Pluto's Atmosphere Does Not Collapse
结合1988年至2013年探测冥王星大气层的恒星掩星观测和冥王星表面与大气层之间的能量平衡模型，我们得出结论，冥王星的大气层在其248年的轨道上的任何一点都不会崩溃。掩星结果显示，在当前的时代，大气压力随着时间的推移而增加，这种趋势只存在于具有高热惯性和冥王星北极永久N2冰帽的模型中。
2013-09-03 astro-ph.EP
Evidence for Possible Clouds in Pluto's Present Day Atmosphere
在冥王星现今的大气中，有几种微量成分可以达到饱和蒸汽压。因此，我们描述了在冥王星的大气中使用新视野号在2015年7月14日至15日获得的数据，在冥王星飞越最近的方法中搜索离散的可能特征。我们报告说，冥王星目前的大气层至少在很大程度上（>99%的表面积）没有离散的云。我们还报告了一些可能是云的特征，所有这些特征都是在倾斜和高相位观测几何条件下检测到的。没有云的候选人被确定远离终端或在低相位（后向散射几何）的图像。
2017-06-11 astro-ph.EP
On the existence of regular and irregular outer moons orbiting the Pluto-Charon system
众所周知，矮行星冥王星拥有一个由五颗共面卫星组成的扩展系统。以前的研究探索了孤立系统的形成和演化，忽略了太阳的扰动效应。在这里，我们表明，长期的演变，由于太阳可以强烈影响系统中的外部卫星和环的演变，如果存在的话。虽然由于来自冥王星-冥卫一双星内部的引力势的扩展而产生的岁差会使这种长期演化停止到$a_{crit}\sim0.0035$ AU（$\sim0.09$ $R_{Hill}$是希尔半径，包括所有目前已知的卫星），但外层轨道可能会发生显著的变化。特别是，我们发现，\emph{co-planar}环和卫星不应该存在超越$a_{crit}$，而是，卫星和尘埃粒子在这些地区的secularly演变的时间尺度范围之间的$10^{4}-10^{6}$ yrs，并准周期性地改变其倾角和偏心率通过长期的演变（Lidov-Kozai振荡）。这种振荡可能导致高倾角和偏心率，限制了这些卫星（和尘埃颗粒）可以存在的范围，而不会穿过内部卫星的轨道，或穿过外部希尔稳定范围。因此，如果存在的话，外层卫星可能是\emph{irregular}卫星，其轨道限于非圆形和/或高度倾斜。这些可能被新地平线任务探测到，可能为冥王星卫星系统的长期演化提供直接证据，并为它的起源提供新的线索。
2015-06-29 astro-ph.EP
Buoyancy waves in Pluto's high atmosphere: Implications for stellar occultations
我们应用闪烁理论的恒星信号波动的高分辨率，高信号/噪声，双波长的数据从MMT观测的2007年3月18日掩星P445.3冥王星。一个定义明确的高波数截止的波动是一致的粘性热耗散的浮力波（内部重力波）在冥王星的高层大气，并提供了强有力的证据表明，底层的密度波动是由重力波色散关系。
2009-06-22 astro-ph.EP
Pluto's atmosphere in plateau phase since 2015 from a stellar occultation at Devasthal
2020年6月6日，位于印度奈尼塔尔的Devasthal的1.3米和3.6米望远镜分别使用I和H波段的成像系统观测到冥王星的恒星掩星。从这一事件中，我们推导出冥王星大气的表面压力为$p_{\rm surf}= 12.23^{+0.65}_{-0.38} $ ~ $μ$ bar。这表明冥王星的大气层自2015年年中以来处于高原阶段，这一结果与Meza等人的冥王星挥发物传输模型非常一致。该值不支持独立团队基于2018年和2019年观测到的掩星报告的压力下降，分别参见Young等人（2021）和Arimatu等人（2020）。
2021-12-14 astro-ph.EP
The Small Satellites of Pluto as Observed by New Horizons
新视野号任务提供了冥王星卫星冥河、尼克斯、冥王星和九头蛇的分辨率测量结果。这四颗行星都很小，Nix和Hydra的等效球径为$\approx$ 40公里，Styx和Hydra的等效球径为10公里。它们也是高度细长的，最大与最小轴比为$\approx$ 2。所有四颗卫星都有很高的冰饱和度（$\approx$ 50- 90%），暗示着水冰表面的组成。Nix和Hydra上的陨石坑密度暗示表面年龄为$\gtrsim$ 4 Ga。小卫星的旋转速度比同步快得多，旋转极聚集在冥王星和冥卫一的共同极方向上。这些结果强化了一个假设，即小卫星是在产生冥王星-冥卫一双星的碰撞之后形成的。
2016-04-18 astro-ph.EP
The Atmosphere of Pluto as Observed by New Horizons
在新视野号飞越期间进行的观测提供了冥王星大气层当前状态的详细快照。虽然低层大气（高度小于200公里）与地面恒星掩星一致，但高层大气比遭遇前模型显示的要冷得多，也更紧凑。分子氮（N $_2$）在大气中占主导地位（海拔<1800公里左右），而甲烷（CH PDMATHAMN），乙炔（C $_2$ H $_2$），乙烯（C $_2$ H $_4$），和乙烷（C $_2$ H $_6$）是丰富的次要种，并可能导致冥王星周围的大范围烟雾的产生。寒冷的高层大气切断了冥王星大气层向太空的预期增强的牛仔裤，流体动力学般的逃逸。目前还不清楚冥王星大气层的现状是否代表了它的平均状态--在季节或地质年表上。
2016-04-18 astro-ph.EP
Pluto's lower atmosphere structure and methane abundance from high-resolution spectroscopy and stellar occultations
背景：冥王星拥有一个稀薄的大气层，主要由氮气组成，据报道在其中检测到甲烷。目的：目标是限制冥王星大气层的基本但迄今未知的参数，如表面压力，低层大气热结构和甲烷混合比。方法：我们使用高分辨率的光谱观测气体甲烷，和一种新的分析掩星光变曲线。结果如下：我们表明，（i）冥王星的表面压力目前在6.5 - 24微巴范围内（ii）甲烷混合比为0.5 +/-0.1%，足以解释冥王星的倒置热结构和~100 K的高层大气温度（iii）对流层不是我们的数据所需要的，但如果存在，它的深度最多为17公里，即小于一个压力标度高度;在这种情况下，甲烷在大部分中过饱和。甲烷的大气和整体表面丰度惊人地相似，这可能是富含甲烷的顶表面层存在的结果。
2009-01-30 astro-ph.EP
Astrometrical Observations of Pluto - Charon System with the Automated Telescopes of Pulkovo Observatory
