Interstellar Objects in the Solar System
本研究介绍了太阳系中首批被探测到的两个宏观星际天体1I/`Oumuamua与2I/Borisov，指出其发现推动了星际闯入者相关研究热潮，点明当前样本量不足的局限及该新兴领域的跨学科价值。
2024-07-09 astro-ph.EP astro-ph.GA
16 Years of Ulysses Interstellar Dust Measurements in the Solar System: I. Mass Distribution and Gas-to-Dust Mass Ratio
在1990年代早期，当代星际尘埃（ISD）深入到日光层被探测器探测到。从1992年到2007年底，联合国教科文组织监测了ISD流。这些星际颗粒是我们太阳系周围的星际介质中物理条件的示踪剂。早期对1992年至1998年期间测量的ISD数据的分析暗示存在“大”ISD颗粒[高达10^-13 kg]。由此得出的气尘质量比小于天文观测得出的值，这意味着ISD在非常局部的星际介质中的浓度。我们分析了整个数据集，从16年的EQUISD测量行星际空间。本文集中研究了ISD的总体质量分布。随附的一份文件调查的时间变化的现象，在EQUISD的数据，并在第三篇论文中，我们提出的结果，从动态建模的ISD流应用到EQUISD。我们使用最新的星际氢和氦密度值，星际氦流速v_ISM，inf=23.2km/s，以及辐射压与重力之比β，计算天文硅酸盐。我们发现，在本星际云中，气体与尘埃的质量比R_g/d=193^+85_-57，尘埃的密度为2.1+/-0.6x10 ^-24 kg/m^3。对于26 km/s的更高流入速度，气尘质量比高20%，因此，粉尘密度低相同的量。从我们的新分析中得出的气体与尘埃的质量比与最近从天文观测中确定的值是一致的。我们确认早期的结果，非常本地的星际介质包含“大”（即1微米大小）ISD颗粒。我们发现，在当地的星际介质的尘埃密度是一个因素的三个低于早期的分析所暗示的值。
2015-10-21 astro-ph.EP
An interstellar origin for Jupiter's retrograde co-orbital asteroid
小行星（514107）2015 BZ509最近在木星的共轨区域被发现，并围绕太阳逆行。已知的外太阳系的混沌动力学至今还无法确定它的起源。在这里，我们对稳定轨道进行了高分辨率的统计搜索，并显示小行星（514107）2015 BZ 509自太阳系形成以来一直处于当前的轨道状态。这一结果表明，（514107）2015 BZ 509是在过去45亿年的星际介质中捕获的，因为行星形成模型无法产生这样一个原始的大倾角轨道，其中近共面轨道上的行星与共面碎片盘相互作用，必须产生太阳系的低倾角小天体储存库，如小行星和柯伊伯带。这一结果也意味着目前在太阳系的近极轨道上存在更多的太阳系外小行星。
2018-05-23 astro-ph.EP
Hyperbolic Orbits in the Solar System: Interstellar Origin or Perturbed Oort Cloud Comets?
我们研究了在两种不同的潜在来源：星际空间和奥尔特云的背景下，双曲线轨道上的物体通过内太阳系的动力学性质。我们分析得出的概率分布的偏心率，$e$，近日点距离，$q$，为每个源和估计的数量，每单位时间产生的对象作为这些数量的函数。通过比较这两个来源的数字，我们评估的起源是更有可能为一个双曲线对象具有给定的偏心率和近日点距离。我们发现，一个给定的双曲线对象是星际起源的可能性增加，减少离心率和近日点。相反，双曲线物体被经过的恒星从奥尔特云散射的可能性随着偏心率的减小和近日点的增加而增加。通过仔细考虑它们的轨道要素，我们得出结论，1 I/2017 U1 'Oumuamua（$e\simeq$ 1.2和$q\simeq$ 0.26 au）和2 I/2019 Q4 Borisov（$e\simeq$ 3.3和$q\simeq$ 2 au）最有可能是星际起源，而不是从奥尔特云散射。然而，我们也发现，奥尔特云对象可以分散到双曲线轨道一样，两个已知的例子，由亚恒星，甚至亚木星的质量扰动。这突出了需要更好地描述自由漂浮的褐矮星和行星人口的低质量端。
2019-11-11 astro-ph.EP
On the Fate of Interstellar Objects Captured by our Solar System
随着最近发现星际物体“Oumuamua”和“Borisov”穿越太阳系，了解星际物体的动力学比以往任何时候都更加紧迫。这些探测突出了捕获的星际物质可能被困在我们的太阳系中的可能性。严格研究这个问题的第一步是计算星际物体的捕获截面作为双曲线超额速度的函数，它可以与任何速度色散卷积来计算捕获率（Napier et. 2021）。虽然横截面提供了计算居住在我们太阳系的外星岩石质量的第一步，但我们还需要知道捕获物体的寿命。我们使用一个合奏的N体模拟捕获的星际物体的动态寿命的特征，并确定幸存的对象作为时间的函数（自捕获）的分数。我们还阐明了推动其长期演变的主要影响。最后，我们使用由此产生的动态寿命函数来估计当前库存的捕获星际物质在太阳系。我们发现，从现场捕获产生的稳态质量只有$\sim 10^{-13} M_{\oplus}$，而从捕获事件中的出生集群剩余的质量大致是$10^{-9} M_{\oplus}$。
2021-09-22 astro-ph.EP astro-ph.GA
16 years of Ulysses Interstellar Dust Measurements in the Solar System: II. Fluctuations in the Dust Flow from the Data
1992年至2007年期间，宇宙飞船首次提供了在太阳系现场识别和研究星际尘埃（ISD）的机会。在这里，我们提出了第一次全面分析的ISD组件在整个沙尘暴数据集。我们分析了几个参数的ISD流在时间分辨的方式：通量，流向，质量指数，和流动宽度。一般的图片是在协议的时间依赖性的聚焦/散焦的带电尘埃粒子由于长期变化的太阳磁场在整个太阳磁周期的22年。此外，我们确认在2005年的$50^{\circ} \pm 7^{\circ}$的灰尘方向的转变，随着陡峭的，大小依赖的增加，在8个月内的4倍的流量。到目前为止，这是很难解释的，必须通过新的动力学模拟进行更详细的研究。这项工作是一系列三篇论文的一部分。本文主要研究了ISD的时变通量和方向。在一篇配套论文（Krüger等人，2015），我们分析了ISD测量的ISD的总体质量分布，第三篇论文讨论了ISD流动建模的结果（Sterken等人，2015）。
2015-08-13 astro-ph.EP
Chemical Complementarity between the Gas Phase of the Interstellar Medium and the Rocky Material of Our Planetary System
