A Lower Limit of Atmospheric Pressure on Early Mars Inferred from Nitrogen and Argon Isotopic Compositions
我们使用氮和稀有气体的元素和同位素组成来研究火星大气的损失和补充的历史。计算大气层的演变时考虑到各种过程：小行星和彗星的撞击侵蚀和补充、太阳辐射和风引起的大气逃逸、火山脱气和行星际尘埃颗粒的气体沉积。我们的模型再现了火星大气中N和稀有气体（除N2）的元素和同位素组成，从探测任务和火星陨石分析中推断。其他过程，如电离诱导的分馏，这是不包括在我们的模型中，可能会作出很大的贡献，在生产目前的同位素组成。由于猛烈轰击期间的强烈撞击极大地影响了大气质量，大气压力随机演变。虽然稠密的大气层保留了原始的同位素组成，但早期火星上稀薄的大气层受到随机撞击事件和逃逸引发的分馏的严重影响。在大气压力降低后分馏的开始被解释为在较低的大气压力下同位素分馏的时间尺度较短。我们的数值计算结果与火星陨石Allan Hills 84001中记录的古代大气中分馏较少的N（$^15$ N/ $^14$ N）和Ar（$^38$ Ar/ $^36$ Ar）同位素组成的比较，提供了4 Ga的大气压力下限，以保存原始同位素组成。我们得出结论，在4 Ga时，大气压力高于约0.5 bar。
2017-08-13 astro-ph.EP
The Isotopic and Elemental Abundances of Planet-Host Star TRAPPIST-1
Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；Department of Physics and Astronomy, University of Kansas（堪萨斯大学物理与天文学系）；Department of Physics and Astronomy, University of New Mexico（新墨西哥大学物理与天文学系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Earth Sciences, University of Hawai’i at Mānoa（夏威夷大学马诺阿分校地球科学系）；INAF-Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio（意大利国家天体物理研究所空间科学与天体物理观测台）
本研究通过分析TRAPPIST-1的近红外高分辨率光谱，首次测定其碳氧比、碳及氧同位素比等关键化学丰度，发现其丰度总体类太阳但¹²C/¹³C略高于太阳。
2026-10-06 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Isotopic variation of non-carbonaceous meteorites caused by dust leakage across the Jovian gap in the solar nebula
本研究构建模型探讨了太阳星云中尘埃穿过木星间隙的泄漏如何导致非碳质和碳质陨石的同位素变化，发现该泄漏机制能解释观测到的同位素异常及其与母体吸积年龄的正相关性。
2024-05-31 astro-ph.EP physics.geo-ph
Origin of nucleosynthetic isotope variability in the NC reservoir: Evidence from Ti, Cr, and Mo isotopes
Max Planck Institute for Solar System Research（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Institut für Planetologie, University of Münster（明斯特大学行星研究所）
本研究通过Ti、Cr、Mo同位素分析，揭示NC储层同位素变异性源于内盘尘埃组分的分馏与混合，而非热加工或外盘CC尘埃的持续添加，为太阳原行星盘早期演化提供了新证据。
2026-08-21 astro-ph.EP
Gas-phase Elemental abundances in Molecular cloudS (GEMS) XI. The evolution of HCN, HNC, and N2H+ isotopic ratios in starless cores
本文利用IRAM 30m数据测定23个无星核心中HCN、HNC和N2H+的氘分数及14N/15N比率，结合化学模型约束其化学年龄，揭示氘分数可作为核心演化示踪剂，并发现HCN的氮同位素比率高于原恒星阶段，暗示原恒星阶段存在氮分馏过程。
2025-07-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Potassium Isotope Compositions of Carbonaceous and Ordinary Chondrites: Implications on the Origin of Volatile Depletion in the Early Solar System