2006年1月19日发射的“新地平线”号太空探测器，目的是研究冥王星及其卫星。航天器将在2015年7月中旬接近冥王星12500公里，并将获得冥王星及其卫星的最详细图像。同时，地面望远镜的观测也可能有助于对这种遥远系统的研究。因此，俄罗斯天文台普尔科沃天文台观测天体测量实验室决定重新处理过去十年中获得的观测结果。我们用普尔科沃的反射镜天文照相机ZA-320 M和基斯洛夫斯克附近的马克苏托夫望远镜MTM-500 M对冥王星-冥卫一系统进行了350多次位置观测。利用普尔科沃天文台开发的APEX-Ⅱ软件系统对观测数据进行处理，并对冥王星-冥卫一系统的光重心位置差进行了数值模拟计算。
2015-04-30 astro-ph.EP
Pluto's atmosphere observations with ALMA: spatially-resolved maps of CO and HCN emission and first detection of HNC
在探测到冥王星大气中的CO和HCN之后，我们报告了对冥王星的新ALMA观测，主要有两个目标：（i）获得CO（3-2）和HCN（4-3）的空间分辨测量（在冥王星及其大气对着的~ 0.15“盘上的~ 0.06”）（ii）针对新的化合物，主要是异氰化氢（HNC）。CO线显示了冥王星盘内光束位置的吸收核心，这是冥王星寒冷中间层的直接标志。分析提供了初步的证据，在低层大气（近30公里）的非均匀温度场，与夏季极纬度7 $\pm$ 3.5 K比低纬度温暖。这个意想不到的结果可能表明，大气中的辐射时间尺度比以前认为的要短。HCN的排放量比CO要大得多，在冥王星边缘以外的径向距离处达到峰值，并提供了一种新的方法来确定冥王星在2017年的HCN垂直剖面。HCN的平均（柱平均）位置在690+/-75公里高度，高层大气（> 800公里）混合比约为1.8 x 10 $^{-4}$。低层大气中几乎没有HCN（在65公里处<5 x 10 $^{-9}$），这意味着那里的HCN不饱和。在低纬边缘以上的HCN排放似乎增强，但解释，在一个增强的HCN丰度或温暖的高层大气，是不确定的。第一次探测到HNC的报告，与（7.0 $\pm$ 2.1）x 10 $^{12}$ cm $^{-2}$柱密度，参考冥王星表面，和HNC / HCN的比率为0.095+/-0.026，非常类似于他们在土卫六大气中的值。我们还获得了CH 3…
2021-09-27 astro-ph.EP
Global Albedos of Pluto and Charon from LORRI New Horizons Observations
“新视野号”航天器对冥王星-冥卫一系统的探索首次提供了了解太阳系“第三区”遥远富冰天体中天体表面的日冕分布和其他光度特性的机会。由长距离侦察成像仪（LORRI）相机获得的冥王星和冥卫一整个被照亮的表面的图像提供了冥王星的全球地图，揭示了除了土星的卫星土卫八之外，比任何其他太阳系世界都要大的表面暗斑。冥王星的正常反射率范围为0.08-1.0，冥王星的低反射率区域比冥卫一的任何区域都要暗。冥卫一的表面更为平坦，法向反射率在0.20-0.73之间。冥王星的低丰度特征与地质特征有很好的相关性，尽管一些外生的低丰度尘埃可能是造成在非正式命名为汤博区的区域以西看到的特征的原因。冥王星和冥卫一的相位图都是在纬度上组织的，除了汤博区，较暗的区域集中在冥王星的赤道和冥卫一的北极。冥王星的相位曲线与海卫一相似，海卫一是海王星的大卫星，被认为是一个被捕获的柯伊伯带天体（KBO），而冥卫一的相位曲线与月球的相位曲线相似。Charon的初步债券收益率为0.25+/-0.03，冥王星为0.72+/-0.07。第一次提出了冥王星和冥卫一的近似的邦德轨道图。我们的工作显示了非常高的Erido（接近统一）和行星活动之间的联系，这一结果表明KBO Eris可能正在活动。
2017-01-09 astro-ph.EP
Study of Pluto's Atmosphere Based on 2020 Stellar Occultation Light Curve Results
2020年6月6日，在地面观测站成功观测到冥王星的恒星掩星，并对冥王星的大气参数进行了调查。我们使用了冥王星（DO 15）的大气模型，假设一个球形和透明的纯N2大气。用光线追迹程序对该模型进行了满意的拟合。在参考半径1215km处，冥王星的大气压力为6.72 ± 0.21微巴。我们估计的压力显示，2016年研究的压力持续增加，与季节性波动输送模型一致。我们的结论是，N2凝结过程中的斯普特尼克平原冰川增加，由于在这个盆地的N2冰加热。研究结果在气压年变化图上得到了体现。
2021-07-19 astro-ph.EP
A Pluto-Charon Sonata: The Dynamical Architecture of the Circumbinary Satellite System
使用一个大型的n体模拟套件，我们探索冥王星-冥卫一系统中新卫星的发现空间。对于已知卫星的质量和轨道，几乎没有半长轴为$a \lesssim 1.1~a_H$的稳定的椭圆轨道或极轨道，其中$a_H$是最外面的卫星长蛇座的半长轴。半径为$r \lesssim$ 2 km和$a \lesssim 1.1~a_H$的小卫星在从几年到超过1000万年的时间尺度上被喷射出来。$a \gtrsim 1.1~a_H$的轨道在超过1亿年的时间尺度上是稳定的。使用JWST进行的近红外和中红外成像以及使用2-3米级望远镜进行的地面掩星活动可以探测到Hydra轨道外1-2公里的卫星。对这些卫星的观测使得对已知卫星的质量和环双星形成理论的新约束成为可能。
2018-10-02 astro-ph.EP
A bimodal distribution of haze in Pluto's atmosphere
冥王星、土卫六和海卫一组成了一类独特的太阳系天体，它们有着冰冷的表面和富含有机光化学和烟雾形成的化学还原性大气。霾在这些大气中起着重要作用，物理和化学过程高度依赖于颗粒大小，但目前对还原性大气中的霾粒度分布知之甚少。在这里，我们报告的观测证据表明，冥王星的烟雾粒子是双峰分布，这成功地再现了新视野号的全相位散射观测。结合之前对土卫六霾的模拟，这一结果表明，在还原性大气中的霾粒子在压力水平~0.5Pa附近经历了快速的形状变化，有利于土卫六分离霾形成的光化学而不是动力学起源。它还表明，氧化和还原大气都可以产生多模态霾，并鼓励重新分析土卫六和海卫一上的霾观测。
2022-01-12 astro-ph.EP
New Horizons Upper Limits on O$_2$ in Pluto's Present Day Atmosphere
罗塞塔航天器在彗星67 P/Churyumov-Gerasimenko的昏迷中发现了分子氧（O $_2$）（Bieler et al. 2015），这一令人惊讶的发现挑战了我们对柯伊伯带天体上和内部这种挥发性物质的了解。这一发现促使我们在柯伊伯带行星冥王星的大气中寻找氧气，因为即使在冥王星的地面温度下，O $_2$也是不稳定的。在2015年7月新视野号飞越冥王星期间，该航天器使用各种观测方法探测了冥王星大气层的组成，包括由Alice紫外光谱仪观测到的紫外掩星（Stern et al. 2015; Gladstone et al. 2016; Young et al. 2017）。正如这些报告中所描述的，冥王星大气层中分子物质的吸收产生了N $_2$的检测，以及碳氢化合物物质，如CH $_2$，C $_2$ H $_2$，C $_2$ H $_4$和C $_2$ H $_6$。我们在这里的工作进一步检查了这些数据，以寻找分子氧（O $_2$）的紫外吸收，该分子氧在Alice光谱仪带通中具有重要的截面。我们没有发现O $_2$吸收的证据，并将上限的O $_2$在冥王星的大气中作为切线高度的函数高达700公里。在大部分大气中，视线丰度单位的上限约为3x 10 $^{15}$ cm $^{-2}$，这取决于切线高度，对应的混合比为10 $^{-6}$：10 $^{-4}$，远低于彗星67 …
