Science with an ngVLA: High-resolution imaging of comets
在无线电波段详细绘制彗星彗发中气体的分布和运动学，可以为我们理解彗星活动和放气机制提供根本性的进展。此外，对彗星分子丰度的测量为了解太阳系一些最古老和最原始物质的化学成分提供了新的见解。在这里，我们调查彗星科学的重大进展的机会，使用一个非常大的射电干涉仪。ngVLA概念将能够探测和绘制1.2-116 GHz范围内的一系列关键彗发物种，并将首次实现对基本彗星分子OH和NH $_3$的高分辨率绘制。极高的角分辨率和连续灵敏度的建议ngVLA也将允许成像热发射的可能性，从核本身，以及大尘埃/冰粒在彗星，彗星通过地球的$\sim1$ au。
2018-10-22 astro-ph.EP
A Multi-Wavelength Study of Comet C/2022 E3 (ZTF): Complementary ALMA and JWST Investigations of Water and Methanol in Cometary Comae
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；NASA Goddard Space Flight Center（NASA戈达德太空飞行中心）；Catholic University of America（美利坚天主教大学）；American University（美国大学）；National Radio Astronomy Observatory（国家射电天文台）；Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université（巴黎天文台、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、CY塞尔吉-蓬图瓦兹大学）；Institut de Radioastronomie Millimetrique（毫米波射电天文学研究所）
本研究利用JWST和ALMA对彗星C/2022 E3 (ZTF)的多波段观测，分析了水和甲醇的分布及旋转温度变化，揭示了彗核 coma 中的化学特征与热力学过程。
2026-01-16 astro-ph.EP
Chemistry of comet atmospheres
彗星冰的组成提供了关于原行星盘外部的热和化学性质的关键信息，它们在4.6 Gy前形成。本章回顾了我们的知识彗星彗星的组成的基础上远程光谱和原位调查技术。彗星的彗发主要由水蒸气、CO或CO2组成。在彗星中测量了几十种分子的丰度，以及越来越多的复杂有机物。许多不是直接从核冰升华的物种也被观察到，并追踪到昏迷，以确定它们的产生机制。化学多样性的彗星人口和成分的异质性的昏迷进行了讨论。随着罗塞塔任务的完成，同位素比率，这对彗星物质的起源提供了额外的线索，已经在几个物种中进行了测量。最后，重要的未决问题（例如，彗星中的氮缺乏）以及在某些关键领域进一步开展工作的必要性进行了讨论，以便回答问题并解决技术之间的差异。
2022-07-11 astro-ph.EP
Mapping the release of volatiles in the inner comae of comets C/2012 F6 (Lemmon) and C/2012 S1 (ISON) using the Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array
本文介绍了使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）进行的首次彗星观测结果，包括在日心距离分别为1.5 AU和0.54 AU处观测到的两颗彗星（C/2012 F6（莱蒙）和C/2012 S1（ISON））的彗星内HCN、HNC、H $_2$ CO和尘埃的空间分辨分布测量结果。这些观测（具有角分辨率$\approx0.5''$），揭示了这些基本彗星分子分布的前所未有的详细程度，并证明了ALMA定量测量典型明亮彗星内部彗星分子和尘埃分布的能力。在这两颗彗星中，HCN被发现起源于（或几百公里内）的核心，空间分布基本上与球对称，均匀流出一致。相比之下，HNC分布是聚集的和不对称的，峰值在彗星中心半径$\sim$ 500-1000 km处，与准直流出中的HNC释放一致。与HCN相比，莱蒙彗星的H $_2$ CO分布非常广泛。干涉测量的可见度振幅与两颗彗星中未确认的前体物质产生的H $_2$ CO和HNC的彗发一致。采用Haser模型，发现Lemmon的H $_2$ CO母体尺度长度为几千km，ISON的只有几百km，与光解或热降解破坏前体的速率成比例的太阳辐射通量相一致。
2014-08-11 astro-ph.EP
Inferring the CO2 Abundance in Comet 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková from [O I] Observations: Implications for the Source of Icy Grains in Cometary Comae
本研究利用 [O I] 谱线比分析超活跃木星族彗星 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková，测得其 CO2/H2O 比为 22.9 +/- 1.4%，发现 CO2 升华驱出冰晶并非影响彗核活跃分数的唯一因素。
2024-01-01 astro-ph.EP
The extent of formation of organic molecules in the comae of comets showing relatively high activity
本研究利用多流体化学-流体动力学模型和更新的化学网络，模拟了四颗高活动性彗星彗发中有机分子的形成，发现纯彗发化学合成的有机物丰度低于母体挥发物，但部分分子产生率可达1e22-1e26分子/秒，具备空间观测价值。
2024-11-12 astro-ph.EP
Chemical and physical properties of cometary dust
本研究梳理了彗星尘埃的化学与物理性质，结合航天任务、观测及实验室分析结果，明确其组成、同位素特征、尺寸分布及结构特性，为研究太阳系早期物质提供了关键依据。
2023-05-05 astro-ph.EP
