易探测到的卫星在哪里形成。我们探索的可能性，大型系外卫星以下的运动水（H2O）冰线在吸积盘周围的年轻的超级类木行星。我们想知道这些圆盘中的不同热源如何影响H2O冰线。我们模拟了超木星系外行星周围流体静力平衡的二维旋转对称吸积盘。我们的半分析模型中的能量项--（1）粘性加热，（2）行星照明，（3）吸积加热和（4）恒星照明--由预先计算的行星演化轨迹提供。我们认为行星吸积1至12木星质量之间的距离1和20天文单位的太阳一样的恒星。距离类太阳恒星小于4.5天文单位的类木行星周围的吸积盘没有H2O冰线，但最大质量的超木星可以在距离类太阳恒星约3天文单位的地方形成冰冷的卫星。在5天文单位以上形成的超级类木行星可以拥有火星质量的卫星。我们研究了在5.2天文单位行星的广泛的磁盘参数，并发现，H2O冰线普遍之间的15和30木星半径时，最后一代的卫星正在形成。如果大量的超级类木行星在大约1天文单位的地方形成，那么它们应该没有巨大的冰卫星，因为它们的圆盘在吸积的最后阶段没有H2O冰。在更有可能的情况下，这些行星从几个天文单位以外迁移到它们目前的位置，它们可能被大型的富含H2O的卫星环绕。在这种情况下，火星质量的海洋卫星可能在恒星宜居带中很常见。未来的系外…
2015-04-07 astro-ph.EP
Impact inducted surface heating by planetesimals on early Mars
我们调查的早期火星表面上的大星子和小行星胚胎的影响，早期蒸汽大气，暴露于年轻的太阳的高软X射线和EUV通量的流体动力学逃逸。撞击统计的数量，质量，速度和角度的小行星撞击到早期的火星上是通过n体积分确定的。基于这些统计数据，平滑粒子流体动力学（SPH）模拟结果估计能量转移到行星表面材料和相应的表面加热。对于大气逃逸率的估计，我们采用了软X射线和EUV吸收模型和1-D高层大气流体动力学模型的岩浆海洋相关的灾难性脱气蒸汽大气与表面压力值为52巴H2O和11巴CO2。估计的撞击率和早期火星表面的能量沉积可以解释大量的加热。能量流入和转化为内能的速度很可能足以使浅层岩浆海洋在较长时间内保持液态。较高的地面温度使脱气的蒸汽大气以蒸汽形式保持更长的时间，因此在其形成后约0.6百万年内增强了其逃逸到太空中。
2014-05-22 astro-ph.EP
S-Type and P-Type Habitability in Stellar Binary Systems: A Comprehensive Approach III. Results for Mars, Earth, and super-Earth Planets
在论文I和II中，采用了一种综合方法，计算了双星系统中的S-型和P-型可居住区，包括双星组成部分的圆形和椭圆形轨道。它考虑了一个联合约束，包括轨道稳定性和通过恒星辐射能量通量（“辐射宜居带“; RHZ）的可能系统行星的适居区。具体地说，恒星S型和P型RHZ的计算基于四阶多项式的解决方案。然而，在同时的发展中，主要是在2013年和2014年，基于R. K. Kopparapu和合作者。这些模型需要对恒星宜居带的内部和外部界限进行相当大的改变。此外，关于失控的温室效应造成的可居住性极限，由于大气模型的差异，地球、火星和超级地球行星之间存在显著差异，从而影响了它们的可居住性潜力。本研究的目的是根据更新的行星模型计算双星的S型和P型适居区。此外，我们的研究还将考虑改善低光度恒星的有效温度，半径和质量之间的关系。
2019-01-31 astro-ph.EP
The composition of Mars
比较类地行星的组成模型，可以深入了解产生行星尺度相似性和差异的物理化学过程。广泛接受的火星成分模型假设Mn和更多的难熔元素在行星中以Cl球粒陨石的比例存在，包括Fe，Mg和Si，它们与O一起构成火星质量的$>$ 90%。然而，最近我们对太阳光球和陨石组成的理解的改进挑战了CI球粒陨石作为火星模拟物的使用。在这里，我们提出了一个替代模型组成的火星，避免了这样的假设，是基于火星陨石和航天器观测的数据。我们的建模方法以前被应用于预测地球的组成。该模型建立了耐火亲石元素的绝对丰度在散装硅酸盐火星（BSM）在2.26倍高于CI碳质方解石。相对于这一南极组成，火星有一个系统的消耗在中度挥发性亲石元素作为其冷凝温度的函数。鉴于这一发现，我们限制了大量的火星及其核心的亲铁和亲铜元素的丰度。火星波动趋势与其核心中的$ \leq $ 7 wt\% S一致，这明显低于大多数核心模型中假设的水平（即，$ > $ 10重量% S）。此外，在火星的核幔边界的ringwoodite的发生可能有助于分配的O和H到火星的核心。
