COSIMA-Rosetta calibration for in-situ characterization of 67P/Churyumov-Gerasimenko cometary inorganic compounds
COSIMA（COmetary Secondary Ion Mass Analyser）是罗塞塔太空任务中的飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）。COSIMA被设计用来测量彗星尘埃颗粒的成分。它在质量100 u时的质量分辨率m/Δm为1400，因此能够在质谱中区分无机质量峰和有机质量峰。我们已经评估了COSIMA参考模型的识别能力，使用一套陆地矿物的无机化合物是相关的彗星科学。地面校准表明，飞行模型的性能与参考模型的性能相似。本研究中使用的矿物清单是根据陨石、行星际尘埃颗粒和星尘样本的矿物学选择的。它含有无水和含水铁镁硅酸盐、耐火硅酸盐和氧化物（存在于陨石中富含钙铝的包裹体中）、碳酸盐和铁镍硫化物。从这些矿物的分析，我们已经计算出一套主要和次要元素的相对灵敏度因子，以提供一个基础，元素定量的可能识别的主要矿物类存在于彗星颗粒。
2015-01-04 astro-ph.EP
Prospects for the In Situ detection of Comet C/2019 Y4 ATLAS by Solar Orbiter
欧洲航天局的太阳轨道器航天器将于2020年5月底和6月初在彗星C/2019 Y 4（ATLAS）的位置下游附近通过。我们预测，宇宙飞船可能会在2020年5月31日至6月1日之间遇到彗星的离子尾，而彗星的尘埃尾可能会在2020年6月6日穿过。我们概述了太阳风的特点和尘埃颗粒碰撞，航天器的仪器可能会发现时，穿越彗星的两个尾巴。太阳轨道器也将在2020年5月22日通过C/2020 F8（SWAN）的轨道路径，但我们认为它不太可能探测到与该彗星相关的任何物质。
2020-05-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
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
Main-Belt Comet P/2008 R1 (Garradd)
我们对新发现的主带彗星P/2008 R1（Garradd）进行了研究，该彗星具有小行星的动力学特征和彗星的物理特征。测光法将原子核的有效半径限制在r_e < 0.7 km（假设红色几何半径为0.05）。在我们的数据中，彗发显示了一种长期的衰落，这是由近核环境中的尘埃粒子逃逸造成的。光学反射光谱是一个几乎中性的连续光谱，没有气态发射谱线，由此我们得出了氰化物（CN）自由基产生速率的极限值Q_CN <1.4e ~（23）/s，并推断在我们观测时质量损失速率<1.5kg/s。与第一次报道的主带彗星不同，P/2008 R1在动力学上并不稳定。与木星的8：3平均运动共振在2000万年到3000万年的时间尺度上引起动力学不稳定。因此，我们得出结论，P/2008 R1最近来自其他更稳定的来源。轨道的高Tisserand参数（事实上，它的T_J = 3.216是所有彗星中最高的）指向小行星带本身的来源，而不是在柯伊伯带（木星家族彗星的假定来源）。我们推断P/2008 R1是一个来自外小行星带的冰体，其中升华是由近日点距离减小导致的温度升高引发的。
2009-02-25 astro-ph.EP
Where do long-period comets come from? 26 comets from the non-gravitational Oort spike
长周期彗星的视源区以及动力新彗星的定义仍是一个悬而未决的问题，本研究的目的是寻找选定的长周期彗星的视源区，并改进动力新彗星的定义。我们表明，纳入轨道确定过程中的非引力显着改变的情况。我们确定了所有研究彗星的精确的非引力轨道，接下来在一个轨道周期内数值跟踪它们的过去和未来运动。应用巧妙的西塔斯基的方法，创造了与观测兼容的虚拟彗星群，我们能够推导出原始和未来轨道要素的不确定性，以及以前和下一个近日点距离的不确定性。我们的结论是，过去和未来的演化彗星轨道下的银河潮汐扰动是唯一的方法来找到哪些彗星是真正的动态新的。我们还表明，相当大比例的长周期彗星可以在至少两个或三个连续的近日点期间访问可见区。
2010-02-23 astro-ph.EP
The root of a comet tail - Rosetta ion observations at comet 67P/Churyumov--Gerasimenko
67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星离子尾的前1000公里由欧洲罗塞塔航天器探测，距离太阳2.7天文单位。我们的特点是动态的太阳风和彗星离子的彗星的大气层的夜侧。我们分析了原位离子和磁场测量，并将数据与半分析模型进行了比较。在整个漂移过程中，彗星离子被观察到接近径向远离核。太阳风由于与新生彗星离子的相互作用而发生偏转。出现了两个同心区域，一个由膨胀的彗星离子主导的内部区域和一个由太阳风粒子主导的外部区域。由罗塞塔操作的单次夜侧偏移揭示了彗星离子的近径向流动可以用三种不同电场分量的联合作用来解释，这三种电场分量是由离子运动、电子压力梯度和磁场悬垂引起的。观测到的太阳风偏转主要受运动电场的影响。
2018-05-09 astro-ph.EP
The Rosetta mission orbiter Science overview the comet phase
国际罗塞塔任务于2004年发射，由轨道航天器罗塞塔和着陆器菲莱组成。该飞行任务的目的是通过遥感绘制67 P Churyumov Gerasimenko彗星的地图，实地考察其环境及其在内太阳系中的演变情况，Rosetta是第一个与彗星会合并绕其轨道运行的航天器，在彗星穿过内太阳系时伴随彗星，并部署了一个着陆器Philae，在彗星表面进行实地科学研究。这次飞行任务的主要目标是：确定彗星核的特征;检查挥发物和耐火材料的化学、矿物学和同位素组成;检查彗星核中挥发物和耐火材料的物理性质和相互关系;研究彗星活动的发展以及核表层和彗发中的过程;详细说明彗星的起源，彗星和星际物质之间的关系以及对太阳系起源的影响;描述小行星，2867 Steins和21 Lutetia。本文介绍了任务操作和科学的总结，重点是从2014年初到2016年9月彗星阶段的罗塞塔轨道器部分。
2017-03-30 astro-ph.EP
The Composition of Comets
本文是2014年4月在法国图卢兹举行的国际彗星研讨会的成果，与会者聚集在一起，评估我们在欧空局罗塞塔任务之前对彗星的了解。在本文中，我们看看彗星的气体和尘埃的组成。有了气体，我们涵盖了各种分类学研究，这些研究将彗星分成了几组，并比较了在所有波长下看到的情况。我们还讨论了什么已经从质谱仪在飞越。我们的解释的几个警告进行了讨论。对于尘埃，我们的大部分信息来自飞越。其中包括{ \it原位}分析以及返回地球进行实验室测量的样品。还讨论了遥感红外观测和偏振测量。对于气体和尘埃，我们讨论了罗塞塔航天器和菲莱着陆器将带来什么样的仪器，以提高我们对彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科的理解，作为我们以前全面研究的“地面实况”。最后，我们总结了罗塞塔任务的一些初步发现。