Observations of Comets C/2007 D1 (LINEAR), C/2007 D3 (LINEAR), C/2010 G3 (WISE), C/2010 S1 (LINEAR), and C/2012 K6 (McNaught) at large heliocentric distances
对五颗离心率大于0.99、日心距离大于4天文单位的近抛物面彗星进行了光度和光谱观测。没有观察到任何研究彗星的分子发射，在所有情况下，整个彗星活动都归因于尘埃的产生。计算了彗发中主要中性分子气体产生速率的上限。尘埃视星等的导出值被用来估计彗星核几何截面的上限（半径上限范围从2公里到28公里）。由于水冰在距离太阳这些距离的升华差，触发彗星活动的其他机制进行了讨论。
2015-08-21 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
Cometary Science with the James Webb Space Telescope
詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）是最大的具有近红外和中红外仪器的天基天文观测台，将阐明彗星的许多神秘方面。我们总结了四个彗星科学的主题，特别是适合这个望远镜和仪器：彗星活动的驱动程序，彗星核的异质性，水冰在彗星和表面，并在昏暗的彗星和主带小行星的活动。有了JWST，我们可以期待最遥远的气体探测，特别是二氧化碳，在我们现在认为只有适度明亮的彗星。对于附近的彗星，彗发尘埃的特性可以用它们的驱动气体来研究，用同一台仪器同时测量，或者用另一台仪器同时测量。对遥远的太阳系中的水冰和气体的研究将有助于我们检验我们对彗星内部和彗发演化的理解。将进一步探讨主带彗星中的彗星活动问题，并有可能直接探测彗发气体。我们探索这些科学案例的技术方法，并提供简单的工具来估计彗星尘埃和气体亮度。最后，我们考虑了天文台的非恒星跟踪限制的影响，并提供了一个潜在的彗星目标在第一个5年的任务。
2015-10-20 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
A cometary Fluorescence Model for the $ν_3$ Vibrational Band of Cyanogen
本文针对彗星中氰（C₂N₂）难以探测的问题，基于高分辨率实验室红外光谱建立ν₃振动带荧光模型，给出逐线激发速率，并讨论了C/2022 E3 (ZTF)彗星中氰的丰度上限。
2025-07-05 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
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
Comet 240P/NEAT is Stirring
彗星是在原行星盘中形成的原始天体，在太阳系的历史中大部分被保存下来。然而，它们并不是原始的，彗星核的表面确实在进化。为了了解它们原始性质的程度，我们必须确定影响它们表面和彗发的机制。我们研究了彗星240 P/NEAT在三个连续轨道上的光变曲线，并研究了三个显著增亮的事件（$Δm \sim -2$等）。与典型的彗星爆发不同，这三个事件中的每一个都是长期的，至少有3到6个月的活动增强。第三个事件，由茨维基瞬态设施观察到，至少发生在两个阶段。这种异常行为似乎是在2007年彗星受到木星扰动后开始的，使其近日点距离从2.53天文单位减少到2.12天文单位。我们认为，增亮事件是由于日照增加而导致的向更高基线活动水平的暂时过渡，日照增加使之前隔热的次表层变暖。新的活动被隔离到核上的一个或两个位置，表明表面或紧邻的亚表面是异质的。对这一现象的进一步研究可能会提供对彗星爆发、近地表核结构和彗星核地幔的深入了解。
2019-11-06 astro-ph.EP
Coupled Escape Probability for an Asymmetric Spherical Case: Modeling Optically Thick Comets
我们采用了耦合逃逸概率，一种新的精确的方法来解决辐射转移问题，用于非对称的球形情况。我们的模型专门用于对光学厚彗星彗星进行建模，但不限于此类用途。这种方法可以精确地模拟彗星的光谱，即使是在最接近核的潜在光学厚度区域，例如在深度撞击观测9 P/Tempel 1和EPOXI观测103 P/Hartley 2中看到的那些。
2012-12-06 astro-ph.EP astro-ph.IM
X-shooter search for outgassing from Main Belt Comet P/2012 T1 (Pan-STARRS)
主带彗星是最近发现的一群小型天体，具有稳定的小行星状轨道，但外观像彗星。水冰的升华是它们经常活动的最可能机制（即尘埃尾和尘埃彗发），尽管没有直接探测到气体。这些奇特的物体可能是地球上水的起源的关键。在本文中，我们提出了一个搜索的气体负责提升灰尘从P/2012 T1（泛星），并回顾以前的尝试在这样的测量。到目前为止，这种搜索主要是间接的，寻找常见的彗星气体CN，而不是与水本身有关的气体。我们使用VLT和X-shooter来搜索UV中OH的发射，OH是水的直接解离产物。我们没有检测到任何发射谱线，并且对来自$8-9\times10^{25}$分子s $^{-1}$的P/2012 T1的水产生速率设置上限。这类似于使用赫歇尔太空望远镜观测得出的限制。我们的结论是，目前最好的设施是无法检测水排放所需的生产所观察到的活动在主带彗星在异常低的水平。
2017-06-21 astro-ph.EP
Experimental phase function and degree of linear polarization of cometary dust analogs
我们目前的实验相函数和程度的线性偏振曲线的彗星尘埃类似物的7个样品，即：地面件的Allenium，DaG 521，FRO 95002和FRO 99040陨石，镁丰富的橄榄石和辉石，和有机托林样品。实验曲线是在IAA宇宙尘埃实验室获得的，波长为520 nm，相位角范围为3°至175°。我们还提供了我们的彗星模拟样品的后向散射增强（BCE）的值。这项工作的最终目标是将我们的实验曲线与彗星和小行星的观测数据进行比较，以更好地约束彗星和小行星尘埃颗粒的性质。所有测得的相函数都呈现出μ m尺度宇宙尘埃颗粒的典型行为。直接与OSIRIS/Rosetta相机为彗星67 P Churyumov-Gerasimenko提供的数据进行比较，发现了显着的差异，并支持了由大于1微米的大块主导的彗发的想法。极化曲线在性质上类似于彗星和小行星的地面观测。反转偏振角的位置似乎依赖于晶粒的组成，我们发现在瑞利共振和几何光学域中，偏振曲线的最大值分别与晶粒尺寸的大小相反。
