Origin of Martian Moons from Binary Asteroid Dissociation
火星卫星火卫二和火卫一的起源是有争议的。关于它们起源的一个假设是它们是被捕获的小行星，但这一机制需要一个非常稠密的火星大气层，而太阳轨道上的小行星可以释放足够的轨道能量被捕获到火星轨道的机制还没有得到很好的解释。自从伽利略号空间探测器发现小行星Ida有一颗卫星“Dactyl”以来，已经发现许多小行星的轨道上有较小的小行星。小行星卫星的存在为捕获火星卫星（以及外行星的小卫星）提供了一种机制。当一颗双星小行星靠近一颗行星时，潮汐力会将月球从小行星上剥离。根据相位，小行星可以被捕获。显然，同样的过程也可以用来解释太阳系中任何一颗小卫星的起源。
2009-03-19 astro-ph.EP
The binary Yarkovsky effect on the primary asteroid with applications to singly synchronous binary asteroids
本文研究主小行星的双体亚尔科夫斯基效应（BYP），通过数值方法得出经验修正解，发现其将主小行星推向同步轨道，影响时间尺度长于BYS，建议研究双小行星长期动力学时考虑BYP、BYORP及潮汐效应。
2024-11-28 astro-ph.EP
Binary asteroids in mean-motion resonances
Astronomical Observatory, Volgina 7, 11060 Belgrade 38, Serbia（贝尔格莱德天文台）；Faculty of Mathematics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学数学学院）
研究发现均速共振对双星小行星的形成和演化有重要影响，尤其在Trans-Neptunian区域和NEOs区域表现出较高的共振比例。
2025-12-10 astro-ph.EP
A new equilibrium state for singly synchronous binary asteroids
小行星自转状态的演化受YORP效应的控制，但有些小行星可以通过达到稳定平衡来停止YORP演化。对于受到BYORP效应影响的双星小行星也是如此。在这里，我们讨论一种新类型的平衡，结合这两个，这是可能的，在一个单一的同步二元系统。这种平衡发生时，正常的YORP，切向的YORP和二进制YORP相互补偿，和潮汐力矩之间的系统的组件和耗散能量的角动量分配。这样一个系统如果不受扰动，将永远保持单一同步，具有恒定的自旋和轨道速率，因为潮汐力矩以相同的速率耗散入射太阳光的能量。在二元系统中存在这种平衡的概率被发现是在百分之几的顺序。
2018-03-27 astro-ph.EP
Binary YORP and Evolution of Binary Asteroids
千米级近地小行星的自转状态会受到YORP效应的影响。在一个相关的效应中，双星YORP（BYORP）双星小行星的轨道特性在辐射效应下演变，主要作用于潮汐锁定的次级行星。BYORP效应可以改变$\sim 10^{4-5}$年中的轨道要素，以使$D_{p}=2\;km$主要轨道要素与$1\; AU$的$D_{s}=0.4\; km$次要轨道要素发生变化。它可以分离二元组分，也可以使它们碰撞。本文设计了一种简单的方法来计算小行星的YORP效应和双星的BYORP效应，包括由于主扁率和太阳引起的$J_2$效应。我们将其应用于具有已知形状的小行星以及一组具有不同平滑度的随机生成的天体。我们发现一个小行星的YORP和BYORP效应的强度之间有很强的相关性。因此，对一个的统计知识可以用来估计另一个的影响。我们表明，BYORP的行动优先收缩，而不是扩大的二元轨道和YORP优先减慢小行星。这一结论适用于本工作中研究的两种极端导热率，并假设小行星达到稳定点，但可能会分解为中等导热率。的YORP和BYORP的影响被证明是小于可以天真地预期，由于小尺度上的影响几乎取消。考虑到这一近取消，一个简单的数量级估计的YORP和BYORP的影响作为函数的大小和平滑的机构计算。最后，我们提供了一个简单的证明，表明有没有长期的影响，由于在BYORP的辐射吸收。
2010-12-21 astro-ph.EP
Long-term Stable Equilibria for Synchronous Binary Asteroids
同步双星小行星可能存在于一个长期稳定的平衡中，其中来自互体潮汐的相反扭矩和双星YORP（BYORP）效应相互抵消。在该平衡内部，互体潮汐比BYORF效应更强，互轨道半长轴扩展到平衡;在平衡外部，BYORF效应主导演化，系统半长轴将收缩到平衡。如果观测到的小型（直径0.1 - 10公里）同步双星处于不再演化的静态配置，那么这将通过BYORP效应的观测测试中的零结果得到证实。这种平衡的确认存在，加上该系统次级的形状模型，使得能够通过潮汐理论直接研究小行星的天体物理学。如果用规范的“整体”地球物理模型来描述，观测到的同步小行星群不可能存在于这种平衡状态。\citet{Goldreich2009}提出的“碎石堆”地球物理模型是足够的，但它预测的潮汐勒夫数与小行星的半径成正比，而最适合的数据预测的潮汐勒夫数与半径成反比。这种偏离规范和\citet{Goldreich2009}模型的现象激发了未来小行星天体物理学的研究。正在进行的BYORP探测活动将确定这些系统是否处于平衡状态，未来对次级形状的确定将允许直接确定小行星的地球物理参数。
2011-06-07 astro-ph.EP
Dynamics of rotationally fissioned asteroids: Source of observed small asteroid systems
我们提出了一个模型的近地小行星（NEA）的旋转裂变和随后的动态，描述了创建同步双星和所有其他观察到的NEA系统，包括：双同步双星，高电子双星，三元系统，接触双星。我们的模型只假定Yarkovsky-O 'Keefe-Radzievskii-Paddack（YORP）效应，“碎石堆”小行星物理学和引力相互作用。YORP效应扭转“碎石堆”小行星，直到小行星达到其裂变自旋极限，各组成部分进入相互围绕的轨道（Scheeres，D. J.[2007]。Icarus 189，370-385）。非球形引力势将自旋态耦合到轨道态，并混沌地驱动系统沿着两条主要由质量比区分的演化轨道走向所观察到的小行星类。与此相关的是一个新的双星过程，称为次级裂变-双星系统的次级小行星通过引力扭矩旋转加速，直到它裂变，从而产生一个混乱的三元系统。最初的混沌双星可以通过裂变的次级小行星撞击主小行星、太阳引力扰动和互体潮汐的成分来稳定，以创建同步双星。这些结果强调了母小行星内部初始组件尺寸分布和配置的重要性。近地小行星在内太阳系的大约1000万年的寿命中可能会经历多个双星周期和许多由YORP引起的旋转裂变。旋转裂变和随之而来的动力学是所有NEA系统的原因，包括最常见的同步双星。
