Pebble accretion at the origin of water in Europa
尽管观测到的伽利略卫星之间的含水量梯度与雪线两侧的环绕木星盘的形成在全球范围内是一致的，但导致木卫二低水团分数（$\sim$ $8\%$）的机制还不清楚。在这里，我们提出了新的模拟结果的固体运输在环木星盘占空气动力学阻力，湍流扩散，地面温度演变和升华的水冰。我们发现卵石的水团分数（例如，10 $^{-2}$ - 1 m大小的固体）向内漂移时的含水量与伽利略系统的当前含水量总体上一致。这开启了一种可能性，即每颗卫星都可能是通过在一个划定的区域内的卵石堆积形成的，该区域的边界由雪线的位置确定。这进一步表明，形成卫星的迁移与雪线的演变有关，因此欧罗巴完全从雪线内部区域的部分脱水物质中吸积。
2017-07-18 astro-ph.EP
Revisit of discrete energy bands in Galilean moon's footprint tails: remote signals of particle absorption
本文基于朱诺号观测，否定离散能带源于弹跳共振的假说，提出其是卫星粒子吸收的远程信号，并给出与观测一致的等间距速度吸收带解释。
2024-11-16 astro-ph.EP physics.space-ph
The formation of the Galilean moons and Titan in the Grand Tack scenario
在年轻太阳系的大钉（GT）场景中，木星形成于距离太阳3.5天文单位之外，并迁移到接近1.5天文单位的地方，直到它遇到与土星的轨道共振。这两颗行星被认为向外迁移了几个$10^5$年，木星最终在5天文单位。GT的初始条件以及木星迁移和伽利略卫星形成之间的时间仍然没有被探索。我们研究的形成木卫三和木卫四，这两个组成的~50%的H $_2$ O和岩石，在GT的情况下。我们研究为什么他们缺乏稠密的大气层，而土卫六是由一个厚厚的N $_2$信封包围。我们模拟了一个轴对称的环行星盘（CPD）在木星周围的流体静力平衡。CPD是由粘性加热，木星的光度，吸积加热和太阳变暖。在CPD的H $_2$ O冰线的位置，这是至关重要的大质量卫星的形成，计算在不同的太阳距离。我们评估伽利略大气层的损失，由于高能辐射从年轻的太阳。木卫三和木卫四不可能在木星的GT期间吸积H $_2$ O，因为它的CPD（如果仍然活跃的话）温度太高，不能容纳冰，而且比木卫三当时的轨道小得多。从热的角度来看，伽利略卫星可能有重要的大气层，但这些大气层可能在< $10^5$年的GT期间被太阳XUV辐射侵蚀。木星和伽利略卫星形成于4.5（+/- 0.5）天文单位之外，并且在建议的GT之前。此后，木星的CPD应该是干燥的，并且微行星的延迟吸积应该创造了富含水的木卫一和木卫二。虽然伽利略的大气层在GT期间会消失，但土卫六会在土星自己的轨道上形成…
2015-06-26 astro-ph.EP
Satellites Form Fast & Late: a Population Synthesis for the Galilean Moons
木星的卫星被认为是在一个环绕行星的圆盘中形成的。在这里，我们解决他们的形成和轨道演化与人口合成的方法，通过改变尘埃与气体的比例，光盘分散的时间尺度和尘埃再填充的时间尺度。环行星盘的初始条件（密度和温度）直接从三维辐射流体动力学模拟的结果。在人口合成中考虑了光盘的演变。小卫星被认为是通过流动不稳定性而增长的。我们发现，卫星形成快，往往在$10^4$年内，由于短的轨道时间尺度在环行星盘。它们按顺序形成，其中许多由于快速的I型迁移而消失在行星中，通常会污染木星的包层，通常有15个地球质量的金属。最后一代卫星可能在巨行星演化的很晚时候形成，那时行星盘已经失去了超过99%的质量。晚期的环行星盘足够冷，可以维持水冰，因此毫不奇怪，85%的月球人口都是由冰组成的。卫星质量的分布峰值略高于伽利略质量，直到几个地球质量，在一个制度，这是可观察到的与当前的仪器周围的类地行星轨道足够接近他们的主恒星。我们还发现，系统与伽利略式的群众发生在20%的情况下，他们更有可能当光盘具有较长的分散时间尺度和高的尘埃气体比。
2018-08-23 astro-ph.EP
The Moon-forming Impact as a Constraint for the Inner Solar System's Formation
本文利用月球形成对卵石吸积模型施加约束，指出其概率极低且无法解释地月成分差异，从而支持内太阳系类地行星由混沌碰撞增长形成。
2024-11-22 astro-ph.EP
Orbital Perturbations of the Galilean Satellites During Planetary Encounters