2020-01-09 astro-ph.EP
Impact degassing and atmospheric erosion on Venus, Earth, and Mars during the late accretion
众所周知，类地行星的大气层在吸积后期由于撞击、脱气和大气侵蚀而发生了变化。尽管这些过程具有共性，但在金星、地球和火星现今大气中稀有气体和氮的丰度之间存在明显的差距--大约两个数量级。行星表面的元素分配被认为在~ 4Ga的三个行星之间有显著的不同：金星上失控的温室，地球上的碳-硅酸盐循环和海洋形成，以及火星上的CO2-冰和H2O-冰形成。利用数值模式研究了金星、地球和火星吸积后期大气演化中元素分配的影响。我们设定了地球和火星上CO2和H2O分压的上限，这对应于相平衡和碳硅酸盐循环的状态。地球和火星的最终N2质量分别缩小了~40%和~15%。元素分区的效果被认为是不足以重现的差距。对于金星来说，原始大气层在晚期吸积过程中的幸存可能部分地解释了现在的大气层。而在火星上，由于太阳极端紫外线和风引起的大气逃逸也可能影响大气演变。
2018-05-18 astro-ph.EP
A hot Mars-sized exoplanet transiting an M dwarf
我们验证了一个超短周期的行星绕M矮星KOI-4777的行星性质。我们使用开普勒的天基测光，高精度，近红外多普勒光谱从可移动区的行星地球，和自适应光学成像的组合来表征这个系统。KOI-4777.01是一颗火星大小的系外行星（$\mathrm{R}_{p}=0.51 \pm 0.03R_{\oplus}$），每0.412天（$\sim9.9$ -小时）绕恒星一周。这是已知的最小的经过验证的超短周期行星，我们没有看到使用我们的HPF RV的其他大质量同伴的证据。我们通过假设行星的密度小于铁，将PDMATHAMO的上部质量限制为$M_{p}<0.34~\mathrm{M_\oplus}$。获得KOI-4777.01的质量测量值超出了当前仪器的能力。
2021-12-07 astro-ph.EP
Atmospheric Escape Rates from Mars - If it Orbited an Old M-Dwarf Star
Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室）；Department of Astrophysical and Planetary Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校天体物理学与行星科学系）；Lowell Center for Space Science and Technology, University of Massachusetts Lowell（马萨诸塞大学洛厄尔分校洛厄尔空间科学与技术中心）；Department of Physics and Astronomy, University of Kansas（堪萨斯大学物理与天文系）；NASA Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；LATMOS/CNRS, Sorbonne University（索邦大学LATMOS/法国国家科学研究中心）；Department of Earth, Planetary, and Space Sciences, University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校地球、行星与空间科学系）；Department of Physics, College of Science, Rikkyo University（立教大学理学院物理系）；Faculty of Environment and Information Studies, Keio University（庆应义塾大学环境信息学部）
研究估算类火星行星围绕老红矮星巴纳德星运行时，大气逃逸率主要由热过程主导，比现今火星高2-5个数量级，表明其无法长期保留大气。
2026-03-12 astro-ph.EP
An optimal Mars 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。虽然只发现了三个火星特洛伊，但模型表明，至少有十倍于这个数字的直径大于等于1公里。我们推导出一个模型，约束最佳的天空搜索区域，并提出了一个战略，最有效地利用望远镜的调查时间，最大限度地提高探测火星木马的概率。我们表明，盖亚太空任务可以检测到任何火星特洛伊直径大于1公里，只要垂直于盖亚的CCD阵列的相对运动小于每秒0.40角秒。