2019-02-11 astro-ph.EP
The cometary composition of a protoplanetary disk as revealed by complex cyanides
对彗星和小行星的观测表明，孕育我们行星系统的太阳星云富含水和有机分子。轰击将这些有机物带到了年轻的地球表面，播下了早期的化学种子。与小行星不同的是，彗星保留了太阳星云组成的几乎原始的记录。彗星中氰化物的存在，包括相对于水的0.01%的甲基氰化物（CH 3CN），由于C-N键对非生物氨基酸合成的重要性而特别感兴趣。在原恒星中发现了简单和复杂挥发物的彗星状成分，并且可以很容易地通过气相化学的组合来解释，例如形成HCN和颗粒表面上的活跃冰相化学，从而提高复杂性[3]。简单的挥发物，包括水和HCN，以前已经在太阳星云类似物-年轻恒星周围的原行星盘-中检测到，这表明它们在盘形成时幸存下来，或者在原地重新形成。迄今为止，还不清楚太阳星云外更复杂的有机分子是否也是如此，因为最近的观测表明，由于吸积冲击，新生的包层和年轻的盘之间的边界处的化学发生了巨大的变化[8]。在这里，我们报告的检测CH 3CN（和HCN和HC 3 N）的原行星盘周围的年轻恒星MWC 480。我们发现这些含氮有机物在气相中的丰度比与彗星相似，这表明在冰盘中复杂氰化物的相对丰度更高。这意味着在原行星盘中复杂的有机物伴随着简单的挥发物，太阳星云中丰富的有机化学并不是独一无二的。
2015-05-23 astro-ph.EP astro-ph.GA
Sticky or not sticky? Measurements of the tensile strength of micro-granular organic materials
了解原行星和彗星物质的力学性质对于更好地理解彗星活动和行星形成的早期阶段至关重要。抗拉强度决定了从彗星表面剥离颗粒、卵石和团块所需的压力，也描述了宏观物体在材料失效之前可以承受多大的应变。由于有机物质在太空中无处不在，它们可能在行星形成过程中发挥了重要作用。本工作提供了五种不同的微颗粒有机材料，即腐殖酸，石蜡，褐煤，木炭和石墨的抗拉强度的新数据。这些材料通过所谓的巴西圆盘测试进行研究，并且将所得的拉伸强度值归一化为标准粒度和体积填充因子。我们发现，这些材料的拉伸强度范围超过四个数量级。石墨和石蜡具有比二氧化硅高得多的拉伸强度，而煤具有非常低的拉伸强度值。这项工作表明，有机物质通常并不像人们通常认为的那样比硅酸盐或水冰更粘稠。
2020-07-15 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci
Comet nuclei composition and evolution
由于罗塞塔轨道器和菲莱着陆器的数据，我们对彗星核组成的了解有了很大的进步。本文讨论了67 P/CG核的性质，并与过去空间探测的其它彗星进行了比较。彗核是由冰、矿物质、有机物和盐的集合形成的，导致其表面非常暗和红色。当远离太阳时，暴露的水和二氧化碳冰仅在67 P/CG的少数位置发现，其中暴露的原始次表层或由太阳加热和局部地形形态驱动的挥发性物质的再冷凝可以维持它们在表面上的暂时存在。核表面似乎被一层厚度不等的尘埃层所覆盖。尘埃颗粒大多脱水，由矿物质、有机物和盐的集合体组成。光谱分析表明，矿物相主要为硅酸盐、细粒不透明体和氨化盐。在有机物质中识别出脂肪族和芳香族基团，以及强羟基的存在。彗星核的表面成分随着日心距离和季节循环而演变：接近近日点时，太阳通量的增加通过挥发物的升华而促进了活动，这反过来又导致表层的侵蚀，冰的暴露，悬崖和坑的活动，悬垂物和墙壁的倒塌，以及灰尘的移动和重新分布。发生在细胞核不同形态区域的颜色、成分和质地变化的演变与这些过程相关。在本章中，我们讨论67 P/CG核的组成和演化过程中观察到的罗塞塔任务的背景下，以前探索的空间任务或从地球上观察到的其他彗星。
2022-10-06 astro-ph.EP
STXM-XANES and TEM analysis of UltraCarbonaceous Antarctic MicroMeteorites (UCAMMs)
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Univ. Lille（里尔大学）；INRAE（法国国家农业、食品与环境研究所）；Centrale Lille（里尔中央理工学院）；ISMO（分子科学与分子材料研究所）；Sorbonne Université（索邦大学）；MNHN（法国国家自然历史博物馆）；IEMN（北方微电子与微电子光子学研究所）
本研究通过STXM-XANES和TEM分析UCAMMs，发现其含三种OM相及多种矿物，富氮OM或源于原行星盘冰的辐照，矿物学特征暗示早期太阳系存在径向混合，还引发彗星水蚀变的疑问。
2026-08-27 astro-ph.EP
Ammonium salts are a reservoir of nitrogen on a cometary nucleus and possibly on some asteroids
彗星中测得的氮碳比低于太阳，如果彗星中存在未知的氮库，这种差异可能会得到缓解。彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的核心显示出一个未识别的宽光谱反射特征，大约3.2微米，这在其表面无处不在。在实验室实验的基础上，我们将这一吸收带归因于表面混有灰尘的铵盐。谱带的深度表明，半挥发性铵盐是彗星中氮的重要储存库，可能主导难熔有机物和更易挥发的物种。类似的吸收特征出现在一些小行星的光谱中，这意味着小行星、彗星和母星际云之间的成分联系。
2020-03-12 astro-ph.EP
A Large Outburst, Coma Asymmetries, and the Color of Comet 243P/NEAT
本研究通过251天光变曲线和光学观测，分析了彗星243P/NEAT在2018年12月大爆发及宁静期的活动，发现彗发不对称性主导光变，且未探测到水冰，并探讨了爆发能量分组。
2025-06-23 astro-ph.EP
Cometary dust analogues for physics experiments