Nice巨行星动力学不稳定性和迁移模型可以解释现今太阳系的许多性质，并可以用来约束其早期结构。根据类地行星的约束和小行星带的动力学结构，在尼斯模型的跳跃木星版本中，木星遇到了一个冰巨星。在这里，我们研究伽利略卫星在跳跃木星模型中的生存。这是一个重要的问题，因为冰巨人的遭遇，如果足够深，可能会动态地扰乱伽利略卫星的轨道，并导致难以置信的结果。我们进行了数值积分，我们跟踪了行星相遇对伽利略卫星的影响。我们考虑了Nesvorny & Morbidelli（2012）中的三个不稳定性案例，它们在遭遇的数量和分布上都不同。我们发现，在一种情况下，近距离接触的数量相对较少，伽利略卫星轨道没有受到显着影响。在另外两颗卫星中，所有卫星的轨道偏心率都因遭遇而被激发，木卫四的半长轴发生了变化，并且在很大一部分试验中，内部三颗卫星的拉普拉斯共振被破坏。随后的潮汐演化抑制了偏心率，并可以在拉普拉斯共振中重新捕获卫星。一个更重要的约束是卫星的轨道倾角，它可以在相遇时被激发，而不会被潮汐明显衰减。我们发现，Nesvorny & Morbidelli（2012）的一个不稳定性案例显然不符合这一约束。这表明木星的规则卫星可以用来限制跳跃木星模型中的相遇性质，并帮助我们更好地理解早期太阳系是如何演化的。
2014-05-08 astro-ph.EP
Combining astrometry and JUICE -- Europa Clipper radio science to improve the ephemerides of the Galilean moons
本研究结合模拟JUICE和欧罗巴快船射电数据与地基天体测量，改进伽利略卫星星历，显著降低木星和木卫一潮汐耗散参数不确定性，验证多源数据互补价值。
2023-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
Origin of Ganymede and the Galilean Moons
该研究探讨木卫三及伽利略卫星在木星周盘中的形成过程，分析物质输运与卫星形成机制，指出未来JUICE任务观测将提供更严格约束以确定其真实起源。
2025-08-08 astro-ph.EP
N-body Simulations of Satellite Formation around Giant Planets: Origin of Orbital Configuration of the Galilean Moons
随着太阳系外行星的发现数量不断增加，行星系的多样性需要对新的形成情景进行研究。研究环绕行星盘中卫星的形成是很重要的，这通常被视为类似于原行星盘中岩石行星的形成。我们通过N体模拟研究了巨行星周围的小卫星形成卫星的过程，其中包括与环绕行星的气体盘的引力相互作用。我们的主要目的是通过数值模拟再现木星周围伽利略卫星的可观测特性，因为以前的N体模拟没有解释共振配置的起源。我们在Sasaki等人（2010）的工作基础上进行了吸积模拟，其中在Canup & Ward（2002，2006）的模型中添加了内腔。我们发现，几个卫星的形成和捕获的相互平均运动共振外的磁盘内边缘和快速磁盘气体耗散后是稳定的，这解释了伽利略卫星的特点。此外，由于盘边缘的存在，伽利略卫星的径向成分梯度也可以再现。本研究的另一个目的是通过考虑模型参数中的大的不确定性来讨论形成的卫星在各种条件下的轨道特性。通过数值实验和半解析论证，我们确定，如果一个磁盘的内边缘被引入，一个伽利略式的配置，其中几个卫星被捕获到一个2：1共振盘内腔外几乎是普遍的。事实上，即使是对于大容量磁盘和快速的类型I迁移，也会产生这样的配置。这一结果暗示了伽利略卫星形成的必然性，并为太阳系外卫星的形成提供了理论预测。
2012-05-02 astro-ph.EP
Dynamics and distribution of Jovian dust ejected from the Galilean satellites
本文对起源于伽利略四颗卫星的木星尘埃进行了动力学分析。尘埃粒子的高精度轨道积分被用来确定它们的动力学演化。计算中考虑了各种力，包括洛伦兹力、太阳辐射压、Poynting-Robertson阻力、太阳引力、卫星引力、等离子体阻力以及木星非球性引起的引力效应。来自每个源卫星的20，000多个尘埃颗粒的大小范围从0.05微米到1厘米，模拟了8，000年（地球），直到每个尘埃颗粒撞击一个汇（卫星，木星或逃离系统）。计算并给出了木星中心赤道惯性系中尘埃数密度的分布。在随太阳旋转的木心坐标系中，尘埃的分布是不对称的。对于某些小的颗粒尺寸，尘埃人口被转移到太阳，而对于某些较大的尺寸，尘埃人口被转移远离太阳。从每个源月球的喷出物的粒子大小的函数的平均寿命的推导，和两个急剧的跳跃的平均寿命进行了分析。研究了伽利略卫星和木星之间尘埃的输运。来自伽利略卫星的尘埃粒子的轨道大多是逆行的，而令人惊讶的是，一小部分轨道被发现主要由于太阳辐射压力和洛伦兹力而逆行。分析了轨道根数的分布。
2018-01-09 astro-ph.EP
An Impacting Descent Probe for Europa and the other Galilean Moons of Jupiter
我们提出了一项研究的影响下降探测器，增加了科学回报的航天器轨道或通过大气层少的行星体的太阳系，如木星的伽利略卫星。下降探测器是一个随身携带的小型航天器（< 100公斤），将由母航天器部署，以简单的方式进入与目标行星体碰撞的轨道。一个可能的科学有效载荷包括用于表面成像、中性外逸层特性描述以及在探测器快速（~km/s）下降到表面直至撞击期间在目标体附近的极低高度（~1 km）进行磁场和等离子体测量的仪器。讨论了科学目标和操作概念，特别提到木卫二，包括飞行通过水羽流和撞击后检索极低高度科学数据的选项。总而言之，它展示了下降探测器如何有潜力以较低的额外复杂性，工程努力和风险为任务提供高科学回报。这项研究建立在早期研究的木卫四下降探测器（CDP）的前欧洲-木星系统任务（EJSM）的欧空局和美国航天局，并扩展了他们的详细评估下降探测器设计为一个额外的科学有效载荷的美国航天局欧罗巴任务。
