An automated occultation network for gravitational mapping of the trans-neptunian solar system
本研究提出利用沿子午线排列的自动化小型望远镜阵列测量小行星掩星，以引力测绘外太阳系，并评估其探测“行星X”的能力，发现主带小行星为最优目标，200台望远镜的十年巡天可对5地球质量“行星X”达到5σ灵敏度。
2025-01-23 astro-ph.EP astro-ph.IM
Physical and dynamical properties of the main belt triple asteroid (87) Sylvia
我们对三颗8-10 m级望远镜（Keck、VLT、Gemini North）和哈勃太空望远镜收集的三重小行星（87）Sylvia的高角分辨率观测进行了分析。卫星的相互轨道是使用纯粹的开普勒模型单独推导出来的。我们计算了罗穆卢斯的位置，该系统的外卫星，在最近的恒星掩星的时代，成功地观察到在不到15公里，从我们的预测位置，在我们的模型的不确定性。掩星数据显示，月球的表面积当量直径Ds=23.1 $\pm$ 0.7公里，被强烈拉长（轴比为2.7 $\pm$ 0.32.7 $\pm$ 0.3），明显多于主带中类似大小的单个小行星。我们的结论是，它的形状可能是受潮汐从主要。一个新的形状模型的主要计算相结合的自适应光学观测与此掩星和40个存档的光变曲线记录自1978年以来。从三维形状模型得出的J2=0.024-0.009+0.016与开普勒轨道所暗示的零J2之间的差异表明，小行星内部的质量分布不均匀，三维形状模型假设体积当量直径Dv=273 $\pm$ 10公里的质量均匀分布。
2014-07-04 astro-ph.EP
Transits and Occultations
当我们足够幸运地看到一个系外行星系统时，恒星和行星会周期性地相互日食。对日食（凌日和掩星）的观测提供了大量的信息，这些信息不能仅仅从径向速度数据中获得，例如行星和它的主星的相对尺寸，以及行星轨道相对于天平面和相对于恒星旋转轴的方向。日食信号的波长依赖性提供了有关行星大气的温度和成分的线索。日食的时间或其他性质的异常可能会泄露其他行星或卫星的存在。寻找日食也是发现新行星的有效手段。本章回顾了日食的基本几何学和物理学，并总结了通过日食观测获得的知识，以及未来可能获得的信息。
2014-09-24 astro-ph.EP
The dynamic spectral signatures from Lunar Occultation: A simulation study
月球掩星是指月球越过视线到达远源时发生的现象，人们通过菲涅耳衍射产生的视强度图对它进行了广泛的研究，并成功地用于测量河外源的角尺寸。然而，迄今为止，这样的观测主要是在窄带宽上，或在观测波段上平均，并且很少详细检查作为宽带上频率的函数的相关强度模式。在这里，我们重新审视月球掩星的现象，以期研究相关的强度模式作为时间和频率的函数。通过分析和模拟的方法，我们检查整个动态光谱的强度变化，并寻找彩色签名，可能会出现离散分散的信号轨道时，衍射图案是充分平滑的有限的源大小。我们特别探讨的情况下，这种衍射图案可能密切遵循星际色散规律，其次是恒星和瞬变，如快速射电暴（FRB），这仍然是一个谜，即使在十年后，他们的发现。在本文中，我们描述了这项调查的细节，相关的射频在FRB已被检测到，并讨论我们的研究结果，以及他们的影响。我们还展示了如何一个带平均光变曲线遭受时间拖影，随之而来的强度变化的对比度降低，随着带宽的增加。我们提出了一种方法来恢复基本的衍射签名，以及与大带宽的使用相称的灵敏度提高。
2018-11-30 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Reflected Light Curves, Spherical and Bond Albedos of Jupiter- and Saturn-like Exoplanets