我们比较了星际介质（ISM）气相中的元素消耗与我们太阳系岩石物质中的元素消耗。我们的分析发现了高度的化学互补性：ISM气相中耗尽的元素在我们太阳系的岩石物质中富集，反之亦然。这种化学互补性揭示了星际尘埃和岩石行星物质之间的一般联系。我们用遗传模型来解释太阳星云中原始颗粒的形成。从ISM继承的原生尘埃颗粒，与从太阳星云凝聚的次生尘埃颗粒相结合，构成了我们行星系的原始岩石材料，类地行星就是从这些岩石材料中通过渐进的吸积和升华作用形成的。岩石行星物质的化学成分的半长轴依赖性也观察到比较地球，C1-C10陨石和其他类型的碳质陨石中的元素消耗。
2017-08-15 astro-ph.EP
Capture of interstellar objects: a source of long-period comets
我们模拟了类似于1 I/`Oumuamua或2 I/Borisov的星际物体（ISO）通过太阳-木星系统的过程。捕获这样的物体是罕见的，绝大多数是从低速度进入类似于已知长周期彗星的轨道。这表明，其中一些彗星可能是太阳系外的起源，特别是不活跃的彗星。假设ISO遵循本地恒星速度分布，我们推断体积捕获率为$0.051\,\mathrm{au}^3 \mathrm{yr}^{-1}$。目前对轨道寿命和空间密度的估计意味着稳态捕获的$\sim10^2$彗星和$\sim10^5$ `Oumuamua类岩石的种群，其中0.033%在任何时候都在6au以内。
2020-01-06 astro-ph.EP
Interstellar Dust in the Solar System: Model versus In-Situ Spacecraft Data
在1990年代初，当代的星际尘埃深入到日光层被探测器探测到。后来，在伽利略号、卡西尼号和太阳神号上的尘埃仪器测量的数据集中也发现了星际尘埃。地球观测卫星在黄道高纬度地区对星际尘埃流进行了大约16年的监测。其他三个航天器的数据集是在黄道面获得的，覆盖的时间间隔要短得多。我们将这四个航天器获得的星际尘埃现场测量结果（已发表在文献中）与最先进的太阳系内星际尘埃动力学模型的预测进行比较（行星际流星体环境探索，IMEX），以测试模型预测的可靠性。微米和亚微米大小的尘埃粒子受到太阳引力和辐射压力的影响，以及在行星际磁场中移动的带电尘埃粒子上的洛伦兹力的影响。IMEX的模型是通过对星际尘埃的测量来校准的，并包括了这些相关的力。我们研究了太阳系星际尘埃的时间分辨通量和质量分布。IMEX模型与航天器测量值的一致性在2至3倍之间，而且对于原始模型校准未覆盖的时间间隔和空间区域也是如此。它通常低估了未用于模型校准的空间飞行任务（即Galileo，Cassini和Helios）测量的尘埃通量。IMEX是一个独特的随时间变化的模式，用于预测太阳系内外的星际尘埃通量和质量分布。该模型适用于研究过去和未来空间任务的尘埃探测条件。
2019-03-01 astro-ph.EP physics.space-ph
An improved model for the infrared emission from the zodiacal dust cloud: cometary, asteroidal and interstellar dust
我们模拟了由IRAS和COBE任务探测到的黄道尘埃的红外辐射，目的是估计小行星、彗星和星际尘埃对黄道云的相对贡献。我们最重要的结果是探测到由于星际尘埃的前景辐射的各向同性分量。内太阳系中的尘埃已知具有扇形分布。如果将这一假设延伸到火星轨道，我们发现彗星、小行星和星际尘埃分别占风扇中尘埃的70%、22%和7.5%。如果假设扇形延伸到木星的轨道，我们会发现一个更差的拟合。我们的模型与Divine（1993）对由宇宙飞船和其他航天器探测到的行星际尘埃的分析大致一致。我们对内太阳系星际尘埃的质量密度的估计与地球物理学家在1.5 au时的估计一致，但比地球物理学家在r > 4 au时的估计高一个数量级。在我们的模型中，只有1%的到达地球的黄道带尘埃是星际尘埃。我们的模型可以进一步测试的黄道光云，这需要延长一段时间来监测太阳周期变化的星际尘埃，动力学模拟，并从航天器的现场测量的地面运动学研究。
2012-12-19 astro-ph.EP
Prospects for Backtracing 1I/`Oumuamua and Future Interstellar Objects
1 I/`Oumuamua是在太阳系发现的可能起源于太阳系外的许多小天体中的第一个。这些星际物体（ISOs）被假设在被弹射到星际空间并随后到达太阳系之前在太阳系外的行星系中形成。本文讨论了必要的考虑因素跟踪ISO通过轨迹分析回到他们的母星，并把这样做的近似限制。结果表明，回溯ISO超出直接太阳邻域的能力目前受到恒星天体测量质量的限制，这一因素有望随着即将发布的盖亚数据而得到显着改善。尽管如此，将1 I或任何其他ISO与它们各自的母星联系起来的前景在个体基础上似乎是不利的，因为随机恒星相遇的引力散射限制了过去几千万年的可追溯性。然而，这些结果并不排除偶尔成功的可能性，特别是在考虑到有利于发现年轻ISO的观测偏差的可能性，以及在即将进行的调查中ISO发现率的预期上升之后。
2017-12-21 astro-ph.EP
Interstellar Comet 2I/Borisov exhibits a structure similar to native Solar System comets
我们处理了用哈勃太空望远镜（HST）拍摄的图像，以研究星际彗星2 I/Borisov的核上暗示特殊活动的内彗发的任何形态特征。彗差在位置角（PA）~0- 180 d方向上有明显的伸长，这似乎与核上存在一个来自单个活动源的喷流有关。通过分析不同时期的HST图像上彗差内部形态的变化，并采用不同的滤波器处理，发现了一个与该喷流对应的、指向PA ~ 10 d的喷流。这些结果表明，该核可能以一个投影在天平面附近的自旋轴旋转，其方向为PA ~ 100 d-280 d，活动源位于近赤道位置。HST的后续观测使我们能够确定RA= 17 h20 m +/-15d和Dec = -35d+\-10 d处的自旋轴方向。
2020-04-04 astro-ph.EP
Interstellar Now! Missions to and Sample Returns from Nearby Interstellar Objects
最近发现的第一个穿过太阳系的高速双曲线天体，1 I/'Oumuamua和2 I/Borisov，提出了关于星际天体短期任务的问题。对这些天体的实地航天器探测将允许直接确定它们的结构及其化学和同位素组成，从而能够以全新的方式研究太阳系以外的小天体。在本文中，我们将各种星际物体类别映射到任务类型，证明使用现有或近期技术，一系列星际物体类别的任务是可行的。我们描述飞越，交会和样品返回任务星际物体，显示各种方法来探索这些机构表征其表面，动力学，结构和组成。星际物体可能在时间和空间上都远离太阳系形成;对它们的直接探索将限制它们的形成和历史，将它们置于银河系的动力学和化学演化中。这些飞行任务类型还提供了探索太阳系天体和在遥远的太阳系外进行测量的机会。
2021-08-04 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
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
An Observational Upper Limit on the Interstellar Number Density of Asteroids and Comets