2017-11-07 astro-ph.EP
APPROX -- Mutual approximations between the Galilean moons. The 2016-2018 observational campaign
相互近似的技术精确地给出了在天空平面中的两个移动的自然卫星的最大视近似的中心时刻。该方法可用于星历拟合，以高精度推断卫星间的相对位置。只有相互作用的现象--掩星和日食--才能达到更好的效果。然而，在木星的情况下，相互现象每六年才发生一次。相互近似没有这种限制，只要卫星可见，就可以在一年中的任何时间观察到。在这项工作中，我们提出了104个中心时刻，这些时刻是从2016- 2018年期间在巴西和法国不同地点进行的伽利略卫星之间的66个相互近似的观测中确定的。对于28个事件，我们至少有两个独立的观察结果。所有的望远镜都配备了一个中心波长为889纳米、宽度为15纳米的窄带滤光片，以消除来自木星的散射光。望远镜的孔径在25- 120厘米之间。作为比较，用经典CCD天体测量获得的位置的精度约为100 mas，对于互现象，它可以达到10 mas或更小，用互近似获得的平均内部精度为11.3 mas。这种新的简单而精确的观测可以显着改善伽利略卫星的轨道和星历，因此对于规划未来针对木星系统的空间任务非常有用。
2018-11-07 astro-ph.EP
Milliarcsecond astrometry for the Galilean moons using stellar occultations
当一个太阳系物体从一颗恒星前面经过时，就发生了掩星。这种技术允许以千米的精度确定掩星体的大小和形状。此外，这种技术限制了掩星体的位置，轨道，密度，等等。在伽利略卫星的背景下，这些事件可以提供最好的地面天体测量，不确定性的顺序为1 mas（$\sim$ 3公里，在木星的距离在反对）。我们组织了多项活动，并在2021年成功观测到了木卫一（JI）的恒星掩星，2020年观测到了木卫三（JIII）的恒星掩星，2019年观测到了木卫二（JII）的恒星掩星，观测站分布在北美和南美。此外，我们重新分析了之前发表的两个事件，一个是2016年的木卫二，另一个是2017年的木卫三。然后，我们拟合已知的掩星的三维形状，并确定其图形的中心。这导致天体测量位置的不确定性在毫弧秒水平。从这些恒星掩星获得的位置可以与动力学模型一起使用，以确保伽利略卫星的高度精确的轨道。这些轨道可以帮助规划未来针对木星系统的太空探测器，例如ESA的JUICE和NASA的Europa Clipper，并允许更有效地规划飞越机动。
2022-03-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
Did the terrestrial planets of the Solar System form by pebble accretion?
本文对比了太阳系类地行星形成的经典微行星碰撞假说与卵石吸积假说，通过重新审视成分、动力学和年代学约束，发现卵石吸积假说无法自洽地匹配这些约束条件。
2024-11-14 astro-ph.EP
HEK VI: On the Dearth of Galilean Analogs in Kepler and the Exomoon Candidate Kepler-1625b I
系外卫星代表了现代天文学的一个突出挑战，有可能为行星形成理论和可居住性提供丰富的见解。在这项工作中，我们堆叠了284个可行的卫星托管开普勒行星候选者的相位折叠凌日，以寻找卫星。这些行星的大小从地球到木星不等，距离从${\sim}$ 0.1到1.0 AU-所谓的“温暖”行星。我们的数据处理包括两次谐波去趋势，过境时间变化，模型选择和仔细的数据质量审查，以产生一个大的光变曲线与均方根。5.1 ppm。我们发现，伽利略模拟月球系统的行星轨道之间的${\sim}$ 0.1和1.0 AU的发生率可以被限制为$η<0.38$ 95%的置信度为284 KOI考虑，与68.3%的置信区间$η=0.16_{-0.10}^{+0.13}$。一个大小和间距可变的单卫星模型稍微倾向于一群半径为${\sim}0.5$ $R_{\oplus}$的短周期卫星，它们的轨道半径为5-10行星半径。然而，我们强调，该区域的贝叶斯因子仅为2，这意味着此时它只应被视为一个提示。将我们的数据分成各种物理动机的子集，没有发现强烈的信号。在温暖的行星周围缺乏伽利略类似物，这是迄今为止对系外卫星形成模型的第一个强有力的限制。最后，我们报告的证据外卫星候选人开普勒-1625b我，我们简要地描述了提前预定的观测目标与哈勃太空望远镜。
2017-10-18 astro-ph.EP
Partial Differentiation of Callisto as Possible Evidence for Pebble Accretion
本文证明木卫四的部分分异状态无法由卫星子吸积产生，但可由卵石吸积维持，提出若JUICE等任务证实该状态，将首次为卵石吸积机制提供观测证据。