2012-04-28 astro-ph.EP
The early instability scenario: Mars' mass explained by Jupiter's orbit
太阳系巨行星的形成早于结束类地行星形成过程的大规模撞击的最终时代。在它们形成之后，巨行星的轨道经历了一段动力学不稳定的时期。太阳系的几个性质最近被解释为这一事件在太阳诞生后的第一个~ 1亿年内发生的证据;大约与内行星的最后组装同时发生。在最近的一系列论文中，我们认为这种早期的不稳定性可以解决类地行星形成的经典数值研究中揭示的几个问题，即火星和小行星带的小质量。在本文中，我们重新审视了早期不稳定的情况下，专门设计了一套模拟，以了解地球和火星的形成对木星和土星轨道的特定演变的敏感程度。通过直接从最近的小行星吸积的高分辨率模拟导出我们的初始陆地盘，我们的结果在很大程度上证实了我们以前的研究结果，关于不稳定性的效率截断地球形成区域以外的陆地盘的模拟，最好地复制外部太阳系。此外，我们的工作验证了原始的2：1木星-土星共振早期不稳定性框架作为一个可行的演化路径的太阳系。虽然我们的模拟阐明了地球系统在巨行星迁移时期的脆弱性，但当对一些观测约束进行仔细审查时，许多实现都产生了杰出的太阳系类似物。最后，我们强调了模型无法形成足够的汞类似物和地球和金星的低偏心率作为未来数值研究要解决的最重要的突出问题。
2021-06-09 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
A pebble accretion model for the formation of the terrestrial planets in the Solar System
在年轻恒星周围的原行星盘中有大量毫米大小的卵石。原始陨石内部的球粒--由尘埃、聚集体、卵石的熔化或微行星之间的碰撞形成--具有相似的尺寸。卵石吸积对类地行星形成的作用仍然不清楚。在这里，我们提出了一个模型，向内漂移的鹅卵石饲料的增长类地行星。金星、地球、忒伊亚（后来与地球相撞形成月球）和火星的质量和轨道都与围绕火星轨道形成的原行星上的鹅卵石吸积一致，并在成长过程中迁移到最终位置。地球和火星的同位素组成是由两代卵石的吸积在质量上相匹配的，携带着不同的同位素特征。最后，我们表明，地球的水和碳预算可以提供卵石从早期的一代之前，气体信封变得足够热，蒸发挥发物。
2021-02-17 astro-ph.EP
Probing the geological setting of exoplanets through atmospheric analysis: using Mars as a test case
INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；University of Genoa, Department of Earth, Environment and Life Sciences（热那亚大学地球、环境与生命科学系）；INFN - Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；INAF - Fundación Galileo Galilei（意大利国家天体物理研究所伽利略基金会）；University of Genoa, Department of Physics（热那亚大学物理系）
本研究通过观测火星反射光，利用高分辨率光谱和LSD技术分析CO2信号，验证了通过系外行星大气信号强度变化探测其地质背景的可行性。
2025-10-10 astro-ph.EP
Jupiter's influence on the building blocks of Mars and Earth