2014-04-03 astro-ph.EP
Doubly Synchronous Binary Asteroid Mass Parameter Observability
完整的两体问题（F2BP）常被用来模拟双小行星系统，将两个物体表示为两个有限的质量分布，其动力学受相互重力势的影响。F2BP的涌现行为是质量分布的高度耦合的平移和旋转相互运动。一大部分的特征二元小行星似乎是在或接近双同步平衡，这发生在两个机构的潮汐锁定和在一个圆形的共同轨道。对于非平面系统，关于这个平衡的稳定振荡可以被证明是系统的七个基频和相互轨道率的组合。基频的出现作为中心流形的线性周期确定的平衡，这是严重影响每个物体的质量参数。我们利用这八个动力学约束条件，通过动态观测来研究双星小行星质量参数的可观测性。这是通过推导双同步系统的基频和质量参数之间的关系来实现的。这种关系使我们能够显示的灵敏度的动力学质量参数的变化，首先为平面动力学，然后为非平面动力学。在这样做时，我们能够基于观测质量来预测质量参数的理想化估计协方差，并定义期望质量参数的理想化观测精度。我们将这些工具应用于617 Patroclus，一个双同步特洛伊二进制文件和LUCY任务的飞越目标，以及冥王星和Charon系统，以预测相互行为
2019-10-10 astro-ph.EP
Equilibrium rotation states of doubly synchronous binary asteroids
双同步双星小行星同时经历YORP和BYORP，前者与轨道半径无关，而后者与半径线性相关。在许多系统中，YORP和BYORP可以在某个半径处相互补偿，从而导致平衡态，其他轨道在其演化过程中收敛到该平衡状态。我们推导出数学形式主义的无量纲的YORP和BYORP系数的平衡。我们计算YORP和BYORP系数的一组光度和雷达形状模型，并找到平衡是比较常见的。
2017-08-26 astro-ph.EP
Apsidal Precession in Binary Asteroids
本文通过数值模拟研究双小行星中次星形状与自旋对轨道拱线进动的影响，并结合Didymos观测推断Dimorphos在DART撞击后被显著拉长，同时揭示次星非主轴旋转可导致近心点经度混沌演化。
2024-06-06 astro-ph.EP
Thermophysical Model Development for Hera Mission to Simulate Non-Gravitational Acceleration on Binary Asteroid
本文开发了小行星动力学模拟器Astroshaper的热物理建模功能，用于计算表面温度分布并预测热辐射引起的非引力加速度，以支持Hera等探测任务并研究小行星的动力学演化。
2023-09-07 astro-ph.EP
Irregular satellites of Jupiter: Capture configurations of binary-asteroids
巨行星的不规则卫星的起源是太阳系形成理论这一巨大“谜题”的重要组成部分。这是公认的，他们不是“原位”形成的物体，在地球周围，因为被认为是定期的。那么，解释它们起源的最合理的假设是它们在其他地方形成并被行星捕获。然而，限制性三体问题动力学的捕获具有暂时性，这就需要辅助捕获机构的作用。然而，并不存在一个完善的捕获机制。在这项工作中，我们试图了解双星小行星捕获机制的哪些方面可能有利于永久捕获双星小行星中的一个成员。我们考虑四体动力系统太阳、木星、双小行星，对捕获轨迹进行了八千多次数值模拟。我们将问题限制在圆平面的椭圆形情况下，积分时间为10^4年。关于二进制特征，我们注意到1）更紧密的二进制比大分离的二进制更容易产生永久捕获。我们还发现，2）次要成员的永久捕获概率比主要成员的永久捕获概率更有表现力。另一方面，在捕获破坏过程的各个方面中，4）伪东正交被认为是二元破坏瞬间非常可能的捕获角配置。此外，我们还发现，在与木星交会时发生分裂的双星小行星被捕获的几率更高。这些结果表明，太阳对双星小行星的捕获动力学起着非常重要的作用。
2010-02-11 astro-ph.EP
Rotation Periods of Binary Asteroids with Large Separations - Confronting the Escaping Ejecta Binaries Model with Observations
Durda等人（2004年）利用数值模型提出，具有大间隔的双星小行星，称为逃逸抛射双星，可能是由破坏性撞击事件抛射出的碎片产生的。最近发现的六颗双星小行星被认为是EEB，因为它们的成分之间的分离度很高（~100 > a/Rp > ~20）。然而，由我们的小组和其他人测量的六个物体中的四个的旋转周期表明，这些疑似EEB的旋转速率为2.5至4小时。由于这些二元小行星的组成部分尺寸很小，与这种快速旋转有关，我们得出结论，旋转裂变机制，这是热YORP效应的结果，是最有可能的形成场景。此外，对这些天体的YORP效应进行缩放显示，其时间尺度短于承载这些二元小行星的三个相关平山家族的估计年龄。因此，只有最大的（D~19公里）疑似小行星，（317）Roxane，实际上可能是唯一已知的EEB。此外，我们的研究结果证实了（3749）Balam的三重性质，通过测量其光变曲线上的相互事件，这些事件与附近卫星的轨道周期相匹配。对（1509）Esclangona在不同显灵时的测量显示了一种独特的光变曲线形状，这可以用颜色变化来解释。
2010-12-21 astro-ph.EP
Barrel Instability in Binary Asteroids