2025-07-03 astro-ph.EP
Dynamical history of the Galilean satellites for a fast migration of Callisto
伽利略最内侧卫星（木卫一、木卫二和木卫三）的动力学特征是一系列的平均运动共振，称为拉普拉斯共振，以及强烈的潮汐耗散，导致它们的半长轴在很长的时间尺度上变化很大。木星系统中能量耗散的确切历史尚不清楚，但已经提出了几种理论。潮汐共振锁定表明，大的外卫星也可以快速迁移。如果木卫四是这种情况，那么它应该在过去与木卫三的2：1平均运动共振，影响所有四个伽利略卫星的运动。因此，我们的目标是确定木卫四的快速迁移是否与系统当前的轨道配置兼容。由于共振交叉的混沌性质，不同的结果是可能的。我们的一小部分模拟表明，木卫四可以与木卫三的2：1共振交叉，而不会被捕获并保留拉普拉斯共振。然而，在大多数情况下，我们发现卡利斯托被捕获到共鸣中，尽管它的迁移不同。随着木卫四继续快速向外迁移，卫星基本上偏离了精确的8：4：2：1的比例，但仍然保持着共振链。木卫四最终可以通过与木卫三的高阶平均运动共振来摆脱它。之后，卫星系统能够放松到其当前的配置，以获得合适的卫星耗散参数。因此，尽管具有挑战性，但有可能为木卫四的快速迁移建立一个关于伽利略卫星过去历史的自洽图像。
2022-10-02 astro-ph.EP
Astrometry of mutual approximations between natural satellites. Application to the Galilean moons
通常，我们可以提供天然卫星的天体测量位置，误差在50 - 150 mas范围内。从相互现象的表观距离，有小得多的误差，小于10质量。然而，这种方法只能在行星的春分点期间应用。我们发展了一种能为天然卫星提供精确天体测量数据的方法--相互近似法。该方法适用于任意两颗卫星在视天平面内近距离通过的情况。基本参数是当距离达到最小值时通道的中心时刻$t_0$。我们把这个方法应用于伽利略卫星。所有的观测都是用一个0.6米的望远镜进行的，望远镜上有一个中心波长为889纳米、宽度为15纳米的窄带滤光片，可以衰减木星的散射光。我们获得了2014 - 2015年观察到的14个相互近似的中心时刻。我们确定了$t_0$，平均精度为3.42 mas（10.43 km）。为了进行比较，我们还在2009年共同现象活动中对5次掩星和2014 - 2015年活动中的22次掩星应用了该方法。通过我们的方法确定的$t_0$与来自共同现象的结果的比较显示出在$t_0$中小于1-sigma误差的一致性，通常小于10 mas。这种新方法特别适用于小型望远镜的观测。
2016-05-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
The Lense-Thirring effect on the Galilean moons of Jupiter
研究木星角动量引起的莱斯-瑟林效应对伽利略卫星轨道的影响，数值积分显示木卫一效应达数十角秒，木卫四约0.2角秒，未来任务或可探测。
2023-06-23 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Saturn's formation and early evolution at the origin of Jupiter's massive moons
这四颗巨大的伽利略卫星被认为是在木星形成的最后阶段形成的。虽然环木星盘的存在得到了流体动力学模拟的支持，但关于形成卫星的组成部分的起源和传递机制还没有达成共识。在环绕太阳的圆盘上打开一个缺口，将有效地将木星与固体物质的主要来源隔离开来。然而，在木星间隙的外缘应该存在着一个微行星的储存库，在那里固体被捕获并随着时间的推移而积累。在这里，我们表明，土星的核心在这个水库的形成，或其迅速向内迁移，允许微行星从这个水库重新分配到木星和内太阳系，从而提供足够的材料形成伽利略卫星和填充主带与原始小行星。我们发现，捕获的行星内的circumjovian磁盘的轨道是圆形的，通过摩擦与气体在一个紧凑的系统相比，目前的伽利略卫星的径向范围。土星在传递机制中的决定性作用对太阳系外巨行星周围的大质量卫星的出现有很强的影响，因为它们会优先在多行星系统中的行星周围形成。
2018-04-09 astro-ph.EP
Transformation of orientation and rotation angles of synchronous satellites: Application to the Galilean moons
Royal Observatory of Belgium（比利时皇家天文台）
本文提出了一种同步卫星取向和旋转角度转换方法，应用于伽利略卫星，改进了IAU WG解决方案并有助于未来雷达观测和JUICE数据解释。
2026-02-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
Comment on "Did the terrestrial planets of the Solar System form by pebble accretion?"