2017-06-13 astro-ph.EP
On the escape of CH4 from Pluto's atmosphere
我们采用了一个多物种逃逸模型，开发近太阳系外行星，计算从冥王星的甲烷和氮气的逃逸率。在没有逃逸的情况下，CH 4应该超过N2作为外基以下的优势物种。甲烷的配置文件强烈地依赖于逃逸率，然而，和典型的逃逸率预测冥王星导致一个几乎恒定的混合比低于1%的外底。在这种情况下，CH 4逃逸率仅为N2逃逸率的5- 10%。新视野号/ALICE摄谱仪对CH 4剖面的观测可以限制CH 4逃逸率，并为逃逸模型提供独特的检验。
2015-08-11 astro-ph.EP
Clouds and Hazes in the Atmospheres of Triton and Pluto
本文综述了海卫一和冥王星大气中云和霾的观测证据、理论解释及实验室模拟实验，揭示了紫外光化学反应生成冰云和复杂霾颗粒并影响大气与表面演化的机制。
2024-11-18 astro-ph.EP
Hybrid fluid/kinetic modeling of Pluto's escaping atmosphere
预测冥王星高层大气的逃逸率和热结构，为2015年新视野号航天器相遇做准备，对于规划和解释预期的测量非常重要。冥王星的大气层有一个适中的金斯参数，这不符合金斯逃逸的经典定义，即从类地行星逃逸的轻物质，也不符合彗星和某些系外行星的流体动力外流。一段时间以来，有人提出冥王星位于缓慢的流体动力逃逸区域。使用混合流体/分子动力学模型，我们以前证明了该模型的典型实现未能正确描述太阳能最小条件下高层大气的适当温度结构。在这里，我们使用一个时间相关的求解器，使我们能够将这些模拟扩展到更高的加热速率，我们检查流体模型中，牛仔裤一样的逃逸表达式用于上边界条件。我们将这些与加热条件下的大气混合模拟进行比较，加热条件大致代表太阳能最低和平均条件，因为这些支架条件预计在新地平线遭遇。虽然我们发现逃逸率与以前估计的慢流体力学逃逸模型，大致符合能量有限逃逸，我们的模型产生了一个更广泛的大气层与较高的温度大致符合最近的观测CO。这样一个扩展的大气层将受到卡戎的影响，并将影响冥王星的相互作用与太阳风在新地平线遇到。由于我们以前已经表明，这样的模型可以缩放，这些结果有影响的建模系外行星大气层的能量有限逃逸近似经常使用。
2013-06-07 astro-ph.EP
Detection of CO and HCN in Pluto's atmosphere with ALMA
2015年6月12日至13日，ALMA干涉仪对冥王星-冥卫一系统进行了观测，探测到了冥王星的CO（3-2）和HCN（4-3）旋转跃迁，有力地证实了冥王星大气中CO的存在，并首次观测到HCN。CO和HCN谱线探测冥王星的大气层，分别达到约450公里和约900公里的高度。CO检测产生（i）CO摩尔分数的大大改进的测定，对于12 ubar的表面压力为515+/-40 ppm（ii）明显的温度降低的明确证据（即，在30-50公里的平流层顶上方，最佳确定温度为70+/-2 K，与最近从New Horizo ns/ Alice太阳掩星数据推断的结果一致。HCN的线形意味着这种物质在高层大气中的丰度很高，在450公里以上摩尔分数>1.5x10-5，在800公里附近摩尔分数为4x 10 -5。大的HCN丰度和寒冷的高层大气意味着HCN的过饱和度（7-8个数量级）到目前为止在行星大气中未见，可能是由于冥王星高层大气在低压和低温条件下凝结的缓慢动力学。HCN也存在于大气层底部~100 km处，摩尔分数为10-8 - 10-7;这意味着HCN在那里饱和或欠饱和，这取决于精确的平流层顶温度。HCN柱为（1.6+/-0.4 x10 ^14 cm-2），表明表面参考净生产率约为2x10^7 cm-2s-1。虽然HCN旋转线冷却影响冥王星的大气热收支，在这项研究中确定的金额是不够的，以解释显着的中层和高层大气的…
2016-10-13 astro-ph.EP
Discovery of carbon monoxide in the upper atmosphere of Pluto
自从1989年冥王星最后一次接近太阳以来，它冰冷的表面已经改变了颜色，它的大气层已经膨胀。稀薄的大气是由冰蒸发产生的，因此也可以迅速变化，特别是一氧化碳应该作为一个活跃的恒温器存在。本文报道了通过1.3mm波长的J=2-1转动跃迁发现气态CO的结果，发现线中心信号比Bockelee-Morvan等人在2000年得到的实验结果亮两倍多。过去十年中，地表冰蒸发量的增加可以解释这一点，或者压力的增加可能导致大气膨胀。气体必须是冷的，具有与50 K左右的温度一致的窄线宽，正如对非常高的大气所预测的那样，并且线亮度意味着CO分子在表面上方延伸到大约3个冥王星半径。自上次搜索以来，高层大气肯定在短短十年内发生了显着变化，到2015年新视野号任务的到来时，可能会发生更多的变化。
2011-04-15 astro-ph.EP astro-ph.SR
On the Provenance of Pluto's Nitrogen (N2)
冥王星的大气层和表面都有丰富的氮气，但由于大量的大气逃逸，氮气的供应被耗尽了。我们表明，彗星的影响不可能提供足够的N质量，以补给冥王星的N2大气逃逸随着时间的推移，因此冥王星的N2可能是内源性的，因此，无论是收购在其历史的早期或创建的化学内部/冥王星。我们发现，陨石坑可以挖掘出相当数量的N2，以补充大气对逃逸，如果近地表N2水库是深。然而，我们发现，这个过程可能低于必要的补充大气层，防止逃逸至少一个数量级。我们的结论是，无论是从冥王星的大气层逃逸的N2平均远低于当前时代的预测，或内部活动可能是必要的，使N2的表面和补充逃逸损失。2015年中期，新视野号航天器进行的观测将进一步限制冥王星表面和大气中N2的来源和演化，并可能揭示过去或现在内部活动的证据。
2015-07-19 astro-ph.EP
Tidal evolution of packed moon systems around an Earth-mass planet
East Texas A&M University（东德克萨斯农工大学）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究地球质量行星周围紧密堆积卫星系统的潮汐演化，用REBOUND N体积分器及相关模块，在多种潮汐耗散参数下评估稳定性，发现地球质量行星可稳定容纳不同质量卫星数，其多卫星系统的存在依赖潮汐耗散，十亿年尺度下潮汐要更弱。
2026-07-17 astro-ph.EP
On the possible noble gas deficiency of Pluto's atmosphere