相对于原始太阳系的组成，太阳系的物质中的中等挥发性元素（MVE）是极度缺乏的。为了解决这个MVE亏损的起源，我们进行了系统的高精度K同位素组成的研究，16个碳质碳酸盐（CC）的类型CM 1 -2，CO 3，CV 3，CR2，CK 4 -5和CH 3和28个普通碳酸盐（OC）涵盖岩石类型3至6和化学组H，L和LL。我们观察到显着的整体钾同位素（δ 41 K）的变化（-1.54至0.70 permil）。CC的K同位素组成大大高于散装硅酸盐地球（BSE）的值，而OC显示通常低于BSE的值。CC和OC都没有显示出K同位素与化学组、岩石类型、地震级别、暴露年龄、坠落或发现事件或陆地风化之间的可分辨相关性。钾同位素和钾含量之间缺乏明显的趋势，表明钾同位素分馏与相对元素钾贫化是解耦的。CC中K同位素变化的范围与四组分（球粒、耐火夹杂物、基质和水）混合模型一致，该模型能够解释主要CC组的散装元素和同位素组成，但需要球粒中K同位素组成的分馏。我们建议，主要控制组平均值的同位素组成是在星云环境中的冷凝或蒸发，保存在陨石球粒的成分变化。母体过程（水蚀变，热变质和交代作用）可以动员钾，并影响单个样品中的钾同位素。在OC的情况下，全方位的K同位素的变化只能解释的球粒，母体的水和热蚀变的大小和相对丰度的综合影响。
2020-03-23 astro-ph.EP
Early evolution of the solar accretion disk inferred from Cr-Ti-O isotopes in individual chondrules
陨石球粒中的同位素异常是太阳吸积盘中混合和传输过程动力学的重要线索。这些异常已被解释为表明无论是盘范围内的球粒运输或球粒前体的局部异质性。然而，所有以前的研究都依赖于单一元素（Cr，Ti或O）的同位素数据，这无法区分陨石球粒同位素异常的来源和前体特征。在这里，我们获得了第一个合并的O，Ti和Cr同位素数据的顽火辉石，普通和碳质陨石的个别球粒。非碳质（NC）辉长岩球粒具有相对均匀的Δ 17 O、ε 50 Ti和ε 54 Cr，与其寄主辉长岩的成分相似。相比之下，来自碳质陨石（CC）的球粒具有更多变的成分。虽然分析的CC和NC球粒的成分可能重叠的ε 50 Ti，ε 54 Cr，或Δ 17 O，在多同位素空间中没有CC球粒图在NC陨石的成分领域，没有NC球粒图在CC陨石领域。因此，我们的数据揭示了一个基本的同位素之间的差异NC和CC球粒，这是不一致的整个磁盘之间的NC和CC水库球粒运输。相反，CC球粒之间的同位素变化反映了当地的前体不均匀性，这最有可能是由于NC样尘埃和化学上不同的尘埃成分之间的混合，这些成分与CAIs和AOA的同位素相似。相同的混合过程，但在更大的盘宽范围内，可能负责建立NC和CC水库的不同同位素组成，这代表了内外盘，分别
2020-09-18 astro-ph.EP
The Carbon Isotopic Ratio and Planet Formation
该研究首次在原行星盘TW Hya中探测到13CCH，发现两个独立的碳同位素储库，并指出年轻原恒星盘中的电离过程可解释这一现象，为巨行星形成中的同位素富集提供来源。
2024-03-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Coordinated Analyses of Presolar Grains in the Allan Hills 77307 and Queen Elizabeth Range 99177 Meteorites
我们报告了在Allan Hills（ALHA）77307球粒陨石中发现的前太阳硅酸盐（~177 ppm）、前太阳氧化物（~11 ppm）和一个前太阳SiO2颗粒。还鉴定了具有类似于SiC X和Z颗粒的Si同位素组成的三种颗粒，但矿物相未得到证实。在原始的CR球粒陨石伊丽莎白女王山脉（QUE）99177中也发现了类似的前太阳硅酸盐（~152 ppm）和氧化物（~8 ppm）丰度，以及13个前太阳SiC晶粒和一个前太阳氮化硅。前太阳的硅酸盐和氧化物的O同位素组成表明，大部分的颗粒凝聚在低质量的红巨星和渐近巨星分支星。有趣的是，与前太阳氧化物不同，很少有前太阳硅酸盐颗粒的同位素组成指向低金属量，低质量的恒星（第3组）。富含18 O的（第4族）硅酸盐，以及少数被发现的第3族硅酸盐，可能起源于超新星流出。这是由它们的O和Si同位素组成支持的。用扫描俄歇光谱法测定了74个前太阳系硅酸盐颗粒的元素组成。大多数的颗粒具有非化学计量的元素组成，与辉石或橄榄石不一致，这些相通常用于拟合天文光谱，并且具有可比的Mg和Fe含量。非平衡冷凝和/或次生蚀变作用可能产生高的Fe含量。三个硅酸盐颗粒的透射电子显微镜分析也揭示了非化学计量的组合物，归因于非平衡或多步冷凝，和非常精细的尺度元素的异质性，可能是由于随后的退火。到目前为止，在陨石中发现的太阳前硅酸盐矿物似乎与行星际尘埃颗粒中的矿物不同。
2010-08-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
Solar Elemental Abundances
太阳系元素丰度的历史回顾，并根据CI-同位素和太阳数据对元素和同位素丰度进行新的评估。太阳系元素丰度（Solar elemental abundance）是指整个太阳系中化学元素的丰度。太阳包含了太阳系中超过99%的质量，因此太阳的组成是整个太阳系组成的一个很好的代表。太阳系的组成可以看作是45.67亿年前形成太阳系的星际介质中分子云的整体组成。天文学和宇宙化学的活跃研究领域模拟太阳组成的分子云坍缩成具有行星系统的恒星，以及行星形成和分化过程中元素的物理和化学分馏。太阳系组成是太阳系中所有天体（太阳、类地行星、气态巨行星、行星卫星和卫星、小行星、柯伊伯带天体和彗星）的初始组成。（摘要截断）。