针对MKN（2024）认为太阳系类地行星非通过pebble accretion形成的结论，本文指出pebble accretion仍是可行机制（地球70%质量或源于此），且其与Hf-W系统可协调，挑战了两类模型非此即彼的区分。
2024-11-27 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
Source of radio emissions induced by the Galilean moons Io, Europa and Ganymede: in situ measurements by Juno
本研究利用 Juno 对木卫一、木卫二和木卫三相关射电源进行原位探测，证明其由损失锥电子驱动的 CMI 产生，并揭示其与 MAW、RAW、TEB 及场向电流的关系。
2023-08-10 astro-ph.EP physics.space-ph
Impact of Jupiter's heating and self-shadowing on the Jovian circumplanetary disk structure
本文通过二维准静态盘模型和灰大气辐射转移方法，揭示木星周行星盘自遮蔽在约10个木星半径处形成约100 K温降的冷阱，并可能影响伽利略卫星的组成与形成。
2024-11-21 astro-ph.EP
Circumplanetary disk ices II. Composition
研究通过辐射-热化学模型分析环行星盘冰的化学重置与继承，揭示伽利略卫星冰贫氮、富CO2的起源，并与土星系统对比。
2023-02-28 astro-ph.EP
On the origin and dynamical evolution of Jupiter's moon Amalthea
本文提出木卫五与伽利略卫星共同形成于外侧卫星星子储库，并被木卫一通过共振俘获、牧羊迁移至内侧轨道，从而约束木卫形成期环木盘纵横比至少约0.08。
2025-07-23 astro-ph.EP
An N-body population synthesis framework for the formation of moons around Jupiter-like planets
巨行星的卫星被认为是在环行星盘（CPD）中原位形成的。在这里，我们提出了一个N-体人口合成的卫星形成的框架，在一个类星体的行星，其中的尘埃与气体的比例，从原行星盘的固体吸积率，数量和原始卫星的初始位置是随机选择的现实分布。光盘属性是从三维辐射模拟采样的一维和二维网格和半解析随时间的推移。N体小卫星从圆盘的尘埃成分中吸积了质量，相互之间产生引力作用，经历了近距离接触，既散射又碰撞。在改进的模型下，我们发现约$15\%$的总质量大于伽利略的总质量，并且只有$8.5\%$处于共振态。卫星达到木卫二质量的频率最高的是$10^5$年。在$10\%$的情况下，卫星被行星吞没，卫星系统中的$1\%$损失了至少1个地球质量进入行星，有助于巨行星外壳的重元素含量。在$1\%$的情况下，我们发现偏心率和倾角的卫星0.1以上。我们检查了1D和2D椎间盘模型之间的结果差异，并使用机器学习（随机依赖系数和t-SNE）将我们的人群与伽利略系统进行比较。通过凌日和TTV在已知的凌日类行星周围探测我们的人口将是具有挑战性的，但是卫星的$14\%$可能具有$10^{-5}$的仪器凌日灵敏度。
2021-04-26 astro-ph.EP
Joint dynamical-geophysical evidence for a limit cycle in the Galilean moons
California Institute of Technology（加州理工学院）；Brown University（布朗大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学研究所）；German Aerospace Center（德国航空航天中心）；University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
本研究结合现代观测与轨道-热化学演化模型，证实伽利略卫星存在约0.8-2.0 Gyr前建立的极限环，明确其当前演化状态及未来任务的评估方向。
2026-08-06 astro-ph.EP physics.geo-ph
Building Earth with pebbles made of chondritic components
本文提出用金属颗粒、球粒、CAIs和AOAs等球粒质组分混合物通过卵石吸积构建地球，其主量元素和Cr-Ti同位素均匹配地球，且以碳质组分为主，证明该机制可在太阳星云寿命内形成类地行星。
2025-07-21 astro-ph.EP
Contribution of PRIDE VLBI products to the joint JUICE-Europa Clipper moons' ephemerides solution
本文量化了 PRIDE VLBI 观测对 JUICE 和 Europa Clipper 联合确定伽利略卫星星历的贡献，表明其对全局状态改进有限，但显著改善飞掠时刻的局部状态，尤其在平面外方向，并设计了逐步验证经典无线电科学解算的方案。
2024-05-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Energy and temperature dependencies for electron-induced sputtering from H$_2$O-ice: Implications for the icy Galilean moons
本研究测量不同能量和温度下电子从H$_2$O冰的溅射产额，优化了溅射模型参数，发现电子对木卫二O₂外逸层贡献显著，对其他冰质伽利略卫星也有不可忽略作用，应纳入未来建模。
2024-05-06 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.space-ph
The effect of a strong pressure bump in the Sun's natal disk: Terrestrial planet formation via planetesimal accretion rather than pebble accretion