我们推导出星际天体（ISO、彗星和小行星）星际数密度（$ρ_{IS}^{CL}$）的90%置信限（CL），它是它们的大小-频率分布斜率和极限绝对星等的函数。为了解释引力聚焦，我们首先生成了一个距离太阳约750 au的准现实ISO种群，并将其及时向前传播，以生成日心距离<50 au的ISO稳态种群。然后，我们模拟了合成ISO的检测使用指向数据为每个图像和平均检测效率为每三个当代太阳系调查- PS1，山。莱蒙巡天和卡特琳娜巡天这些模拟使我们能够确定在几种不同但现实的识别调查数据中ISO的模式下调查的综合ISO检测效率。一些合成检测到的ISO的偏心率小至1.01 -在几个已知彗星的最大偏心率范围内。我们对$ρ_{IS}^{CL} = 1.4 \times 10^{-4}$和$^{-3}$的最佳CL表明，外太阳系的形成方式与我们的太阳系相似，以同样的方式喷射星子，然后将它们分布在整个星系中，这种期望过于简单化，或者说，ISO在穿过我们的太阳系时的SFD或行为与预期相去甚远。
2017-02-08 astro-ph.EP
Capture of interstellar objects II: by the Solar system
捕获星际物体进入太阳系的主要是渐近速度为$v_\infty<4\,$ km\，s $^{-1}$的星际物体。捕获率与太阳附近的ISO相空间密度成正比，并且沿着太阳的银河系轨道不变化，即在通过ISO云的过程中不会增强（与先前的建议相反）。大多数与木星和土星相交的束缚轨道都与非束缚相空间完全混合，这意味着它们具有相同的ISO相空间密度。假设星际数密度为$n_{iso}\sim0.1\,$ au $^{-3}$，我们估计在1000年内行星捕获$\sim2$ ISO（而$\sim17$落入太阳），导致在任何时候，在太阳5\，au范围内捕获的$\sim8$ ISO数量少于双曲线轨道上通过相同体积的访问ISO数量。就相空间体积而言，捕获到太阳系和从太阳系中射出是相等的，因此平均而言，ISO不会在$a\lesssim2000\,$ au中长时间保持捕获状态。
2021-12-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Col-OSSOS: Colors of the Interstellar Planetesimal 1I/`Oumuamua
Pan-STARRS 1最近在一个非束缚和双曲线轨道上发现了1 I/2017 U1（'Oumuamua），这为探索其他恒星的行星形成过程以及星际环境对微行星表面的影响提供了难得的机会。1 I/`Oumuamua在2017年10月与内太阳系的近距离接触是一个独特的机会，可以进行与用于描述我们自己的太阳系小天体种群特征的观测相匹配的观测。本文介绍了8.1 m Frederick C. Gillett Gemini North望远镜，以及4.2米William Herschel望远镜的$gri$测光。我们的g $^\prime$ r $^\prime$ J观测结果与高精度外太阳系起源巡天（Col-OSSOS）的观测结果直接可比，后者为区分外太阳系表面提供了独特的诊断信息。J波段数据还提供了近红外1 I/`Oumuamua的最高信噪比测量结果。存在大量相关的近红外和光学可变性，近红外和光学具有相同的趋势。我们的观测结果与1 I/`Oumuamua旋转的双峰周期为$8.10 \pm 0.42$小时，并且是一个高度细长的天体，轴比至少为5.3：1，这意味着它具有显着的内部凝聚力。第一个星际小行星的颜色是太阳系$g-r$和$r-J$太阳反射色范围的中性端：它就像柯伊伯带中一些动态激发的物体和不那么红的木星特洛伊。
2017-12-06 astro-ph.EP
Implications for planetary system formation from interstellar object 1I/2017 U1 (`Oumuamua)
最近发现的小天体1 I/2017 U1（'Oumuamua）是我们太阳系中第一个不受太阳引力约束的已知天体。它的双曲线轨道（离心率大于1）强烈表明它起源于我们的太阳系之外;它的红色与漫长的星际旅行中经历的大量空间风化一致。我们对探测到这样一个物体的概率进行了一个简单的计算。我们发现，如果在行星形成过程中，从附近恒星喷出的物质的平均质量为20个地球质量，类似于我们的太阳系的预期值，可以满足观测到的1 I类天体的检测率。目前这种星际闯入者的探测率估计为每年0.2次，而过去几年的预期探测次数几乎正好是1次。当大型综合巡天望远镜开始其宽、快、深的全天空巡天时，探测率将提高到1/年。这些预期的探测将通过更好地估计星际物体的数量和性质，进一步限制附近行星系的形成。
2017-11-09 astro-ph.EP
Orbital evolution under action of fast interstellar gas flow
研究了行星际尘埃粒子在星际气体流作用下的轨道演化。长期的时间导数的粒子轨道要素，任意轨道取向，提出。一个重要的结果是关于半长轴的长期演化。在快速星际气体流的作用下，束缚轨道上粒子的长半轴减小。其他开普勒轨道要素的可能类型的演变进行了讨论。本文比较了Poynting-Robertson效应、径向太阳风和星际气体流对太阳系外行星区及其以外100 AU范围内尘埃粒子动力学的影响。本文研究了埃奇奥尔-柯伊伯带中假定的尘埃环的演化。非径向的太阳风和大行星的引力效应也可能起重要作用。由于星际气体流动和随后的行星摄动导致离心率快速增加，带中微米级尘埃粒子的低倾角轨道是不稳定的-离心率的增加导致粒子的行星交叉轨道。引力和非引力效应的处理方式充分尊重物理。结果，一些发表的结果被证明是不正确的。此外，本文对待这个问题，在一个更一般的方式比它已经提出了到现在为止。在模拟行星外尘埃粒子演化过程中，快速中性气体流的影响是不可忽略的。
2010-08-14 astro-ph.EP
Planet seeding through gas-assisted capture of interstellar objects
行星形成开始于小微行星碰撞生长，聚集成较大的微行星。这种生长发生在微行星嵌入气态原行星盘的时候。然而，小微行星经历碰撞和气体阻力，导致它们在短时间内毁灭，不允许或需要微调条件来有效增长$\sim$米大小的物体。在这里，我们展示了$\sim10^{4}$星际天体，如最近探测到的1 I/2017-U1（'Oumuamua），可能已经被捕获，并成为年轻太阳系的一部分，以及数百个$\sim$公里大小的天体。捕获率是强大的，即使保守的假设原行星盘结构，当地的恒星环境和星子ISM密度。“播种”这样的星子，然后催化进一步的行星生长成行星胚胎，并可能减轻主要挑战与米大小的增长-“障碍”。捕获模型与当前领先的行星形成理论协同作用，提供了第一个星子的缺失环节。此外，星子捕获提供了一个更有效的途径石胚比以前认为的。
2019-03-03 astro-ph.EP
Comet C/2018 V1 (Machholz-Fujikawa-Iwamoto): dislodged from the Oort Cloud or coming from interstellar space?