大多数近地行星卫星都处于同步自转状态，这通常是潮汐扰动的稳定终点。土星的卫星土星是一个显着的例外，有一个混乱的旋转。彗星的动力学状态是其高偏心率和高度长扁的形状的结果（Wisdom et al. 1984）。由于许多双星小行星也有拉长的秒速，偏心双星中的卫星预计会出现混乱的旋转（Saukuk和Nesvornaly，2010），少数小行星秒速可能处于这种状态（Pravec等人，2016）。二次旋转的问题对于BYORP效应的作用也很重要，BYORP效应可以快速演变同步（但不是非同步）二次旋转的轨道（Rumanuk和Burns，2005年）。在这里，我们报告的结果，一个大的短期数值模拟表明，除了同步和经典的混沌旋转，近在不规则形状的小行星secondaries可以占据一个额外的，中间的旋转状态。在这种“桶形不稳定性”中，次级线圈沿着它的长轴缓慢地滚动，而最长的轴基本上与初级线圈-次级线圈的线保持一致。这种行为可能比完全混沌的旋转更难通过光变曲线检测到，但同样会关闭BYORP。我们表明，二进制的偏心率，分离测量次级的半径和次级的形状都是重要的，以确定系统是否解决同步旋转，混沌翻滚，或桶不稳定。我们比较我们的合成小行星与已知的二进制对的结果，以确定这些行为可能存在于近地小行星二进制人口。
2021-10-16 astro-ph.EP
Formation of the Moon and Binary Asteroids
该研究提出多撞击模型解释月球、Charon和双小行星的形成，通过原始卫星盘和撞击过程解释月球铁含量低及碎片稳定轨道的现象。
2025-12-26 astro-ph.EP
Energy Dissipation in Synchronous Binary Asteroids
同步双星小行星可能会经历关于其潮汐锁定平衡的天平动，这将导致能量耗散。这是小行星撞击和偏转评估的一个重要专题，在Didymos双星小行星系统中，DART动力学撞击造成的激发可能会在赫拉到达调查撞击影响之前通过消散而减少。我们建立了一个双小行星能量耗散的数值模型，以探讨不同的系统配置如何影响能量耗散的速率。我们发现翻滚的同步状态消除了系统的趋势，在短时间尺度（几年）的振动阻尼，但不超过长时间（数百年）取决于材料条件。此外，阻尼的振动，偏心率和波动的半长轴主要取决于刚度的二次，而半长轴长期膨胀率是由刚度的主要，如预期的。在次级系统中经历稳定的平面天平动的系统可以在仅仅几年后看到天平动振幅的明显减少，这取决于次级系统的刚度，因此在赫拉对Didymos的调查中应该考虑耗散。对于一个非常耗散的次级经历稳定的天平动，赫拉可能能够计算出在Dimorphos中的天平动阻尼率，从而限制其潮汐参数。
2022-10-19 astro-ph.EP
Dumb-bell-shaped equilibrium figures for fiducial contact-binary asteroids and EKBOs
在这项工作中，我们调查的平衡数字的哑铃形序列，我们仍然不太熟悉。研究表明，这些细长的非凸图形可能会取代经典的“罗氏双星近似”来模拟假定的花生形或接触双星小行星。最合适的哑铃形状，结合已知的旋转周期的对象，提供这些对象的体积密度的估计。这类新的数学数字已经在三个值得注意的小天体的观测光变曲线上成功地进行了测试：主带小行星216 Kleopatra，特洛伊小行星624 Hektor和Edgewolt-Kuiper带天体2001 QG 298。使用直接观测的Kleopatra和Hektor获得高空间分辨率的技术和拟合的哑铃形的解决方案的大小，我们推导出新的物理特性的等效半径和体积密度。特别是，越来越不充分的雷达形状模型解释任何类型的观测克娄巴特拉（光变曲线，AO图像，恒星掩星）在一个令人满意的方式表明，克娄巴特拉更有可能是一个哑铃形的对象比“狗骨头”。
2014-10-29 astro-ph.EP
Binary Asteroid Encounters with Terrestrial Planets: Timescales and Effects
许多与类地行星近距离相遇的小行星都处于双星结构中。在这里，我们计算相关的遭遇时间尺度和调查的影响，遇到一个二进制的共同轨道。我们使用的分析和数值方法与广泛的初始条件相结合。我们的测试案例包括通用的二进制接近，适度，和广泛的分离，以及七个良好的特点近地二进制。我们发现，近的方法（<10地球半径）发生在几乎所有的双星1-10万年的时间尺度。在这样的距离，我们的研究结果表明大幅修改二进制的半长轴，偏心率和倾角，我们量化。在30个地球半径范围内的相遇通常发生在百万年以下的时间尺度上，并对更广泛的双星产生重大影响。近地双星生命中的重要过程，如潮汐和辐射演化，可以被行星遭遇改变或停止。
2011-11-11 astro-ph.EP
Resonant Networks of Spin-Orbit Coupling in Ellipsoid-Ellipsoid Binary Asteroid Systems
School of Astronomy and Space Science, Nanjing University（南京大学天文与空间科学学院）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics in Ministry of Education, Nanjing University（南京大学现代天文与天体物理教育部重点实验室）
研究双小行星系统中自转-轨道耦合共振的动态演化，通过构建全局哈密顿框架揭示多共振模式的相互作用与动力学边界。
2026-05-14 astro-ph.EP
Constraints on the perturbed mutual motion in Didymos due to impact-induced deformation of its primary after the DART impact
双星近地小行星（65803）Didymos是美国宇航局提出的双小行星重定向测试（DART）的目标，这是小行星撞击和偏转评估（AIDA）任务概念的一部分。在这次任务中，DART航天器计划撞击Didymos的次级天体，扰乱该系统的相互动力学。主天体目前的自转周期接近小行星的自转势垒，由于DART撞击，从次级天体喷射出的物质很可能到达主天体。这些条件可能会导致原生层由于山体滑坡或内部变形而重塑，从而改变永久重力场。在这里，我们提出，如果形状变形的主要发生，系统的相互轨道将受到扰动，由于在重力场的变化。我们使用的数值模拟技术的基础上充分的两体问题，调查的形状效应Didymos的相互动力学DART影响后。结果表明，在体积不变的情况下，形状变形引起相互运动的强烈扰动。我们发现形变过程总是导致系统的轨道周期变短。如果由于DART的撞击，一次星两极厚度大于~0.4米的表面层向下移动到赤道区域，地面测量将探测到系统轨道周期和一次星自旋周期的变化。
2017-08-06 astro-ph.EP
Numerical investigations of the orbital dynamics around a synchronous binary system of asteroids