碳质和非碳质陨石的质量独立同位素异常显示出明确的二分法，表明太阳系的内部和外部有效分离。观测表明，在原行星盘中，毫米大小的卵石分布中，环状结构是常见的。这些结构往往与漂流卵石被捕获的局部压力最大的气体盘。类似的结构也可能存在于太阳的出生盘中，这可以自然地解释陨石/行星同位素的二分法。在这里，我们测试的影响，一个强大的压力在外盘（例如$\sim$ 5~au）的形成的内部太阳系。我们模拟了尘埃的凝聚和演化，星子的形成，以及通过星子和卵石的吸积胚胎的生长。我们的研究结果表明，陆地胚胎形成通过星子吸积，而不是卵石吸积。在我们的模型中，卵石的径向漂移促进了微行星的形成。然而，一旦形成了一个压力冲击，内部磁盘中的卵石通过漂移丢失之前，他们可以有效地增生的胚胎生长在$\gtrapprox$ 1~au。在$\sim$ 0.5-1.0au中的胚生长相对较快，并且可以更有效地附聚卵石。然而，这些同样的胚胎生长到更大的质量，所以它们应该向内迁移，这与当前的太阳系不一致。因此，类地行星很可能是由月球的巨大撞击吸积到大约火星质量的行星胚胎中形成的，大约在$\gtrapprox$ 1.0~au左右。最后，我们的模拟产生了一个陡峭的径向质量分布的星子在陆地区域，这是定性对齐的形成模型表明，小行星带出生低质量。
2021-05-03 astro-ph.EP
Formation of wide-orbit giant planets in protoplanetary disks with a decreasing pebble flux
本研究提出卵石通量衰减模型，揭示宽轨道巨行星形成新路径，解释原行星盘间隙及PDS 70等宽轨道气态巨行星的起源。
2024-02-06 astro-ph.EP
Most super-Earths formed by dry pebble accretion are less massive than 5 Earth masses
我们从自洽的尘埃增长模型研究了岩石行星的形成。特别是，我们的目标是计算一个岩石行星的最大核心质量，可以维持一个薄的H-He大气，以解释开普勒的大小分布的第二个峰值。我们通过冰线内的卵石吸积来模拟行星的生长。卵石通量计算自洽尘埃生长通过求解对流扩散方程为代表的灰尘大小。包括粉尘在水冰线上的凝结、漂移、破碎和升华。光盘的演变计算$α$光盘从中央恒星的光蒸发。行星是从一个月球质量的胚胎中通过硅酸盐卵石的吸积和气体的吸积而成长起来的。我们分析了不同初始椎间盘质量、$α$粘度、椎间盘金属含量和胚胎位置的影响。最后，我们计算了由于蒸发造成的大气质量损失。我们发现，在冰线内，破碎屏障决定了卵石的大小，这导致不同的圆盘粘度不同的行星生长模式。在冰线内的卵石隔离质量通常衰减到低于5 M $_{\oplus}$的值在第一个百万年的磁盘演变，限制核心群众的价值。在计算了大气质量损失后，我们发现核心在$\sim$ 4 M $_{\oplus}$以下的行星大气层被完全剥离，少数4-5 M $_{\oplus}$核心保留着稀薄的大气层，使它们处于开普勒尺寸分布的间隙/第二峰值。总的来说，我们发现岩石行星只在低粘度盘（$α\lesssim 10^{-4}$）中形成。当$α\geq 10^{-3}$时，岩石天体不会超过火星质量。干卵石吸积最典型的结果是质量从火星到$\sim$ 4 M $_{\oplus}$的类地…
2020-10-06 astro-ph.EP
Water ice lines and the formation of giant moons around super-Jovian planets
大多数已知质量的系外行星与类太阳恒星的距离都比木星重，这就提出了一个问题，即这些行星是否伴随着可探测的、可能适合居住的卫星。在这里我们模拟了超级类木行星周围的吸积盘，发现可以形成质量与火星相似的巨型卫星。我们的研究结果表明，伽利略卫星是在木星吸积的最后阶段形成的，当时环绕木星的圆盘足够冷。但是，与其他研究相反，我们的假设表明，木星仍然是从环日盘喂养，它的主要卫星不可能在环日星云完全光蒸发后形成。为了抵消由于I型迁移导致的卫星进入行星的稳定损失，我们提出木星和超木星系外行星周围的水冰线充当了卫星的迁移陷阱。然而，在10^4年内的间隙打开期间，热量转换穿过圆盘，这使得它们作为月球陷阱的效率低下。这表明了行星和月球形成的根本区别。我们发现，在超级类木行星周围大约15 - 30木星半径处，可以形成比已知最小的系外行星还要大的冰卫星。它们的大小意味着开普勒和柏拉图太空望远镜以及欧洲极大望远镜都可以探测到。
2015-05-05 astro-ph.EP
Innocent Bystanders: Orbital Dynamics of Exomoons during Planet-Planet Scattering
行星-行星散射是解释观测到的巨大系外行星的广泛偏心率分布的主要机制。在这里，我们研究在这种情况下的原始巨行星卫星的轨道稳定性。我们使用N体模拟，包括现实的扁率和不断演变的自旋演化的巨行星。我们发现，绝大多数（80-90%在我们所有的模拟）的轨道参数空间的卫星是不稳定的。有很强的径向依赖性，因为超过0.1希尔半径的卫星被系统地移除。在类伽利略卫星轨道（< 0.04希尔半径）上较近的卫星有很好的生存机会（20-40%）。失稳的卫星可能会与恒星或行星发生碰撞，被抛出系统，被另一颗行星捕获，被抛出但仍然围绕其自由浮动的主行星运行，或者作为“行星”在日心轨道上生存。“卫星的存活率随着宿主行星的质量而增加，但与行星的最终（散射后）轨道无关。根据我们的模拟，我们预测存在着大量的自由浮动（前）卫星的星系人口。
2017-12-19 astro-ph.EP
Survivability of Moon Systems Around Ejected Gas Giants
我们研究的影响，行星遇到了喷出的气体巨行星的月球系统。我们进行了一套数值模拟的行星系包含三个小行星质量的行星（最里面的行星在3天文单位）的点，行星从系统中弹出。被抛出的行星有一个由100颗试验粒子卫星组成的初始系统。我们确定的生存概率的卫星在不同的距离，从他们的主行星，测量的最终分布的轨道要素，检查共振配置的稳定性，并表征的属性，从行星剥离的卫星。我们发现，卫星很可能在半长轴超过200行星半径（在我们的情况下为0.1天文单位）的轨道上生存。幸存卫星的轨道倾角和偏心率分布广泛，包括近双曲线轨道和逆行轨道。我们发现，在两体和三体平均运动共振的卫星的很大一部分也幸存下来的共振完好的行星弹射。月球与行星的相互作用，特别是在存在平均运动共振的情况下，可以通过潮汐弯曲使卫星内部熔融数十亿年，就像在太阳系的气体巨行星的卫星中看到的那样。考虑到生命可能存在于伽利略卫星欧罗巴的地下海洋中，这些结果对流浪行星的卫星上的生命有影响-这些行星在银河系中漂移，没有宿主恒星。