2019-12-02 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Three-dimensional transport of solids in a protoplanetary disk containing a growing giant planet
本研究通过流体动力学与粒子追踪模拟，发现含生长巨行星的原行星盘内尘埃可双向穿越行星缝隙，低黏度盘外盘堆积可能形成第三同位素储库，木星生长中混合程度受多种因素影响。
2025-01-13 astro-ph.EP
Chromium isotopic homogeneity between the Moon, the Earth, and enstatite chondrites
在陨石中表现出非质量依赖性同位素变化的元素中，铬（Cr）一直是争论地球和月球之间同位素同质性的核心。然而，月球的54 Cr同位素组成仅依赖于两个样本，其定义的平均值与地球标准略有不同。在这里，通过确定17个月球，9个陆地和5个顽火辉石球粒陨石样品的铬同位素组成，我们重新评估这些不同的行星体之间的同位素相似性，并提供了第一个可靠的估计月球。平均而言，陆地和顽火辉石样品显示相似的eps_54Cr。另一方面，月球样品显示与地球和顽火辉石样品相比，53 Cr和54 Cr的变量过量，具有相关的eps_53 Cr和eps_54 Cr（53 Cr/52 Cr和54 Cr/52 Cr比值标准化为Cr标准的50 Cr/52 Cr比值的每10，000偏差）。与以前的建议不同，我们首次表明，宇宙辐照可以显着影响月球物质的铬同位素组成。此外，我们还建议，而不是溅射反应，中子俘获效应是控制月球火成岩的铬同位素组成的主导过程。eps_53Cr和eps_54Cr以及150 Sm/152 Sm比值之间的相关性支持了这一点。经过这些影响的校正，平均eps_54Cr的月球是无法区分的陆地和顽火辉石球粒陨石材料，加强了地球-月球-顽火辉石球粒陨石系统的均匀性的想法。这与月球形成的最新设想相一致，表明在对快速旋转的地球进行高能撞击后，月球形成了有效的物理均质化，并且/或者与撞击物起源于与地球和顽火辉石相同的原行星盘内的同…
2017-12-07 astro-ph.EP
Isotopic Trichotomy of Main Belt Asteroids from Implantation of Outer Solar System Planetesimals
本研究通过N体模拟表明，外太阳系CI星子被巨行星散射至小行星带并因气体拖曳稳定轨道，揭示了CI小行星与其他C型小行星同位素差异的成因。
2023-11-27 astro-ph.EP
Terrestrial Planet Formation from Two Source Reservoirs
本文通过上千次动力学模拟提出类地行星形成的双储库模型，解释内行星轨道质量、地球化学组成及地火同位素差异，并推断忒伊亚与原地球具有相似吸积历史。
2025-07-20 astro-ph.EP
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
Nebular history of an ultrarefractory phase bearing CAI from a reduced type CV chondrite
与普通CAI矿物相比，CAI中的超难熔（UR）相可能在更高的T下形成，因此它们可能对太阳星云中的非常高的T过程提供限制。我们报告了一个详细的表征UR阶段davisite轴承CAI从减少型CV球粒陨石。缺乏二次铁和/或富碱相和石灰橄榄石的出现表明，原始的化学和同位素组成保存在CAI。硅镁铝石仅出现在一个岩性单元中，该单元由三个化学和同位素不同的部分组成：i）$^{16}$贫氧区，具有反环带黄长石和硅镁铝石; ii）$^{16}$富氧区，由未环带的钙黄长石、透辉石和尖晶石组成; iii）尖晶石框架体，由$^{16}$富氧尖晶石和$^{16}$贫氧黄长石组成。CAI中化学和同位素不均匀性的随机分布与尖锐的边界表明其形成的矿物组合的聚合形成和处理分别在不同的时间和/或空间。虽然不能排除CAI的最终团聚之前的同位素交换，我们建议多孔CAI前体的化学和同位素组成的修改或同位素不同的矿物组合的聚集是替代方案的起源O-同位素的不均匀性在CAIs。在任何一种情况下，共存的空间和/或时间上不同的$^{16}$ O-丰富和-贫气体水库在太阳系形成的最早阶段是必需的。CAI中的颗粒尺度氧同位素不平衡表明CAI的形成后加热是短的，这可以通过CAI的快速向外传输来实现。辉石的高Ti $^{3+}$ /Ti $^{\mathrm{tot}}$比率和石灰橄榄石的存在证明了整个CAI形成过程发生在高度还原条件下。
2019-02-22 astro-ph.EP
Distribution of s-, r-, and p-process nuclides in the early Solar System inferred from Sr isotope anomalies in meteorites
本研究利用高精度84Sr同位素数据揭示太阳系内部84Sr均一性，表明s-、r-、p-过程核素相关变化源于原初尘埃储库混合而非前太阳尘埃热加工。