放射性定年法表明，火星在太阳系形成的前400万年吸积，这与木星的形成和可能的迁移相吻合。当来自原行星盘的星云气体仍然存在时，木星可能已经向内迁移，并在与土星3：2共振的情况下在1.5天文单位处被钉住。这种迁移激发了太阳系内部的行星组成部分，导致了广泛的混合和星子的移除。在这里，我们评估了火星构建块的合理性质，特别关注它的生长如何受到木星形成和迁移的影响。我们使用动力学模拟和同位素混合模型相结合的痕迹吸积的元素与不同的亲和力的金属。动力学模拟表明，木星的迁移导致地球和火星的吸积后期由于OC（普通球粒陨石）星子的损失而被EC型（顽火辉石球粒陨石）物质所主导。我们对SNC陨石同位素数据的分析表明，火星由大约68%的$^{+0}_{-39}$ EC + 32%的$^{+35}_{-0}$ OC组成（2σ）。巨大的不确定性表明，火星样本的同位素分析在大多数情况下太不精确，无法明确测试模型预测;特别是它仍然不确定火星是否在其形成历史的后期阶段主要吸积EC材料。动力学模拟也没有对火星的吸积历史提供明确的限制，因为火星胚胎展示了各种各样的动力学途径。目前的工作要求对SNC陨石中的亲铁元素（最明显的是Ni，Mo和Ru）进行新的同位素异常测量，以限制火星的吸积历史及其形成位置。
2018-05-23 astro-ph.EP
Lunar and Terrestrial Planet Formation in the Grand Tack Scenario
我们从大量的N体模拟的巨大的影响阶段的类地行星形成的结论。我们重点讨论了最近提出的大塔克模型的新结果，该模型将气体驱动的巨行星迁移与类地行星的吸积耦合起来。巨型撞击阶段跟随着寡头生长阶段，在胚胎和星子的圆盘内建立了双峰质量分布。通过改变胚胎人口中的总质量的比例，在星子人口的总质量和单个胚胎的质量，我们探索不同的光盘条件如何控制最终的行星。胚胎与微行星的总质量比控制着最后一次巨大撞击（月球形成）的时间及其暴力程度。最初的胚胎质量决定了月球撞击物的大小和火星的生长速度。在将我们的模拟结果与类地行星的实际轨道进行比较后（角动量亏损、质量集中），并考虑到月球形成事件后地球吸积的质量和火星生长的时间尺度上的独立地球化学限制，我们的结论是，在巨大撞击阶段开始时，原行星盘的大部分质量都在火星上-大小的胚胎和只有一小部分的总光盘质量的星子人口。由此，我们推断月球形成事件发生在第一个固体形成后的$\sim$ 60和$\sim$ 130 My之间，并且很可能是由质量与火星相似的物体引起的。
2014-06-10 astro-ph.EP
On the relative importance of thermal and chemical buoyancy in regular and impact-induced melting in a Mars-like planet
我们运行了几个系列的二维数值地幔对流模拟代表理想化形式的热化学演化的火星般的行星。为了研究熔融地幔成分浮力的重要性，建立了两个模型，一个模型考虑了地幔成分对浮力的贡献，另一个模型只考虑地幔成分对浮力的贡献。在几个模型对中，引入了单个大撞击作为额外强局部异常的原因，并跟踪了它们在对流地幔框架中的演变。这些模型证实，由地幔定期熔融耗尽提供的额外浮力可以建立一个全球稳定的对流地幔分层和节流地壳生产。此外，成分浮力是必不可少的稳定和保存当地的岩石圈下面的成分异常，并提供了一个可能的解释，在火星地幔中存在独特的，长寿的水库。然而，用地球物理手段探测这种异常可能是困难的;它们预计将通过重力测量而不是地震或热流测量来探测。结果进一步表明，如果忽略撞击引起的地幔密度异常，地壳厚度可能被局部高估约20公里。
2017-08-12 astro-ph.EP
Escape of the martian protoatmosphere and initial water inventory
行星形成的最新研究表明，火星在几百万年（Myr）内形成，并且仍然是一个行星胚胎，从未成长为一个更大的行星。从动力学模型中也可以预期，火星的大部分建筑块都是由在冰线之外的轨道位置形成的物质组成的，这些物质可能含有约0.1-0.2重量。%的水。通过使用这些约束条件，我们估计的星云捕获和灾难性的挥发性物质的含量在固化的火星的岩浆海洋和应用流体动力学高层大气模型的软X射线和极紫外（XUV）驱动的热逃逸的火星原大气在早期活跃时期的年轻太阳的研究。通过求解原行星星云的流体静力学结构方程，计算了从原行星盘被捕获到行星大气中的气体量。根据星云的性质，如尘埃颗粒的损耗因子、星子的吸积率和光度，质量在3 × 10 ^{19} g到6.5 × 10 ^{22} g之间的氢包层可能是从早期火星周围的星云中捕获的。根据前面提到的参数，由于行星的低重力和太阳XUV通量比现在强100倍，我们的研究结果表明，早期火星在星云气体蒸发后，在大约0.1-7.5百万年的快速时期内，将失去星云捕获的氢包层。在早期火星的岩浆海洋凝固后，约50-250 bar H2O和约10-55 bar CO2的灾难性挥发物可能在约0.4-12百万年期间损失，如果与撞击相关的大微行星和小胚胎到行星表面的能量通量持续足够长的时间，蒸汽大气可以防止冷凝。如果不是这样……（续）