CoPhyLab（彗星物理实验室）项目旨在通过一系列地面实验研究彗星的物理学。在这些实验中，制造了一种尘埃模拟物，其物理性质与彗星上发现的非挥发性尘埃相当。计划将这种“CoPhyLab尘埃”与水和CO $_2$冰混合，置于真空室的彗星条件下，研究彗星核上发生的物理过程。为了开发这种尘埃类似物，我们混合了两种代表彗星核中存在的非挥发性物质的成分。我们选择二氧化硅粉尘作为矿物相的代表，并选择木炭作为有机相，木炭也可以作为变暗剂。在本文中，我们提供了一个已知的彗星类似物的概述，然后提出测量的两种材料的不同混合物的八个物理性质，并将这些测量与已知的彗星值进行比较。感兴趣的物理性质是：粒度、密度、透气性、分光光度法、机械、热和电性质。我们发现，与彗星物质的最高物理性质相匹配的模拟尘埃由质量比为60%/40%或70%/30%的硅尘/木炭的混合物组成。这些最适合的粉尘模拟物将用于未来的CoPhyLab实验。
2021-10-12 astro-ph.EP astro-ph.IM
ALMA mapping of rapid gas and dust variations in comet C/2012 S1 (ISON): new insights into the origin of cometary HNC
2013年11月16日至17日，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在日心距离0.58-0.54 AU（近日点前）对掠日彗星C/2012 S1（ISON）进行了观测。HNC，CH $_3$ OH，H $_2$ CO和灰尘的彗发分布的时间分辨测量，每天约一小时的过程中获得。在11月16日UT 10：10-11：00期间，彗星的活动显着下降，表现为分子线和连续通量的$>42$ %下降。H $_2$ CO观测结果与我们观测开始后不久彗星气体产生率突然下降$\approx50$ %相一致。11月17日，在类似的时期内，观察到的总通量保持相对恒定，但HNC分布形态的强烈变化被检测为时间的函数，表明该物种的cloudly，间歇性外流。我们的观察结果表明，至少有一部分检测到的HNC起源于富氮有机耐火材料的降解，间歇性地从有限的区域的核释放。相比之下，CH $_3$ OH和H $_2$ CO在11月17日观测期间的分布相对均匀，与这些物种的各向同性流出和稳定的活动水平一致。这些结果突出了ISON彗星在近日点前爆发期间产生的气体和尘埃的变化程度很大，这与核的反复破坏和相对静止期相一致。
2017-02-10 astro-ph.EP
$\textit{Herschel}$/SPIRE Observations of Water Production Rates and Ortho-to-Para Ratios in Comets
本文介绍了$\textit{Herschel}$ /SPIRE光谱观测的几个基本旋转的ortho-和para-water转换看到的三个彗星族彗星和奥尔特云彗星。辐射转移模型，其中包括激发碰撞与中性粒子和电子，并通过太阳红外辐射被用来产生合成发射谱线轮廓起源于彗星彗发。确定了邻对对位比（OPR），并用于推导所有彗星的产水率。与使用OPR为3得出的产水率进行比较。在这项研究中，三颗彗星的OPR远低于统计平衡值3，但它们与彗星1 P/Halley和C/2001 A2（LINEAR）以及原行星盘TW Hydrae的观测结果一致。这些结果提供的证据表明，OPR的变化是由升华后的气相核自旋转换过程。所有彗星的产水率同意与以前的工作，一般来说，随着增加核心偏移减少。这可能是由于温度分布，额外的水源，或彗星的OPR变化，或模型不准确。
2016-12-05 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
Optical polarimetry of Comet NEAT C/2001 Q4
NEAT C/2001 Q4彗星的线偏振是用安装在1.2米望远镜上的光学偏振计观测到的。阿布天文台，2004年5月和6月。观测是通过国际哈雷手表窄带（连续）和B，V，R宽带滤波器进行的。在观测运行期间，相位角范围从5月的85.6度到6月的55度。正如所预期的，在该相位角范围内，偏振随波长增加。窄带的偏振颜色在不同的时期发生变化，这可能与彗星活动或分子发射污染有关。在彗星的彗发中，沿着一条线的不同位置，在尾巴的方向上，也测量了偏振。正如预期的那样，我们注意到轻微的减少，在光心（核）被遍历，而亮度急剧下降远离它基于这些偏振观测，我们推断，彗星NEAT C/2001 Q4具有高偏振和典型的颗粒组成-硅酸盐和有机物的混合物。
2009-01-19 astro-ph.EP
Can comets deliver prebiotic molecules to rocky exoplanets?
本研究通过解析模型和N体模拟，发现彗星向岩石系外行星输送前生物分子需要低速撞击，且紧密堆积系统中太阳质量恒星周围的行星最有利于完整输送，并预测生物特征与行星质量、恒星质量和行星间距相关。
2023-10-19 astro-ph.EP
Wide-field Polarization Imaging and Numerical Modeling of the Coma and Tail of Comet C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS)
TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
本研究通过宽视场偏振成像和数值建模，分析了彗星 C/2023 A3 的 coma 和尾部尘埃颗粒的大小、结构和组成差异，发现 coma 的偏振度较高，尾部颗粒更小。
2026-01-05 astro-ph.EP
Evidence for Abiotic Dimethyl Sulfide in Cometary Matter
本研究通过分析彗星67P的高分辨率质谱，发现二甲硫醚（DMS）比乙硫醇更符合观测数据，首次为彗星物质中存在DMS的非生物合成途径提供了证据。
2024-10-11 astro-ph.EP
Delivery of organics to Mars through asteroid and comet impacts