观察到的系外行星反射光变曲线表明，其中一些行星上有明亮的云。我们估计如何光变曲线和总恒星加热的行星取决于前向和后向散射的云层的基础上先锋号和卡西尼号飞船的木星和土星的图像。我们适合分析功能，以当地的反射亮度的木星和土星取决于行星的阶段。这些观测包括0.59-0.72和0.39-0.5 μm的宽带，以及0.938（大气窗口）、0.889（CH 4吸收带）和0.24-0.28 μm的窄带。我们用光线追踪模型模拟行星的图像，并对它们进行圆盘积分以产生全轨道光变曲线。对于木星，我们还将模拟的光变曲线与观测到的全圆盘亮度相拟合。我们推导出木星，土星，和朗伯和瑞利散射的大气层的行星的球面的反射率。在凌日时有相同的几何曲率，类朗伯行星的大气层可以产生比朗伯行星在半相位时暗两倍的光变曲线。球型行星的半径通常比朗伯行星低1.5倍。朗伯假设会低估恒星光的吸收和行星大气的平衡温度。我们还将我们的光变曲线与固体物体的光变曲线进行了比较：土卫二和木卫四。它们强烈的反向散射峰值在几度的反对（二次日食）可能导致更严重的低估恒星加热。
2016-02-24 astro-ph.EP
Eclipse, transit and occultation geometry of planetary systems at exo-syzygy
虽然在行星系中经常发生合相和冲相，但与日食相关的现象通常是从地球中心的角度来描述的。对太阳系不同部分的空间任务，以及宜居带中已知系外行星数量的不断增加，以及向它们发送轻量级机器人航天器的可能性，促使人们进行更广泛的考虑。在这里，我们从一个主要的地球外的观点得到的日食，凌日和掩星的几何形状，并适用于太阳系和三种类型的三体系外行星系的公式：与1星和2行星（情况I），与2星和1行星（情况II），与1行星，1星和1月球（情况III）。我们推导出日全食、日偏食和日环食发生在外朔望点的一般条件，并在每种情况下与稳定性准则相一致地实现它们。然后，我们应用的形式主义的TRAPPIST-1，开普勒-444和开普勒-77系统-其中第一个包含多个潜在的宜居行星-并提供参考表的太阳系和TRAPPIST-1 syzygy属性。最后，我们详细介绍了一个基本的代数算法，可用于快速描述日食属性在任何三体系统。
2017-03-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Observed tidal evolution of Kleopatra's outer satellite
（216）Kleopatra的外卫星Alexhelios的轨道已经受到VLT/SPHERE仪器获得的自适应光学天体测量的限制。然而，在1980年也有一个先前的掩星事件归因于这颗卫星。在下文中，我们试图将1980- 2018年的所有观察结果联系起来。我们发现名义轨道在真实经度上有一个无法解释的$+60^\circ$位移。使用周期图分析和$\ell = 10$多极模型适合相互作用的卫星的不规则体的运动，我们证实，这是不可能调整各自的密切期$P_2$。相反，我们被迫使用潮汐耗散（和增加轨道周期）的模型来解释这种转变。我们还分析了1977- 2021年的光变曲线，并寻找了克娄巴特拉预期的自转减速。根据我们的最佳拟合模型，观测周期率为$\dot P_2 = (1.8\pm 0.1)\cdot 10^{-8}\,{\rm d}\,{\rm d}^{-1}$和相应的潮汐时滞$Δt_2 = 42\,{\rm s}$，假设洛夫数为$k_2 = 0.3$。这是第一次探测到围绕100公里小行星运行的卫星的潮汐演化。相应的耗散因子$Q$与其他地球上的机构，虽然在一个较高的加载频率$2|ω-n|$。我们还预测了一个长期的演变的内月，$\dot P_1 = 5.0\cdot 10^{-8}$，以及旋转减速的克娄巴特拉，$\dot P_0 = 1.9\cdot 10^{-12}$。在替代模型中，卫星被捕获在3：…
2021-10-25 astro-ph.EP
Investigating the formation of small Solar System objects using stellar occultations by satellites: present, future and its use to update satellite orbits
本文回顾了TNO卫星的首次恒星掩星事件，通过该技术搜寻双星并表征卫星以约束形成场景，为Vanth和Weywot拟合了新轨道根数与系统质量，并探讨了其对太阳系历史研究的意义。
2025-03-02 astro-ph.EP