第一个星际小天体1 I/2017 U1（'Oumuamua）的偶然发现表明，我们过去可能已经被这样的物体访问过，这些事件可能会在未来重演。不幸的是，遵循近似抛物线或双曲线路径的小型天体往往很少受到关注：超过3/4的已知天体的数据弧短于30 d，并且始终相当不确定的轨道确定。这一事实表明，我们过去可能已经观察到星际入侵者，但由于数据不足而未能识别它们。通过使用N体模拟早期识别有希望的候选者可能有助于改善这种情况，在它们离开太阳系之前引发后续观测。在这里，我们使用这种技术来研究轻微双曲彗星C/2018 V1（Machholz-Fujikawa-Iwamoto）的近日点前后动力学演化，以了解其在已知抛物线和双曲小天体背景下的起源和相关性。根据现有的数据，我们的计算表明，虽然C/2018 V1可能是奥尔特云的前成员，但不能排除其起源于太阳系之外。如果是太阳系外的，它可能是以相对于太阳较低的速度从星际空间进入太阳系的。这一替代方案的实际可行性已在太阳恒星邻域的运动学背景下进行了评估，使用盖亚第二次数据发布的数据，并确定了两个强大的太阳兄弟候选者。我们的研究结果表明，彗星来自星际空间在低日心速度可能并不罕见。
2019-08-28 astro-ph.EP
Probing Oort Cloud and Local Interstellar Medium Properties via Dust Produced in Cometary Collisions
奥尔特云仍然是太阳系中探索最少的区域之一。我们建议，它的属性可以通过研究在外太阳系的彗星碰撞产生的尘埃颗粒的人口进行限制。我们探讨了日光层外（超过~250 AU）的微米级颗粒的动力学，这主要是由磁场的星际介质（ISM）流经太阳的影响。我们推导了小粒子的产生和运动的解析模型，并计算了内太阳系的粒子通量和速度分布。这些模型通过直接数值模拟进行了验证。我们发现，起源于奥尔特云的颗粒有一个独特的分布的到达方向，这应该很容易区分他们从行星际和星际尘埃人口。我们还证明了粒子到达速度的分布是唯一确定的质量分布和尘埃生产率在云中。星云内的彗星碰撞在太阳系内产生了一个微米级颗粒的通量，每年每平方米有几个。下一代尘埃探测器可能足够灵敏，可以探测并限制这些尘埃，这将使我们了解奥尔特云的性质。我们还表明，最近检测到的神秘人口的大（微米级）未绑定的粒子，这似乎是与ISM流是不太可能产生的碰撞彗星在奥尔特云。
2014-01-20 astro-ph.EP
Exporting Terrestrial Life Out of the Solar System with Gravitational Slingshots of Earthgrazing Bodies
将地球生命输出到太阳系需要一个过程，既将微生物嵌入巨石，又将这些巨石驱逐出太阳系。我们探讨了地球放牧长周期彗星和星际物体通过从大气中收集微生物并从地球接收引力弹弓效应来从地球输出生命的可能性。我们估计，在地球的一生出口事件的总数为$\sim 1 - 10$的长周期彗星和$\sim 1 - 50$的星际物体。如果生命存在于100公里以上的高度，那么在地球的一生中，生命的数量会急剧增加到$\sim 10^5$输出事件。
2019-12-02 astro-ph.EP
Searching for water ice in the coma of interstellar object 2I/Borisov
穿越太阳系的星际天体（ISO）为我们提供了一个难得的机会来探索太阳系外固体和行星形成的物理和化学过程。我们研究的主要目的是在第二个星际物体2 I/2019 Q4（鲍里索夫）的近红外（NIR）光谱中寻找水冰的诊断吸收特征，并将其冰特征与太阳系冰状物体的冰特征进行比较。我们在三个不同的场合在NIR中观察到2 I。第一次观测是在2019年9月19日UT使用3米IRTF的SpeX摄谱仪进行的，并于9月24日UT再次使用8米GEMINI望远镜的GNIRS摄谱仪进行，最后一次观测是在10月09日UT使用IRTF进行的。从所有三个夜晚获得的光谱似乎没有特征。没有检测到与水冰相关的吸收特征。光谱模型表明，水颗粒，如果存在，包括不超过10%的彗发截面。这颗彗星一直呈现出红色的D型光谱，光谱斜率约为6%/100 nm，与1 I/'Oumuamua相似，与太阳系彗星相当。
2019-12-11 astro-ph.EP
The similarity of the interstellar comet 2I/Borisov to solar system comets from high resolution optical spectroscopy
2 I/Borisov -以下简称2 I-是在太阳系中观测到的第一颗可见的活跃星际彗星，这使我们第一次能够从另一个系统中取样组成成分。我们报告了在2019年11月15日至2020年3月16日的四个月内，用位于帕拉纳尔的ESO甚大望远镜的高分辨率光谱仪UVES监测2 I的情况。我们的目标是描述2 I相对于太阳系彗星的活动和组成。我们收集了高分辨率光谱在12个不同的时期，从2.1金前近日点后2.6金近日点。在2019年12月24日和26日，接近近日点，我们检测到309 nm（0-0）波段的几条OH线，并推导出$2.2\pm0.2 \times 10^{26}$分子/秒的产水率。在不同的时期检测到的三个[OI]禁氧线，我们得出了一个绿色到红色的双重强度比（G/R）的$0.31\pm0.05$接近近日点。NH $_2$邻位和对位线从不同的频带进行了测量，并允许我们推导出邻对位比（OPR）的$3.21\pm0.15$，相应的OPR和自旋温度的氨的$1.11\pm0.08$和$31^{+10}_{-5}$ K，分别。这些数值与通常测量的太阳系彗星的数值一致。还检测到自由基NH（336 nm）、CN（388 nm）、CH（431 nm）和C $_2$（517 nm）的发射谱线。几个FeI和NiI线被确定，并测量其强度，以提供一个log（NiI/FeI）= $0.21\pm0.18$的比值与最近在…
2021-06-08 astro-ph.EP
The carbon monoxide-rich interstellar comet 2I/Borisov
星际彗星提供了来自遥远的原行星盘的挥发物的直接样本。2 I/Borisov是在我们的太阳系中发现的第一颗显著活跃的星际彗星[1]。彗星是气体、冰和尘埃的浓缩样品，这些物质在行星形成期间存在于恒星的原行星盘中，并使我们了解化学成分和丰度如何随着与中心恒星的距离而变化。它们的轨道迁移移动挥发物[2]，有机物质和宿主系统中的益生元化学物质[3]。在我们的太阳系中，数百颗彗星已经被远程观测到，少数彗星已经通过太空任务进行了近距离研究[4]。然而，对太阳系外彗星的认识一直局限于从遥远的、未解决的对其他恒星周围彗星区域的观测中收集到的信息，只有一次探测到一氧化碳[5]。在这里，我们报告说，2 I/鲍里索夫的彗发含有明显多于H2O气体，丰度至少为173%，比以前测量的任何彗星在内部（<2.5 au）太阳系[4]。我们对2 I/鲍里索夫的紫外线观测提供了对另一颗与我们的恒星有很大不同的恒星的原行星盘的冰含量和化学成分的第一次一瞥。
2020-04-19 astro-ph.EP
Identifying Interstellar Object Impact Craters