2023-07-05 astro-ph.EP physics.geo-ph
Natural separation of two primordial planetary reservoirs in an expanding solar protoplanetary disk
陨石显示非碳（NC）和碳（CC）组之间的同位素组成二分法，表明在太阳原行星盘的星子形成发生在两个不同的水库。流行的观点是，一个快速形成的木星充当了这些水库之间的屏障。在这个模型中，我们发现了一个根本的不一致：如果木星是一个有效的漂流卵石块，那么内部NC水库耗尽径向漂移几十万年。如果木星让物质通过它，那么这两个水库将混合。相反，我们证明了到达的CC卵石在内盘延迟了几百万年的粘性膨胀的原行星盘。我们的研究结果支持木星形成于外盘（>10 AU），并允许相当数量的CC物质通过它，并被类地行星吸积。
2022-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interactive Evolution of Multiple Water-Ice Reservoirs on Mars: Insights from Hydrogen Isotope Compositions
来自轨道飞行器任务的遥感数据表明，火星上目前可能存在地面冰，尽管数量仍然不确定。最近对火星陨石的分析表明，水的水库至少有三种不同的氢同位素组成（D/H比）：原始和高D/H比，分别与地球上的海水大致相同和六倍，以及新发现的中间D/H比，大约比地球上的海水高出两到三倍。通过模拟火星上多个水库之间的氢同位素交换和大气逃逸，计算了D/H比和水库体积的演变。最上面的薄表面冰层的D/H比略高于大气中的D/H比，这是因为升华导致的同位素分馏，而在可交换的最上面的表面层下面的水冰水库保留了在火星陨石中发现的中间D/H特征。我们提出了两种可能的模型，考虑到所观察到的D/H比和古海洋的地貌估计约束的地面冰的体积。第一种假设大气损失主要是由金斯逃逸引起的。在这种情况下，地面冰的体积应该大于主要作为极地层状冰沉积物出现的可观测表面冰的总体积。另一个模型假设扩散限制的大气损失，其中多个水库的相互作用的演变自然占所观察到的D/H比。在这种情况下，大量的地面冰不一定存在于火星上，而不是根据最近的轨道飞行器任务提出的透视图。
2015-11-10 astro-ph.EP
Nitrogen isotopic fractionation during abiotic synthesis of organic solid particles
有机化合物的形成通常被认为是由太阳系中的非生物过程造成的，地球上的生物有机物除外。含氮有机物特别令人感兴趣，特别是对于生命起源前的观点，但也对于年轻太阳系和行星大气中有机物形成的整体理解。我们研究了等离子体放电时有机物的非生物合成，特别注意N同位素分馏。有机气溶胶合成N2-CH 4和N2-CO气体混合物使用低压等离子体放电实验，旨在模拟发生在土卫六的大气和原太阳星云，分别。氮被有效地引入到合成的固体中，而与氧化程度、起始气体混合物的N2含量和气溶胶中的氮形态无关。无论实验设置如何，相对于初始N2气体，气溶胶中的15 N消耗15-25 permil。这种同位素分馏归因于质量依赖的动力学效应。放电时的氮同位素分馏不能解释在太阳系天体和储层中观察到的大的氮同位素变化。太阳系中的极端N同位素特征更可能是N2光解过程中的自屏蔽、N2光解过程中的奇异效应和/或低温离子-分子同位素交换的结果。动力学N同位素分馏可能在土卫六大气中起重要作用。我们还认为，低δ 15 N值的有机质，部分是由于非生物合成的有机物发生在那个时候。
2014-07-01 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
Chemical Fractionation in the Silicate Vapor Atmosphere of the Earth
尽管月球起源问题的重要性，月球的化学成分并不确切。然而，近年来，月球样品的同位素组成已被确定为高精度，并发现与地球地幔无法区分，尽管在太阳系广泛的同位素异质性。在巨型撞击假说的背景下，如果原月球盘和撞击后的地球经历湍流混合成为一个单一的均匀的水库，而系统是广泛熔化和部分蒸发，这种同位素均匀性的水平可以演变。在不存在液-气分离的情况下，这样的模型导致月球继承了陆地岩浆海洋的化学成分。因此，湍流混合模型提出了硅酸盐地球和月球之间化学差异的问题。在这里，我们将探讨与月球成分相关的一种环境中液体-蒸汽分离的后果：大撞击后地球的硅酸盐蒸汽大气。我们使用模型大气来量化降雨通过富集蒸气中的高层大气而产生化学差异的程度，并表明合理的参数可以产生硅酸盐月球相对于地球的FeO/MgO比的假设增强地幔。此外，我们表明，液-气分离也产生可测量的质量依赖的同位素偏移之间的硅酸盐地球和月球和精确的硅同位素测量可以用来限制在月球历史的最早时期的化学分馏的程度。这种方法有可能解决关于月球化学成分的长期问题。
2010-12-24 astro-ph.EP
Mixing of Clumpy Supernova Ejecta into Molecular Clouds