2013-08-01 astro-ph.EP
A colossal impact enriched Mars' mantle with noble metals
一旦类地行星基本完成了它们的组装，吸积过程中遗留下来的星子就会继续轰击。火星地幔中高亲铁元素（HSE）丰度表明其晚期吸积补充量为0.8wt.%;地球和月球获得了额外的0.7重量%和0.02重量%，分别不成比例的高地球/月球吸积比可以解释为随机增加了一些剩余的谷神星大小的天体，这些天体优先瞄准地球。在这里，我们表明，火星的后期吸积预算也需要一个巨大的影响，一个合理的可见的残余是半球的二分法。在火星地幔中添加足够的HSE需要一个直径至少为1200公里的撞击物在大约2000年之前撞击火星。4430 Ma，此时地壳正在形成。因此，这种二分法可能是火星地壳最古老的地球物理特征之一。喷射出的碎片可能是其卫星的源材料。
2017-06-07 astro-ph.EP
Planet Four: A Neural Network's Search For Polar Spring-time Fans On Mars
从轨道上可以看到的黑色沉积物在春季出现在火星南极地区。这些被认为是由爆炸性的二氧化碳气体射流冲破融化的季节性冰盖形成的，携带着灰尘和污垢，然后沉积在冰上成为黑色的“斑点”，或者被表面风吹成条纹或“风扇”。我们研究了机器学习（ML）方法，用于自动识别高分辨率成像科学实验（HiRISE）卫星图像中的这些季节特征。我们设计了深度卷积神经网络（CNN），使用Planet Four生成的目录进行训练和测试，Planet Four是一个在线公民科学项目，绘制了南极季节性沉积物。我们通过将CNN的结果与ISODATA（迭代自组织数据分析技术）聚类的结果进行比较来验证CNN，正如预期的那样，CNN在预测季节性沉积物的区域和划定其边界方面都明显优于Planet Four发现的结果。我们发现CNN和ISODATA都不适合预测季节性风扇的来源点和方向，这是公民科学方法的优势。CNN在交叉验证指标中与行星四表现出良好的一致性，并在HiRISE图像中检测到一些在行星四目录中遗漏的季节性沉积物; CNN预测的季节性沉积物的总面积比行星四目录大27%，但这方面在每个图像的基础上变化很大。
2022-10-17 astro-ph.EP
Coupled geophysical and thermal constraints link between Mars basal molten layer and the planet viscosity profile
本研究通过计算火星潮汐形变，结合地球物理与热约束探究内部结构，证实底部熔融层与岩石圈-地幔黏度反转等特征相关，且与固体内核不兼容，为探测火星内部结构提供了新路径。
2024-03-11 astro-ph.EP
Polarized Signatures of Variable Worlds: Modeling Heterogeneous Habitable Earth- and Early Mars-like (Exo)planets
本文通过模拟异质地球和早期湿润火星的可见光至近红外光谱偏振特征，揭示了偏振对云层和大陆等异质性比通量更敏感，为未来宜居世界天文台等偏振观测提供预测依据。
2025-09-19 astro-ph.EP
Prediction of the collisions of meteoroids originating in comet 21P/Giacobini-Zinner with the Mercury, Venus, and Mars
本文基于彗星21P/Giacobini-Zinner的理论流星流建模，预测了其粒子在水星、金星和火星上引发的陨石或流星雨，并揭示了流星流细丝结构源于近日点幅角和升交点黄经的特定分布。
2023-04-24 astro-ph.EP
The search for NEOs as potential candidates for use in space missions to Venus and Mars
本文通过分析2020至2120年间超过35,000个近地天体轨道，筛选出可用于地球、金星和火星之间快速转移及多重连续接近的候选小行星，为未来深空任务提供潜在目标。