Reflected Light Observations of the Galilean Satellites from Cassini: a testbed for cold terrestrial exoplanets
对于大气层较薄或没有大气层的类地系外行星，其表面对行星的反射光信号有贡献。测量太阳系中天体的盘积分亮度的变化以及随照明和波长的变化对于规划直接成像的系外行星的成像观测和解释最终的数据集都是必不可少的。在这里，我们测量伽利略卫星的亮度变化作为行星中心经度，照明相位角和波长的函数。这些数据涵盖了400- 950 nm的波长范围，主要是0-25度的相位角，在60-140度附近有一些限制性的观测结果。尽管卫星之间的大小和密度相似，但表面的不均匀性会导致行星中心经度和相位角的圆盘综合反射率发生显着变化。我们发现这些变化足以确定月球的自转周期。我们还发现，在低相位角的表面可以产生8-36%的反射率的变化和有限的高相位角的观察表明，变化将在较高的相位角成比例地较大的幅度。此外，所有伽利略卫星在最有可能被直接成像任务观察到的阶段都比理想化朗伯模型预测的要暗。如果地球大小的系外行星具有与伽利略卫星相似的表面，我们发现未来的直接成像任务将需要达到低于0.1ppb的精度。如果达到必要的精度，未来的系外行星观测可以利用类似的观测计划来推断表面变化，确定旋转周期，并可能推断表面成分。
2020-09-11 astro-ph.EP astro-ph.IM
Explicit relations and criteria for eclipses, transits and occultations
太阳系、系外行星和恒星科学依赖于凌日、日食和掩星来获得动力学和物理学的洞察力。通常，这些配置的几何形状通过假设特定的视点来建模。在这里，相反，我从第一原理独立的观点和三维导出用户友好的公式。我概括了Veras & Breedt（2017）的结果，通过（i）表征在运输中但不一定完全对齐的三体系统，以及（ii）纳入运动。对于一个给定的快照的时间，我推导出明确的标准，以确定是否系统是在或出过境，如果日食是全或环形，和表达式的阴影的大小，包括其极值和吞没的条件。这些结果是准确的。对于轨道运动，我得到的是近似结果。通过假设固定的轨道，我得出一个单一的隐式代数关系，可以解决，以获得过境事件的频率和持续时间-包括入口和出口-为组合的卫星，行星和恒星在任意倾斜的圆形轨道;偏心的情况下，需要开普勒方程的解决方案，但仍然是代数。我证明了一个过境阴影-无论是本影，antumbral或半影-需要一个抛物柱面的形状，并最终提出几何约束地球上的观察者希望检测到一个三体合（或完美的对齐）-无论是在太阳系外的系统或在太阳系-潜在的双日环食。
2018-11-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Haumea's thermal emission revisited in the light of the occultation results
最近对矮行星妊神星的掩星测量（Ortiz et al. 2017）显示了一个细长的形状，其最长轴与冥王星的平均直径相当。和弦也表明围绕着妊神星赤道平面的一个环，它最大的卫星Hi'iaka也位于那里。妊神星掩星的大小估计值（等效直径为1595公里）大于以前的辐射测量解（在1150至1350公里之间），这使该天体的密度降低到约1.8 gcm-3，这一数值更接近其他大型TNO的密度。我们提出了未发表的，也重新处理赫歇尔和斯皮策MIR和FIR测量。我们比较100和160微米的热光变曲线振幅-起源于妊神星本身-与模型的总测量系统通量（环，卫星，妊神星）从24- 350微米。结合来自掩星测量的结果表明，妊神星的结晶水冰表面必须具有约5 SIu的热惯性。我们也有迹象表明，卫星（至少Hi'iaka）必须有高的几何折射率>=0.5，否则导出的热振幅将与24，70，100，160，250和350 μ m处的总测量系统通量不一致。高的地幔密度意味着Hi'iaka和Namaka的大小分别约为300和150 km，这表明对于这么小的TNO来说，密度出乎意料地高，>1.0 gcm-3，并且假设是从Haumea的冰壳碰撞形成的。我们还估计了1980-2030年期间环的热辐射，表明斯皮策和赫歇尔时期的贡献很小，但不可忽略。由于环平面的逐渐开放，在未来十年JWST运行时，环发射将增加。在MIRI 25.5 μ m波…