近年来，两个星际天体（ISOs）的发现引起了人们对限制其物理性质及其形成机制的极大兴趣。然而，它们在我们的太阳系中短暂的旅行只允许不完整的描述。我们调查的途径，以确定陨石坑，可能已产生的ISO影响地球太阳系机构，特别是对月球的关注。ISOs的一个显著特征是与小行星和彗星相比，它们的相遇速度相对较高。当地恒星运动学表明，地球太阳系机构应该经历了超过100公里/秒的订单统一ISO的影响。通过运行流体动力学模拟不同的质量和冲击速度的弹丸，高达100公里/秒，我们展示了如何后期等效规定，瞬态弹坑尺寸是不足以推断弹丸的速度。另一方面，固定直径的弹坑内的熔体体积可能是识别ISO弹坑的潜在途径，因为更快的撞击产生更多的熔体。该方法要求熔体体积与射弹的能量成比例，而弹坑直径与点源极限（子能量）成比例。鉴于在太阳系中最多可能只有几个ISO撞击坑，而且撞击速度至少达到100公里/秒时，瞬时撞击坑的尺寸不是一个显著特征，因此，确定ISO撞击坑是一项具有挑战性的任务。熔体体积和高压岩石学可能是诊断功能，一旦大量的材料可以在原位分析。
2022-07-31 astro-ph.EP
Initial characterization of interstellar comet 2I/Borisov
几十年来，人们一直在预测星际彗星会穿过太阳系。因此，小行星状的“Oumuamua”的发现是一个巨大的惊喜和谜团。此外，“第一个侦察兵”的物理性质被证明是不可能与太阳系物体相一致的，挑战了我们对星际小天体的看法。在这里，我们报告了一个新的星际物体的识别和早期表征，它具有明显的彗星外观。该天体于2019年8月30日由Gennady Borisov发现，随后通过我们的数据挖掘代码在公开的天体测量数据中确定为双曲线。初始轨道解意味着一个非常高的双曲线超快，约为32 km/s，与Oumuamua和理论预测一致。2019年9月10日和13日用威廉赫歇尔望远镜和双子座北望远镜拍摄的图像显示了一个延长的昏迷和一个微弱的宽尾。我们测量到一种略带红色的颜色，g '-r'色指数为0.66 +/- 0.01等，与太阳系彗星兼容。观测到的形态也不明显，最好的解释是尘埃的幂律尺寸分布指数为-3.7 +/- 1.8和低喷射速度（$β$ = 1的粒子为44 +/- 14 m/s，其中$β$是太阳引力与太阳辐射压力的比值）。它的核心半径可能约为1公里，这也是太阳系彗星中的一个常见值，并且经历旋转破裂的机会可以忽略不计。基于这些早期的特征，并将其双曲线轨道放在一边，2 I/鲍里索夫似乎与原生太阳系彗星没有区别。
2019-10-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
New Insights into Interstellar Object 1I/2017 U1 (`Oumuamua) from SOHO/STEREO Nondetections
天体1 I/2017 U1（Oumuamua）是太阳系中发现的第一个星际小天体。到发现时，它已经过了近日点。为了研究'Oumuamua在近日点附近的行为，我们在2017年9月初（近日点前）的太阳和日光层天文台（SOHO）和日地关系天文台（STEREO）图像中搜索了它，但没有检测到它。由于极端的前向散射观测几何形状，STEREO没有检测到' Oumuamua对其物理性质的限制更加严格。假设几何散射为$p_V = 0.1$，则任何尘埃彗发的有效散射截面为$\lesssim \left(2.1 \pm 0.2 \right) \times 10^{4}$ m $^{2}$。假设它的行为像一个典型的太阳系彗星，这将对应于$\lesssim 20 \pm 2$ kg的总质量，以及在日心距离$r_{\rm H} = 0.375$ au处的$\lesssim \left(6.1 \pm 0.5 \right) \times 10^{25}$ s $^{-1}$的产水率。如果按比例缩放到发现后的$r_{\rm H}$，则产水速率将比先前报道的任何上限小至少一个数量级。为了展示所报告的非引力运动与我们的默认假设需要一个核体积密度$\lesssim$ 40公斤米$^{-3}$ ;更高的体积密度是可能的其他假设。或者，我们表明，热压裂可能已经合理地删除了这些观察和发现之间的惰性表面层，从而启动活动后，`…
2019-10-23 astro-ph.EP
Exclusion of Tiny Interstellar Dust Grains from the Heliosphere
在太阳系中观测到的星际尘埃颗粒的分布取决于星际介质-太阳风相互作用的性质。颗粒的电荷将它们耦合到星际磁场（ISMF），导致一些颗粒被排除在日球层之外，而颗粒的尺寸分布的较大端，具有与日球层的尺寸相当的回转半径，穿透终端激波。这导致了在太阳系中探测到的尺寸分布的倾斜。我们提出了新的计算颗粒轨迹和由此产生的颗粒密度分布的小ISDG传播通过日光层。我们利用详细的日光层模型的结果，使用三维（3-D）磁流体动力学/动力学模型，旨在匹配数据的形状的终止冲击和相对偏转的星际中性H和他流入日光层。我们发现，必要的倾斜的ISMF相对于流入方向的结果在分布的不对称性较大的颗粒（0.1微米），穿透日球顶。较小的颗粒（0.01微米）在日球顶完全被排除在太阳系之外。
2009-11-09 astro-ph.EP astro-ph.GA
Isotopic Anomalies in Primitive Solar System Matter: Spin-state Dependent Fractionation of Nitrogen and Deuterium in Interstellar Clouds
在陨石和行星际尘埃颗粒中发现的有机物质富含D和15 N。这与携带这些同位素异常的官能团（腈和胺）是由原太阳星云中的离子分子化学形成的想法一致。低温下星际分馏的理论模型预测D和15 N都有很大的富集，可以解释碳质陨石中测得的最大同位素富集。然而，最近的测量表明，在一些原始样品中，大的15 N富集与D中的一个不相关，并且一些富含D的原始材料显示很少（如果有的话）15 N富集。通过考虑自旋状态的依赖性，在涉及的邻位和对位形式的H2的离子-分子反应中，我们表明，氨和相关分子可以表现出这样一个广泛的分馏15 N和D在致密的云核。我们还表明，虽然腈，HCN和HNC，含有最大的15 N富集，这是不相关的极端D富集。因此，这些计算支持太阳系15 N和D同位素异常具有星际遗产的观点。我们还将我们的结果与现有的天文观测结果进行了比较，并简要讨论了未来对该模型的测试。
2012-08-01 astro-ph.EP astro-ph.SR
Candidate Captured Interstellar Objects in the Solar System
Georgia Institute of Technology, School of Physics（佐治亚理工学院物理学院）；Georgia Institute of Technology, School of Earth and Atmospheric Sciences（佐治亚理工学院地球与大气科学学院）
研究太阳系中星际物体，开发半解析框架耦合解析模型与N体模拟预测其稳态相空间分布，得出捕获率等与此前估计一致，发现捕获后存活情况重塑可观测种群，稳态种群集中高倾角处，模型高密度区含122个已知太阳系物体。
2026-07-29 astro-ph.EP astro-ph.GA
Organic matter in interstellar dust lost at the approach to the heliosphere: Exothermic chemical reactions of free radicals ignited by the Sun