2015-07-02 astro-ph.EP
Spectrophotometric analysis of cometary nuclei from in situ observations (PhD thesis)
这项工作的主题是彗星，小而难以捉摸的对象，可能持有关于太阳系和地球上生命的起源的巨大秘密，是最原始的对象之一。这项工作所涉及的调查方法是成像光谱仪的可见光和红外分光光度法，设计用于观测遥远的行星大气和表面，能够获得高空间和光谱分辨率的超光谱数据。第一章描述了这一使命的背景。第二章详细分析了Rosetta航天器上的VIRTS仪器的性能。特别是信噪比的建模是本章的主要论点。第三章展示了彗星核可能光谱的模拟，这对于与真实光谱的比较和观测计划都很有用。Hapke的辐射转移模型用于反演所获取的数据以推断物理性质。第四章介绍了一种光谱建模方法。它包括关于仪器噪声的信息，允许分析模型的优良性，以及估计检索到的参数的误差。第五章介绍了深度撞击号探测器探测到的坦普尔1号和哈特利2号卫星的光谱分析及其扩展研究。第六章介绍了罗塞塔号在巡航阶段遇到的Lutetia小行星的光度分析。这项工作为分析罗塞塔的最终目标：彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科铺平了道路。VIRTIS团队目前正在使用所介绍的工具来制作彗星上的作品，并推荐给读者。由于对彗星的完整分析超出了这项工作的范围，这里只显示了初步结果。
2015-03-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
The gas production of 14 species from comet 67P/Churyumov-Gerasimenko based on DFMS/COPS data from 2014-2016
彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的彗发已经被罗塞塔航天器探测，并显示出各种不同的分子。ROSINA COmet压力传感器和双聚焦质谱仪可提供多种挥发性化合物的现场密度，包括14种气体H2O、CO2、CO、H2S、O2、C2 H6、CH 3OH、H2 CO、CH 4、NH3、HCN、C2 H5 OH、OCS和CS2。我们将2014年8月至2016年9月期间整个彗星任务期间观测到的密度拟合为逆彗发模型。我们检索彗星形状的3996个三角形元素的50个独立的时间间隔的表面排放。对于每种气体，我们推导出系统误差的界限，并报告的时间演变的生产，峰值生产，和时间整合的总产量。我们讨论了生产的两个叶的核和南北半球。此外，我们提供了一个比较的气体生产与季节性照明。
2020-08-18 astro-ph.EP
Dust and coma radicals in C/2024 E1 (Wierzchos): evolution of the activity
Instituto de Astrofísica de Andalucía, CSIC（安达卢西亚天体物理研究所，西班牙科学理事会）
通过多历元成像和光谱研究动态新彗星C/2024 E1，测量了CN、C2、C3产率及尘埃性质，发现其处于典型与碳贫乏彗星中间分类，尘埃与气体质量比>1，定性为富尘彗星。
2026-06-15 astro-ph.EP
Mass-loading of the solar wind at 67P/Churyumov-Gerasimenko -- Observations and modelling
上下文由欧洲罗塞塔号航天器提供的对彗星附近等离子体环境的首次长期现场观测。目的。在这里，我们提供的太阳风流附近的67 P/Churyumov-Gerasimenko（67 P）和它的长期演变在低核活动的特性。我们的目标也是量化和解释的偏转和减速的流动预期从电离的中性彗星粒子在未受干扰的太阳风。方法.我们分析了现场离子和磁场数据，并结合这与混合建模之间的相互作用的太阳风和彗星大气。结果太阳风的偏转随着日心距离的减小而增加，并且表现出非常小的减速。这在观测和模拟的太阳风质子中都可以看到。根据我们的模型，能量和动量从太阳风转移到一个单一的区域中的彗发，以核为中心，大小为1000公里。这种相互作用在较大尺度上影响下游模拟的太阳风流。彗星离子所获得的能量只是太阳风能量的一小部分。结论.太阳风的偏转是小的、低活动彗星的质量负荷的最强和最清晰的标志，而太阳风几乎没有减速。
2018-05-15 astro-ph.EP
Cometary glycolaldehyde as a source of pre-RNA molecules
在多个地外环境中检测到超过200种分子，包括乙醇醛（C2（H2O）2，GLA），一种在星际介质区域检测到的双碳糖前体。它最近在67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星的彗核上进行的原位探测以及通过对其他彗星彗核的远程观测，提供了诱人的证据，表明它在大多数（如果不是所有）彗星上都很常见。在美国宇航局约翰逊航天中心实验撞击实验室进行的撞击实验表明，GLA和GLA与蒙脱石粘土混合的样品可以在4.5 GPa至25 GPa的压力范围内经受住撞击。根据在单个彗星上观测到的GLA数量，并假设在太阳系历史的前10亿年中撞击速率是单调的，这些实验结果表明，多达10^23千克的彗星GLA可能在撞击传递中幸存下来，同时还产生或传递了大量的苏糖、赤藓糖、乙醇酸和乙二醇。重要的是，独立于早期太阳系的撞击通量分布，彗星运送的GLA将提供（并可能继续提供）一个储存库的起始材料的福莫糖反应（形成核糖）和Strecker反应（形成氨基酸）。因此，彗星可能是我们所知的生命所必需的分子的重要运载工具。
2020-07-06 astro-ph.EP
Realistic Detectability of Close Interstellar Comets
在行星形成的过程中，数十亿颗彗星被创造出来，并被喷射到星际空间。对这些星际彗星（也被称为太阳外微行星或太阳外彗星）的探测和定性将为我们提供有关整个银河系行星形成的效率和性质的现场信息。然而，没有星际彗星被发现过，尽管它们的双曲线轨道使它们很容易被识别为与太阳系无关。Moro-Martín等人在2009年对星际彗星群的特性进行了详细而合理的估计。我们用数值模型扩展了他们对可探测性的估计，使我们能够考虑“近距离”星际彗星，例如，那些进入木星轨道的行星我们包括几个限制的“可检测”的对象，允许现实的估计，预计从大型综合巡天望远镜（LSST）和其他调查的检测频率。几个假设的模型参数对检测频率的影响进行了详细探讨。根据Moro-Martín等人2009年的预期，我们预计LSST将在其标称的10年寿命内探测到0.001-10颗星际彗星，其中大部分不确定性来自于小星际彗星（$\sim$ 0.1-1公里的核）的未知数密度。利用模拟的LSST类天体测量数据，我们研究了这些天体的轨道确定问题，发现LSST可以识别它们的轨道是双曲线的，并在大约4-7天内确定足够精确的星历。我们给出了最可探测的星际彗星的双曲轨道参数。考虑到这些结果，我们对未来的星际彗星搜索提出了建议。
2016-07-27 astro-ph.EP
A $\sim$32-70 K formation temperature range for the ice grains agglomerated by comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