2018-09-15 astro-ph.EP
Callisto's Nonresonant Orbit as an Outcome of Circum-Jovian Disk Substructure
California Institute of Technology（加州理工学院）
研究通过环木盘亚结构解释木卫四非共振轨道的成因，发现压力突起可作为迁移陷阱，影响月球轨道演化。
2026-01-02 astro-ph.EP
The Io, Europa and Ganymede auroral footprints at Jupiter in the ultraviolet: positions and equatorial lead angles
利用Juno-UVS前43圈轨道数据，首次建立艾奥、欧罗巴与盖尼米得南北半球赤道超前角的经验模型，并据此估计阿尔文传播时间、验证JRM33映射精度及改进十米波辐射解释。
2023-04-28 astro-ph.EP
Rapid protoplanet formation in vortices: three-dimensional local simulations with selfgravity
本研究通过高分辨率三维局部模拟发现，原行星盘涡旋中捕获的卵石云会发生引力坍缩，快速形成月球至火星质量的原行星，其质量在约5个轨道周期内翻倍。
2024-06-25 astro-ph.EP
Spin of protoplanets generated by pebble accretion: Influences of protoplanet-induced gas flow
本研究通过三维流体动力学模拟和卵石轨道积分，发现卵石吸积使原行星获得顺行自旋，且自旋速度随质量和轨道半径增加而加快，最终限制行星增长，与地球质量及月球形成相关。
2023-03-27 astro-ph.EP
Reconstructing the late accretion history of the Moon
高度亲铁元素（HSEs）追踪行星晚期吸积的重要性早已被认识到。然而，月球吸积历史的确切性质仍然是个谜。地球和月球之间的HSE预算存在显著的不匹配，地球的HSE比月球的HSE要多得多。已经提出了几种方案来解释这一难题，包括几个大的撞击物向地球输送HSE，动态冷轨道上的卵石大小的物体吸积增强了地球的引力聚焦因子，以及在~4.10 Gyr之前撞击通量大大减少的“地球引力模型”。然而，大多数这些模型假设一个高的撞击物保留比f（撞击物质量保留在目标上的分数）的月球。在这里，我们进行了一系列的影响模拟，以量化f值，然后通过蒙特卡罗程序制定一个单调衰减的影响通量，计算质量吸积到月球地壳和地幔的历史。我们发现，月球整个撞击历史的平均f值比之前估计的低3倍。我们的研究结果表明，为了与月球地壳和地幔的HSE预算相匹配，HSE的保留应该在大约4.35 Gyr前开始，当时大多数月球岩浆海洋已经凝固。在4.35 Gyr之前增加的质量必须在月球地幔结晶期间失去HSE到月球核心。低的撞击物保留率和HSE在月球地幔中的后期保留相结合，为月球后期吸积质量相对于地球的明显不足提供了一个现实的解释。
2020-11-27 astro-ph.EP
Giant planet formation at the pressure maxima of protoplanetary disks II. A hybrid accretion scenario
最近对原行星盘的观测揭示了与压力最大有关的环状结构。压力最大是已知的灰尘收集器和行星迁移陷阱。大部分的行星形成工作都是基于卵石吸积模型或小行星吸积模型。然而，最近的研究提出木星可能是由卵石和微行星的混合吸积形成的。我们的目标是研究行星形成的全过程，包括尘埃演化，星子形成和行星生长在一个原行星盘的压力最大。通过数值模拟，我们计算了气体和尘埃的演化，包括尘埃的生长，破碎，径向漂移和颗粒在压力冲击的积累。我们还考虑了星子的形成流动的不稳定性和形成一个月球大小的胚胎，成长为一个巨大的行星的混合吸积卵石和星子。我们发现，在原行星盘的压力最大值是有效的尘埃向内漂移的收集器。由于大量尘埃聚集在压力隆起处，满足了流动不稳定性形成星子的条件。然后，一个巨大的核心是迅速形成（在$\sim 10^4$年）的卵石吸积。在达到卵石隔离质量后，核心的增长缓慢地继续吸积星子。星子吸积释放的能量延迟了失控气体吸积的开始，使得气体巨星在$\sim$ 100万年后形成。压力最大值也起到了运移圈闭的作用。原行星盘中的压力极大值是尘埃陷阱、由流动不稳定性形成的星子和行星迁移陷阱的优先位置。所有这些条件允许通过卵石和星子的混合吸积快速形成一颗巨大的行星。
2020-08-14 astro-ph.EP
The 2021 mutual phenomena involving the Galilean satellites of Jupiter and the inner satellite Thebe
本文报告2021年巴西木星卫星相互现象观测，涵盖伽利略卫星与内卫星忒拜的九次事件，通过几何模型与星历表模拟，获得高精度相对位置，为卫星轨道改进提供重要数据。
2023-10-01 astro-ph.EP
A Venus-Mass Planet Orbiting a Brown Dwarf: Missing Link between Planets and Moons
太阳系行星的共面性使康德认为它们是由吸积盘形成的，而开普勒卫星在年轻恒星周围发现了数百个这样的吸积盘，以及数百个共面的行星系，这表明这种形成机制非常普遍。太阳系中的许多卫星，如木星的伽利略卫星，也是由聚集成巨行星的吸积盘形成的。我们在这里报告发现了一个中间系统OGLE-2013-BLG-0723 LB/Bb，它由一颗金星质量的行星绕着一颗褐矮星运行，它可以被看作是行星加恒星的缩小版本，也可以被看作是月球加行星绕恒星运行的放大版本。后一个类比可以进一步扩展，因为它们在一个更大的恒星体的势能中运行。对于形成于吸积盘外部的冰岩伴星，如天王星和木卫四，这三种类型的系统的标度质量和分离是相似的，这使我们认为恒星、棕矮星和行星周围的吸积盘内伴星的形成过程是相似的。