目标。我们解决了在太阳系内测量时星际尘埃中缺失的有机物质的难题，同时无疑存在于围绕太阳系的本地星际云（LIC）中。方法.我们提出了一个理论上的论点，即有机化合物升华几乎瞬间通过放热反应，当太阳照射引发化合物中的自由基的重组或碳键的重排。结果事实证明，触发温度位于20 $-$-50 K的范围内，考虑到有机材料的升华发生在所谓的星际中性原子的过滤区域之外。我们发现，在太阳系中的LIC尘埃的原位测量结果在高估的LIC的气体与尘埃的质量比，除非考虑到有机材料的升华。我们还发现，以前的星际拾取离子的测量已经确定了气体和有机材料的总元素丰度，而不是单独的星际气体。结论.我们的结论是，LIC有机物质遭受升华途中日光层，这意味着我们的理解LIC灰尘从太空任务是不完整的。由于土星轨道内的太空任务无法提供任何关于LIC尘埃有机物质的信息，因此必须等待未来对奥尔特云内边缘的探索任务，以彻底了解LIC中的有机物质。一旦我们的星际有机物质通过自由基的放热化学反应升华的模型得到证实，来自弥漫的星际介质的胚种说的假设就被排除了。
2020-09-29 astro-ph.EP astro-ph.GA
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
Interstellar Ices as Carriers of Supernova Material to the Early Solar System
Center for Star and Planet Formation, Globe Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学环球学院恒星与行星形成中心）；Institut de Physique du Globe de Paris, Université de Paris Cité（巴黎地球物理研究所，巴黎西岱大学）；Institute for Geochemistry and Petrology, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院地球化学与岩石学研究所）；Center for Star and Planet Formation, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所恒星与行星形成中心）；Lund Observatory, Department of Astronomy and Theoretical Physics, Lund University（隆德大学天文与理论物理系隆德天文台）
本文通过研究陨石中的锆同位素富集，证明星际冰层可能携带超新星物质，影响太阳系早期核合成特征。
2025-11-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
Science Opportunities for IMAP-Lo Observations of Interstellar Neutral Hydrogen and Deuterium During a Maximum of Solar Activity
本文研究IMAP-Lo在太阳活动极大期通过可调视轴观测星际中性氢和氘的科学机遇，确定测量终止激波D/H丰度及分辨主次群粒子的最佳观测时间与角度，为日球层物理关键问题提供观测约束。
2024-02-23 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Close Encounters of the Interstellar Kind: Examining the Capture of Interstellar Objects in Near Earth Orbit
本文通过数值模拟研究星际物体被捕获进入近地轨道的机制，发现木星主导捕获过程且被捕获物体通常不稳定，并预估LSST在其寿命内可探测到约一到几个50-70米大小的被捕获星际物体。
2023-08-07 astro-ph.EP astro-ph.IM
Neutron monitors and muon detectors for solar modulation studies: Interstellar flux, yield function, and assessment of critical parameters in count rate calculations
在给定的地球位置和高度上的粒子计数率是由（i）太阳空腔外的星际（IS）宇宙线通量，（ii）IS到大气层顶（TOA）通量的时间相关调制，（iii）刚性截止的卷积产生的。（或地磁传输函数）和计数器位置处的克重，（iv）大气对入射TOA宇宙射线的响应（簇射发展），和（v）对簇射中的各种粒子/能量的反响应。因此，中子监测器或μ子计数器的计数率是太阳活动的代理。在本文中，我们回顾所有的成分，讨论他们的不确定性如何影响计数率计算，以及他们如何转化为太阳调制水平上的变化/不确定性$φ$（在简单的力场近似）。中子监测器的主要不确定度与产额函数有关。然而，许多其他效应对$φ$值具有5-10\%水平的显著影响。我们发现没有明确的排名的主导作用，因为有些取决于站的位置和/或天气和/或季节。提供了将计数率的任何变化（对于中子和$μ$探测器）转换为太阳调制$φ$的变化的算盘。
2014-07-01 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Very Local Interstellar Medium Revealed by Complete Solar Cycle of Interstellar Neutral Helium Observations with IBEX
星际边界探测器（IBEX）飞行任务中的IBEX-Lo仪器对从非常局部的星际介质（VLISM）穿透日光层的星际中性氦原子进行采样。本文利用华沙试验粒子模型（Warsaw Test Particle Model）模拟了2009 - 2020年IBEX-Lo ISN观测到的氦通量，并与IBEX-Lo观测到的最低三个能量阶的计数率进行了比较。$χ^2$分析表明，ISN氦流来自黄道$(λ,β)=(255.59^{\circ}\pm0.23^{\circ}, 5.14^{\circ}\pm0.08^{\circ})$，速度为$v_\text{HP}=25.86\pm0.21$ km s $^{-1}$，日球顶温度为$T_\text{HP}=7450\pm140$ K.在考虑引力和弹性碰撞的情况下，原始VLISM中远离日球顶的ISN氦速度和温度分别为$v_\text{VLISM}=25.9$ km s $^{-1}$和$T_\text{VLISM}=6150$ K. ISN氦通量在1 AU超过12年的时间演变表明IBEX-Lo探测效率的显着变化，ISN氦原子在日光层中的电离率高于模型中假设的电离率，或者在分析的观测中有额外的不明信号源。然而，我们没有发现任何迹象表明，在分析期间的ISN氦的衍生参数的演变。最后，我们认为，IBEX-Lo的持续运作与星际测绘和加速探测器（IMAP）的重叠将是跟踪VL…
2022-01-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar communication. II. Application to the solar gravitational lens
我们已经表明，在本系列的第一篇论文（arXiv：1706.03795），星际通信到附近的（pc）恒星是可能的，在1米大小的探测器和大型接收望远镜（E-ELT，39米）之间的数据速率为每秒每瓦比特，当优化所有参数，如频率在300-400 nm。现在，我们将我们的星际消光和光子编码的量子态计算框架应用于太阳引力透镜（SGL），该透镜将接收望远镜的孔径（以及光子通量）放大了$>10^9$倍。这是第一次，我们表明，使用SGL的通信目的是可能的。这一点以前并不清楚，因为爱因斯坦环被放置在太阳日冕噪音内部，而且影响因素很难确定。我们计算了点扩散函数、孔径大小、日心距和最佳通信频率。用于邻近（<100 pc）星际通信的最佳波长受到当前技术的限制，仅限于紫外线和光学波段。为了抑制日冕噪声，需要一个先进的日冕仪，或者可以使用一个掩蔽器，这将需要第二个航天器在距离接收器78公里处编队飞行，尺寸约10米。数据速率与SGL望远镜的大小和日心距离近似成线性关系。对于一对米大小的望远镜来说，来自Alpha Cen的可转换（接收）数据速率为每秒1-10兆比特/瓦，与使用没有SGL的相同接收望远镜相比，这是$10^6$的改进。SGL中的1米望远镜可以以与公里级“普通”望远镜相当的速率接收数据。