2024-10-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Planet Four: Probing Springtime Winds on Mars by Mapping the Southern Polar CO$_2$ Jet Deposits
火星南部季节性极地CO $_2$冰帽的春季升华过程，在融化的冰盖顶部出现了黑色的扇形沉积物。风扇材料可能来自冰盖下的表面，通过CO $_2$喷流冲破季节性冰盖而上升。一旦灰尘和污垢被释放到大气中，这些物质可能会被表面风吹成从轨道上可见的黑色条纹。这些风扇的位置，大小和方向记录了一些重要的参数，以量化季节性风和升华活动，这是火星上现存地质变化的最重要因素。我们目前的结果，这些南极季节性球迷与行星四在线公民科学项目的系统映射。Planet Four招募公众绘制轨道图像中可见的季节性风扇的形状，方向和大小。超过80，000名志愿者为行星四项目做出了贡献，审查了221张来自火星勘测轨道器的HiRISE（高分辨率成像科学实验）相机的图像，这些图像是在火星29年和30年期间在南部春季拍摄的。我们提供了行星四的概述，并详细介绍了将多个志愿者评估结合在一起以生成$\sim$ 40万南极季节性粉丝的高保真目录的过程。我们提出的结果，从分析的风向在几个地点监测HiRISE在两个火星年，提供新的见解极地表面风。
2018-10-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
The curious case of Mars formation
行星形成的动力学模型与来自火星陨石的宇宙化学数据相结合，表明火星的同位素组成与地球不同。形成模型与陨石数据的协调要求火星比现在的位置更远离太阳。在这里，我们通过比较两个$N$天体行星形成模型的输出，更详细地评估这种成分差异。这些行星形成模型中的第一个模拟了所谓的“经典”情况，其中木星和土星保持在它们当前的轨道上。我们比较这些结果与另一个模型的基础上的“大钉”，其中木星和土星迁移通过原始小行星带。我们估计组装成地球和火星的球粒陨石的平均分数假设，最初的固体盘只包括内部区域的顽火辉石球粒陨石成分的来源，和外部区域的普通球粒陨石。这些分析的结果表明，这两个模型往往产生地球和火星的类似物的吸积区重叠。经典的情况下票价更好地形成火星与其记录的组成（29%至68%顽火辉石球粒陨石加上32%至67%普通球粒陨石），虽然火星类似物通常太大。然而，如果我们在火星类似物上考虑质量的限制，经典模型并不能更好地工作。我们还进一步计算了火星地幔中$^{17} \rm O$、$^{50} \rm Ti$、$^{54} \rm Cr$、$^{142} \rm Nd$、$^{64} \rm Ni$和$^{92} \rm Mo$的同位素组成。我们发现，计算得到的火星地幔中上述元素的同位素组成与实测值吻合是可能的，但由此产生的不确定性太大，不能很好地制约火星早期的动力学演化和诞生地。
2018-06-13 astro-ph.EP
Constraining the Origin of Mars via Simulations of Multi-Stage Core Formation
本研究通过多阶段核-幔分异模型和Grand Tack模拟，发现单一氧化梯度无法同时再现地球和火星的幔组成，并确定火星构建块须起源于1.0 AU之外。
2023-04-21 astro-ph.EP
Impact regimes and post-formation sequestration processes: implications for the origin of heavy noble gases in terrestrial planets
在金星、地球和火星上测得的氖、氩、氪和氙的大气丰度之间的差异是惊人的。由于这些丰度下降了至少两个数量级，从金星到火星，研究这种差异的起源是一个关键问题，必须解释，如果我们要充分了解不同的交付机制的挥发物吸积的类地行星。在这项工作中，我们的目标是调查是否有可能定量解释的变化，在金星，地球和火星上测量的重惰性气体丰度，假设彗星轰击是这些惰性气体的主要输送机制的类地行星。要做到这一点，我们使用最近的动力学模拟，使研究的影响通量的彗星在类地行星的形成和演化过程中。假设彗星释放的惰性气体的质量与它们与类地行星碰撞的速率成正比，我们证明了金星和地球中的氪和氙丰度可以用符合彗星轰击假说的方式来解释。为了解释地球和火星之间氪和氙丰度的差异，我们需要援引火星土壤中大量以CO2为主的包合物的存在，这些包合物可以有效地隔离这些惰性气体。
2010-02-25 astro-ph.EP