Grand Canonical蒙特卡罗模拟被用来再现由Rosetta航天器上的ROSINA质谱仪在木星族彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko中观察到的1.7 $\times$ 10 $^{-3}$和1.6 $\times$ 10 $^{-2}$之间的N $_2$ /CO比，假设该天体是由原太阳星云中的包合物聚集而成的。模拟是使用一个详细的原子间势调查的温度依赖性的捕获内的多个客人笼形物形成的CO和N $_2$的气体混合物的比例对应于那些预期的原太阳星云。通过假设67 P/Churyumov-Gerasimenko是从包合物中凝聚而成的，我们的计算表明，彗星颗粒一定是在原太阳星云中$\sim$ 31.8和69.9 K之间的温度范围内形成的，以匹配ROSINA质谱仪测量的N $_2$ /CO比率。木星家族彗星中笼形物的存在可以解释在67 P/Churyumov-Gerasimenko中测量到的潜在N $_2$耗尽（与原太阳值相比，因子高达$\sim$ 87）。
2015-04-07 astro-ph.EP
Elemental and molecular abundances in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
彗星被认为是可以进行实地探测的最原始和未经加工的太阳系天体。研究它们的分子和元素组成将我们带回到太阳系的早期，甚至可能更远。在这项工作中，我们推导出的主要挥发性物种在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko，欧洲航天局的罗塞塔任务的目标的批量丰度。其依据是在近日点附近的一个适当的高释气期内，用罗塞塔轨道器上的ROSINA仪器套件获得的测量结果。结果与发表在文献中的气体和粉尘成分测量相结合。这提供了67 P/Churyumov-Gerasimenko核中存在的主要元素的综合清单。与1986年欧洲航天局的乔托号宇宙飞船访问过的1 P/哈雷彗星类似，67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星也显示出接近太阳的氧和碳丰度，而氢和氮与太阳相比已经耗尽。尽管如此，其挥发分的程度仍低于包括陨石和地球在内的太阳系内天体。这支持了彗星是我们太阳系中最原始的天体之一的观点。
2019-08-12 astro-ph.EP
Aggregate dust particles at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
彗星被认为保存了几乎原始的尘埃颗粒，因此提供了早期太阳星云性质的独特样本。在太阳系的形成过程中，这些尘埃的微观特性在粒子聚集中发挥了关键作用。根据对可见光和红外线远程观测的解释以及对球粒多孔行星际尘埃颗粒的研究，彗星尘埃以前被认为是由不规则、蓬松的聚集体组成的，这些尘埃被认为但未被证明起源于彗星。虽然早期任务返回的尘埃提供了81 P/Wild彗星颗粒的详细矿物学，但细颗粒聚集体成分在收集过程中发生了强烈的变化。在这里，我们报告在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko尘埃颗粒的现场测量。颗粒是较小的细长颗粒的聚集体，具有不同尺寸的结构，表明分级聚集。选定的尺寸从1微米到几十微米的尘埃颗粒的地形图像显示出各种形态，包括致密的单颗粒和大的多孔聚集颗粒，类似于南极多孔行星际尘埃颗粒。测得的颗粒伸长与星际尘埃的推断值相似，并支持这样的想法，即这些颗粒可能代表彗星的一小部分组成部分。在随后的增长阶段，分层凝聚可能是一个主要的过程，并会产生聚集体，更容易粘在更高的质量和速度比均匀的灰尘颗粒。在67 P彗星核的近表面存在的分级尘埃聚集体也提供了一种降低尘埃层拉伸强度和帮助尘埃释放的机制。
2017-04-03 astro-ph.EP
Infrared detection of aliphatic organics on a cometary nucleus
欧空局罗塞塔任务获得了对67/P-Churyumov-Gerasimenko彗星（以下简称67 P）核表面的前所未有的测量结果，其成分由包括VIRTIS（可见光、红外和热成像光谱仪）在内的现场和遥感仪器确定，似乎是由冰、矿物质和有机物质的组合构成的。我们对VIRTIS-M高光谱成像仪对67 P彗星核的红外观测进行了精细分析。我们发现，67 P红外光谱的整体形状与其他富含碳的外太阳系天体相似，这表明它们可能存在遗传联系。更重要的是，我们还能够确认2.8-3.6微米宽吸收特征的复杂光谱结构，这些吸收特征由较暗的波段组成。其中，我们明确地确定了脂肪族有机物的存在下，其无处不在的3.38，3.42和3.47微米带。这种新的红外探测彗星表面的脂肪族物种的原始太阳系的演化历史有很强的影响，并提供证据，彗星星际物质和太阳系机构之间的进化联系。
2020-09-30 astro-ph.EP
Dust Environment Modelling of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
尘埃是彗星彗发的一个重要组成部分;对尘埃的分析是欧空局罗塞塔67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星（C-G）飞行任务的主要目标之一。罗塞塔号上的几台仪器致力于研究彗星昏迷中尘埃的各个方面，所有这些都需要一定程度的尘埃暴露才能实现目标。与此同时，尘埃颗粒的撞击可能对航天器构成危险。为了协调尘埃收集仪器和航天器安全的要求，甚至在罗塞塔到达之前，就需要评估昏迷中的尘埃环境。本文介绍了67 P/C-G尘埃彗发的模拟现状，并预测了彗发中尘埃的速度和通量，尘埃对航天器沿样品轨道的注量，以及彗发中的辐射环境。当观测揭示了更多的彗发细节时，模型将需要改进。本文概述了67 P/C-G的天文观测资料，并在可能的情况下，从这些资料中导出了模型参数。对于67 P/C-G尚未测量的量，我们使用其他彗星的测量值。最重要和最有争议的参数之一是尘埃质量分布。本文总结了1986年在1 P/Halley彗星上进行的现场测量所得到的质量分布函数。对于67 P/C-G，目前只能通过分析天文图像来限制质量分布。我们发现，从这样的分析结果是目前相当异构，我们确定需要找到一个模型，是调和与所有可用的观察。
2010-01-18 astro-ph.EP
Formation of cometary O$_{2}$ ice and related ice species on grain surfaces in the midplane of the pre-Solar nebula
[摘要]在1 P/哈雷彗星和67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的彗发中检测到相对于H $_{2}$ O冰为1-10%的O $_{2}$冰，这促使人们试图解释高O $_{2}$冰丰度的起源。最近对原行星盘中平面外部较冷区域的化学建模表明，O $_{2}$冰的产生与彗星中测量到的相同。一个更新的化学动力学代码在这里使用前太阳星云中平面条件下的化学演变。试验了四种不同的化学启动条件，以及各种化学参数的影响。参数空间研究揭示了O $_{2}$冰的最佳生产点，其丰度与67 P和1 P中的丰度相匹配，O $_{3}$和H $_{2}$ O $_{2}$冰的丰度与67 P中的丰度相匹配。这意味着在前太阳星云的120-150 AU的径向区域内，O $_{2}$可能是通过颗粒表面的冰化学原位产生的。然而，很明显的是，化学对假定的化学参数（例如，结合能、激活势垒宽度和量子隧穿势垒）具有高度的敏感性。因此，因为更可能的情况下，以锁定在O $_{2}$中的元素氧的百分比开始，也再现了早期阶段67 P中O $_{2}$冰的丰度，这支持了以前的建议，即彗星O $_{2}$冰可能具有原始起源。