我们使用的南极热力学模型来研究冥王星表面的形成和组成的贵气丰富的笼形物。通过考虑接近今天冥王星的大气成分和广泛的表面压力，我们发现Ar，Kr和H2O可以有效地被捕获在笼形物中，如果它们在表面形成，以类似于泰坦的方式。在冥王星上形成富含稀有气体的笼形物，可能会导致其大气丰度相对于其初始值大幅下降。如果这些惰性气体在冥王星早期的大气中是原太阳的比例，那么在冥王星上平均几厘米的笼形物厚度就足以捕获所有的Ar、Kr和Ar。由于在一段较长的时间（数百万年）的大气逃逸应导致惰性气体丰度，要么保持不变或随时间增加，我们发现，在大气中的Ar，Kr和H2O的潜在耗尽最好解释为它们捕获在笼形物中。一个关键的观测测试是测量Ar，因为新视野号航天器上的爱丽丝紫外光谱仪将足够灵敏，可以检测到比这里考虑的情况小10倍的丰度$\sim$。
2013-03-19 astro-ph.EP
3D modeling of organic haze in Pluto's atmosphere
2015年7月14日飞越冥王星的新视野号宇宙飞船揭示了冥王星大气层中存在的薄雾，这些薄雾是由冥王星大气层中高海拔的CH 4/N2光化学形成的，就像泰坦和海卫一一样。为了帮助分析观测结果并进一步研究有机霾的形成及其在全球尺度上的演变，我们在冥王星大气环流模型中实现了有机霾形成的简单参数化。在我们的模型中，烟雾的产生是基于土卫六和海卫一上所了解的气溶胶形成的不同步骤：甲烷在高层大气中通过莱曼-α紫外线辐射的光解，产生各种气体物种，并通过积累和聚集过程转化为固体颗粒。我们比较了两个参考模拟运行的粒子半径为50纳米：有，没有南极N2冷凝。我们讨论了粒子半径和前体的寿命对雾度分布的影响。我们模拟CH 4光解和霾形成高达600公里以上的表面。结果表明，2015年冥王星大气中的CH 4光解主要发生在有阳光照射的夏季半球，峰值位于250 km的高度，尽管行星际Lyman-alpha通量源即使在冬季半球也会引起一些光解。我们得到了一个广泛的烟雾高度与观测相媲美，并与不可忽略的密度高达500公里的高度。在这两个参考模拟中，霾密度并没有受到纬向环流的强烈影响。在没有南极N2凝结的情况下，最大的最低点不透明度和霾范围在北极获得。在南极N2凝结的情况下，南极上空下降的空气团导致纬度上更均匀的霾密度，在南极有一个轻微的密度峰值。
2017-02-13 astro-ph.EP
Impacts of thrusting, extensional faulting, and glaciation on cratering records of Pluto's largest moon Charon: Implications for the evolution of Kuiper belt objects
利用新视野号航天器获得的最高分辨率图像进行的系统地貌测绘和详细地貌分析显示，冥王星最大的卫星卡戎上存在一系列可区分的地形，这些地形在早期研究中没有详细研究。我们的工作最重要的发现包括（1）截断和遗漏大陨石坑（直径> 30-40 km）及其环形山边缘脊，沿奥兹地几个向北、向东凸起的弧形山脉的东部边缘，（2）类似地球上冰碛地貌的叶状脊、叶状丘列和叶状裙，（3）包含悬谷的树枝状通道系统，（4）由平行的脊、节列和沟槽限定的局部条纹状表面，长度> 40-50 km。上述观测结果和卡戎所遇到的半球的地形二分法可以用一个碎片演化模型来解释，该模型涉及：（i）一次巨大的撞击，造成了火神平原盆地和沿其北部边缘的伸展断层带，（ii）一个瞬态大气层，能够驱动N2-冰冰川对水冰基岩的侵蚀，并将水冰碎片输送到沉积盆地，（iii）区域冰川侵蚀和早期侵位的撞击喷出物沉积物从奥兹地高地迁移到火神平原的低地盆地，（iv）同冰川作用北向逆冲，解释为由Charon的扩张引起，和（v）在全球冰川消退期间，在Vulcan Planitia下面的次表层N2冰上形成水冰碎屑覆盖层。火神平原的填充可能伴随着冰火山作用。撞击坑的广泛修改意味着，从Charon陨石坑的大小频率分布应该只作为一个下限时，用来测试柯伊伯带天体的形成机制。
2022-09-28 astro-ph.EP
Moon-packing around an Earth-mass Planet
太阳系中的所有4颗巨行星都拥有多个卫星系统，而类地行星最多只能拥有2个卫星。地球可以捕获小行星作为临时卫星，这就引出了一个问题，即有多少卫星可以稳定地绕地球或地球质量的系外行星运行。我们进行了一系列的N体模拟的紧密间隔的等质量的卫星在嵌套的轨道上围绕地球质量的行星绕着太阳一样的恒星。最里面的卫星开始接近主行星的洛希半径，系统被包装，直到最外面的卫星开始接近单卫星的稳定极限。卫星的初始间距遵循一种迭代方案，该方案通常用于研究围绕单个恒星的紧凑行星系。对于三月系统，我们生成MEGNO图来计算周期性和混乱区域并识别不稳定的MMR。我们的计算表明，卫星的最大数量取决于卫星（谷神星，冥王星和月球质量）的假设质量，这些质量可以在紧密的环境中保持稳定的轨道。通过我们的N体模拟，我们发现稳定的配置多达7个$\pm$ 1谷神星质量，4个$\pm$ 1冥王星质量，3个$\pm$ 1月球质量的卫星。然而，向外的潮汐迁移可能会在类太阳恒星的10 Gyr恒星寿命内稳定轨道上的卫星数量中发挥重要作用。
2022-08-07 astro-ph.EP
Exploring the spatial, temporal, and vertical distribution of methane in Pluto's atmosphere
分析了VLT/CRIRES仪器在2008年（2个光谱）和2012年（5个光谱）记录的冥王星1.66 μ m区域的高分辨率光谱，以限制冥王星大气中甲烷的空间和垂直分布，并寻找中期（4年）的变化。模型假设（温度结构，表面压力，冥王星的半径）的敏感性研究。结果表明：（i）甲烷大气含量（柱密度或混合比）随冥王星旋转相位的变化不超过20%;（ii）甲烷柱密度在2008年至2012年之间显示出最大的边际变化，最好的猜测估计是在这段时间内减少约20%。由于恒星掩星表明，冥王星的表面压力在此期间继续增加，这意味着伴随着甲烷混合比的减少（iii）数据没有显示出高度变化的甲烷分布的证据;特别是，它们意味着至少在大气层的前22-27公里，并且可以排除地表附近的高浓度低温甲烷。我们的结果也与相对较大（> 1180 km）的冥王星半径最一致。与最近开发的全球气候模式GCM预测的比较表明，这些功能是最好的解释，如果甲烷的来源发生在区域尺度的甲烷冰存款，包括低纬度和高纬度的北半球，证据是目前的近红外功能的旋转和长期演变，由于甲烷冰。我们对2015年新视野号遭遇的“最佳猜测”预测是：半径1184公里，表面压力17 ubar，CH 4混合比为0.44%，纵向变化可以忽略不计。
2014-03-13 astro-ph.EP
A 3D general circulation model for Pluto and Triton with fixed volatile abundance and simplified surface forcing