2018-11-23 astro-ph.EP
Forthcoming Close Angular Approaches of Planets to Radio Sources and Possibilities to Use Them as GR Tests
在太阳系行星接近天体测量射电源的过程中，这些射电源的视位置由于相对论效应而发生移动，因此，这些事件可以用来检验广义相对论;这一事实在1988年和2002年进行的测量木星接近期间射电源位置移动的实验中得到了成功的证明。在本工作框架内进行的一项分析表明，当在行星盘边缘附近观察到一个源时，即，实际上，在掩星的情况下，目前的实验精度使测量所有行星的相对论效应成为可能。然而，无线电掩星是相当罕见的事件。与此同时，只有木星和土星在接近射电源的角距离约为几个行星半径时提供明显的相对论效应。我们的分析导致了2008-2050年期间即将发生的掩星和行星接近天体测量射电源的目录的创建，该目录可用于计划测试重力理论和其他目的的实验。对于目录中所包括的所有事件，主要的相对论效应都计算了地基和空间（地月）干涉仪基线。
2009-07-23 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
The influence of hypothetical exomoons on planetary thermal phase curves
Peking University（北京大学）
研究假想系外卫星对行星热相位曲线的影响，探讨其检测性及动态稳定性，发现近地无大气卫星能增强热信号，通过轨道周期影响相位曲线特征，提出利用盒拟最小二乘法提取信号的方法。
2026-03-19 astro-ph.EP
Icy worlds: Moons and Dwarf Planets
The University of Osaka（大阪大学）
研究冰冻世界（如卫星和矮行星）的地质活动、大气和内部结构，通过航天器和地面观测揭示其演化过程及潜在宜居性。
2025-11-24 astro-ph.EP physics.geo-ph
Fourier series for eclipses on exoplanet binaries
一个双行星系统或行星双星经历了改变反射光曲线的日食。在时间域中，日食事件快速而微弱。这将使它们的信号很难在相位光变曲线中找到和识别，即使是在日食频繁发生的小倾角下。然而，由于该现象的准周期性质，直接反射信号的傅立叶变换由尖锐峰值的双重和组成。这些峰值可以解决大型近距离双星和足够长的观测时间与恒星日冕。双星调制具有轨道周期$2π/ω$的相位曲线，其贡献来自周期为$2π/Ω$的双星平面中的相对运动。这导致具有基频$ω$和$Ω$的频谱结构。我们的目标是表征这些光谱。我们研究了当行星半径与行星间距相比很小时发生的短食的情况。我们推导出适用于均匀（朗伯）行星双星在圆轨道上的小倾角的峰值振幅的公式。日食和二次反射的影响在反射信号中分别表现为一阶和二阶贡献（行星半径超过分离）。小峰在光谱中作为可观察的边带出现。$mΩ$周围的相同结构是短持续时间日食的特征。边带的减少可能表明同伴之间的双重反射。傅立叶分析非凌日行星的光变曲线可以用来寻找行星和它们的卫星。解释结构的困难出现在小行星分离时，当有几个卫星处于平均运动共振时。
2019-12-03 astro-ph.EP
Planetary Construction Zones in Occultation: Discovery of an Extrasolar Ring System Transiting a Young Sun-like Star and Future Prospects for Detecting Eclipses by Circumsecondary and Circumplanetary Disks