2018-08-09 astro-ph.EP
Dust Impact Monitor (SESAME-DIM) Measurements at Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
2014年11月12日，罗塞塔着陆器菲莱成功降落在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的核上。“菲莱”号携带了尘埃影响监测器，这是表面电探测和声学监测实验的一部分。DIM采用压电PZT传感器来探测从彗核发射并进入彗星彗发的亚毫米和毫米大小的冰和尘埃颗粒的撞击。DIM传感器测量动态数据，如通量和撞击粒子的方向性。假设密度和弹性颗粒特性，可以约束颗粒的质量和速度。DIM在菲莱彗星的三个任务阶段中运行：（1）菲莱与罗塞塔分离之前，距离彗星核重心约9.6公里，11.8公里和25.3公里。在这一任务阶段，由于罗塞塔的结构造成的显著遮蔽，从放射状轨道上的核释放的粒子仍然无法检测到，并且确实没有检测到尘埃粒子。(2)在菲莱下降到其名义上的着陆点Kazakia期间，DIM在距离核重心5.0公里处检测到一个大约毫米大小的粒子，相当于距离表面2.4公里的高度。这是有史以来最接近的尘埃探测彗星核的一个专门的现场尘埃探测器。(3)在菲莱的最后着陆点Abydos，DIM没有探测到尘埃撞击，这可能是由于菲莱附近的彗星活动较低，或者由于菲莱附近的障碍物遮蔽，或者两者兼而有之。实验室校准实验表明，检测到的颗粒的材料性质与具有大约$250\, \mathrm{kg\,m^{-3}}$的堆积密度的多孔颗粒相容。这种粒子可能是通过升华水冰而从彗星表面剥离的。
2015-10-06 astro-ph.EP
ROSINA ion zoo at Comet 67P
罗塞塔号太空船护送彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科2年，沿着它的旅程通过太阳系之间的3.8和1.24天文单位。由于罗塞塔号上的高分辨率质谱仪，彗发内的详细离子成分首次被准确地原位评估。以前的彗星任务，如$\text{Giotto}$，没有仪器能力来确定昏迷中等离子体的确切性质，因为机载光谱仪的质量分辨率太低，无法分离具有类似质量的离子种类。相比之下，双聚焦质谱仪（DFMS），罗塞塔轨道器光谱仪的一部分，用于离子和中性分析罗塞塔（ROSINA），其高质量分辨率模式，优于所有这些，揭示了彗星离子的多样性。我们校准和分析了DFMS在离子模式下从2014年10月到2016年4月获得的光谱集。特别地，我们集中在13-39 u $\cdot$ q $^{-1}$的范围。DFMS的高质量分辨率允许准确鉴定具有准相似质量的离子，例如将$^{13}$ C $^+$与CH $^+$分离。我们确认在彗星，如CH $_m^+$（$m=1-4$），H $_n$ O $^+$（$n=1-3$），O $^+$，钠$^+$，和几个电离和质子化的分子预测的阳离子的存在。在罗塞塔之前，只有一小部分被地球观测证实。此外，我们报告的第一次明确存在的分子二价阳离子的气体信封的太阳系机构，即CO $_2^{++}$。
2020-08-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
Decay of COSAC and Ptolemy Mass Spectra at Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
2014年11月12日，罗塞塔着陆器菲莱成功降落在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的核上。菲莱配备了两个气体分析仪：彗星采样和成分实验（COSAC）和气相色谱仪和质谱仪托勒密。2014年11月12日至14日，两台仪器在菲莱跳跃期间和在其最后着陆点阿拜多斯以嗅探模式进行了七次测量，测量了彗星核物质的有机组成。我们比较了两种质谱仪确定的几种离子的强度的时间演变。对于COSAC，这是第一次分析测量的离子种类的时间行为。在菲莱第一次降落在阿比多斯后约20至30分钟，所有离子种类在两台仪器测量的第一次光谱中显示出最高强度，并在阿比多斯连续六次测量期间出现衰减。两种仪器都测量到水峰（m/z 18）几乎相同的衰减，CO（m/z 28）表现相似。在COSAC测量中，m/z 44处的峰比所有其他离子种类（包括水峰）衰减得慢得多。特别地，m/z 44峰在COSAC测量中比在Ptolemy数据中衰减得慢得多。这支持了我们先前的解释，即COSAC第一次分析了来自彗星核的风化层样品，而托勒密测量了来自环境昏迷的彗星气体。通过COSAC测量的m/z 44峰可能主要由有机物质组成，而通过Ptolemy测量的峰被解释为主要由$CO_2$组成。比m/z 30重的离子种类在COSAC测量中比在Ptolemy数据中衰减得稍慢，这可能与两种仪器之间排气设计的差异有关。
2017-02-01 astro-ph.EP
Dynamics, Origin, and Activation of Main Belt Comets
主带彗星（MBC）的发现引发了许多关于这些天体的起源和激活机制的问题。对这些天体动力学的研究结果表明，MBC是由大型冰质小行星分裂后的残余物就地形成的。模拟结果表明，与主带中的小行星类似，轨道偏心率小于0.2、倾角小于25度的MBC具有稳定的轨道，这意味着许多初始偏心率和倾角较大的MBC可能已经分散到小行星带的其他区域。在分散的MBC中，大约20%到达了类地行星的区域，在那里它们可能有助于地球上水的积累。模拟还表明，MBC和小天体之间的碰撞可能在触发这些天体的彗星活动方面发挥了重要作用。这样的碰撞可能暴露了次表层的水冰，这些水冰升华并在MBC周围产生了稀薄的大气和尾部。本文讨论了MBCs动力学的数值研究结果及其对这些物体起源的影响。还介绍了在小行星带外部对m级天体与千米级小行星碰撞进行大型数值模拟的结果，并讨论了碰撞触发激活设想的可行性。
2009-11-21 astro-ph.EP
Outgassing induced acceleration of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
彗星活动由于升华诱导力而影响轨道运动和旋转状态。罗塞塔飞行任务提供的精确旋转轴方向和位置数据使人们能够准确地确定丘留莫夫-格拉西缅科/67 P彗星的放气情况。我们直接从罗塞塔航天器的轨道中获得了观测到的67 P的非重力加速度。从非重力加速度，我们恢复的昼夜放气变化和研究的升华响应相对于峰值太阳光照可能的延迟。这使我们能够将67 P的非重力加速度与基于经验模型和关于升华过程的常见假设的预期进行比较。我们使用一个迭代的轨道细化和傅立叶分解的昼夜活动，以获得释气引起的非重力加速度。数据简化的不确定性是通过对彗星67 P的最佳拟合轨道集合的敏感性分析来确定的。我们发现，Marsden非引力加速度参数再现部分的非引力加速度，但需要通过分析原子核的几何形状和表面照明来增强，以得出关于表面上的升华过程的结论。非重力加速度紧随太阳下纬度（季节光照），在近日点附近相对于当地正午有一个小的滞后角。观察到的旋转轴的微小变化不赞成强迫进动模型的非重力加速度。与升华引起的力矩相反，非重力加速度并不对原子核上的局部活动区域施加强约束。我们发现轨道推导的非重力加速度和水的生产独立来自罗塞塔原位测量的密切协议。