鉴于快速的光分解和光降解，最近在火星地下和大气中发现的有机物可能是在地质学上最近的时期提供的。可能的母天体是C型小行星、彗星和行星际尘埃粒子（IDP）。使用不同的方法，估计粉尘沉降率在$0.71$和$2.96 \times 10^6$ kg/yr之间（Nesvorny等人，2011年，Borin等人，2017年，Crismani等人，2017年）;假设碳含量为10%（Flynn，1996年），这意味着IDP碳通量为$0.07 - 0.3 \times 10^6$ kg/年。首次计算了小行星和彗星撞击产生的碳通量。为此，我们对火星上的撞击率进行动态模拟。我们使用N体积分器RMVS/Swifter从太阳和八大行星的当前位置传播它们。我们分别将彗星和小行星作为无质量的测试粒子添加到模拟中，基于它们当前的轨道要素，得出火星撞击率为$4.34\times10^{-3}$彗星/百万年和3.3小行星/百万年。我们估计，彗星撞击火星产生的全球碳通量为$\sim 0.013 \times 10^{6}$ ~kg/年，在一个数量级内，而小行星产生的碳通量为$\sim 0.05 \times 10^6$ ~kg/年。这些值分别对应于Nesvorny等人（2011）、Borin等人（2017）和Crismani等人（2017）估算的IDP碳通量的$\sim 4-19 \%$和$\sim 17-71 \%$…
2018-03-08 astro-ph.EP
The Case for Non-Cryogenic Comet Nucleus Sample Return
彗星通过记录太阳系前的历史、行星形成的初始状态以及早期地球的生命前有机物和挥发物来回答太阳系的奥秘。对从彗星核返回的样本的分析将提供关于太阳系起始物质以及它们如何聚集在一起形成行星并产生生命的无与伦比的知识：1.彗星是如何形成的？2.彗星物质是原始的，还是经历了复杂的变化历史？3.彗星中有水蚀变吗？4.彗星有机物的组成是什么？5.彗星提供了地球挥发物的很大一部分吗？6.彗星有机物对地球生命的同手性有贡献吗？7.复杂的有机分子是如何在星际、星云和行星环境中形成和演化的？8.关于原太阳星云中物质的混合，彗星能告诉我们什么？
2020-09-30 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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 Morphological, Elastic, and Electric Properties of Dust Aggregates in Comets: A Close Look at COSIMA/Rosetta's Data on Dust in Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
欧空局罗塞塔轨道飞行器上的彗星二次离子质量分析仪（COSIMA）显示，67 P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星彗发中的尘埃颗粒是小颗粒的聚集体。我们研究了彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko彗发中尘埃聚集体的形态，弹性和电特性，使用COSIMA仪器拍摄的光学显微镜图像。COSIMA图像中的尘埃聚集体被很好地表示为分形，与罗塞塔号上MIDAS（显微成像尘埃分析系统）和GIADA（颗粒撞击分析仪和尘埃累积器）的形态数据相协调。COSIMA的图像，以及来自罗塞塔其他仪器如MIDAS和GIADA的数据，并不与太阳星云中$10~μ\mathrm{m}$大小的粒子的所谓雨出增长相矛盾。由COSIMA测量的尘埃聚集体的弹性和电性质表明，彗星尘埃的表面化学性质很好地代表了碳质物质，而不是硅酸盐或冰，与质谱一致，有机物质在一定程度上被太阳辐射覆盖，从各种彗星的光学和红外观测中推断。彗星尘埃在其母彗星的终结点处被强烈的电场静电蓬松是不可能的，除非尘埃的表面化学性质从电介质变成导体。我们的发现与我们目前对彗星形成和演化的理解并不冲突，彗星的形成和演化始于太阳星云中凝聚物的积累，随后是太阳系内部尘埃地幔的形成。
2020-01-06 astro-ph.EP
Ethyl alcohol and sugar in comet C/2014Q2 (Lovejoy)
原恒星周围存在着大量复杂的有机分子（COM;定义为含有六个或更多原子的分子），这表明恒星的形成伴随着分子复杂性的增加。这些COM可能是星子和最终行星形成的物质的一部分。彗星代表了太阳系中最古老和最原始的物质，包括冰，因此是我们了解太阳原行星盘挥发性成分的最佳窗口。在彗星冰中发现的分子包括水、简单的碳氢化合物、氧、硫和含氮物质，以及一些COM，如乙二醇和甘氨酸。我们报告了在彗星C/2014 Q2（Lovejoy）中检测到的21种分子，包括在彗星中首次鉴定出乙醇（ethanol，C2 H5 OH）和最简单的单糖糖乙醇醛（CH 2 OHCHO）。乙醇和乙醇醛的丰度分别为5%和0.8%（相对于甲醇为0.12%和0.02%），略高于在太阳型原恒星中测得的值。总的来说，彗星冰中高丰度的COM支持太阳系原行星盘通过颗粒表面反应形成。
2015-11-16 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
Molecular investigations of comets C/2002 X5 (Kudo-Fujikawa), C/2002 V1 (NEAT), and C/2006 P1 (McNaught) at small heliocentric distances
我们提出了独特的光谱射电观测彗星C/2002 X5（工藤藤川），C/2002 V1（NEAT），和C/2006 P1（麦克诺特），这是在$r_h ~ 0.2 AU的太阳在2003年和2007年。当这些彗星暴露在来自太阳的强烈加热下时，在每颗彗星中都检测到了OH、HCN、HNC、CS和CH 3OH分子。在彗星C/2002 X5和C/2006 P1中分别检测到HC 3 N和HCO+。我们表明，在这些非常富有成效的彗星接近太阳的光分解的太阳紫外线辐射屏蔽起着不可忽视的作用。气体膨胀速度和昼夜不对称的加速也被测量和建模。在r_h = 1AU时，CS的光解寿命约为2.5 × 10 ~（**）-5s ~（-1）。将相对丰度与C/2002 X5或其他彗星的更远观测值进行比较。在距离太阳0.5和0.1天文单位之间，测量到高的HNC/HCN生产率比，在10%至30%的范围内。在所有三颗彗星中都证实了彗星彗星中CS显著富集的趋势（CS/HCN与r_h ~（**）-0.8成正比）。在低rh时，CH_3OH/HCN生成速率比减小。彗星C/2002 X5中的HC 3 N/HCN产生率比任何其他彗星都高出四倍。