2015-07-13 astro-ph.EP
A constraint on the density of Jupiter's moon Thebe from primordial dynamics
本研究通过模拟艾奥迁移对阿马尔塞和忒拜的共振牧羊效应，推导出忒拜密度下限，为木星内卫星演化模型提供可检验的约束。
2025-08-13 astro-ph.EP
Delivery of complex organic molecules to the system of Jupiter
Aix-Marseille Université（艾克斯-马赛大学）；Southwest Research Institute（西南研究所）
研究通过模拟原太阳星云中复杂有机分子的形成及输送，探讨其对木星系统内木卫系组成的影响。
2026-02-19 astro-ph.EP
Formation and Survival of Complex Organic Molecules in the Jovian Circumplanetary Disk
Southwest Research Institute（西南研究所）；Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique (GSMA), Université de Reims Champagne-Ardenne, CNRS（分子与大气光谱学小组（GSMA），兰斯香槟-阿登大学，法国国家科学研究中心）；Aix-Marseille Université, CNRS, CNES, Institut Origines, LAM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心，法国国家空间研究中心，起源研究所，天体物理与天体化学实验室）；Astronomy & Astrophysics Section, School of Cosmic Physics, Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高等研究院宇宙物理学院天文与天体物理系）
本研究探讨了木星环形行星盘中复杂有机分子的形成与生存机制，通过热处理和紫外光化学两种途径分析其形成条件，并为JUICE和欧罗巴快船任务提供解释框架。
2026-02-15 astro-ph.EP physics.atm-clus
The 2014-2015 Brazilian Mutual Phenomena campaign for the Jovian satellites and improved results for the 2009 events
在过去十年中，天体测量学和行星卫星轨道建模方面的进展使人们能够更好地确定它们的轨道。这些研究需要在较长时期内进行准确的定位。我们提出了2014 - 2015年巴西运动的结果，从47个观测到的伽利略卫星光变曲线的40个共同事件加上木卫三的一个日食。我们还重新分析和更新了2009年运动中观察到的25个共同事件的结果。所有望远镜都配备了中心波长为889 nm、宽度为15 nm的窄带滤光片，以消除来自木星的散射光。使用每次事件之前和之后的图像来确定Pastodos的比率。我们模拟了天空平面中的月亮，本影和半影的图像，并将它们的通量积分以计算反射率，模拟光变曲线并使用卡方拟合程序将它们拟合到观测到的光变曲线。为此，我们使用了完整版本的Oren-Nayer反射率模型。2014 - 2015年和2009年活动的相对卫星位置平均不确定度分别为11.2 mas（$\sim$ 35 km）和10.1 mas（$\sim$ 31 km）。模拟和观测的\textsc{ascii}光变曲线文件可在\textit{Natural Satellites DataBase}（NSDB）以电子形式免费获得。我们2014 - 2015/2009年活动中的40/25个共同活动与IMCCE领导的PHEMU活动相比，贡献了17%/15%的显著贡献。除此之外，我们对Amalthea日食的结果是继2014 - 2015年国际P…
2019-09-11 astro-ph.EP
Long-term evolution of the Galilean satellites: the capture of Callisto into resonance
上下文强烈的潮汐耗散在力偶-木卫一中传播到所有参与拉普拉斯共振的卫星（木卫一，木卫二和木卫三），导致它们的轨道迁移。目标。我们的目标是描述未来的行为的伽利略卫星在太阳系的寿命和量化的拉普拉斯共振的稳定性。由于潮汐耗散使得退出当前共振态或捕获到新的共振态成为可能，我们研究了木卫四捕获到共振态的过程。方法.我们使用最近的半分析模型的改进版本进行了数百次传播。当木卫三向外移动时，它接近与木卫四的2：1共振，在系统中引起暂时的混乱运动。出于这个原因，我们绘制了共振相遇结果的统计图。结果这个系统可以分为两种不同的结果：A）三个2：1的两体共振链（木卫二-木卫二，木卫二-木卫三和木卫三-木卫四），或者B）一个包含木卫二-木卫二的2：1两体共振加上至少一个纯粹的4：2：1三体共振的共振链，最常见的是木卫二，木卫三和木卫四之间的共振链。在情况A（56%的模拟）中，拉普拉斯共振始终保持不变，偏心率保持限制在0.01以下的小值。在情况B（44%的模拟）中，拉普拉斯共振通常被破坏，木卫三和木卫四的偏心率可以增加到约0.1，使这种配置不稳定，并驱动系统进入新的共振。结论从我们的结果来看，木卫四被捕获进入共振似乎是极有可能的（100%的模拟）。假设最近对木卫一和木星之间的耗散的估计，共振相遇发生在从现在开始的大约1.5 Gyrs。因此，拉普拉斯共振的稳定性至少在高达约1.5 Gyrs时得到保证。
2020-05-15 astro-ph.EP
Dark wounds on icy moons: Ganymede's subsurface ocean as a dark matter detector
甘尼米德的地下海洋可能通过其分层组成和古老表面作为暗物质探测器，利用地下物质与表面冰的差异来区分暗物质撞击与小行星撞击。
2025-12-22 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
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