2019-03-19 astro-ph.EP
Are fractured cliffs the source of cometary dust jets ? Insights from OSIRIS/Rosetta at 67P
自1986年乔托飞行任务飞越1 P/哈雷彗星以来，在所有彗星上都原位观测到尘埃喷流，即从彗星核产生的模糊准直彗星物质流。但其形成机制仍不清楚。已经提出了几种解决方案，从表面/次表面上的局部物理机制（见Belton（2010年）的评论）到涉及局部地形对气流聚焦的纯动力学过程（Crifo等人，2002年）。虽然后者似乎是负责较大的功能，高分辨率图像显示，广泛的流是由许多较小的功能（几米宽），直接连接到核表面。我们在几个月的时间里以高分辨率监测这些射流，以了解驱动它们形成的物理过程，以及这如何影响表面。使用相同区域不同视角的许多图像，我们对准直射流进行了三维重建，并将它们精确地与核上的源相关联。结果：我们在这里展示的观测证据表明，彗星67 P的北半球喷流来自地形急剧变化的地区，并描述了所涉及的物理过程。我们提出了一个模型，其中活跃的悬崖是喷流状特征的主要来源，因此彗星上侵蚀最快的区域。我们认为，这是一个共同的机制发生在所有彗星。
2015-12-11 astro-ph.EP
Inner mean-motion resonances with eccentric planets: A possible origin for exozodiacal dust clouds
在许多恒星的附近，无论是年轻的还是年老的，都探测到了大量的尘埃。解释这种短命尘埃存在的一个有希望的方案是，这些类似于黄道带云（或exozodis）的物质通过彗星活动和升华在原地重新填充。由于彗星库预计不会得到补充，因此这些exozodis在旧系统中的存在尚未得到充分解释。最近有人提出，与中等偏心（$\mathrm{e_p}\gtrsim 0.1$）轨道上的外行星的平均运动共振（MMR）可以将星子分散到彗星轨道上，其延迟时间为数千万年。从理论上讲，这种机制一旦开始，也有望维持活跃彗星的持续生产，可能超过GYR时间尺度。我们的目标是在这里调查的能力，这种机制产生散射彗星轨道上兼容的生产exozodi在长时间尺度上。我们结合分析预测和互补的数值N体模拟来研究它的特性。我们表明，使用数量级估计，通过这种机制，低质量光盘可比的柯伊伯带可以维持彗星散射率兼容的exozodis周围的太阳能型恒星检测到的存在，并在陀螺仪的时间尺度。我们还发现，如果在织女星系统的冷碎片盘外部存在一颗偏心的类彗星行星，那么织女星周围检测到的尘埃水平可以通过我们提出的机制来维持。
2016-11-07 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
The ice composition close to the surface of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
本文利用ROSINA的COPS和DFMS原位测量数据，推导彗星67P/C-G表面14种气体的空间排放分布，并结合最小热物理模型推断H2O和CO2的表面活跃比例，发现南北半球表面附近冰成分存在特征性差异，北半球CO2冰丰度较低，而两瓣之间无显著差异。
2023-05-25 astro-ph.EP
Searching for Outbursts in the Ground-Based Photometry of 67P/Churyumov-Gerasimenko
67 P/Churyumov-Gerasimenko是一颗彗星家族的彗星，是罗塞塔任务的目标，这是第一次成功地在彗星上轨道和着陆探测器的任务。这次飞行伴随着一次大规模的地面观测活动。我们已经开发了一个管道来校准和测量彗星67 P在2016年近日点通过期间的测光，利用在各种设施中收集的所有可见波长宽带成像。该管道使用场内的背景恒星将彗星的亮度校准到一个通用的测光系统（Pan-STARRS 1），从而允许汇编和比较多个数据集。结果遵循基于先前幻影的预测：67 P显示从轨道到轨道的活动水平没有明显变化，并且彗发颜色在整个幻影中保持不变。我们在2015年8月22日探测到一次$\sim$ 0.14等的爆发。这次爆发的亮度和估计质量与罗塞塔直接在核上观察到的爆发一致。现场观测到的爆发与从地面观测到的爆发同时发生，但将这两个事件直接联系起来仍然具有挑战性。
2022-10-17 astro-ph.EP
Oxygen-bearing organic molecules in comet 67P's dusty coma: first evidence for abundant heterocycles
研究利用Rosetta对67P彗星近日点多尘环境的高分辨质谱观测，发现丰富地外含氧杂环及多类含氧有机物，为认识太空化学复杂性起源提供新线索。
2023-08-01 astro-ph.EP
FUV Spectral Signatures of Molecules and the Evolution of the Gaseous Coma of Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
在2014年8月至2016年9月的整个护航阶段，罗塞塔号上的爱丽丝远紫外成像光谱仪观测了67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星彗发内原子和分子物质的发射。最初的观测表明，靠近表面的氢原子和氧原子的发射是由高能电子碰撞分解H2O产生的。在着陆器Philae于2014年11月12日交付之后，Rosetta的轨道转移到近终结者轨道，允许对阴影核观察这些排放，以及成分的异质性，使我们能够识别H2O，CO2和O2的解离电子碰撞激发的独特光谱特征。CO排放被发现是由于电子和光激发过程。因此，我们能够，从远紫外光谱，定性研究的演变的主要分子组成的气体昏迷从开始到结束的护送阶段。我们的研究结果表明，H2O和CO2的近日点，H2O占主导地位之前和CO2占主导地位之后，不对称的放气，从现场和其他遥感仪器的罗塞塔的结果一致。
2017-11-20 astro-ph.EP
The Castalia Mission to Main Belt Comet 133P/Elst-Pizarro
我们描述了Castalia，一个提议的任务与主带彗星（MBC），133 P/埃尔斯特-皮萨罗会合。MBC是最近在火星和木星之间的主要小行星带内发现的一群明显的冰体，它们可能代表了为早期地球提供水的人口的残余。Castalia将通过详细描述133 P，解决MBC活动的难题，并在小行星带中首次原位测量水，对这一群体进行首次探索。在许多方面，作为欧空局非常成功的罗塞塔任务的继承者，Castalia将允许在非常不同的彗星类别之间进行直接比较，包括测量临界同位素比率，等离子体和尘埃特性。它还将配备第一个访问小型机构的雷达系统，绘制内部的冰。Castalia被提议在宇宙愿景计划中与欧空局的M4和M5通话略有不同。我们描述了任务的科学动机，实现科学目标所需的测量，以及实现这些目标的拟议仪器有效载荷和航天器。