2011-02-24 astro-ph.EP
Identification of organic molecules with a laboratory prototype based on the Laser Ablation-CosmOrbitrap
在太阳系中，在彗星原始天体、土卫六和土卫二的冰卫星以及火星上都发现了外星有机分子。利用光谱学方法进行遥感，可以识别简单的有机物种类。然而，原位质谱是确定更复杂有机物性质的关键技术。目前正在开发一种用于空间应用的质量分析器的新概念，其在m/z 56（在约10-9毫巴的高真空条件下）提供超过50，000的超高质量分辨能力：CosOrbitrap（Briois等人，2016），基于OrbitrapTM技术。这项工作挑战LAb-CosOrbitrap的使用，这是一种结合激光烧蚀电离和CosOrbitrap质量分析仪的空间仪器原型，用于识别与未来空间探索相关的固体有机分子。为此目的，JAXA-HRMS团队（日本宇宙航空研究开发公司高分辨率质谱仪）和CosOrbitrap财团联合组织了一次盲测。日本宇宙航空研究开发机构小组提供了两个有机样品，而宇宙轨道阱联合体在没有事先信息的情况下对其进行了分析。由于原型的高分析性能和我们的HRMS数据后处理，我们成功地确定了两种分子HOBt，羟基苯并三唑（C6 H5 N3 O）和BBOT，2，5-双（5-叔丁基-苯并恶唑-2-基）噻吩（C26 H26 N2 O2 S），质量分辨率分别为123 540和69 219。这种对复杂有机分子的盲测的成功显示了LAb-CosOrbitrap在未来空间应用中的强大潜力。
2019-04-20 astro-ph.EP astro-ph.IM
Dust Properties of Comets Observed by Spitzer
基于Spitzer对33颗彗星的57次光谱观测，研究用统一热模型分析尘埃组成，发现亚微米颗粒以无定形碳和无定形硅酸盐为主，并探讨其对原行星盘条件的指示。
2023-09-26 astro-ph.EP
Complex organic molecules in protoplanetary disks
（节略）原行星盘是恒星和行星形成的重要物体，拥有所有可能形成围绕新恒星运行的行星系的物质。我们调查的复杂的有机分子（COM）在磁盘中的合成，以限制可实现的化学复杂性和预测的物种和过渡，这可能是观察到的ALMA。我们耦合了一个二维模型的原行星盘周围的金牛座T星的气体颗粒化学网络，包括COM。我们比较比较合成线强度和计算的柱密度与观测，并确定这些COM可能是可观察到的未来。通过颗粒表面化学反应在盘中平面有效地形成COM，达到H核数密度的峰值颗粒表面分数丰度1 e-6 - 1 e-4。在晶粒表面上形成的COM通过非热脱附返回到气相;然而，气相物种达到比它们的晶粒表面等价物1 e-12 - 1 e-7更低的分数丰度。包括谷物地幔物质的辐照有助于通过补充参与进一步谷物表面反应的谷物表面自由基来在冰中建立进一步的复杂性。有合理的协议与几个线过渡的H2 CO观察到对几个T金牛星星盘系统。CH 3OH的合成谱线强度与所有来源的上限一致。我们的模型表明，CH 3OH应该很容易观察到附近的原行星盘与ALMA;然而，更复杂的物种的检测可能会证明具有挑战性。我们的颗粒表面的丰度是一致的，来自彗星彗星的观测提供了额外的证据，彗星（和其他微行星）的假设，通过凝结的冰粒在太阳的出生盘形成。
2014-03-03 astro-ph.EP astro-ph.GA
Hydrogen emission from meteors and meteorites: mapping traces of H$_{2}$O molecules and organic compounds in small Solar system bodies
流星的氢发射被认为主要来自流星体的成分，使其成为H $_{2}$ O分子和有机化合物的潜在示踪剂。H $α$线以前在个别火球中检测到，但其在较大流星数据集中的变化以及对动力学起源和物理特性的依赖性尚未研究。在这里，我们调查的相对强度H $α$内304流星光谱观测的AMOS网络。我们表明，H $α$发射有利于更快的流星（$v_i >>$ 30公里秒$^{-1}$），形成高温光谱分量。发现H $α$是彗星流星体的一个特征光谱特征，在所有探测到H $α$的流星体中，有$\sim$的流星体92%来自哈雷型和长周期轨道。我们的研究结果表明，氢被耗尽的流星体与较低的近日点距离（q $<$ 0.4 AU）。虽然没有发现有H辐射的小行星，但利用不同类型陨石模拟烧蚀的光谱数据，我们发现小行星物质有H辐射，并且与其水和有机质含量有明显的相关性。最强的H排放检测到碳质方解石（CM和CV）和无球粒陨石（reuilite和aubrite），而它是缺乏在大多数普通方解石。在小行星流星体中探测到H $α$，可用于识别碳质或无球粒组成的流星体。总体而言，我们的研究结果表明，H $α$排放与其他挥发性物质（钠和CN）的排放相关，并提出了一个合适的水和有机物质的示踪剂流星体。
2022-05-17 astro-ph.EP physics.geo-ph
The Crucial Role of Ground- and Space-Based Remote Sensing Studies of Cometary Volatiles in the Next Decade (2023-2032)
对彗星的研究为了解太阳系的诞生、婴儿期和随后的历史提供了一个独特的窗口。有强有力的证据表明，彗星合并了原始的星际物质以及处理过的星云物质，这为了解行星形成时太阳星云的组成和主要条件提供了线索。动态的新奥尔特云彗星拥有原始冰，这些冰已经从太阳储存了数千个天文单位，并且自从它们在大约4.5 Gyr前就位以来遭受了最小的热或辐射处理。周期性的、更动态演化的彗星，如哈雷型彗星和哈雷族彗星，揭示了在一系列日心距离上生活的影响，包括近日点进入太阳系内部。系统地描述这些天体的原生冰成分中的信息对于理解太阳系的形成和演化、类地行星上有机物质和水的存在、其他恒星周围原行星盘中的化学物质以及星际闯入者（如2 I/Borisov）的性质至关重要。虽然彗星会合和样品返回飞行任务可以提供对少数短周期彗星特性的显著了解，但只有遥感观测才能提供进行群体级彗星研究所需的空中能力，同时对单个彗星所能揭示的具有挑战性的科学保持敏感。在这里，我们报告了地面和太空彗星挥发物遥感的最新技术，回顾了过去十年的显着进展，阐明了地面和太空工作将解决的紧迫问题未来十年，并倡导实现这些愿望所需的技术和资源。