我们提出了一个三维的冥王星和海卫一的大气环流模型，它使用辐射传导对流强迫。在冥王星和海卫一的模型中，赤道上都有一个东风急流，最大震级分别为10-12 m/s和4 m/s。在纬向和垂直方向上，两种大气都没有明显的翻转环流。相反，是水平运动（平均环流和瞬态波）在冥王星的秋分和冬至（参照北半球的季节）分别以1 x 10 ^7 W和3 x 10 ^7 W的幅度向赤道输送热量。南北温差和昼夜温差较小（<5 K）。我们发现，垂直运动的缺乏可以解释冥王星的低层大气中强烈的逆温。海卫一上旅行者2号羽流的高度可以单独用低层大气的动力学特性来解释（即，强风切变）并且不需要热限定的对流层（即，在温度随高度增加的区域下面的表面处，温度随高度降低）。模型的结果与冥王星恒星掩星光变曲线数据从1988年，2002年，2006年和2007年和海卫一光变曲线数据从1997年进行了比较。
2013-01-24 astro-ph.EP
Changes in Pluto's Atmosphere Based on Stellar Occultation Data from 2017 to 2023
Planetary Science Institute（行星科学研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Lowell Observatory（洛厄尔天文台）；Universität Stuttgart（斯图加特大学）；SOFIA Science Center NASA Ames Research Center（NASA艾姆斯研究中心索菲亚科学中心）；Las Cumbres Observatory（拉斯孔布雷斯天文台）
利用2017-2023年十次恒星掩星数据，发现冥王星大气压在2015年至2021年间保持平稳，之后开始下降，且低层大气光变曲线斜率变化表明霾粒子在年际或更短时间内沉降。
2026-06-25 astro-ph.EP
Primordial N2 provides a cosmochemical explanation for the existence of Sputnik Planitia, Pluto
冥王星表面环境中N2的存在对于创造冥王星丰富的特征和过程至关重要。在这里，我们提出，在冥王星上观察到的N2中的氮原子是在冥王星形成期间以这种化学形式吸积的。我们使用新视野号的数据和模型来估计N2在以下外部储层中的含量：大气，逃逸，光化学和表面。总的外部库存推断是占主导地位的冰川片富含N2的冰在斯普特尼克平原，或大气逃逸，如果过去的逃逸速度比现在快得多。冥王星的大气层是一个可以忽略不计的N2储存库，N2的光化学破坏也可能没有什么后果。根据彗星和太阳的成分，对冥王星吸积的N2的数量进行了估计。结果发现，彗星模型可以解释在斯普特尼克平原的N2的量，而太阳模型可以提供一个大的初始库存的N2，这将使巨大的大气逃逸可能。这些证据可以被认为是支持冥王星N2原始起源的初步证据。然而，这两个模型都预测了比冥王星大气层高得多的CO/N2吸积比。可能的过程来解释“失踪的CO”，在这里给出定量的支持是分馏结晶从大气中导致CO埋在表面，和水的破坏反应的CO亚稳态热力学平衡在地下。原始N2作为冥王星氮的主要来源（相对于NH3或有机氮）的可吸收性可以使用未来对N2中14 N/15 N比率和36 Ar/N2比率的限制进行更严格的测试。
2018-05-23 astro-ph.EP
Haze in Pluto's Atmosphere
冥王星大气层中的薄雾是由新视野号上的远程侦察成像仪（LORRI）和多光谱可见光成像相机（MVIC）在图像中检测到的。LORRI观测到冥王星表面以上至少200公里高度的霾，太阳相位角从~20°到~169°。烟霾的结构大约有20层，北半球的烟霾消光比赤道或南半球的烟霾消光大。然而，更多的烟霾层被识别在赤道纬度。对时间变化的研究没有发现2至5小时时间尺度上烟霾层运动（层高度的时间变化）的证据，但确实发现了100公里高度以上烟霾尺度高度变化的证据。新视野号上的ALICE紫外线摄谱仪也探测到了大气层薄雾造成的紫外线消光。霾粒子在可见光区具有强烈的前向散射，提出了一个霾的微物理模型，该模型用0.5 μm的球形粒子再现了霾表面上方的可见光相函数，但也调用了分形聚集粒子来拟合45 km高度处的可见光相函数，并考虑了紫外消光。本文提出了一个由地形激发的重力波产生霾层的模式。该模型考虑了观测到的层厚度和随高度的分布。烟雾颗粒从大气层中沉降到冥王星的表面，其速率足以在季节性时间尺度上改变表面的光学特性。冥王星的区域尺度的对比度可能会保留在大气崩溃的阴霾沉积面前。
2017-02-28 astro-ph.EP
Solar Wind at 33 AU: Setting Bounds on the Pluto Interaction for New Horizons
美国宇航局新视野号航天器于2015年7月14日飞越冥王星，携带两台探测带电粒子的仪器。冥王星有一个稀薄的，扩展的大气层，正在逃离行星的弱引力。太阳风与冥王星逃逸大气的相互作用取决于太阳风的条件以及大气的垂直结构。我们已经分析了旅行者2号粒子和字段之间的测量25和39 AU，并提出他们的统计变化。我们已经调整了这些预测，以考虑到太阳活动和太阳风输出的下降。我们总结了在33天文单位可以预期的西南条件的范围，并调查了新视野号可能经历的相互作用的尺度范围。模型估计的太阳风对峙距离从大约7到1000 RP变化，我们最好的估计是大约40 RP（我们采取冥王星的半径为RP=1184公里）。
2015-09-15 astro-ph.EP
Thermally driven escape from Pluto's atmosphere: A combined fluid/kinetic model
一个组合的流体/动力学模型的开发计算热驱动逃逸的N2从冥王星的大气中的两个太阳能加热条件：没有加热以上1450公里和太阳能最低加热条件。在组合模式中，一维流体方程适用于大气的稠密部分，而外底区由动力学模型描述，并通过直接模拟蒙特卡罗方法计算。迭代求解模型的流体和动力学部分，以保持恒定的总质量和能量通量通过模拟区域。虽然大气层被发现是高度扩展的，在太阳活动极小期的外底高度约为6000公里，但外流仍然是亚音速的，逃逸率在确定的外底温度的金斯率的两倍之内。这幅图与最近仅使用流体模型获得的预测截然不同，流体模型本身需要假设大气密度，流速和逃逸分子在无穷远处带走的能量通量。气体的温度，密度，速度和热通量与径向距离之间的流体动力学和动力学模型的外底是一致的，只有当用于解决流体动力学方程的下边界的能量通量和逃逸率从动力学模型获得。这限制了流体模型对大气逃逸问题的适用性。最后，最近发现的CO在高海拔地区，在新地平线遇到的条件下，冥卫一的影响进行了简要的考虑。
2011-11-11 astro-ph.EP
Pluto's atmosphere from the 29 June 2015 ground-based stellar occultation at the time of the New Horizons flyby
我们提出了2015年6月29日从新西兰和澳大利亚观测到的多弦冥王星掩星的结果。这是在美国宇航局新视野号飞越冥王星系统前两周发生的，可以作为地面和空间结果之间的有用比较。我们发现冥王星的大气层仍在膨胀，自2013年以来压力显著增加了5 $\pm$ 2\%，自1988年以来几乎增加了3倍。这一趋势排除了，截至今天，与冥王星从太阳衰退有关的大气崩溃。在新西兰的几个地点观测到了罕见的中心闪光。闪光的形状和幅度与一个厚度约3 km的球形透明大气层相一致，该大气层的底部位于冥王星表面上方约4 km处，平均温度梯度约为5 K km $^{-1}$。我们讨论的可能性，观测到的和建模的闪光之间的小偏差是由当地的地形特征（山脉）沿冥王星的肢体，阻止恒星光。最后，利用两种可能的温度分布，从我们的最深可达水平向下外推到表面的压力分布，我们得到了表面压力的可能范围为11.9-13.7~ $μ$ bar。