本文通过数值方法研究了同步双小行星系统共线平衡点附近的周期轨道族，分析了其稳定性与分岔，并与限制性三体问题结果对比，揭示了系统附近的动力学行为。
2023-07-18 astro-ph.EP
Probing the Dark Solar System: Detecting Binary Asteroids with a Space-Based Interferometric Asteroid Explorer
随着引力波天文学的出现，利用干涉测量技术的天体物理学研究已经开始探测宇宙中以前未知的部分。在这项工作中，我们调查的潜力，一个新的干涉实验研究一组独特的引力相互作用的来源在我们的太阳系：二元小行星。我们提出了第一个研究通过引力信号探测二进制小行星。我们确定的干涉仪的灵敏度检测人口的小行星带的二元小行星。我们发现，空间的引力波探测器LISA将有微不足道的能力来检测这些源，因为这些信号将远低于LISA噪声曲线。因此，我们提出了一个4.6 AU和一个1 AU的臂长干涉仪专门用于二进制小行星探测，目标频率之间的$10^{-6}$和$10^{-4}$赫兹。我们的研究结果表明，检测的二元小行星与天基引力波干涉仪是可能的，虽然非常困难，需要大幅改善干涉技术，目前提出的天基任务。如果能够达到这一门槛，就可以用干涉仪来绘制小行星带的地图，从而对我们太阳系的演变进行新的研究。
2022-03-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Non-principal axis rotation in binary asteroid systems and how it weakens the BYORP effect
利用粘弹性质量/弹簧模型模拟，我们探讨潮汐演化和迁移的紧凑的二元小行星系统。我们发现，在次级被捕获到自旋同步状态后，次级中的非主轴旋转可以是长寿命的。次级的长轴可以沿着连接次级和初级的矢量保持大致对齐，而次级围绕其长轴来回摆动。向内的轨道半长轴迁移也可以共振激发非主轴旋转。通过对三角形表面网格上太阳辐射力的估算，我们发现BYORP效应引起的力矩的大小对次级粒子的自旋状态很敏感。在1：1自旋轨道共振内的非主轴旋转可减小BYORP扭矩或导致其方向上的频繁反转。
2021-11-19 astro-ph.EP
Matching asteroid population characteristics with a model constructed from the YORP-induced rotational fission hypothesis
从一个全面的小行星种群演化模型的结果，我们得出的结论是，YORP引起的旋转裂变假说可以与观测到的人口统计的小行星在主带，包括联星和接触联星。这一模型的基础是Marzari等人（2011年）的小行星自转模型，其中结合了YORP效应和碰撞演化。这项工作增加了旋转裂变假设和Jacobson & Scheeres（2011）的二元演化模型。小行星种群演化模型受到这些和其他先前工作的高度约束，因此它只有两个重要的自由参数：旋转裂变事件后形成的低质量比双星与高质量比双星的比率和双星YORP（BYORP）效应的平均强度。我们成功地再现了小行星人口的特征统计：二进制分数，快速二进制分数，稳态质量比分数和接触二进制分数。我们发现，为了使模型最好地匹配观测结果，旋转裂变产生高质量比（$> 0.2$）二元组分，其频率是低质量比（$< 0.2$）组分的4到8倍，其中质量比是次级组分的质量除以初级组分的质量。这与旋转后裂变双星系统的质量比是从平坦或正的浅分布中得出的一致，因为高质量比仓的大小是低质量比仓的四倍;这与观察到的稳态双星质量比相反，后者具有负的陡峭分布。这可以在BYORP-潮汐平衡假设的背景下理解，该假设预测低质量比双星比高质量比系统生存的时间要长得多。
2016-05-19 astro-ph.EP
The Formation of the Wide Asynchronous Binary Asteroid Population
我们提出并分析了一种新的机制，形成广泛的异步二进制人口。相对于大多数近地和主带小行星系统，这些双星小行星有着较宽的半长轴。已确认的成员有快速旋转的主星和没有潮汐锁定的卫星。以前提出的形成机制，从影响喷出物，行星飞掠和直接从旋转裂变事件不能满足所有的意见。新假设的机制如下：（i）这些系统是由旋转裂变形成的，（ii）它们的卫星是潮汐锁定的，（iii）它们的轨道被BYORP效应扩展，（iv）它们的卫星由于次级天平动和相互轨道之间的绝热不变性而不同步，（v）次级由于YORP效应而避免了非同步化。这一看似复杂的事件链是具有特定形状卫星的双星的自然路径，这定义了作用于系统的BYORP效应扭矩。在详细介绍了理论之后，我们分析了每个宽异步二进制成员和候选者，以评估它们最可能的形成机制。最后，我们提出了未来可能的观测结果来检验和约束我们的假设。
2013-11-19 astro-ph.EP
Rotation-induced granular motion on the secondary component of binary asteroids: Application to the DART impact on Dimorphos
美国航天局的双小行星重定向试验（DART）任务将对Didymos双小行星系统的第二个组成部分Dimorphos进行动力学撞击，这将激发Dimorphos的动力学状态，并导致关于同步状态的显著天平动和可能的混沌非主轴旋转。虽然这种特殊的结果是人为造成的，但双星系统的许多其他次级成分也倾向于这种奇异的自旋状态。对于处于受激自旋状态的卫星，随时间变化的潮汐和旋转环境可导致显著的表面加速度。根据具体情况，这种机制可能会驱动次级表面上的颗粒运动。我们模拟了一个Didymos一样的二进制小行星系统的动力学演化，使用完全耦合，三维模拟代码。然后，我们计算了时变的重力和旋转加速度的感觉在整个表面上产生的次级的扰动动力学状态。我们发现，一个激发的自旋和轨道可以引起大的变化，在有效的表面斜率，潜在地触发颗粒运动和表面刷新。然而，对于DART撞击的情况，这种影响高度依赖于许多未知因素，例如Dimorphos的详细形状，体积密度，表面地质和转移的动量。除了Didymos系统和DART任务之外，这种效应对一般的双星系统也有重要的影响。
2022-07-28 astro-ph.EP
A new non-convex model of the binary asteroid (809) Lundia obtained with the SAGE modelling technique