从陨石的同位素分析到对太阳元素和同位素组成的研究，有几条证据表明，太阳系在其演化的早期受到附近超新星（SN）喷出物的污染。以前的模型认为SN物质被注入到现存的原行星盘中，或者各向同性膨胀的喷出物扫过遥远的（>10 pc）云核，同时使其富集并引发其崩溃。在这里，我们认为一个新的天体物理设置：注入clujiang SN喷出物，观察到的Cas A SN残留物，到分子气体在外围的HII区域所创建的SN的祖星。为了跟踪这些相互作用，我们进行了一套高分辨率（1500^3有效）的3D模拟，跟踪单个团块在进入分子气体时的演变。即使在这些高分辨率下，我们的模拟也没有完全实现数值收敛，这是由于正确解决喷出物和分子气体的小规模混合的挑战，尽管它们确实可以得出一些可靠的结论。各向同性的爆炸喷出物不会穿透分子云，但是，如果冷却被适当地考虑，则星团喷出物会穿透到~10^18 cm的距离，并与形成恒星的分子气体有效地混合。核塌缩SN的~2 M_ \odot高金属丰度喷出物可能与~2 \times 10 ^4 M_ \odot分子气体混合。因此，在HII区演化的晚期（约500万年），所有恒星都可能受到SN喷出物的污染，污染程度约为10^-4。这种污染程度与早期太阳系中短寿命放射性核素的丰度和可能的一些稳定同位素变化相一致，并可能与观测到的恒星元素丰度的变化相一致。形成行星系统的SN污染可能是一种常见的普遍过程。
2012-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Abundant refractory sulfur in protoplanetary disks
硫是宇宙中最丰富的元素之一，在天文，地球和生物化学中具有重要作用。它的主要储藏在行星形成盘中，以前没有被探测到：气态分子只占元素硫总量的$<1\,$ \%，其余的可能存在于冰或耐火矿物中。像巨行星这样的机制可以过滤掉吸积在盘状恒星上的气体中的尘埃。对于1.4太阳质量以上的恒星，这在恒星光球层上留下了化学特征，可以用来确定被锁定在尘埃中的每种元素的比例。在这里，我们提出了这种方法的应用硫，锌和钠。我们分析了年轻恒星样本中被吸积污染的光球，发现元素硫的$(89\pm8)\,$ \%在其盘中呈难熔形式。主要载体比水冰难熔得多，与硫化矿如FeS一致。
2019-08-15 astro-ph.EP
The Ni isotopic composition of Ryugu reveals a common accretion region for carbonaceous chondrites
本研究通过分析龙宫星与CI球粒陨石的镍同位素组成，提出二者与其他碳质球粒陨石的同位素差异源于尘埃颗粒吸积效率不同，而非形成区域不同，支持碳质球粒陨石有共同吸积区的结论。
2024-10-05 astro-ph.EP
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
Condensate evolution in the solar nebula inferred from combined Cr, Ti, and O isotope analyses of amoeboid olivine aggregates
本文通过对Allende陨石中变形虫状橄榄石集合体的Cr、Ti、O同位素分析，发现其与富Ca-Al包体具有共同同位素组成，提出二者均形成于太阳母分子云早期下落物质，太阳系核合成同位素非均质性主要由星云凝聚物混合产生。
2024-01-12 astro-ph.EP physics.geo-ph
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
The elemental composition of the Sun III. The heavy elements Cu to Th
我们重新评估了太阳中从铜（$Z=29$）到钍（$Z=90$）的元素丰度。我们的结果主要是基于太阳光谱中的中性和单电离线。我们使用最新的3D流体动力学太阳模型大气，并在少数情况下，也纠正偏离当地的热力学平衡（LTE）使用非LTE（NLTE）计算在1D。为了最大限度地减少统计和系统的不确定性，我们进行了严格的线选择，采用最高质量的观测数据，并仔细评估振荡器的强度，超精细常数和同位素分离在文献中，为我们的分析中包括的每一条线。我们的结果通常与最原始陨石的丰度非常一致，但也有一些有趣的例外。本分析对我们在Asplund、Grevesse、Sauval和Scott（arXiv：0909.0948）中提出的初步结果的相关部分进行了全面阐述和轻微更新，包括我们使用的所有输入数据的完整列表和细节。
2014-09-12 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Heterogeneous accretion of Earth inferred from Mo-Ru isotope systematics
陨石和块状硅酸盐地球（BSE）的Mo和Ru同位素组成为地球建筑材料的来源提供了重要线索。先前的研究认为，非碳质（NC）和碳质（CC）陨石群共同定义了钼-钌的“宇宙”相关性，而BSE图对这种相关性的延伸。这些观测结果被认为是地球最后10-15%的吸积物质来自于一个均匀的内部盘储层，其同位素组成类似顽火辉石。在这里，使用新的钼和钌同位素数据以前未经调查的陨石群，我们表明，钼-钌相关性只存在于NC陨石，和BSE和CC陨石脱落这种钼-钌相关性。这些观测表明，地球吸积的最后阶段是异质的，由NC和CC材料的混合物组成。钼钌同位素系统是最好的占无论是NC遗产的后期单板结合CC遗产的月球形成的巨大的冲击，或由混合NC-CC组合物的两个组件。CC机构参与地球的后期增生组合与核幔分化的化学模型是一致的，它主张增加更多的氧化和挥发性丰富的物质对地球的形成结束。因此，这项研究解决了均匀吸积模型的基础上先前的解释陨石的钼，钌系统和地球的非均质吸积的化学证据之间的不一致。