2016-03-01 astro-ph.EP
Reconciling results of 2019 and 2020 stellar occultations on Pluto's atmosphere. New constraints from both the 5 September 2019 event and consistency analysis
本文通过分析2019年9月5日冥王星掩星事件并重新分析2018年和2019年事件，协调了关于冥王星大气压力自2015年以来是快速下降还是平台期的分歧，支持平台期观点，并讨论了V形变化的争议及未来监测方向。
2023-11-05 astro-ph.EP
Pluto Follow On Missions: Background, Rationale, and New Mission Recommendations
对冥王星的第一次探索的动机是（i）这个天体的许多有趣的方面，它的大气层，以及它的巨大撞击双星-行星形成;以及（ii）科学的愿望，开始侦察柯伊伯带新发现的矮行星群。这一探索是以一艘航天器飞越的形式进行的，产生了一系列令人印象深刻的令人兴奋的结果，这些结果改变了我们对这个世界及其卫星的理解，并使我们看到了柯伊伯带矮行星人口的令人兴奋的性质。从冥王星的五个物体卫星系统，到其充满碳氢化合物的大气层，到其表面挥发物的多样化分布，再到其广泛的地质表达，包括广泛的冰川作用和疑似冰火山，再加上诱人的内部海洋的可能性，冥王星系统已被证明与火星等大型陆地天体一样复杂，它乞求未来的探索。由于冥王星的高分辨率（因此，当前时代南半球极地冬季黑暗）和新视野号飞越的单一航天器性质，冥王星及其双星卡戎只有大约40%可以以高像素尺度（优于10公里/像素）绘制。此外，由于它们与新视野号的距离最近，在飞越期间，冥王星的小卫星都无法以高分辨率进行研究。此外，对大气、地质和地表-大气相互作用随时间变化的研究实际上不能通过额外的飞越来进行，也不能通过地球上的观测来进行。我们发现，这些限制，结合冥王星的许多重要的，开放的科学问题，强烈激励冥王星系统后续轨道飞行器任务。
2021-03-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Structure and Composition of Pluto's atmosphere from the New Horizons Solar Ultraviolet Occultation
2015年7月14日，美国宇航局新视野号宇宙飞船上的爱丽丝仪器观测到冥王星大气层的紫外线掩星。透射率与海拔高度对N2、CH 4、C2 H2、C2 H4、C2 H6和霾的存在敏感。我们推导出视线的丰度和本地数密度的5种分子，视线的光学深度和消光系数的阴霾。我们发现了以下主要结论：1）我们确认了冥王星高层大气的温度比新视野号飞越前预期的要低，高层大气温度接近65-68 K。外底（半径约2900 km，或海拔约1710 km）Jeans逃逸速率分别为（3e 22 - 7 e22）N2/s和（4 e25 - 8 e25）CH 4/s。2)我们测量了甲烷丰度从80至1200公里以上的表面。对Alice CH 4和Alice和REX N2测量结果的联合分析表明，低层大气非常稳定，涡流扩散系数很小，最有可能在550和4000 cm 2/s之间。如此小的涡流扩散系数使同层顶位于距离表面12公里的范围内，使冥王星有一个小的行星边界层。推断的CH 4表面混合比为~0.28- 0.35%。3)C2 Hx烃类（C2 H2、C2 H4、C2 H6）的丰度分布与海拔高度不是简单的指数关系。我们检测到C2 H4在410公里高度附近的视线丰度的局部最大值，C2 H2在320公里附近，以及C2 H6在260公里处的拐点或局部最大值的建议。我们还检测到C2 H4在200 km高度附近的局部极小值，C2 H2在170 …
2017-04-05 astro-ph.EP
Initial conditions for tidal synchronisation of a planet by its moon
US Naval Observatory（美国海军天文台）
本文基于角动量守恒推导了行星被卫星潮汐同步的通用初始条件，该条件与行星内部结构无关，适用于收缩和扩张轨道及逆行运动，并通过太阳系实例和系外行星应用展示了其约束演化场景的能力。
2026-07-02 astro-ph.EP physics.class-ph
Pluto's atmosphere from stellar occultations in 2012 and 2013
本文分析了2012年7月18日和2013年5月4日两次冥王星多弦掩星的观测资料，分别来自五个和六个观测点。它们提供了总共15条光变曲线，其中12条用于同时拟合，该拟合使用了独特的温度廓线，假设是清晰的（无霾）和纯N_2大气，但允许两个日期之间可能的压力变化。我们找到一个解决方案，符合令人满意的（即在噪音水平）所有12个光变曲线，提供大气约束之间的~1,190公里（压力~ 11 \mubar）和~ 1,450公里（压力~0.1 \mubar）从冥王星的中心。我们的主要结果是：（1）最佳拟合温度廓线显示平流层在1，190公里之间有很强的正梯度（36 K，11 \mubar）和r = 1，215 km（6.0 \mubar），其中达到110 K的最大温度;在它上面是一个中间层，负热梯度为-0.2 K/km，高达~ 1，390 km（0.25 \mubar），其中，中间层在81 K附近连接到一个更等温的上分支;（2）在两个日期之间，冥王星的气压有一个小的（6%）但显著的增加（6-σ水平）：（3）在没有对流层的情况下，冥王星的半径为R_P = 1，190 +/-5km。考虑对流层的影响，R_P值在1，168 ~ 1，195 km之间;（4）目前观测到的CO丰度太小，不足以解释中间层的负热梯度。HCN的冷却是可能的，但只有当这种物质在很大程度上是饱和的;其他的解释，如纬向风或大气的垂直成分变化…
2015-08-14 astro-ph.EP
Exploring exomoon atmospheres with an idealized general circulation model
最近的研究表明，在太阳系外行星周围的吸积盘中可以形成大型的系外卫星。这些行星在距离类太阳恒星约1天文单位的地方非常丰富，这使得它们的假定卫星对于研究可居住性非常有趣。技术进步可能很快使开普勒或即将到来的CHEOPS和PLATO太空任务发现系外卫星成为可能。系外卫星的气候可能与系外行星的气候有很大的不同，因为卫星上的昼夜周期是由卫星与其母行星的同步旋转决定的。此外，月球大气层顶部的行星照明和月球表面的潮汐加热可能是巨大的，这可能影响能量在系外卫星上的重新分配。使用一个理想化的大气环流模型，简化了水文，辐射和对流过程，我们计算地面温度，风速，平均纬向环流，和能量输送上的2.5火星质量的卫星轨道10-质量的太阳在1 AU从一个类似太阳的恒星。来自一颗年轻巨行星的强烈热辐射导致卫星的极地地区变暖，这与缺乏冰反馈的地球模型中动态驱动的极地放大保持一致。年轻、明亮的巨行星对富含水的系外卫星的热辐射可能足以导致行星上的水分流失，这可能导致温室失控。与其宿主行星同步旋转并且没有经历失控温室的卫星可能会经历大量的极地融化，这是由行星照明的极地放大和潮汐效应引起的地热加热引起的。