我们提出了一个新的非凸模型的双小行星（809）Lundia。采用SAGE（Shaping Asteroids with Genetic Evolution）方法计算了该双星系统的物理参数。（809）Lundia模型改进了原系统的极解，给出了轨道极的黄道坐标- $λ=122^{\circ}$，$β=22^{\circ}$，$σ=\pm5^{\circ}$ -和轨道周期$15.41574 \pm 0.00001$ h。为了缩放我们的结果，我们使用从斯皮策观测获得的$D_{eff} = 9.6 \pm 1.1$ km的有效直径。组件的非凸形描述允许组件体积的精确计算，导致密度估计为$2.5\pm0.2$ g/cm $^3$，大孔隙率为13-23\%。模型的中尺度特征也可能为组分的起源和演化提供新的线索。
2019-05-20 astro-ph.EP
Formation and Evolution of Binary Asteroids
几乎在每一个已知的小天体群中都发现了小行星的卫星，而已知卫星的一个显著特点是它们的性质的多样性。它们讲述了一个关于形成和演化机制的巨大差异的故事，这些机制是太阳系历史开始时星云环境的大小、与太阳的距离以及未来4.5 Gyr的动力学环境的函数。这些系统的存在本身就为研究作用于小行星的各种物理过程提供了实验室，而其动力学则为其物理特性提供了宝贵的探测手段，否则只有航天器才有可能做到这一点。在理解双星系统的形成和演化方面取得的进展得到了以下方面的帮助：1）已知系统的目录不断增加，从Merline等人（2002）Asteroids III章节到现在，从33个增加到近250个，2）对单个系统的详细研究和长期监测，如1999 KW 4和1996 FG 3，3）发现新的二元系统形态和三元系统; 4）发现似乎是二元动力学演化路径的终态的未束缚系统。特别是对于小天体（直径小于10公里），这些观测和发现激发了理论工作，发现热力可以有效地驱动小行星的旋转破裂。通过长期监测，可以通过潮汐、热力和刚体物理学的结合，对该系统的动态演变进行研究。离群值和分裂对推动了理论工作，以探索广泛的进化终态。
2015-06-22 astro-ph.EP
Eclipsing Binary Trojan Asteroid Patroclus: Thermal Inertia from Spitzer Observations
利用斯皮策空间望远镜上的红外光谱仪（IRS），首次对L5-Trojan系统（617）Patroclus-Menoetius进行了中红外（8-33 μ m）观测，在两次阴影事件之前、期间和之后，有效地实时观测到小行星地面温度的变化，从而可以非常直接地确定其热惯性。一个新的详细的二元热物理模型，该模型考虑了系统的已知的相互轨道，任意组件的形状，以及在日食的存在下的热传导。我们得到两个局部热惯性值，代表各自的阴影区域：21+/14 MKS和6.4+/-1.6 MKS。平均热惯性估计为20+/-15 MKS，可能具有显著的表面异质性。这是特洛伊小行星的第一次热惯性测量，表明其表面覆盖着精细的风化层。帕特洛克罗斯和梅诺提乌斯的直径分别为106 +/-11和98+/-10公里，与先前的发现一致。结合已知的系统总质量，这意味着它的体积质量密度为1.08 +/-0.33 g/cm 3，明显低于L4-特洛伊小行星（624）Hektor的质量密度，并表明它的体积组成主要是水冰。
2009-08-27 astro-ph.EP
The binary near-Earth asteroid (175706) 1996 FG3 - An observational constraint on its orbital evolution
利用我们在1996年至2013年之间进行的测光观测和其他已发表的数据，我们得出了近地小行星（175706）1996 FG 3的特性，包括限制相互轨道演变的新测量结果，这些测量结果可能会对整个小行星群产生影响。我们还改进了先前确定的两个组件的参数值，使1996年FG 3最好理解的双小行星系统之一。我们确定的轨道向量比以前精确得多，我们还对轨道的稳定性进行了限制。具体来说，轨道极点的黄道经度和纬度分别为266°和-83°，不确定区域的平均半径为4°，轨道周期为16.1508 +/- 0.0002 h（所有引用的不确定度对应于3 sigma）。我们寻找卫星平均距平的二次漂移，得到的值为0.04 +/- 0.20 deg/yr ^2，即，与零一致。漂移显著低于McMahon和Scheeres的纯二元YORP（BYORP）理论所预测的（McMahon，J.，Scheeres，D. [2010年]。Icarus 209，494-509），并且与Jacobson和Scheeres（Jacobson，S.A.，Scheeres，D. [2011年]。ApJ Letters，736，L19）。基于平衡假设，我们导出了品质因数与潮汐勒夫数的比值Q/k = 2.4 × 10^5，其不确定性为5倍。我们还利用假设小行星物质对潮汐力有弹性响应的理论，推导出刚性和品质因数的乘积μ Q = 1.3 x 10^7…
2014-09-15 astro-ph.EP
Searching for Binary Asteroids in Pan-STARRS1 Archival Images
我们开发了两种不同的点扩散函数（PSF）分析技术，发现宽分离的二元小行星在广泛的领域调查。然后，我们将这些技术应用于Pan-STARRS 1捕获的4至60公里大小的主带小行星的图像。Johnston（2019）列出了不到10个已知的双星，在这个尺寸范围内，分离大于主希尔半径的10%，因此发现更多宽的双星小行星对于理解双星稳定性的极限和提高我们对小行星质量的认识至关重要。我们通过以下方式分析每张图像：i）将小行星椭圆PSF的长轴方向与其在天空中的非恒星速率进行比较，以及ii）将通过沿小行星运动方向折叠图像所创建的一维中值轮廓与附近的场星进行比较。对于这两种方法，我们标记了任何与预期的单个小行星测量结果显著偏离的结果，并且具有最多标记的目标被确定为二元候选者，以供高灵敏度成像确认。
2022-06-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Impact flux of asteroids and water transport to the habitable zone in binary star systems