Interior Dynamics and Thermal Evolution of Mars -- a Geodynamic Perspective
在过去的几十年里，全球地球动力学模型已被用来研究类地行星的热演化。随着计算能力的提高和数值技术的改进，这些模型变得更加复杂，模拟现在能够使用高分辨率的3D球壳几何形状，并考虑到强烈变化的粘度，适用于地幔物质。在这项研究中，我们回顾了全球三维地球动力学模型，已被用来研究火星的热演化和内部动力学。我们将讨论如何将这些模型与当地和全球的观测相结合，以约束地球的热历史。特别是，我们使用最近的洞察力估计地壳厚度，上地幔结构和核心大小，以展示这些约束如何与3D地球动力学模型相结合，以提高我们对火星内部动力学，现今热状态和温度变化的理解。
2022-08-18 astro-ph.EP
Formation of Venus, Earth and Mars: Constrained by isotopes
本文从不同的行星形成模型和来自182 Hf-182 W、U-Pb、亲石-亲铁元素、来自行星构造块的48 Ca/44 Ca同位素样品、金星和地球大气中的36 Ar/38 Ar、20 Ne/22 Ne、36 Ar/22 Ne同位素比值等方面讨论了类地行星形成的认识现状。地球深部地幔中预期的太阳3 He丰度和地球的D/H海水比率，揭示了早期原行星的吸积时间。可以解释不同同位素比的吸积情景，包括大约在月球形成之后的月球形成事件。5000万年，支持地球质量的大部分（>80%）最有可能在10- 3000万年内增加的理论。通过对上述同位素的综合分析，我们发现，在最初的~4-5百万年（原行星盘的近似寿命）内，原地球吸积了0.5-0.6百万年。对于金星来说，现有的大气惰性气体数据太不确定，无法准确地限制行星的吸积情况。然而，根据现有的Ar和Ne同位素测量，我们发现原金星在盘消散之前可能已经增长到0.85-1.0 MVenus。经典的类地行星形成模型一直在努力在原行星盘的典型寿命内从最微小的材料中快速生长出大型行星胚胎。卵石吸积可以解决这个长期存在的时间尺度争议。卵石吸积和流动不稳定性产生大的星子，在早期吸积阶段成长为火星大小和更大的行星胚胎。吸积的后期阶段可以用Grand-Tack、环带或耗尽盘模型很好地解释。卵石吸积和星子吸积/巨行星撞击的相对作用知之甚少，应该用包括卵石和多颗原行星的N体模拟来研…
2021-02-11 astro-ph.EP
The influence of Jupiter, Mars and Venus on Earth's orbital evolution
在未来的几年里，很可能会发现第一个潜在的类地行星围绕其他恒星运行。一旦发现，这些行星的特征将在确定哪些行星将被选为寻找太阳系以外生命的第一个目标方面发挥至关重要的作用。因此，我们必须能够衡量影响潜在行星可居住性的各种因素的相对重要性，以便最好地集中搜索。在这一过程中需要考虑的众多因素之一是所讨论的系外地球的气候变化。在太阳系中，地球的长期气候是由几个因素驱动的，包括生命对我们大气层的影响，以及太阳光度的时间演变。太阳系中其他行星的引力影响增加了一个额外的复杂性，驱动了米兰科维奇循环，这些循环被认为是导致过去几百万年来主导地球气候的一系列冰川和间冰期的原因。在这里，我们提出了三套集成的初步结果，一起研究太阳系建筑对地球的米兰科维奇循环的影响。我们分别考虑木星、火星和金星的影响，它们都对地球轨道演化的作用力有贡献。我们的研究结果说明了一个给定的行星系的结构的微小变化如何导致其中行星的潜在可居住性发生显着变化，并且是开发一种方法的重要的第一步，通过这种方法可以描述我们太阳系以外行星上气候变化的性质。
2017-08-11 astro-ph.EP
Surviving on Mars: test with LISA simulator
我们提出了在帕多瓦行星环境模拟器中进行的一些实验的生物学结果，该模拟器名为LISA，用于研究火星上细菌生命的极限。芽孢杆菌菌株在火星环境中的生存几个小时的简短讨论。
2009-10-26 astro-ph.EP astro-ph.IM
Giga-Year Dynamical Evolution of Particles Around Mars