2017-10-18 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Capture of interstellar objects I: the capture cross-section
研究了质量比为$q\ll1$、半长轴为$a_p$、轨道速度为$v_c$、偏心率为$e_p$的行星-恒星双星对星际天体的捕获。非常接近（弹弓）和广泛的接触与行星是服从分析处理，而数值获得的捕获截面$σ$密切遵循的分析结果，即使在中间政权。宽相互作用只能产生能量变化$ΔE\lesssim qv_c^2$，当$σ\propto v_\infty^{-2} |\lnΔE|^{2/3}$（与$v_\infty$ ISO的传入速度远离二进制），这是稍微增强为$e_p>0$。另一方面，当$σ\propto (v_\infty ΔE)^{-2}$几乎不依赖于$e_p$时，能量变化$ΔE\gtrsim qv_c^2$需要密切的相互作用。最后，在$ΔE\gtrsim v_c^2$，截面下降到零，取决于行星的半径$R_p$通过萨夫罗诺夫数$Θ=qa_p/R_p$。我们还推导出ISO与行星或卫星碰撞的横截面。
2021-12-14 astro-ph.EP astro-ph.GA
Discrepancy in Grain Size Estimation of H${}_{2}$O Ice in the Outer Solar System and the Interstellar Medium
在过去的几十年里，在太阳系外天体和星际介质中广泛探测到无定形和结晶水（H ${}_{2}$ O）冰已被证实。辐射转移模型（RTMs）被用来估计的颗粒大小的H ${}_{2}$ O冰从近红外（NIR）波长。据报道，由于使用了不同的散射模型，对土星卫星上H ${}_{2}$ O冰颗粒大小的估计存在很大差异（Hansen，2009年），对柯伊伯带天体上氮（N ${}_{2}$）和甲烷（CH ${}_{4}$）冰的估计也存在很大差异（Emran和Chevrier，2022年）。我们评估的差异H ${}_{2}$ O冰在15，40，60和80 K（无定形）和20，40，60和80 K（结晶）的温度下的粒度估计-相关的外部太阳系及以后。我们使用Mie理论（Mie，1908）和Hapke近似模型（Hapke，1993）从近红外波长（1 - 5 $μ$ m）的光学常数比较了H ${}_{2}$ O冰相的单次散射散射。这项研究表明，Hapke近似模型- Hapke板和内散射模型（ISM）-预测晶粒尺寸的结晶相，总体上，更好地相比，在15 - 80 K的温度下的非晶相。然而，Hapke板模型估计更近似的晶粒尺寸，在一般情况下，Mie模型的预测，而ISM表现出更高的不确定性。我们建议使用米氏模型的未知光谱外太阳系机构和超越估计H ${}_{2}$ O冰粒度。在选择使用RTM的近似模型时，我们建议使用Ha…
2022-04-08 astro-ph.EP astro-ph.GA
Solar System Technosignatures
NASA（美国国家航空航天局）
本文利用行星探测和天文巡天数据，评估了太阳系中可能存在的技术印记（如星际探测器或表面遗迹）的探测极限，发现目前仅能给出极粗略的上限，且某些大型探测器或遗迹可能未被发现。
2026-06-15 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.pop-ph
The New Astronomical Frontier of Interstellar Objects
即将开始的维拉C。鲁宾天文台的时间空间遗产调查（LSST）将大大提高星际物体（ISO）的发现率。“Oumuamua”和“Borisov”是太阳系中最早被确认的两颗ISO，尽管第一颗星际流星可能在更早的时候就被发现了。我们讨论了Oumuamua和鲍里索夫的属性，并探讨了ISO的预期丰度作为太阳附近大小的函数。我们比较了预期的丰富的ISO的对象在奥尔特云，并得出结论，每颗恒星的质量预算，需要生产ISO。我们还调查了ISO被捕获到约束轨道内的太阳系，无论是从它的诞生星团和在外地的可能性。我们研究了ISO在行星系之间运输前生物或生物材料的潜力。我们认为签名的ISO碰撞地球，月球和中子星，以及区分ISO从太阳系天体在恒星掩星调查的可能性。最后，我们讨论的优势，即将到来的LSST将提供领域的ISO研究，包括大量的统计数据，将揭示起源的ISO和发现罕见的ISO提供洞察奇异现象。新设立的伽利略项目的两个分支之一是通过进行新的搜索和设计后续观测，寻求更多地了解像`Oumuamua这样的国际空间观测组织的性质。
2021-11-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
Permanent Capture into the Solar System
本文描述了太阳附近相空间中一个具有分形结构的区域，在银河系引力扰动下可实现小质量天体从星际空间的永久捕获，该天体将永远绕太阳运行且不被抛回或碰撞，此结论适用于流浪行星等天体的捕获。
2024-11-15 astro-ph.EP astro-ph.GA
There and back again: the quasi-interstellar objects
School of Physical and Chemical Sciences–Te Kura Matū, University of Canterbury（坎特伯雷大学物理与化学科学学院）；Department of Physics, University of Oxford（牛津大学物理系）
研究太阳系起源的星际物体，评估其在银河引力下动力学演化及重遇轨迹，发现‘准星际物体’主要因奥尔特云侵蚀离开太阳系，预测其罕见且速度易区分，检测到将暗示奥尔特云损失大或曾有灾难事件。
2026-07-07 astro-ph.EP astro-ph.GA
Helium abundance in giant planets and the local interstellar medium
太阳和巨行星通常被认为拥有与46亿年前形成它们的太阳星云相同的氦丰度。相比之下，星际介质反映了当前的银河系状况。当前丰度偏离原始和原太阳值可能有助于追踪驱动星系核合成演化和行星内部形成和演化的过程。伽利略号探测器测量了木星大气中的氦丰度，表明与太阳值相比，氦只是稍微耗尽。对于土星，过去旅行者号观测的相互矛盾的估计使其He丰度非常不确定。在这里，我们使用旅行者紫外光谱仪从外行星测量到的He 58.4 nm日光来推导木星和土星大气中的He丰度。我们还利用太阳He 58.4 nm谱线的测量太阳日光层天文台推导出的He丰度聚焦锥内。最后，我们比较他的丰度在这里获得原始和原太阳值，强调独特的机会，提供了内日光层观测和未来的旅行者在本地星际介质测量，以获得他的丰度非常星际云，我们居住。