2020-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
CHO-bearing molecules in Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
2004年，罗塞塔号航天器被送往彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科，进行有史以来第一次长期的彗星调查。在2014年抵达后，该航天器在彗星附近停留了两年多。在这两年中，罗塞塔号上的ROSINA双聚焦质谱仪（DFMS）发现了一个具有意外复杂化学成分的昏迷，其中包括许多含氧分子。确定彗星的确切成分是了解恒星形成区和原行星盘中富含有机化学物质的重要第一步，这些物质最终保存在彗星冰中。在这项研究中，实验室校准和空间数据分析的联合方法被用来进行详细的鉴定和定量的CHO化合物的昏迷的67 P/Churyumov-Gerasimenko。目标是导出质量高达100 u的CHO化合物相对于水的丰度。在这项研究中，2015年5月的秋分后时期代表了彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的最佳整体丰度。发现了各种各样的CHO-化合物，并推导出它们的丰度。最后，这些结果进行了比较，以丰富的CHO轴承分子在其他彗星，主要是从地面观测和建模。
2020-03-09 astro-ph.EP
Irradiation dose affects the composition of organic refractory materials in space: Results from laboratory analogues
上下文近红外和中红外观测表明，在太阳系、彗星核和半人马座、柯伊伯带和海王星外天体的表面存在有机耐火材料。在这些天体物理环境中，由于冷冻的挥发性化合物与宇宙射线、恒星/太阳粒子的相互作用，并受到热处理的影响，有机材料可以形成。对这些材料的实验室类似物的分析提供了关于其性质的信息，补充了观测结果。目的。我们提出了新的实验，有助于在空间的有机耐火材料的化学成分的理解。方法.我们用40 keV的H $^+$轰击冷冻的水、甲醇和氨的混合物，并将副产物加热到300 K。这些实验允许生产有机残留物，我们通过红外光谱法和超高分辨率质谱法进行分析，以研究其化学组成和高分子多样性，包括六亚甲基四胺及其衍生物的存在。结果我们发现，累积辐照剂量起着决定残留物的组成的作用。结论。基于实验室剂量，我们估计天体物理时间尺度足够短，以诱导有机耐火材料的表面上的冰体在外太阳系的有效形成。
2020-11-17 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.chem-ph
Volatile species in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko -- investigating the link from the ISM to the terrestrial planets
彗星含有大量的有机和无机物质。彗星中的许多挥发性分子也在星际介质中被观测到，其中一些甚至具有相似的相对丰度，表明它们在相似的条件下形成，甚至共享共同的化学途径。越来越多的证据表明，彗星继承并保存了从以前的进化阶段继承的物质的很大一部分，这可能表明在整个彗星形成区域都发生了普通的过程。通过撞击，这些物质的一部分也被运送到了内行星系，包括类地行星。虽然彗星已被排除为陆地海洋水的主要贡献者，但向地球大气层输送大量挥发性物质，并因此向其生物质输送有机分子的可能性似乎更大。彗星含有许多与地球上生物过程有关的前生物物种和分子，因此被提议作为寻找地外生命中是否存在生物过程的潜在指示器。虽然彗星物质向地球的输送可能在生命的出现中发挥了至关重要的作用，但在彗星的非生物环境中存在这种所谓的生物特征分子使宇宙其他地方的生命探测变得复杂。
2019-08-08 astro-ph.EP
Molecules with ALMA at Planet-forming Scales (MAPS) VI: Distribution of the small organics HCN, C2H, and H2CO
有机小分子，如C2 H、HCN和H2 CO，是原行星盘中碳、氮和氧收支的示踪剂。利用ALMA大型程序的行星形成尺度（MAPS）对五个原行星盘中的C2 H、HCN和H2 CO谱线进行了高角分辨率（10-50 au）观测。我们推导出HCN和C2 H的柱密度和激发温度分布，并发现HCN发射出现在一个温和的（20-30 K）层中的磁盘，而C2 H是存在于相对温暖的（20-60 K）层。在HD 163296的情况下，我们发现在83 AU附近的一个尘埃间隙内的HCN和C2 H的柱密度减少，其中一颗行星被提出位于。我们推导出H2 CO柱密度分布假设温度在20和50 K之间，并发现略高的柱密度在较冷的磁盘周围的金牛座T星比周围赫比格Ae星。的H2 CO柱密度上升附近的CO雪线和/或毫米尘埃边缘的位置，这表明一个有效的释放H2 CO冰在外盘。最后，我们发现，这些磁盘的内部50 AU是丰富的有机物种，相对于水的丰度是类似的彗星值。因此，彗星可以将水和关键有机物运送到这些圆盘中的未来行星，类似于地球上可能发生的情况。本文是《天体物理学杂志增刊》MAPS特刊的一部分。
2021-09-14 astro-ph.EP astro-ph.SR
Emission from HCN and CH$_3$OH in comets. Onsala 20-m observations and radiative transfer modelling