2020-01-15 astro-ph.EP
Collisional mixing between inner and outer solar system planetesimals inferred from the Nedagolla iron meteorite
未分组的铁陨石Nedagolla是第一个具有大量Mo，Ru和Ni同位素组成的陨石，这些同位素组成介于非碳质（NC）和碳质（CC）陨石储层之间。Nedagolla的Hf-W年代学表明，这种混合的NC-CC同位素组成建立得相对较晚，在太阳系形成之后超过700万年。混合的NC-CC同位素组成与Nedagolla的化学组成一致，其在单一样品中结合了在更多氧化条件下（Mo和W的相对耗尽）的金属偏析特征（CC体的特征）和更多还原条件下（高Si和Cr含量）的金属偏析特征（某些NC体的特征）。这些数据结合起来表明，Nedagolla形成的NC和CC的核心材料，其中部分重新平衡与硅酸盐地幔材料，主要来自NC机构的碰撞混合的结果。这些混合过程可能发生在两个分化体之间的碰撞过程中，这也为Nedagolla的极端挥发性元素耗尽提供了可能的途径。因此，Nedagolla为NC和CC天体的早期碰撞混合提供了第一个同位素证据，预计这是木星增长的结果。
2021-09-09 astro-ph.EP physics.geo-ph
Si isotope homogeneity of the solar nebula
大块陨石中硅同位素丰度的存在或不存在与质量无关的变化提供了有关早期太阳系演化的重要线索。在太阳系内的各种物质中，包括陆地玄武岩、玄武岩和无球粒陨石，在29 Si/28 Si的分析精度为15 ppm的水平内，没有发现Si同位素异常。一个可能的例外是安格利特，它可能表现出少量的过量29 Si。然而，一般没有异常表明，原始陨石和分化的星子形成在一个水库，这是同位素均匀相对于硅。此外，在这里测量的富钙铝夹杂物中缺乏可分辨的异常表明，在形成难熔固体之前，通过在太阳星云中的混合，硅同位素中的任何核合成异常被消除。Si同位素表现出的均匀性可能对太阳星云中Mg同位素的分布有影响。根据超新星核合成产率计算，预期的重同位素丰度的大小是大于硅镁，这表明任何潜在的镁异质性，如果存在，低于15 ppm的水平。
2013-10-31 astro-ph.EP
The Missing Link: Testing Galactic Chemical Evolution Models with the First Multi-Isotopic Abundances in Solar Twin Stars
本研究首次测量太阳孪生星的碳氧同位素丰度，检验不同核合成方案的银河化学演化模型，发现碳比值吻合而氧比值存疑，为JWST系外行星表征和恒星演化研究提供基础数据。
2023-08-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Constructing Earth Formation History Using Deep Mantle Noble Gas Reservoirs
UC San Diego（加州大学圣迭戈分校）；McGill University（麦吉尔大学）
研究通过模拟原始包裹层生长和稀有气体溶解过程，发现地球形成初期约0.3倍地球质量的胚胎在太阳星云散尽时聚集，稀有气体记录了地球的原始气体和早期固态形成过程。
2026-05-01 astro-ph.EP
Validation of elemental and isotopic abundances in late-M spectral types with the benchmark HIP 55507 AB system
本文利用 Keck/KPIC 高分辨率 K 波段光谱对 HIP 55507 AB 双星系统进行大气分析，精确测定其动力学质量、轨道参数以及碳氧元素和同位素丰度，验证了该系统化学均匀性，并为在亚恒星及行星质量伴星大气中系统测量 13CO 和 H2^18O 丰度开辟了新途径。
2023-12-04 astro-ph.EP astro-ph.SR
Protoplanetary Disk Chemistry
本文综述了原行星盘中挥发性元素HOCNSP的化学及相关观测与理论方法，指出盘化学组成受继承与原位化学共同影响，且与物理动力学过程紧密交织，为探测盘演化和行星形成提供了化学探针。
2023-09-11 astro-ph.EP astro-ph.SR
Chemical and Isotopic Composition Measurements on Atmospheric Probes Exploring Uranus and Neptune
本文针对冰巨星探测的遥感局限，综述了适用于天王星、海王星大气探测器的质谱技术细节、空间 heritage 仪器及最新进展，并提出含测量阶段与精度的下降探测器实现方案。
2023-06-16 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
A Shocking Solar Nebula?