到目前为止，对系外行星的观测已经发现了50多个双星系统，其中有71颗行星。我们预计这些数字会增加，因为太阳附近超过70%的主序星是双星或多星系统的成员。在这样的系统中，行星的运动强烈地依赖于恒星系统的参数（恒星分离和离心率）和行星系的结构（行星的数量和它们的轨道行为）。如果一颗类地行星在其主星的所谓宜居带（HZ）内运动，那么这颗行星的宜居性取决于许多参数。一个关键因素当然是水量。在这项工作中，我们调查的运输水从超越雪线的HZ在一个双星系统，并将其与一个单一的恒星系统。
2015-05-26 astro-ph.EP
Astrometric detection of binary asteroids
双星小行星探测热辐射对主带小行星演化的影响。我们讨论了通过天体测量中光中心绕质心的摆动来探测小行星双星系统的可能性。这种方法能够探索二元小行星的相空间，这是很难探索使用普通的检测技术。我们描述了一个前向模型，该模型将光中心位置相对于质心投影，就像观察者看到的那样。我们研究了这种方法的性能，使用模拟类盖亚数据。我们应用天体测量方法的盖亚DR 2太阳系目录的一个子集，并没有发现显着的证据，二元小行星。这可能是因为盖亚DR 2消除了天体测量异常值，在我们的情况下，这可能是由于天体物理信号。将这种方法应用于双星小行星（4337）Arecibo，盖亚DR 3报告了一个可能的天体测量信号，周期为P = 32.85+/-0.38小时，揭示了一个可能的2.2-sigma解决方案，周期为16.26小时（大约是报告周期的一半）。相对于盖亚DR 2太阳系目录中的整个小行星群，我们发现Pravec等人的已知双星小行星群中有一个小的，稍微显着的，过量的天体测量噪声。我们还讨论了一些警告，如岁差和小行星旋转。
2023-01-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Relative Equilibria and Periodic Orbits in a Binary Asteroid Model
本文提出平面四体 Binary Asteroid Problem，证明其至少存在6个相对平衡与10族单参数周期轨道，并通过对称约化及直接分析说明各轨道族的来源。
2023-06-01 astro-ph.EP math.DS
Rapid formation of binary asteroid systems post rotational failure: a recipe for making atypically shaped satellites
本研究通过模拟碎石堆小行星旋转失效后的碎片盘演化，提出潮汐遭遇与合并机制可快速形成扁球或双瓣状卫星，解释了观测到的非典型卫星形状。
2024-07-22 astro-ph.EP
A Study on Binary Asteriod System Deflection
本研究关注小行星撞击威胁，围绕约15%小行星属于双体或三体系统这一事实，探讨双小行星系统的偏转问题。
2023-07-12 astro-ph.EP
Ejecta Cloud from a Kinetic Impact on the Secondary of a Binary Asteroid: I. Mechanical Environment and Dynamic Model
了解撞击后喷出物云的动态对于规划对小行星的动能撞击飞行任务至关重要，而且对行星形成史也有重大影响。本文的目的是跟踪AIDA任务产生的喷出物的演变，该任务的目标是在2022年动力学撞击近地双小行星65803 Didymos的次级，并反馈必要的信息，AIDA正在进行的A阶段研究。我们提出了一个详细的动态模型，从一个二进制的小行星，综合所有相关的力量的基础上，以前的力学环境分析的喷出物云的模拟。我们应用我们的方法来深入了解Didymos对AIDA影响的预期反应，包括碎片和尘埃的后续演变。实验室实验的火山口比例关系被用来近似的喷出物质量和发射速度的分布。碎片的大小组成的模型与幂律拟合从实际小行星表面的观测。使用飞行任务规定的参数模拟全尺寸演示。我们报告的模拟结果，其中包括计算的喷出物云的传播和记录的历史喷出物吸积和逃逸。喷出物演化的剧烈期很短，随后是一个剩余喷出物逐渐被清除的阶段。太阳辐射压力在清除尘埃大小的喷出物方面证明是有效的，两周后的模拟结果表明，极轨道（垂直于双星轨道平面）上的大碎片比较小的喷出物和留在低纬度的喷出物具有生存优势。
2016-03-23 astro-ph.EP
Physical characterization and origin of binary near-Earth asteroid (175706) 1996 FG3
近地小行星（NEA）（175706）1996 FG 3是一个特别令人感兴趣的航天器目标：一个具有低Δ V日心轨道的双星小行星。它的卫星轨道提供了关于其质量密度的宝贵信息，而它的颜色和颜色表明它是原始的或C-复合体分类群的一部分。我们扩展了这个对象的物理特性与新的观测其发射在中红外（IR）波长和近红外反射光谱。我们得出一个面积等效系统直径为1.90 \pm 0.28公里（对应于近似组件直径为1.83公里和0.51公里，分别）和0.039 \pm 0.012的几何常数。1996 FG 3先前被归类为C型小行星，但结合0.4- 2.5微米的光谱和热修正后，显示分类为B型小行星;两者都与低测量的低轨道一致。动力学研究表明，1996 FG 3最有可能起源于内主小行星带。最近的研究表明，内主带（142）Polana家族可能是另一个低DeltaV B型NEA（101955）1999 RQ 36的起源。1996年FG 3的类似起源需要由重叠的木星7：2和火星5：9平均运动共振传递，而不是nu-6共振，我们发现这是一个低概率，但可能的起源。
2012-03-21 astro-ph.EP
Binary Asteroid Systems: Tidal End States and Estimates of Material Properties
完全消旋，双同步的潮汐演化的结束状态的位置推导出的球形组件。除了几乎相等质量的双星外，双星小行星系统正处于漫长的潮汐演化过程中，远离它们完全同步的潮汐结束状态。材料强度的计算表明，在主带与100公里尺度的主要成分是一致的，被制成的单片或破碎的岩石，预计双星可能形成的亚灾难性的影响，在早期太阳系。潮汐演变的动力学寿命，近地双星公里尺度的原色或更小的机械必须比他们的主带同行弱得多，即使在主带注入到近地区域之前形成。主要成分直径小于10公里的小型主带双星，视其年龄而定，可能与大型主带双星一样强，也可能与近地双星一样弱，因为双星系统年龄的固有不确定性会影响物质强度的计算。考虑了其他几个问题，尽管这些问题通常对材料强度的计算影响不超过2倍。我们还在所有三组二元小行星中发现了间接证据，表明成分间分离可能通过另一种机制演变，二元YORP效应是一个可能的候选者。