2017-09-11 astro-ph.EP
Nitrogen- and nitrogen-oxygen-bearing organic molecules in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko: An untargeted investigation
University of Bern（伯尔尼大学）；Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Saclay, CNRS（巴黎南天体物理研究所，巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心）；Department of Climate and Space Sciences and Engineering, University of Michigan（密歇根大学气候与空间科学与工程系）；Southwest Research Institute（西南研究院）；Department of Physics and Astronomy, The University of Texas at San Antonio（德克萨斯大学圣安东尼奥分校物理与天文系）；Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, BIRA-IASB（比利时皇家空间气象学研究所）；Center for Space and Habitability, University of Bern（伯尔尼大学太空与宜居性中心）
本研究通过分析罗塞塔任务ROSINA-DFMS的高分辨率质谱数据，探究67P彗星内彗发中含氮及氮氧的复杂有机分子，识别出相关分子并发现杂环丰富、烷基化显著的特征，为研究太空有机复杂性起源提供依据。
2026-08-26 astro-ph.EP
Multi-instrument analysis of 67P/Churyumov-Gerasimenko coma particles: COPS-GIADA data fusion
欧洲航天局的罗塞塔彗星67 P/丘留莫夫-格拉西缅科任务为科学家提供了前所未有的详细研究彗星的机会。罗塞塔轨道器的四个仪器，即微成像尘埃分析系统、颗粒撞击分析仪和尘埃收集器、彗星二次离子质量分析仪和罗塞塔轨道器离子和中性分析分光仪，提供了关于彗星尘埃颗粒的信息。跨仪器比较对于表征单个传感器能力之外的彗星尘埃颗粒至关重要，因为它们对不同的尘埃成分敏感。我们首次比较了ROSINA COmet压力传感器（COPS）和GIADA的检测结果。这两种仪器是互补的，因为前者只对冰颗粒的挥发物敏感，而后者则测量整个尘埃颗粒，包括耐火材料和冷凝（半）挥发物。我们的目标是将COPS和GIADA检测到的颗粒相关联，并评估它们是否属于一个共同的组。通过计算Pearson相关系数，对COPS和GIADA的原位数据进行统计分析。在GIADA检测到的几种类型的颗粒中，我们发现COPS颗粒仅与GIADA蓬松团聚体显著相关（Pearson相关系数为0.55，p值为$4.6\cdot 10^{-3}$）。这表明蓬松颗粒由耐火材料和挥发物组成。COPS挥发性体积，其可以由直径在0.06 $μ$ m和0.8 $μ$ m之间的范围内的等效球体表示，类似于由MIDAS鉴定的分形颗粒的亚基的尺寸（即，0.05-0.18 $μ$ m）。
2023-02-21 astro-ph.EP
Dust Impact Monitor (SESAME-DIM) on board Rosetta/Philae: Millimetric particle flux at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
罗塞塔任务的菲莱着陆器旨在对彗星67 P/C-G进行现场调查，于2014年11月12日部署到彗星核表面，日心距离为2.99 AU。作为着陆器上表面电探测和声学监测实验的一部分，尘埃撞击监测器使用压电探测器探测从核中释放出的亚毫米和毫米大小的尘埃和冰粒。我们确定的DIM的测量范围内的粒子的环境通量的上限进行测量的基础上，在菲莱的下降到其标称着陆点的Rakkia在距离约22公里，18公里，5公里的核重心和在最后的着陆点Abydos的仪器。DIM传感器的几何因子是假设亚毫米和毫米尺寸的颗粒的各向同性环境通量来计算的。对于未检测到颗粒的测量间隔，通过假设碰撞的泊松分布计算最大真实碰撞率，并将其作为95%置信水平下的检测限。根据DIM进行的测量，仪器测量范围内的颗粒通量上限为下降期间的$10^{-8}-10^{-7}m^{-2}s^{-1}sr^{-1}$和2014年11月13日和14日Abydos的$1.6\cdot10^{-9}m^{-2}s^{-1}sr^{-1}$。考虑到颗粒速度低于逃逸速度，将DIM测量范围内颗粒体积密度的上限限制为$10^{-11}m^{-3}-10^{-12}m^{-3}$。用GIPSI工具对菲莱下降期间预期粒子通量进行的计算结果与DIM仪器未探测到致密粒子的情况相符。
2016-05-20 astro-ph.EP
Interaction between a Coronal Mass Ejection and Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
本研究通过数值模拟探究67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星与万圣节级日冕物质抛射的相互作用，揭示了CME期间彗星磁层的等离子体结构变化与磁场强度特征，补充了此前观测研究的数值模拟空白。
2024-03-09 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Ingredients for Solar-like Systems: protostar IRAS 16293-2422 B versus comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
我们现代的太阳系经过了$4.6\times10^9$年的进化，只剩下一些它诞生时的遗迹。彗星被认为是最初形成地球和其他行星的成分的最原始的示踪剂。其他低质量的原恒星可能类似于我们的原太阳，因此可以用来研究形成类太阳系统所必需的构建模块。这项研究测试这一想法的基础上新的高灵敏度，高空间分辨率ALMA数据的原行星盘尺度（~70天文单位）的IRAS 16293-2422和彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的大部分组成，确定了第一次与独特的现场监测进行的罗塞塔。对原恒星干涉测线巡天（PILS）的观测结果和罗塞塔轨道器离子和中性分析光谱仪（ROSINA）的测量结果进行比较分析表明，CHO-、N-和S-轴承分子的相对丰度在原恒星和彗星数据之间存在一定的分散性。一个试探性的相关性被认为是第一次为P-和Cl-轴承化合物。结果表明，彗星和星子的挥发性成分部分继承了前和原恒星阶段的演变。