有人认为，太阳星云中的冲击波形成了在陨石和彗星中观察到的高温物质。它表明，在太阳星云的内部边缘的温度可能已经足够高，在足够长的时间，以产生陨石球粒，CAIs，耐火尘埃颗粒和其他高温物质在彗星和陨石观察。随着时间的推移，太阳双极喷流可能在太阳星云中产生了16 O的富集，球粒氧同位素库可能是由于太阳星云内边缘相对位置的时间变化和随后的太阳双极喷流强度的变化。因此，星云加热模型，如激波模型，不需要解释大多数高温超导成分的形成
2009-01-25 astro-ph.EP
The origins and concentrations of water, carbon, nitrogen and noble gases on Earth
地球上的氢和氮的同位素组成明显不同于形成太阳系的星云气体，也不同于大多数彗星的值。地球上的氮和氢同位素组成在原始陨石的特征值范围内，这表明地球上的水，氮和其他挥发性元素起源于一个宇宙化学水库，也来源于原始陨石的母体。原太阳星云（PSN）的残余物仍然存在于地幔中，可能标志着行星生长早期阶段PSN气体的封存。彗星挥发物的贡献似乎仅限于地球挥发物总量中的少数几种。氢，氮，氖和氩的同位素签名可以解释为两个端元之间的太阳和南极组成的混合，分别，并不需要同位素分馏过程中的早期大气的流体动力逃逸。地球上的40 Ar（在地球历史上由40 K衰变产生）表明，放射成因的氩的很大一部分可能仍然被困在硅酸盐地球中。通过将其他挥发性元素的丰度标准化为这种同位素，我们提出地球并不像以前认为的那样缺乏挥发性。我们的星球可能确实含有高达~3000 ppm的水（优选范围：1000-3000 ppm）和高达~500 ppm的C，两者大部分都封存在固体地球中。这一挥发物含量相当于碳质球粒陨石（CI-CM）物质对干燥原地球的~2（+/-1）%贡献，这高于主张解释地幔铂族元素预算的球粒陨石物质的贡献。这样一个（相对）高的贡献挥发物丰富的物质是一致的吸积的一些湿的星子在地球吸积。
2014-05-24 astro-ph.EP
The elemental composition of the Sun II. The iron group elements Sc to Ni
根据太阳光谱中Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co和Ni的中性和单电离线，我们重新确定了太阳中所有铁族核的丰度。我们采用了一个现实的三维流体动力学模型太阳大气，修正偏离当地热力学平衡（NLTE），严格的选线程序和高质量的观测数据。我们已经搜索了文献中最好的质量振子强度，超精细常数和同位素分离可用于我们选择的线。我们发现了$\log ε_\mathrm{Sc}=3.16\pm0.04$、$\log ε_\mathrm{Ti}=4.93\pm0.04$、$\log ε_\mathrm{V}=3.89\pm0.08$、$\log ε_\mathrm{Cr}=5.62\pm0.04$、$\log ε_\mathrm{Mn}=5.42\pm0.04$、$\log ε_\mathrm{Fe}=7.47\pm0.04$、$\log ε_\mathrm{Co}=4.93\pm0.05$和$\log ε_\mathrm{Ni}=6.20\pm0.04$。我们的不确定性因素在统计和系统误差（后者估计的模型大气和NLTE线形成的可能误差）。新的丰度与CI陨石丰度基本一致，但也有一些明显的例外。该分析构成了对我们在Asplund，Grevesse，Sauval & Scott（arXiv：0909.0948）中提出的初步结果的全面阐述和轻微更新，包括我们使用的所有输入数据的完整列表和细节。
2014-09-12 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Xenon Isotopes Identify Large-scale Nucleosynthetic Heterogeneities across the Solar System
陨石和行星天体中的核合成同位素异常有助于我们理解太阳系的形成。榴辉岩的同位素系统学证明了太阳系中同位素库之间存在物理分离。大气中氙（Xe）的同位素组成表明，它的祖先U-氙相对于太阳系或球粒陨石系的端元来说，134 Xe和136 Xe同位素是贫化的。这一缺陷支持了核合成不均匀性在太阳系形成期间持续存在的观点。对彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科（Churyumov-Gerasimenko，67 P）发出的氙的测量发现，相对于太阳气体，彗星气体在这些同位素方面存在类似但更极端的不足。在这里，我们表明，从67 P的数据表明，两个不同的来源贡献氙同位素与r-过程的太阳系。h-过程至少贡献了太阳系136 π的29%（2 σ）。这些r-过程成分和s-过程的混合物，与彗星的重同位素特征相匹配，导致大气中p-同位素的前体物质耗尽。只有在同位素混合物中加入纯的p过程氘，124氘/132氘和126氘/132氘的比值才能回到类似太阳的值。在太阳系物质中没有检测到纯p-过程同位素，p-过程同位素的变化总是与r-过程同位素的变化相关。在太阳系中，星际介质的p-过程合并发生在r-过程核素或物质合并之前，太阳系外缘的物质携带着与母天体中保存的不同的太阳前源混合物。
2020-02-14 astro-ph.EP nucl-th
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) XII: Inferring the C/O and S/H ratios in Protoplanetary Disks with Sulfur Molecules