2011-03-25 astro-ph.EP
A dynamical dichotomy in large binary asteroids
本研究通过分析地面自适应光学观测数据，结合形状建模与轨道解算，发现大型双小行星族群存在动力学二分性，推测由两种不同形成路径导致，且(762) Pulcova与(283) Emma分属两类。
2025-07-17 astro-ph.EP
Spin-orbit coupling of the primary body in a binary asteroid system
本文通过高阶哈密顿模型研究双小行星系统中椭球形主天体的自旋-轨道耦合，发现其存在两种自旋平衡态，并揭示了总角动量临界值两侧动力学结构的根本差异。
2024-07-31 astro-ph.EP
Determinations of asteroid masses using mutual encounters observed in the Legacy Survey of Space and Time
本研究基于LSST 10年巡天模拟，预测了通过精确天体测量近距离引力交会中的主带小行星对来测定小行星质量的能力，发现结合LSST前数据可大幅提升测量精度与数量，使已知小行星质量增加约10倍。
2025-04-01 astro-ph.EP
A binary main belt comet
小行星是原始的太阳系天体，它们通过碰撞和快速旋转造成的破坏而演化[1]。这些过程可以直接导致双星小行星的形成[2-4]和尘埃的释放[5]，在某些情况下，通过暴露冻结的挥发物。在被称为主带彗星（MBC）的小行星子集中，挖掘出的挥发物的升华导致短暂的彗星状活动[6-8]。升华产生的扭矩可测量地影响活动彗星的自旋速率[9]，并可能导致双叶彗星核的分裂[10]。主带小行星288 P（300163）在近日点2011附近活动了几个月[11]，被怀疑是由水冰的升华[12]和快速旋转[13]支持的，而至少有一个组件以16小时的周期缓慢旋转[14]。288 P是一个至少有11颗小行星的年轻家族的一部分，这些小行星是在750万年前的一次粉碎性碰撞中由直径约10公里的前体形成的[15]。在这里，我们报告说，288 P是一个双主带彗星。它与已知的小行星双星不同，因为它具有广泛的分离，几乎相等的组件大小，高偏心率和彗星般的活动。这些观测结果也为升华作为288 P活动的驱动力提供了强有力的支持，并表明升华力矩可能在双星轨道演化中发挥重要作用。
2017-10-10 astro-ph.EP
Binary asteroid scattering around white dwarfs
对白矮星大气污染和扰乱微行星的观测越来越多，这推动了对后主序星周围系外小行星命运的研究。太阳系中的微行星群最有可能在主序后的剧烈演化中幸存下来，如柯伊伯带，显示出大量的双星，倾向于接近等质量的成分，并提供了以前未被探索过的微行星群，这些微行星群可能存在于白矮星周围。在这里，我们模拟了等质量的双小行星系统周围的白矮星的动力学演化使用N体积分器REBOUND为1 Gyr。我们证实，巨行星是有效的分离和喷射双小行星系统的偏心轨道，而地球质量的行星更好地保持在他们的行星系的星子。我们发现双星系统可以在百万年的时间尺度上解离并从它们的系统中弹出，产生星际物体。我们并不认为会有自由漂浮的双星系统，因为所有被弹射出的微行星都是相互没有引力约束的。此外，我们还讨论了小行星双星对白矮星污染过程的影响，发现对一个天体离恒星有多近几乎没有影响。然而，双小行星的轨道演化改变了白矮星行星系中可获得的星子的分布，使其进一步分散到白矮星污染轨道上。
2023-01-31 astro-ph.EP astro-ph.SR
A 3D thermophysical model for binary asteroid systems: Application to the BYORP effect on (175706) 1996 FG3
为研究双小行星形状和热物理性质对表面温度及BYORP效应的影响，开发了平衡多因素的3D热物理模型，应用于(175706) 1996 FG3发现热效应会改变温度和BYORP系数，需纳入建模。
2025-08-26 astro-ph.EP
A Fireball and Potentially Hazardous Binary Near-Earth Asteroid (164121) 2003 YT$_1$
我们在SonotaCo Network的${\rm 15^{h}\,58^{m}\,19^{s}}$上展示了UT 2017年4月28日在日本京都夜空中检测到的火球。绝对视星等为$M_{\rm v}$ = $-$ 4.10 $\pm$ 0.42等。发光的光变曲线得到流星体的质量$m$ =29 $\pm$ 1 g，对应的大小为$a_{\rm s}$ =2.7 $\pm$ 0.1 cm。通过D-准则评估的轨道相似性（参见$D_{\rm SH}$ =0.0079）已经确定了一个可能的母星，即近地小行星（164121）2003 YT $_1$。建议的双星形成过程是一个YORP驱动的旋转解体（Pravec & Harris 2007）。非同步状态表明$<$的年龄为10 $^4$年，接近或短于流星体流寿命的上限。我们研究了小行星的潜在尘埃产生机制，包括旋转不稳定性，表面重塑，影响，光电离，辐射压力扫描，热断裂和冰的升华。我们发现其中一些能够产生流星体尺度的粒子。考虑到最近的先例（例如小行星（6478）Gault），旋转不稳定性被认为会导致大量脱落，可能会释放毫米-厘米尺度的尘埃颗粒。大小为$\simeq$ 1毫米的微陨石的撞击可能是喷射厘米大小颗粒的触发因素。辐射压可以扫出毫米级的尘埃颗粒，而对厘米级的尘埃颗粒则不足够。对于其他机制，无法证明或身份不明。2003年YT $_1$在母星方面的可行性…
2019-10-15 astro-ph.EP
The Yarkovsky effect on the long-term evolution of binary asteroids
针对双小行星雅科夫斯基效应常被忽视的问题，开发含雅科夫斯基-沙赫和行星雅科夫斯基分量的解析模型并验证，揭示其对双小行星轨道演化的影响，给出新演化路径及对已知系统的预测。
2024-11-30 astro-ph.EP
Contact binary asteroid (153201) 2000 WO107: rotation, shape model, and density