2018-06-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
The Pluto System After New Horizons
1930年冥王星的发现预示着柯伊伯带和冰矮星的发现，它们是我们太阳系的第三类行星。从20世纪70年代到90年代，冥王星系统的许多迷人的属性被发现，包括多种表面挥发性物质，冥王星的大型卫星卡戎和它的大气层。这些属性，以及1990年代柯伊伯带和冥王星的柯伊伯带小行星群的发现，激发了对冥王星的探索。这项名为“新视野”（NH）的任务在2015年彻底改变了人们对冥王星及其卫星系统的认识。除了提供丰富的地质，成分和大气数据集外，新视野号还证明了冥王星本身在过去40亿年中的地质活动令人惊讶，并且这颗行星表现出令人惊讶的复杂大气现象和地质表达，其丰富程度可与火星相媲美。
2017-12-15 astro-ph.EP
Deciphering Pluto's Haze: How a Solar-Powered Vapor-Pressure Plume Shapes Its Bimodal Particle Size Distribution
本研究针对现有模型无法解释的冥王星大气霾粒子双峰分布问题，利用KINAERO光化学微物理模型模拟季节循环影响，揭示了小粒子由光化学凝聚生成、大粒子由表面挥发物升华抬升形成的机制。
2024-02-01 astro-ph.EP
Seasonal Variability of Pluto's Haze Formation Revealed by Laboratory Simulations
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，IPAG）；Department of Materials Science and Engineering, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学材料科学与工程系）
研究通过实验室模拟揭示冥王星大气中CH4浓度对 haze 形成路径和效率的影响，发现CH4浓度增加显著提升气相和固相产物产量，为解释观测数据和改进行星 haze 模型提供关键参数。
2026-04-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
Formation, Composition, and History of the Pluto System: A Post-New-Horizons Synthesis
冥王星-冥卫一系统对行星的形成、组成、化学和演化提供了广泛的限制。冥王星是第一个被发现的天体在现在被称为柯伊伯带，它的轨道最终成为一个主要线索，巨行星经历了大量的轨道迁移早期在太阳系的历史。这种迁移与巨行星轨道的早期不稳定性以及柯伊伯带本身的形成有关，柯伊伯带本身来自包括冥王星在内的海王星外小行星盘。冥王星-冥卫一是现在被认为是小行星或矮行星的象征。冥王星远不是一个冰冷、死寂、破碎的冰遗迹，它显示出复杂的地质历史证据，其持续的过程包括构造作用、冰火山作用、固态对流、冰川流动、大气环流、表面-大气挥发物交换、风成过程、大气光化学、微观物理和烟雾形成。尽管冥王星的规模相对较小，但原始的吸积热，长期的内部辐射热释放和外部太阳强迫的组合，当与足够挥发性（因此是移动的）物质相结合时，产生了一个活跃的世界。冥王星可能在吸积过程中继承了大量的有机物质，这可能是其表面和大气挥发物的部分原因。冥王星的主要卫星卡戎显示了广泛的早期构造运动和冰火山活动的证据。因此，矮行星在卫星系统、地质和大气复杂性（如果不是正在进行的活动）方面是真正的行星。它们可能缺少的质量是由数量弥补的，太阳系的大多数矮行星仍然没有被发现。
2020-11-27 astro-ph.EP
Trans-Neptunian Space and the Post-Pluto Paradigm
冥王星系统是众多冰冷矮行星和伴随卫星系统的原型，这些行星和卫星系统居住在海王星以外的太阳系的巨大体积中。新视野号对冥王星及其五颗卫星的探索让我们得以一窥它们的亲属可能拥有的一系列特性。此外，冥王星和冥卫一的表面记录了小的海王星外天体的撞击，通过将它们作为证据板，我们可以推断出海王星外天体的一些关键特性，这些天体的大小远远低于目前的直接检测极限。本章总结了我们从冥王星系统中了解到的有关海王星外行星群的起源和性质、在太阳系的各个年龄阶段对这些行星群的作用过程，以及这些作用过程可能在今天仍然活跃。本摘要中包括对海王星外小天体的大小分布特性的推断，以及对小尺寸双星系统的估计。此外，本章还比较了外海王星矮行星卫星的现存性质，以及它们对卫星形成过程和外太阳系星子早期演化的影响。最后，本章最后讨论了近期的理论、观测和实验室工作，这些工作可以进一步加深我们对冥王星系统的理解，以及它的性质如何指导未来对海王星外空间的探索。
2021-07-05 astro-ph.EP
Evidence for transient atmospheres during eruptive outgassing on the Moon
月球巨大撞击形成后的事件被认为导致了挥发性耗尽和同时发生的中等挥发性元素（MVE）同位素的质量分馏。围绕这一事件的详细过程和条件仍然模糊不清，没有统一的一个单一的模型，所有挥发性元素和化合物。利用现有的数据，包括新的Zn同位素数据的8个月球样品，我们证明，MVE在月球上的同位素分馏是最好的表示非理想瑞利蒸馏，接近分馏因子α使用蒸发同位素的减少质量。通过这些计算，当月球MVE同位素数据归一化为普通或顽火辉石（ΔMoon-OC，EC）而不是块状硅酸盐地球（BSE）组成时，可以获得最佳拟合数据。这一分析进一步表明，根据月球岩石的硫同位素组成，月球形成的母体不可能将硫分配到其核心。ΔMoon-OC、EC和模拟的非理想瑞利分馏之间的最佳拟合由对应于90 +/-4%饱和指数的斜率定义。相比之下，较老的高地套件的饱和度指数为75 +/-2%，表明在月海玄武岩喷发期间气相压力较高。这提供了第一个切实的证据，表明月球在至少38亿至30亿年前的月海玄武岩喷发事件中被稀薄的大气层所掩盖，并意味着MVE同位素分馏主要发生在月球吸积之后。
2020-10-15 astro-ph.EP
The Tethered Moon
我们地址的热历史后，月球形成的影响，考虑到潮汐加热和热覆盖的大气。大气层为地球冷却的速度设定了一个上限，约为100 W/m^2。液态岩浆海洋冷却超过2-10百万年，更长的时间对应于高角动量事件。潮汐加热主要集中在刚开始冻结的地幔物质中。大气对冷却的控制在粘度依赖的潮汐加热和岩浆海洋的温度依赖的粘度之间建立了负反馈。虽然反馈保持不变，但月球轨道的演变受到地球大气层适度辐射冷却率的限制。轨道演化比传统的常数Q模型慢几个数量级，这促进了共振捕获。当地球熔化时，早期会遇到离心共振。被逃逸共振捕获似乎是确定的，但不太可能产生很大的偏心率，因为它是在地球熔融的早期遇到的，并且Q_Earth >> Q_Moon。当月球位于~20 R_Earth和~40 R_Earth之间时，地球中的潮汐耗散变得更有效（Q_Earth << Q_Moon）。如果月球的偏心率变得很大，这就是它这样做的时候，也许为其他一些过程奠定了基础，在月球的倾角上留下了印记。