火星周围可能存在各种大小的粒子。大粒子的轨道主要由火星引力控制，而小粒子的轨道则可能受到非引力的显著影响。许多以前的火星周围粒子动力学研究都集中在相对较小的粒子（半径为$r_{\rm p} \lesssim 100 \, μm$）上$\lesssim 10^{4}$年。本文采用直接数值轨道积分和解析方法，考虑火星引力、火星$J_{2}$、太阳辐射压（SRP）和坡印廷-罗伯逊（PR）力，研究了火星赤道面附近轨道半径从微米到米的粒子的千兆年动力学演化。我们还新研究了行星阴影对粒子动力学的影响。我们的研究结果表明，小粒子（$r_{\rm p} \lesssim 10 \, μm$）最初在$\lesssim 8$火星半径（低于今天的火卫二的轨道）被迅速删除的SRP由于偏心率增加，导致在近心距离与火星碰撞。较大粒子（$r_{\rm p} > 10 \, μm$）的轨道由于PR力而缓慢衰减（时间尺度为$> 10^{4}$年）。行星阴影减少了轨道上的阳光照射面积，从而降低了PR阻力的效率。然而，我们表明，即使包括行星阴影，粒子高达$\sim 10$厘米半径，最初在$\lesssim 8$火星半径，最终螺旋到火星表面在$\sim 10^{9}$年。较小的粒子到达火星所需的时间较短，反之亦然。我们的研究结果将是重要的，以更好地理解和约束火星周围的剩余粒子的性质在火卫一和火卫二形成的巨大影响假说的背景…
2022-11-01 astro-ph.EP
Propagation of Transient Perturbations into a Planet's Exosphere: Molecular Kinetic Simulations
火星和土卫六的高层大气，以及许多其他行星上的大气，都表现出显著的密度随高度的变化，这被解释为重力波。然后，这些数据被用来提取垂直温度分布，即使当这种扰动传播通过过渡区从碰撞为主的制度，并进入行星的外逸层。由于温度廓线是描述高层大气加热和演化的关键，我们使用分子动力学模拟来描述瞬态扰动在一个类似火星的高层大气。我们表明，提取温度分布的标准方法可以显着失败，使分子动力学模拟，校准到观察到的密度分布，需要在这一地区的行星的大气。
2018-12-03 astro-ph.EP
Earth Similarity Index and Habitability Studies of Exoplanets
对系外行星的研究一直是天文学家、行星科学家和天体生物学家的兴趣所在。对来自CoRoT和开普勒等太空任务的大量行星数据的分析最终旨在寻找一颗与地球相似的行星-地球的孪生兄弟，并寻找潜在的可居住性。地球相似性指数（ESI）的定义是寻找与地球的相似性，其范围从1（地球）到0（与地球完全不相似）。ESI可以用行星的四个物理参数来计算，即半径、密度、逃逸速度和地面温度。进入ESI表面的地面温度是一个不可观测的量，我们所知道的只是系外行星的平衡温度。我们已经建立了一个表面和平衡温度之间的关系，使用的数据，太阳系天体，以解决在确定地面温度的困难。从ESI分析中，我们发现了20颗ESI值高于0.8的类地系外行星，这是设定的阈值。我们还对类火星行星感兴趣，以寻找可能存在极端生命的行星。例如，甲烷特有的极端微生物生命形式代谢，为此引入了一种新的方法，称为火星相似性指数（MSI）。MSI被定义在1（现在的火星）和0（与现在的火星不同）之间，并使用与ESI相同的物理参数。介绍了另一种研究系外行星潜在可居住性的新方法--多参数柯布-道格拉斯函数。这并没有产生任何令人鼓舞的结果。
2018-06-07 astro-ph.EP
The Role of Early Giant Planet Instability in the Terrestrial Planet Formation
类地行星被认为是由数十颗月球到火星大小的原行星在原行星气盘消散（t_0）后的t<2亿年时猛烈碰撞而形成的。太阳系巨行星在原行星盘阶段迅速形成，t_0后，通过与外盘微行星相互作用而径向迁移。早期（t<1亿年）的动力学不稳定性被认为发生在木星与一个行星大小的天体发生引力碰撞，向内跳跃约0.2-0.5 au，并降落在它目前的轻度偏心轨道上。在这里，我们调查如何巨行星的不稳定性影响的形成的类地行星。我们研究了几个不稳定的情况下，以前被证明符合许多太阳系的限制。我们发现，与巨行星的共振有助于消除固体附近的吸积约1.5 au，从而延缓火星的增长。然而，无论巨行星是在t_0时被放置在它们当前的轨道上，还是在我们的不稳定性模型中真实地演化，结果都是一样的。金星和地球紧密的轨道间距很难在我们的模拟中重现，包括物体从0.7-1 au的狭窄环中生长的情况，因为原行星在吸积过程中倾向于径向扩散。最好的结果是在窄环模型时，从分散的气体星云中出现的原行星被假定为（至少）火星的质量。这表明在太阳系的前1000万年期间，类地原行星发生了有效的吸积。
2020-12-03 astro-ph.EP