Observatoire de Paris（巴黎天文台）；V.N. Karazin National University（瓦西里·卡拉津国立大学）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；E. Kharadze Georgian National Astrophysical Observatory（E.哈拉泽格鲁吉亚国家天体物理观测站）；Samtskhe-Javakheti State University（萨姆茨赫-贾瓦希蒂州立大学）；Ulugh Beg Astronomical Institute of the Uzbek Academy of Sciences（乌兹别克斯坦科学院乌鲁伯格天文学研究所）；National University of Uzbekistan（乌兹别克斯坦国立大学）；Astronomical Institute of the Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院天文研究所）；Main Astronomical Observatory of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院主天文台）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
本文结合测光、Goldstone雷达、MCMC形状重建与轨道模拟，测定相接双小行星 (153201) 2000 WO107 的形状、自转、密度及万年碰撞概率。
2025-08-06 astro-ph.EP
BYORP and Dissipation in Binary Asteroids: Lessons from DART
基于DART任务数据，本研究提出双小行星BYORP效应和潮汐耗散新范式，发现球状碎屑天体的BYORP效应较弱且依赖尺寸，能量耗散由短暂大规模材料运动主导。
2024-06-28 astro-ph.EP
Optical spectropolarimetry of binary asteroid Didymos-Dimorphos before and after the DART impact
在DART撞击前后，我们在光学范围内以分光偏振模式监测了Didymos-Dimorphos双星小行星。最终目标是为建模目的获得对喷射尘埃特性的限制。在撞击前，Didymos表现出线性偏振，随着相位角的增加而迅速增加，蓝色达到约5%，红色达到约4.5%。偏振光谱的形状与其反射光谱的形状是反相关的，这似乎是典型的S级小行星。撞击后，蓝色波段的偏振水平下降约1个百分点（pp），红色波段下降约0.5个百分点，然后继续随相位角线性增加，斜率与撞击前测得的相似。偏振光谱，一旦在任意波长的值进行归一化，在撞击前后的所有观测过程中显示出非常小的变化或没有变化。撞击后偏振光谱的形状没有任何显著变化，这表明偏振随波长变化的方式取决于散射材料的组成，而不是其结构，无论是表面还是碎片云。
2023-03-21 astro-ph.EP
Breakup of the Synchronous State of Binary Asteroid Systems
在前人工作的基础上，提出了一个考虑热力和潮汐效应的同步双星系统共面平均椭球-椭球模型。利用该模型，我们分析了同步BAS的崩溃机制。与经典的自旋-轨道耦合模型忽略了转动运动对轨道运动的影响不同，我们的模型同时考虑了轨道运动和转动运动。我们的发现如下。(1)次级同步状态的稳定区域主要取决于次级的形状。随着次级形状参数$a_B/b_B$的增大，稳定区不断缩小。在$a_B/b_B=\sqrt{2}$值之外，次级同步旋转的平面稳定区域很小但不为零。(3)考虑BYORP力矩的影响，该模型在向外迁移过程中与1自由度绝热不变性理论一致，但在向内迁移过程中与1自由度绝热不变性理论有明显差异。特别是，我们的研究表明，所谓的“长期”稳定的BYORP扭矩和潮汐扭矩之间的平衡是从来没有一个真正的平衡态，虽然双小行星系统可以被捕获在这种状态相当长的时间。(4)在初级粒子的角速度由于YORP效应而逐渐减小的情况下，当初级粒子的旋转运动穿过一些主要的自旋轨道共振时，次级粒子的同步状态可能被打破。
2021-06-29 astro-ph.EP
Asteroid flux towards circumprimary habitable zones in binary star systems: I. Statistical Overview
到目前为止，多个恒星系统拥有超过130颗额外的太阳系行星。动力学模拟表明，当恒星系统为单恒星或双星时，行星形成过程的结果会导致不同的行星结构（如位置、大小、质量和含水量）。在行星形成的后期阶段，胚胎大小的物体占据了系统的内部区域，小行星也存在，可以为宜居带（以下简称HZ）内的物体提供额外的物质。在这项研究中，我们比较了几个双星系统和它们的效率，以移动冰小行星从超越雪线进入轨道穿越HZ。我们模拟了雪线之外的10000颗小行星带（行星形成过程后期的残余物）。微行星随机地分布在主星周围，并在两颗恒星和一颗气体巨星的引力影响下移动。由于微行星之间没有相互作用，我们将该带划分为100个子环，这些子环被单独整合。在本统计研究中，我们研究了几种以G-型星为主星的双星构型。我们的研究结果表明，小机构也参与轴承不可忽略的水量的HZ。在偏心轨道上移动的伴星的接近增加了小行星到HZ的通量，这可能导致在短时间内更有效的水运输，造成严重的轰击。与在一颗G型恒星和一颗气体巨星的引力扰动下运动的小行星相反，我们表明伴星的存在不仅有利于我们的星子盘更快地耗尽，而且还可以将4 - 5倍的水带入整个HZ。
2015-06-26 astro-ph.EP
The Upcoming Mutual Event Season for the Patroclus - Menoetius Trojan Binary
我们提出了新的哈勃太空望远镜和地面凯克观测和新的开普勒轨道解决方案的共同轨道的二进制木星特洛伊小行星（617）Patroclus和Menoetius，美国宇航局的露西任务的目标。我们预测即将到来的共同活动季节的活动时间，预计将从2017年底到2019年中期。
2019-03-09 astro-ph.EP
An Earth Encounter As the Cause of Chaotic Dynamics in Binary Asteroid (35107) 1991VH
本研究提出（35107）1991VH的混沌旋转源于过去与地球的近距离交会，通过自旋-轨道耦合演化而来，并据此约束其次级组件的潮汐耗散参数。
2024-07-19 astro-ph.EP