含硫分子在生命前化学和行星可居住性中起着重要作用。它们也可作为化学年龄、元素碳氧比和谷物化学加工的探针。它们通常在包括太阳系在内的各种天体中被发现，但它们的分布和化学性质在行星形成盘中仍然是未知的。我们目前的CS（$2-1$）的意见，在$\sim0."3$的分辨率内进行ALMA-MAPS大型计划对五个磁盘周围IM Lup，GM Aur，AS 209，HD 163296，和MWC 480。CS检测到在所有五个磁盘，显示各种径向强度分布和空间分布的样品，包括有趣的明显的方位角不对称性。对于MWC 480，我们在$\sim0."5$，CS，$^{13}$ CS，C $^{34}$ S，H $_2$ CS，OCS，和SO $_2$的补充ALMA观测。我们发现柱密度比N（H $_{2}$ CS）/N（CS）$\sim2/3$，表明盘中硫储层的相当大一部分是有机形式的（即，C $_x$ H $_y$ S $_z$）。使用调整到MWC 480的天体化学盘模拟，我们证明$N$（CS）/ $N$（SO）是一个有前途的探针元素C/O比。与观测结果的比较提供了一个超太阳C/O。我们还发现了一个枯竭的气相S/H比，这表明要么硫储层的一部分被锁定在固相或它仍然在一个身份不明的气相储层。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-17 astro-ph.EP astro-ph.GA
Perspectives on atmospheric evolution from noble gas and nitrogen isotopes on Earth, Mars & Venus
大气层的组成整合了整个行星体的地质历史。然而，类地行星大气层的长期演化并没有很好的记录。对于地球来说，直到最近，在遥远的过去，只有很少的直接记录大气的成分，而洞察力主要来自地球化学或物理代理和/或大气模型。在这里，我们审查新的陆地样品，导致关键的地球化学示踪剂，即惰性气体和氮的元素和同位素组成的测定的创新方法。这种方法使人们能够通过地质时期来研究大气的演变，并对过去的大气压力和太古代海洋的盐度设定严格的限制。对于火星，我们回顾了目前的知识状态，从分析火星陨石，并从直接测量的组成，目前的大气层的漫游车和航天器。基于这些测量，我们探索火星和地球大气演变的不同模式。对于金星，我们知之甚少，这证明了对专门任务的迫切需要。
2020-03-25 astro-ph.EP
Bifurcation of planetary building blocks during Solar System formation
地球化学和天文学证据表明，行星形成发生在两个空间和时间分离的水库。这种二分法的起源是未知的。我们使用数值模型来研究太阳原行星盘的演化如何影响原行星形成的时间和它们的内部演化。水雪线的迁移可以产生两个不同的星子形成的爆发，采样不同的源区域。这些储层以不同的地球物理模式演化，并形成不同的挥发分含量，与吸积年代学、热化学和太阳系内外质量差异的约束一致。我们的模拟结果表明，组成分馏和同位素二分法的太阳系是由磁盘动力学，非均匀吸积和内部演化形成的原行星之间的相互作用。
2021-01-21 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Different degrees of nitrogen and carbon depletion in the warm molecular layers of protoplanetary disks
观测表明，某些原行星盘温暖分子层中的碳和氧元素丰度与星际介质相比减少了约10-100倍。与此同时，人们对氮知之甚少。为了研究磁盘中氮，碳，氧元素丰度的时间演化，我们开发了一个一维模型，其中包括尘埃沉降，尘埃和冰的湍流扩散，以及气体-冰化学，包括恒星UV/X射线和银河系宇宙射线驱动的化学。我们发现，在温暖的分子层中的气态CO被转化为CO2冰，并通过湍流混合（即，垂直冷指效应）和恒星紫外光子驱动的冰化学。另一方面，气态N2，温暖分子层中的主要氮储存器，较少被冰化学处理，并且以其原样存在。然后，仅通过N2的垂直冷指效应发生氮耗尽。由于N2的结合能低于CO和CO2的结合能，因此氮的贫化程度小于碳和氧的贫化程度，导致氮的元素丰度高于碳和氧的元素丰度。当扩散系数的$α$参数约为0.001时，这种演变发生在100万年内，并进一步进行。因此，N2 H +/CO柱密度比随着时间的推移而增加。简要讨论了垂直输运对中冰面冰组成的影响。
2022-09-16 astro-ph.EP astro-ph.SR
Sulfuric acid as a cryofluid and oxygen isotope reservoir of planetesimals
本文提出太阳系分子云中富集 $^{17,18}$O 的 SO 和 SO$_2$ 经原行星盘和微行星阶段演化为硫酸，解释了 Acfer 094 陨石中后成合晶 24% 的氧同位素富集，揭示硫酸作为微行星低温流体和氧同位素储库的关键作用。
2022-09-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Interstellar Heritage and the Birth Environment of the Solar System
在这一章中，我们将探索彗星物质的起源，并讨论彗星成分在我们太阳系起源的背景下提供的线索。这篇评论的重点是彗星的耐火材料和挥发性材料，它们共同提供了有关将太阳系塑造成今天的过程的关键信息。这两个领域在过去十年中都取得了重大进展。我们还认为彗星更广泛地讨论成分考虑实验室研究的彗星材料，包括行星际尘埃颗粒和陨石材料，是潜在的彗星样本，随着陨石，并在现场/远程研究彗星彗星。在我们的评论中，我们专注于关键领域的元素/分子组成，同位素比值，碳质和硅酸盐耐火材料，短寿命的放射性核素，和太阳系动力学，可用于探测太阳诞生环境。我们综合这些数据，指出我们的太阳系诞生于一个星团状的恒星形成环境。
2023-01-12 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The Chemical Composition of the Sun
本章介绍太阳的化学成分，重点分析太阳光球的物理结果，结合陨石等数据推导太阳系元素与同位素组成，并以表格形式展示原初化学成分及氢、氦、金属的初始与现今质量分数。
2025-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