2019-08-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Comet 67P outbursts and quiescent coma at 1.3 AU from the Sun: dust properties from Rosetta/VIRTIS-H observations
我们提出了2-5 $μ$ m光谱观测67 P/Churyumov-Gerasimenko的尘埃彗发获得的VIRTIS-H仪器在罗塞塔在两个爆发期间，发生在2015年9月13日13.6小时UT和9月14日18.8小时UT在1.3 AU从太阳。在爆发前测量的散射和热特性是中等活动彗星测量值的平均值。色温过高（或过热因子）可以归因于由吸收材料组成的亚微米尺寸的颗粒或多孔分形状聚集体，例如罗塞塔原位尘埃仪器收集的那些聚集体。粉尘粒度分布的幂律指数在2-3之间。与爆发相关的红外辐射的突然增加与色温的大幅增加（从300 K到高达630 K）和2-2.5 $μ$ m处的尘埃颜色从红色到蓝色的变化相关，揭示了爆发物质中存在非常小的颗粒（$\leq$ 100 nm）。此外，测得的大的热辐射剂量（$\sim$ 0.7）表明在喷出物中的明亮的颗粒，这可能是硅质颗粒，这意味着碳质材料的热降解，或冰颗粒。水冰的3- $μ$ m吸收带在爆发期间获得的光谱中没有检测到，而在发射中观察到3.4 $μ$ m附近的有机化合物的特征。H $_2$ O 2.7- $μ$ m和CO $_2$ 4.3- $μ$ m振动带在爆发过程中没有表现出任何增强。
2017-08-01 astro-ph.EP
A comparison between the two lobes of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko based on D/H ratios in H2O measured with the Rosetta/ROSINA DFMS
彗星家族67 P/Churyumov-Gerasimenko的核心在欧洲航天局罗塞塔号航天器于2014年7月首次接近它时被发现是双叶形的。彗核的双叶结构引发了许多关于其形成方式的讨论，以及每个叶的组成如何与其他叶进行比较。在2014年至2016年为期两年的任务中，罗塞塔一直靠近67 P/Churyumov-Gerasimenko，原位研究其彗发和核。基于用Rosetta机载的ROSINA DFMS质谱仪对HDO和H2O进行的瓣特异性测量，可以比较来自两个瓣的水中的氘与氢的比率。没有观察到明显的差异，这表明两个瓣形成于同一区域，并且氘氢比均匀。
2019-07-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
The $^{16}$O/$^{18}$O ratio in Water in the Coma of Comet 67P / Churyumov-Gerasimenko measured with the Rosetta / ROSINA Double-Focusing Mass Spectrometer
欧洲航天局（欧空局）的罗塞塔号航天器伴随着彗星族彗星（JFC）67 P/ Churyumov-Gerasimenko沿着其穿过内太阳系的轨道飞行了两年多。在2014年至2016年期间，它对彗星靠近其核心的气体大气进行了几乎连续的原位测量。在本研究中，根据H ${_2}^{16}$ O / H ${_2}^{18}$ O和$^{16}$ OH / $^{18}$ OH的比值，确定了67 P/ Churyumov-Gerasimenko彗发中H $_2$ O的$^{16}$ O/$^{18}$ O比值（由Rosetta机载ROSINA DFMS质谱仪测量）。445 $\pm$ 35的值表示$\sim$ 11%富集$^{18}$ O，而陆地比率为498.7 $\pm$ 0.1。这一彗星值与含有原始水的彗星一致，符合领先的自屏蔽模型。这些模型预测原始水与陆地水相比，富含5%至20%的重氧同位素。附录：67 P/ Churyumov-Gerasimenko昏迷中H $_2$ O的$^{16}$ O/ $^{17}$ O比值。
2019-04-04 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Cold electrons at comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
等离子体的电子温度是环境的一个重要方面。由大气气体的光电离或碰撞电离产生的电子具有能量$\sim$ 10 eV。在活跃的彗星彗发中，气体密度足够高，可以将电子气快速冷却到中性气体的温度（几百开尔文）。在不太活跃的彗星中，冷却是如何演变的，以前还没有研究过。目标。我们的目标是调查如何电子冷却变化的彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko改变其活动的三个数量级在罗塞塔任务。我们使用了Rosetta等离子体和中性气体传感器的原位数据。通过结合朗缪尔探针偏压扫描和互阻抗探针测量，我们确定了在什么时候冷电子形成至少25%的总电子密度。我们将结果与电子冷却的简单模型的预期结果进行了比较，使用观察到的中性气体密度作为输入。我们证明了朗缪尔探针扫描的斜率可以用作冷电子存在的代理。我们展示了两年任务期间冷电子观测的统计数据。我们发现冷电子在较低的活动比预期的一个简单的模型的基础上自由径向膨胀和电子能量的连续损失。冷电子主要是在气体密度表明外基可能已经形成时看到的。电子沿径向向外路径的碰撞冷却不足以解释观测结果。我们认为，双极电场使电子在更长的时间内保持在内彗发中，使它们有时间通过与中性粒子的碰撞来耗散能量。我们的结论是，更好的模型来描述彗星的等离子体环境。它们需要包括至少两个电子群和双极场。
2018-06-26 astro-ph.EP physics.space-ph
Clues on the importance of comets in the origin and evolution of the atmospheres of Titan and Earth
地球和土卫六是两个相距甚远的行星体。尽管如此，它们大气层的化学成分显示出共同的迹象，表明它们是由吸积作用以及彗星物质的原位加工产生的。这是值得注意的，因为当地球形成在圆盘的内部时，可能是由贫氧的岩石星子吸积而成，并表现出与顽火辉石类似的化学性质，而泰坦则是在土星的亚星云中由富含氧气和挥发物的天体形成的，称为彗星。从宇宙化学和天体生物学的角度来看，对地球和土卫六上的H、C、N和O同位素的研究可能是破译这两个行星体形成早期阶段过程的关键。本文的主要目标是量化这两个行星体的化学演化的可能方式，特别是它们早期大气中CO和N2的丰度。为了做到这一点，土卫六和地球的原始大气和演变已经从热力学的角度进行了分析。最相关的化学反应，涉及这些物种，并可能在其早期阶段的重要进行了讨论。然后，我们解释了本研究的结果，根据卡西尼-惠更斯任务对这些物种及其同位素所获得的结果。鉴于H、C、N和O优先从形成我们星球的内盘物质中耗尽，它们的同位素分馏的相似性，以及随后地球和泰坦大气的密切演化，都指向地球大气的彗星起源。因此，我们的方案也支持的关键作用，后期单板（彗星和富含水的碳质小行星）丰富的挥发性成分的地球在晚期重轰炸的类地行星。
2011-02-21 astro-ph.EP physics.space-ph
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