<abridged>星周盘和行星周盘相对较大的尺寸意味着它们可能在恒星光变曲线的日食中被看到。我们估计，对大约10年的10^4颗年轻（大约1000万年前）吸积后的前MS恒星进行监测，至少会从环绕行星的盘和围绕低质量伴星的盘中产生一些深食。我们提供了一颗前MS K5星（1 SWASP J140747.93-394542.6）的光度和光谱数据，这是一颗新发现的~0.9 Msun成员，位于Sco-Cen的1600万年前的Upper Cen-Lup子群中，运动学距离为128 pc。这颗恒星的SuperWASP和ASAS光变曲线显示了一个非常长、深和复杂的日食事件，发生在2007年4月29日。至少有5个>0.5等的多日变暗事件被确定，其中一个>3.3等的深食被两对~1等的食包围，它们对称地发生在前后+-12天和+-26天。因此，在2007年，这颗恒星的显着变暗发生在至少54天的时间内，并且在大约12天的时间内发生了一次强烈的>1等变暗事件。我们对850天的周期设定了一个严格的下限（即日食的轨道半径必须大于1.7天文单位，轨道速度必须小于22公里/秒）。光变曲线的形状类似于Be星EE Cep的不平衡食。我们怀疑这颗新星被一个低质量的天体所遮蔽，该天体被一个致密的内盘所环绕，内盘周围至少有3个光学深度较低的尘埃环。在这些环之间至少有两个光学深度接近于零的环带（即间隙），可能被行…
2012-01-10 astro-ph.EP astro-ph.SR
Effects of Mutual Transits by Extrasolar Planet-Companion Systems on Light Curves
我们考虑了太阳系外行星-伴星系统（真双星或行星-卫星系统）相互凌日对光变曲线的影响。我们发现，诱导光变曲线的变化强烈依赖于一个行星伴星的轨道速度围绕其主恒星和行星伴星的自旋速度围绕其共同的质心之间的比率。在慢自旋和快自旋两种情况下（分别对应于它们之间的长距离和短距离），光变曲线中都出现了一定的不对称性。我们表明，特别是在短距离的情况下，一个昏暗的物体被另一个物体掩星，而行星伴星系统的过境发生在其母星的前面，导致光变曲线明显增加，特征波动出现作为相互过境的重要证据。我们还表明，太阳系外的相互凌日提供了一种补充的方法来测量两个过境物体的半径，它们的分离和质量，从而确定它们是一个真正的二进制，行星卫星系统或其他。开普勒用三年的时间监测$10^5$恒星，可能会发现第二个类似地月的系统，如果这样的系统对一个平均恒星的比例大于0.05，或者它可能会把这个比例的上限定为f < 0.05。
2009-07-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Polarimetry of exoplanet-exomoon systems
该研究探讨光学偏振观测对系外卫星探测及系外行星-系外卫星系统表征的潜力，利用POLARIS代码模拟类地系统的通量和偏振相位曲线，发现互食事件特征因卫星轨道倾角显著变化，可辅助系外卫星候选体验证。
2025-04-14 astro-ph.EP
CHEOPS Precision Phase Curve of the Super-Earth 55 Cnc e
55 Cnc e是一颗凌日的超级地球（半径为$1.88\rm\,R_\oplus$，质量为$8\rm\, M_\oplus$），环绕一颗G8 V主星运行17小时。斯皮策在4.5 $μ$ m处对该行星相位曲线的观测揭示了一个随时间变化的掩星深度，而大多数光学观测都与随时间变化的相位曲线振幅和最大光的相位偏移相一致。宽带和高分辨率光谱分析都与行星e的高平均分子量大气层或无大气层相一致。需要在独立的光学望远镜上进行长期的光度监测活动，以探测该系统的变化。我们试图测量的相位变化的55 Cnc e与宽带光学滤波器与30厘米有效孔径的空间望远镜CHEOPS和探索如何精密测光缩小范围内的可能的情况。我们在2020年3月观察到55 Cnc的1.6轨道相位。我们设计了一个用于CHEOPS测光的相位曲线去趋势工具包，它允许我们研究55 Cnc系统的潜在通量变化。我们检测到相位变化与$72 \pm 7$ ppm的全振幅，但没有检测到一个显着的二次日食的行星。相位变化的形状类似于分段朗伯曲线，但是没有探测到行星的二次食，并且变化的幅度很大，排除了行星表面的反射作为观测到的相位变化的可能来源。它们也可能与恒星和行星之间的磁层相互作用不相容，但可能意味着环行星或环恒星的物质调节了系统的通量。CHEOPS的55 Cnc的进一步精密测光将在今年测量相位曲线幅度和形状随时间的变化。
2021-06-14 astro-ph.EP