2015-08-06 astro-ph.EP
Probing Ganymede's atmosphere with HST Ly$α$ images in transit of Jupiter
我们报告的结果，从远紫外线观测的哈勃太空望远镜木星最大的卫星木卫三过境地球的白昼半球。在2021年9月9日的一次有针对性的活动中，在一次过境期间拍摄了两次曝光，以探测木星氢莱曼- $α$在月球边缘上方的日光衰减。背景日光在木卫三周围的一个扩展区域内略有衰减，当木卫三靠近行星中心时，第二次曝光的衰减更强。在第一次曝光时，当月球更接近木星的边缘，来自木卫三日冕的影响是很难检测到的，可能是因为木星莱曼- $α$日光光谱更广泛，在这个观察几何学不太强烈。得到的垂直H柱密度约为$(1-2)\times 10^{12}$ ~cm $^{-2}$，与前人的结果一致。约束围绕木卫三的磁盘的角度变化，我们推导出一个上限上的本地H $_2$ O柱密度$(2-3)\times 10^{16}$ ~cm $^{-2}$，如可能会出现在观察到的月球边缘附近的地区的除气羽流。
2023-01-13 astro-ph.EP physics.space-ph
Nitrogen Atmospheres of the Icy Bodies in the Solar System
本文将简要介绍太阳系中冰质天体，特别是土卫六、海卫一和冥王星的氮大气层的起源和演化。分析和了解这些大气层的起源和演变的一个重要工具是其大气成分的不同同位素特征。这些天体以N $_2$为主的大气层的$^{14}$ N/ $^{15}$ N比值，可以作为土卫六、海卫一和冥王星起源的基石，以及在整个演化过程中塑造这些大气层的各种分馏过程的足迹。这些大气与其他测量的同位素和元素比，如$^{12}$ C/ $^{13}$ C或Ar/N一起，可以对太阳系中冰冷天体的历史、影响其以N $_2$为主的大气的各种过程以及与之相关的太阳活动演化提供重要的见解。土卫六的气体包层很可能来自氨冰，也可能来自难熔有机物。与地球相比，它的同位素特征仍然可以在相对较重的$^{14}$ N/ $^{15}$ N比167.7中看到，尽管由于大气逃逸和N $_2$的光解，这个值在其历史上略有变化。冥王星和海卫一稀薄的氮气大气层的起源和演化仍然不清楚，尽管它们的大气层可能起源于原太阳星云或彗星。对海卫一的实地空间飞行任务，如最近提议的三叉戟飞行任务，和/或对冰巨星的实地空间飞行任务，将是更好地了解外太阳系冰体及其大气层的起源和演变的关键基石。
2020-11-02 astro-ph.EP
The Fate of Debris in the Pluto-Charon System
冥王星-冥卫一系统在新视野号飞过后变得更加清晰。我们使用N体模拟探测这个双矮行星系统的独特的动力学历史。我们遵循的碎片光盘，可能已经形成在卡戎形成巨大的影响演变。首先，我们注意到，如果冥卫一经历偏心潮汐演化，四颗环双星卫星的原位形成是极其困难的。我们跟踪了圆盘碎片与Charon的碰撞，估计数百到数十万个可见的陨石坑可能来自0.3 - 5公里半径的天体。新视野号的数据表明，这些小陨石坑的缺乏可能会限制圆盘的性质。虽然潮汐加热会消除一些陨石坑的历史，但潮汐和放射成因加热也可能使人们有可能区分盘状碎片陨石坑和柯伊伯带天体陨石坑。我们还跟踪了从冥王星-冥卫一系统喷射到太阳系的碎片;虽然这些碎片中的大部分最终从太阳系中消失，但几十个半径为10 - 30公里的天体可以作为冥王星-冥卫一碰撞家族幸存下来。大多数是与海王星3：2共振的冥王星，而少数则居住在共振附近。我们表明，在太阳系的历史早期迁移的巨行星不会破坏这个碰撞家庭。最后，我们建议，这样一个家庭的识别可能需要根据组成，因为它们显示出最小的集群在相关的轨道参数。
2016-12-30 astro-ph.EP
Searching for Charon's Atmosphere: Predictions for the New Horizons Approach
到目前为止，对冥王星的伴星冥卫一的观测还没有发现令人信服的证据表明冥王星存在持久的大气层。然而，随着新视野号即将在冥王星-冥卫一系统相遇，探测可能的冥卫一大气层的灵敏度将增加几个数量级。特别是，新视野号计划在2015年7月14日对冥卫一进行掩星观测时使用其爱丽丝紫外光谱仪。但在最接近的遭遇前几天，爱丽丝仪器也将获得从卡戎表面反射的太阳光光谱。我们研究了由N $_2$、CH $_4$和CO组成的冥卫一周围几种可能的大气层的吸收效应，表面压力为0.1、1和10纳巴（nbar）。我们发现，这种反射率技术是敏感的表面压力冥卫一下降到0.1毫巴的水平，并应提供重要的证据，可能的气氛冥卫一最接近的遭遇之前。这也可能是探测冥卫一太阳下区域的局部大气圆顶的唯一方法。
2016-05-30 astro-ph.EP
Planetary Science by the NLSI LUNAR Team: The Lunar Core, Ionized Atmosphere, & Nanodust Weathering
月球大学天体物理学研究网络（LUNAR）在美国宇航局月球科学研究所（NLSI）的任务范围内进行全方位的科学调查，即月球科学，月球上和来自月球的科学。LUNAR团队的月球科学工作是本白皮书的主题，是在确定太阳系的内容、起源和演化的更广泛背景下进行的。
2011-08-16 astro-ph.EP
Photochemistry and Haze Formation
本文综述了冥王星高层大气中光化学过程生成全球雾霾层的机制、颗粒增长与损失过程及其对大气演化的反馈，并指出未来研究需解决的开放问题。
2023-11-28 astro-ph.EP
Pluto's lower atmosphere and pressure evolution from ground-based stellar occultations, 1988-2016
上下文冥王星稀薄的氮气（N2）大气层由于高的湿度和轨道偏心率而受到强烈的季节性影响，最近（2015年7月）被新视野号航天器观测到。目标是（i）构建冥王星表面压力季节性演变的校准记录，以及（ii）使用2015年观察到的中心闪光限制低层大气的结构。方法：在2002年至2016年期间观测到的冥王星的11次恒星掩星被用于检索$\sim$ 5 km和$\sim$ 380 km高度水平之间的大气剖面（密度、压力、温度）（即压力从约10微巴到10纳巴）。结果如下：（一）与季节性挥发性传输模型相比，从1988年到2016年，压力呈单调增加趋势，从该模型中得出了对N2冰的CO2和发射率组合的严格限制;（ii）2015年6月29日观察到的中心闪光与新视野REX轮廓一致，假设（a）大的昼夜温度变化（目前的模型没有预期）发生在斯普特尼克平原和/或（b）与切向光学深度约为0.3的烟雾存在于4-7公里的高度水平和/或（c）标称REX密度值被高估了约20%的难以置信的大因子，和/或（d）较高的地形阻挡了面向冥卫一的半球中的部分闪光。
2019-03-06 astro-ph.EP