The dust environment of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko from Rosetta OSIRIS and VLT observations in the 4.5 to 2.9 au heliocentric distance range inbound
欧空局的罗塞塔号航天器目前正围绕67 P彗星运行，它已经通过几种仪器，特别是OSIRIS和GIADA提供了尘埃颗粒特性的现场测量结果。我们建议通过将这些测量与地面观测尘埃尾部相结合来监测总体的、随时间变化的尘埃产生率和粒度分布，从而增加这些测量的价值。为了限制尘埃颗粒的性质，我们考虑到罗塞塔OSIRIS和GIADA的结果，并将OSIRIS数据在接近阶段（2014年4月下旬至6月上旬）与ESO甚大望远镜（VLT）从2014年2月至11月获得的大型地面图像数据集相结合。一个蒙特卡罗尘埃尾代码已被应用到检索尘埃参数。颗粒的关键特性（密度、速度和粒度分布）是从罗塞塔观测中获得的：这些参数被用作代码的输入，以大大减少自由参数的数量。通过这种方法，可以准确地获得尘埃总质量损失率及其与日心距的关系。由OSIRIS和GIADA的内彗发测量和使用VLT数据的远距离成像得到的尘埃参数是一致的，除了粒度分布函数的幂指数为$α$ =--3，而不是小于1 mm的颗粒的$α$ =--2。彗星活动的开始发生在大约4.3 au，尘埃产生率为0.5 kg/s，在2.9 au时增加到15 kg/s。这意味着一个灰尘与气体的质量比在3.8和6.5之间变化的最佳拟合模型时，结合水的生产率从MIRO实验。
2016-02-05 astro-ph.EP
Chemical complexity in protoplanetary disks in the era of ALMA and Rosetta
彗星提供了对原始太阳星云中物质的分子组成和复杂性的独特见解。Rosetta任务的最新结果，目前正在原位监测彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko，以及ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列），已经证明了一个诱人的联系之间的化学复杂性，现在证实在磁盘（通过检测气相CH 3CN; Oberg et al. 2015），并在67 P表面得到证实（Goesmann et al. 2015），提出了关于这些物种的化学起源（云或遗传与盘合成）的问题。从天体化学模型的一个原行星盘的结果，其中包括复杂的化学，并假设简单的冰只继承了从父分子云。模型结果与Philae/COSAC在67 P表面观察到的几种COM的丰度非常一致。由原行星盘继承的主要是简单冰的宇宙射线和X射线诱导的光处理足以产生类似于在彗星中观察到的化学复杂性。这表明在67 P表面探测到的冰状COMs可能有一个盘状起源。结果还表明，内部暖盘大气中含有丰富的气相CH 3CN，其中热气相化学占主导地位，并可能消除冰的化学特征。因此，CH 3CN可能不是一个明确的示踪剂的复杂的有机冰水库。然而，需要更好地了解CH 3CN的热气相化学才能证实这一初步结论。
2016-05-26 astro-ph.EP
29P/Schwassmann-Wachmann: A Rosetta Stone for Amorphous Water Ice and CO <-> CO2 Conversion in Centaurs and Comets?
半人马座29 P/Schwassmann-Wachmann 1（SW 1）是一个高度活跃的天体，在半人马座和木星家族彗星区域之间的过渡网关区域（Sarid等人，2019）轨道运行。SW 1在半人马座中是独一无二的，因为它经历了准规则的大爆发，并持续产生CO排放;然而，CO的来源尚不清楚。我们认为，由于它的尺寸很大（约。32公里半径），SW 1可能仍然响应，通过无定形水冰（AWI）转化为结晶水冰（CWI），其外部热环境的快速变化所产生的动力迁移从柯伊伯带的网关区在半人马座地区的内边缘在6 AU。正是这种转换过程是在其静止和爆发阶段从物体释放的大量CO和尘埃的来源。如果正确的话，这些论点有一些重要的预测可通过遥感和原位航天器表征进行检验，包括：对于任何几公里尺度的分散盘KBO过渡到内部系统，AWI转换的CO在Myr时间尺度上的快速释放;到目前为止，SW 1只将其核AWI转换为CWI的50%至65%; AWI转换后的体积变化可能引起下沉和塌陷，但不会引起SW 1的显著物质坡移或陨石坑损失; SW 1的彗发应该含有大量的富含CWI CO2的冰尘颗粒;当SW 1在未来1万年内进入内部系统时，它将是一颗非常不同的JFC彗星。
2022-10-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
The 67P/Churyumov-Gerasimenko observation campaign in support of the Rosetta mission
我们提出了一个摘要的远程观测活动，支持欧洲航天局的罗塞塔任务。从罗塞塔到达之前到2016年9月任务接近结束，全球（和太空）的望远镜都在跟踪彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko。这些为任务规划提供了必要的数据，为航天器之外的彗发和尾巴提供了大规模的背景信息，并提供了直接将67 P与其他彗星进行比较的方法。观测结果显示，67 P是一颗相对“行为良好”的彗星，是典型的木星族彗星，其活动模式在轨道之间重复。将这些大量的望远镜观测结果与罗塞塔的原位结果进行比较，将使我们能够更好地了解彗星彗发的化学和结构。这项工作刚刚开始，任务结束-在本文中，我们提出了一个基于地面的观测和早期结果的总结，并指出许多问题，将在未来的研究中解决。
2017-05-30 astro-ph.EP
Detection of volatiles undergoing sublimation from 67P/Churyumov-Gerasimenko coma particles using ROSINA/COPS. I. The ram gauge
欧空局的罗塞塔飞行任务使人们得以对67 P/Churyumov-Gerasimenko彗星进行广泛的实地研究。在由机载COmet压力传感器（COPS）的柱塞压力计进行的测量中，观察到偏离标称柱塞压力计信号的特征。这是由于彗星冰颗粒中含有挥发物和耐火材料的挥发性部分的升华。这项工作的目的是调查的挥发物含量的冰颗粒进入COPS冲压规。冲压规测量检查的功能，我们关联到彗星粒子的挥发性成分的升华影响仪器。通过拟合一个或多个指数衰减函数来对具有足够高的信噪比的所有升华特征进行建模。这些拟合的参数用于对升华组分的不同组成进行分类。根据冰升华的特征，我们推断检测到73个含有挥发物的冰粒。25个检测有足够的挥发物含量进行深入研究。从指数衰减常数的值，我们将25推断冰粒分为三种类型，解释为不同的挥发性成分，可能进一步复杂的不同形态。现有的数据并没有说明哪些分子组成了不同的类型。尽管如此，我们可以估算挥发物的总体积，以水的等效球体（密度为1 g cm $^{-3}$）的直径表示。这被发现是在数百纳米的数量级。
2021-01-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