2014-10-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Science Opportunities for IMAP-Lo Observations of Interstellar Neutral Helium, Neon and Oxygen During a Maximum of Solar Activity
针对IBEX-Lo观测星际中性粒子视角受限、观测窗口短的问题，提出将IMAP-Lo置于枢轴平台调整视角的2年方案，可消除参数相关性、明确分析氦氖氧的主次族群并准确测电离率，操作简便且统计效果好。
2023-10-03 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Synthetic Population of Interstellar Objects in the Solar System
前两颗穿越太阳系的宏观星际天体（ISO）的发现为行星科学开辟了全新的视角。对这些天体的探索使人们对整个银河系行星系的起源、结构和演变过程有了质的新认识。如果当前和未来的巡天观测发现更多的ISO，对这些现象的了解将大大提高。另一方面，调查需要更好地描述这一群体的特征，以改进其发现算法。然而，尽管它们具有科学意义，但仍然没有太阳系中ISO的综合轨道模型和计算效率高的算法来生成它们的合成表示，以满足这些日益增长的需求。目前产生合成种群的方法不能完全考虑到重要的现象，如引力聚焦和太阳的屏蔽效应。另一方面，这种方法在计算上也要求太高，无法用于ISO人口的系统探索。本文提出了一种基于多元反变换抽样方法的确定ISOs轨道根数分布的解析方法，以及计算效率高的生成ISOs合成总体的算法。所开发的方法是几个数量级更有效的比现有的方法，这取决于合成人口的大小。该方法的Python实现是免费提供的，可用于生成具有用户定义的输入参数的ISO的合成群体。
2023-01-23 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Interstellar Objects in the Solar System: 1. Isotropic Kinematics from the Gaia Early Data Release 3
1 I/'Oumuamua（或1 I）和2 I/Borisov（或2 I）是第一批发现的穿过太阳系的星际天体（ISO），开辟了外天体研究的全新领域。找到更多的国际空间站和规划任务，以拦截或会合这些机构将大大受益于他们的可能轨道和到达率的知识。在这里，我们使用盖亚早期数据第3版近邻恒星目录中的恒星局部速度分布和标准引力聚焦模型来预测进入太阳系的ISO的速度相关通量。在1 I型ISO数密度为$\sim$ 0.1 AU $^{-3}$的情况下，我们预测每年总共有$\sim$ 6.9个这样的天体会在太阳的1 AU范围内经过。这个通量将有一个相当大的高速尾，预计有一半的进入ISO在无穷远处具有速度，v $_{\infty}$，$>$ 40 km s $^{-1}$。我们的模型预测，$\sim$ 92\%的外来ISO将是银河系薄盘的居民，$\sim$ 6\%（$\sim$ 4每十年）将来自厚盘，$\sim$ 1每十年将来自晕，最多$\sim$ 3每世纪将是未绑定的对象，从我们的星系喷射或从另一个星系进入银河系。在我们的模型中，速度非常低的ISO的速度非常低，任何非常低速度的ISO都可能是以前丢失的太阳系天体。最后，我们估计一个彗星ISO数密度$\sim$ 7 $\times$ 10 $^{-5}$ AU $^{-3}$为2 I型ISO，导致这些对象的发现率可能接近每十年一次与未来的望远镜调查。
2021-03-04 astro-ph.EP astro-ph.GA
Backscattered solar Lyman-alpha emission as a tool for the heliospheric boundary exploration
这篇综述总结了我们目前的理解外日光层和本地星际介质（LISM）推断的观测和模拟行星际莱曼-$α$发射。该辐射是由太阳莱曼α光子（121.567 nm）被星际H原子从LISM流入日光层后向散射产生的。对莱曼α辐射的研究确定了距离太阳几个天文单位内的星际氢的参数。与氦原子相比，星际氢原子似乎被减速、加热和移动。探测到的减速和加热证明了在日球顶附近存在次级氢原子。这一发现支持了在日光层之外发现氢壁的发现，该氢壁由在HST/GHRS莱曼α吸收光谱中观察到的加热的氢组成。星际氢体速度的变化是全球日光层不对称性的第一个观测证据，后来由旅行者号原位测量证实。SOHO/SWAN全天空后向散射莱曼α强度图确定了太阳风质量通量随日纬度和时间的变化。特别是，在太阳活动最大期间发现了中纬度的两个极大值，由于其特定的轨迹而错过了。最后，旅行者/紫外线光谱仪和新视野/爱丽丝紫外线光谱仪发现了太阳层外的莱曼α辐射。我们回顾了这些科学突破，概述了开放的科学问题，并讨论了未来潜在的日光层莱曼α实验。
2022-06-30 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Water Production of Interstellar Comet 3I/ATLAS from SOHO/SWAN Observations after Perihelion
University of Michigan（密歇根大学）；Finnish Meteorological Institute（芬兰气象局）；LATMOS/IPSL UVSQ Université Paris-Saclay, Sorbonne Université, CNRS（巴黎萨克雷大学、索邦大学、法国国家科学研究中心LATMOS/IPSL联合实验室）；ACRI-st；LIRA, Observatoire de Paris（巴黎天文台LIRA）
利用SOHO/SWAN观测，研究星际彗星3I/ATLAS水生产率，发现其在近日点后9天的水生产率为3.17 x 10^29 s^-1，随后逐渐下降。
2026-01-15 astro-ph.EP astro-ph.GA
Could Solar Radiation Pressure Explain 'Oumuamua's Peculiar Acceleration?
Oumuamua（1 I/2017 U1）是在太阳系中观测到的第一个星际起源天体。最近，\citet{Micheli2018}报告说，“Oumuamua”显示偏离开普勒轨道的情况具有很高的统计学意义。观测到的轨道最好用过量径向加速度$Δa \propto r^{-2}$来解释，其中$r$是`Oumuamua到太阳的距离。这样的加速是自然预期的彗星，由蒸发的材料驱动。然而，最近的观测和理论研究表明，`Oumuamua不是一颗活跃的彗星。我们探讨了太阳辐射压引起的超加速的可能性。所需的质量与面积比为$(m/A)\approx 0.1$ g cm $^{-2}$。对于一个薄片，这需要$\approx 0.3-0.9$ mm的厚度。我们发现，虽然非常薄，这样的对象将生存星际旅行超过银河系距离的$\sim 5$千秒差距，承受碰撞气体和尘埃颗粒，以及来自旋转和潮汐力的应力。我们讨论了这样一个物体的可能起源。我们的一般结果适用于任何设计用于星际旅行的光探测器。
2018-11-08 astro-ph.EP astro-ph.GA
Snapshot of a new interstellar comet: 3I/ATLAS has a red and featureless spectrum
基于VLT/MUSE观测，首次发现星际彗星3I/ATLAS具有红色无特征光谱，证实其彗星性质且彗发完全由尘埃组成，为星际天体研究提供重要基线。
2025-07-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