这项工作的目的是表征HCN和CH $_3$ OH排放从最近的彗星。我们使用Onsala 20米望远镜在2016年12月至2019年11月期间搜索HCN向11颗最近且大多明亮的彗星样本的毫米跃迁。此外，CH $_3$ OH也在两颗彗星中进行了搜索。HCN样本包括星际彗星2 I/Borisov。对于短周期彗星46 P/Wirtanen，我们可以在大约一个月的时间跨度内监测HCN排放的变化。我们进行了辐射转移建模所观察到的分子发射，也包括时间依赖性的影响，由于脱气的分子。在6颗彗星中检测到HCN。其中两颗是短周期彗星，四颗是长周期彗星。在46 P/Wirtanen中检测到六个甲醇转变，使我们能够确定气体动力学温度。根据观测结果，我们使用随时间变化的辐射转移模型确定了分子产生速率。对于5颗彗星，我们可以确定HCN的混合比接近0.1%，使用当代水的生产率，$Q_\mathrm{H_2O}$，从其他研究。在我们对46 P/Wirtanen的监测观察中也发现了这种HCN混合比，但在这里，我们注意到在每日时间尺度上的偏差高达0.2%，这可能表明脱气活性的短期变化。从我们的彗星的辐射转移模型，我们发现，随时间变化的影响HCN水平人口的顺序为5-15%时，$Q_\mathrm{H_2O}$是$2\times 10^{28}\,\mathrm{mol\, s^{-1}}$。对于$Q_\mathrm{H_…
2022-02-07 astro-ph.EP
Gas Sources from the Coma and Nucleus of Comet 46P/Wirtanen Observed Using ALMA
本文利用 ALMA 高分辨率观测彗星 46P/Wirtanen 的六种分子，区分了彗核直接释气与近核冰粒升华及分布式彗发源的不同贡献，揭示了各分子的产生机制和丰度特征。
2023-06-19 astro-ph.EP astro-ph.GA
Observations of [O I] emission in Comets C/2014 Q2 (Lovejoy) and C/2007 N3 (Lulin): Possible Influence of Solar Activity on Oxygen Line Ratios
Appalachian State University（阿巴拉契亚州立大学）；University of Maryland（马里兰大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究通过观测 [O I] 发射探讨太阳活动对彗星氧线比值影响，比较不同模型对 CO₂ 浓度的预测与空间测量结果。
2026-04-23 astro-ph.EP
Gaseous atomic nickel in the coma of interstellar comet 2I/Borisov
2019年8月31日，一颗星际彗星在经过太阳系时被发现（2 I/鲍里索夫）。根据最初的成像观察，2 I/鲍里索夫似乎与普通的太阳系彗星完全相似-这是在之前唯一已知的星际访客1 I/'Oumuamua的多重特性之后的一个意想不到的特征。2 I/Borisov的光谱研究确定了来自CN，C2，O I，NH 2，OH，HCN和CO的熟悉彗星排放物，揭示了与富含一氧化碳的太阳系彗星相似的成分。在温度>700 K时，彗星还显示出由富含金属的尘埃颗粒升华产生的金属蒸气。然而，由于所需的高温，气态金属的观测一直局限于明亮的太阳裙和掠日彗星和巨大的恒星坠落的系外彗星。在这里，我们报告的光谱检测原子镍蒸气在冷昏迷的2 I/鲍里索夫观察到的日心距离为2.322 au -相当于180 K的平衡温度。2 I/Borisov中的镍似乎来源于寿命为1 au的短寿命含镍分子，其生成速率为$340^{+260}_{-200}$原子s $^{-1}$，或相对于OH为0.002%，相对于CN为0.3%。在2 I/鲍里索夫彗星的彗发中检测到气相镍，这与同时在太阳系彗星的冷彗发中发现这种原子（以及铁）是一致的。
2021-05-19 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Exploring organic chemistry in planet-forming zones
在过去的几年里，人们开始用斯皮策和高分辨率的地面数据来探索行星盘形成区中CO以外的分子的化学性质。然而，这些研究只集中在一些简单的分子上。本研究的目的是把观测约束的存在下，更复杂的有机和含硫分子预测是丰富的化学模型的磁盘和模拟高分辨率的光谱，鉴于未来的任务。在10-30微米的近边对盘IRS 46和GVTau的高S/N Spitzer光谱被用于搜索各种分子的中红外吸收带。这些磁盘是很好的实验室，因为吸收研究不会受到低线/连续比，困扰发射数据。简单的LTE板模型用于推断柱密度（或上限）和激发温度。HCN，C2 H2和CO2的条带被清楚地检测到对这两个源。HCN和C2 H2吸收发生在Tex为400-700 K的暖气体中，而CO2吸收发生在约250 K的较冷气体中（如Lahuis 2006）。未检测到其他吸收特征。这些分子的限制，并与磁盘模型进行比较。推断的比率wrt。C2 H2和HCN与高温气体中的化学模型大致一致。紫外线照射磁盘表面的模型一般同意比纯X射线模型。对NH3/HCN的限制意味着含冰的NH3的蒸发仅是次要的贡献者。推断出的比率也与彗星中发现的比率相比较，这表明部分彗星物质可能来自温暖的内部气体。高分辨率模拟表明，JWST，ELTs，SOFIA和SPICA上的未来仪器可以探测到一个数量级的低比率，并对模型施加重要的新约束，特别是如果推到高S/N比。
2012-12-14 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Cold and warm electrons at comet 67P
很长一段时间以来，人们一直预测彗星彗发中中性气体上的强电子冷却，但实际测量的低电子温度很少。本文介绍了利用Rosetta朗缪尔探针仪，在空间站上对等离子体密度、电子温度和空间飞行器电势进行的现场测量。在距离原子核几百公里的范围内获得的数据主要是一个温暖的组成部分，在所有的日心距离（1.25至3.83 AU），电子温度通常为5 - 10 eV。温度不高于约0.1 eV的冷分量出现在数据中，作为高探测电流的短脉冲（几秒到几十秒），表明等离子体密度的局部增强以及电子温度的降低。这些脉冲最早出现在3天文单位附近，并在近日点附近出现较长时间。脉冲出现的一般模式遵循中性气体和等离子体密度的模式。我们还没有发现任何只有冷电子存在的时期。到罗塞塔的电子通量总是以较高的能量为主，驱动航天器的电位为-10 V。温暖的（5--10 eV）电子群被解释为电子保留了它们在电离过程中释放时获得的能量。有时观察到的电子温度低于0.1 eV的冷人口验证碰撞冷却的昏迷。冷电子只与热电子一起被观察到。冷人口的一般外观似乎是一致的哈塞尔样模型，也隐含支持耦合的离子的中性气体。膨胀的冷等离子体是不稳定的，形成我们观察到的脉冲丝。
2017-05-24 astro-ph.EP physics.space-ph
