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活动小行星311P/PANSTARRS的动力学特性分析

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天文学报 2024年第2期65卷 87-102页

作者：辛瑛琦史建春马月华陈媛媛中国科学院紫金山天文台/中国科学院行星科学重点实验室南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

311P/PANSTARRS是一颗活动小行星,具有小行星和彗星的双重特征,是中国``天问二号'的探测目标之一.311P/PANSTARRS直径较小,约为400 m,非引力效应可能会对其长期动力学演化产生较大的影响.通过假定不同表面组分,研究了Yarkovsky效应对311... 详细信息

311P/PANSTARRS是一颗活动小行星,具有小行星和彗星的双重特征,是中国``天问二号'的探测目标之一.311P/PANSTARRS直径较小,约为400 m,非引力效应可能会对其长期动力学演化产生较大的影响.通过假定不同表面组分,研究了Yarkovsky效应对311P/PANSTARRS轨道演化的影响,讨论了密近交汇、非破坏性碰撞和YORP(Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack)效应等非引力效应,计算了小行星与大行星密近交汇及碰撞概率,估计了311P/PANSTARRS达到自转周期分裂极限的时标.模拟结果显示与纯引力模型相比,Yarkovsky效应可能会加快311P/PANSTARRS离开当前共振区域,大约在10Myr以后311P/PANSTARRS会离开当前所在共振带,在表面覆盖风化层的情况下有机会通过v6长期共振成为越火小行星;在考虑YORP效应的情况下,311P/PANSTARRS在2 Myr时标内可达到自转周期分裂极限;在考虑Yarkovsky效应及YORP效应等因素的情况下,311P/PANSTARRS在10 Myr时标内仍可保持其动力学稳定性,且YORP效应不会显著影响其半长径偏移量.

关键词：天体力学方法:统计行星和卫星:动力学演化和稳定性矮行星小行星:个别:311P/PANSTARRS

基于半球形瞬时撞击坑的近地天体撞击诱发海啸的深水波模型

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天文学报 2024年第5期65卷 110-120页

作者：李妙蕾史建春马月华张瑞利赵海斌唐梦辉杨大陶中国科学院紫金山天文台行星科学重点实验室南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院上海天文台上海200030 南京大学物理学院南京210093 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 国防科工局重大专项工程中心北京100101

采用初始扰动为半球形瞬时撞击坑作为初始条件,建立了近地天体撞击诱发海啸的深水波模型,应用到特定情形下(小行星直径为140 m、撞击速度与密度采用车里雅宾斯克陨击参数、撞击区域平均海洋深度采用太平洋平均水深4 km)研究了近地天体... 详细信息

采用初始扰动为半球形瞬时撞击坑作为初始条件,建立了近地天体撞击诱发海啸的深水波模型,应用到特定情形下(小行星直径为140 m、撞击速度与密度采用车里雅宾斯克陨击参数、撞击区域平均海洋深度采用太平洋平均水深4 km)研究了近地天体撞击海洋诱发海啸的波高最大值随距离和时间的演化情况.对比不同的瞬时撞击坑模型和传播模型对海啸波高的影响发现:半球形瞬时撞击坑诱发的海啸危害比抛物形瞬时撞击坑更大;相对于深水波模型,浅水波模型给出撞击诱发海啸的规模较大;对于中等尺寸(直径在几百米范围内)的小行星,研究其撞击海洋诱发海啸,更适合采用瞬时撞击坑形状为半球形的深水波模型.

关键词：小行星:普通地球流体力学方法:解析

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五龙陨石:一块新发现的主群橄榄陨铁

天文学报 2024年第5期65卷 78-87页

作者：刘航成张欣茹贺文忠廖世勇徐伟彪蒋云中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 成都理工大学地球与行星科学学院行星科学国际研究中心成都610059

橄榄陨铁作为太阳系早期分异小行星的碎片,记录了母体深部核幔分异过程,其成因研究对重建太阳系行星分异历史具有重要的指示意义.五龙陨石大约于1992年在内蒙古被发现,但直到2020年才被学界关注.本文对该陨石进行了详细的岩相学、矿物... 详细信息

橄榄陨铁作为太阳系早期分异小行星的碎片,记录了母体深部核幔分异过程,其成因研究对重建太阳系行星分异历史具有重要的指示意义.五龙陨石大约于1992年在内蒙古被发现,但直到2020年才被学界关注.本文对该陨石进行了详细的岩相学、矿物化学和同位素地球化学研究.五龙陨石的矿物模式丰度为:橄榄石(-72.7 vol.%)、金属(-26.2 vol.%)、陨硫铁(-0.6 vol.%)、陨磷铁镍石(-0.4 vol.%)、铬铁矿(-0.1 vol.%)等.橄榄石(Fa12:5±0:2)和铬铁矿(Al#-15.2±0.9、Fe#-67.9±1.5)颗粒成分均一,未发现成分环带.Fe-Ni金属成分:Ni-7.71 wt.%、Ga-17.8μg/g、Ge-26.2μg/g.橄榄石δ^(18)O(δ表示样品中的同位素比值与标样中的同位素比值的相对偏差)为3.04±0.01‰、Δ^(17)O(Δ代表同位素分馏值)为􀀀0.18±0.01‰.综合五龙陨石的岩相结构特征、矿物化学成分、Fe-Ni金属亲铁元素含量及橄榄石氧同位素组成,确定其为新发现的主群橄榄陨铁.

关键词：天体化学陨石:橄榄陨铁小行星

基于NEATM和WISE数据的小尺寸近地小行星物理特性研究

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天文学报 2024年第4期65卷 161-180页

作者：何浩卿季江徽孔旭姜浩轩胡寿村中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院行星科学重点实验室南京210023 北京空间飞行器总体设计部北京100094

小行星是太阳系中广泛分布的金属或岩石天体,直径从米级跨越到几百公里.它们蕴含了太阳系早期的信息,同时也可能会与地球轨道相交且撞击地球,因此研究小行星的物理参数、物质成分和表面性质对于了解太阳系行星的形成演化和近地天体防御... 详细信息

小行星是太阳系中广泛分布的金属或岩石天体,直径从米级跨越到几百公里.它们蕴含了太阳系早期的信息,同时也可能会与地球轨道相交且撞击地球,因此研究小行星的物理参数、物质成分和表面性质对于了解太阳系行星的形成演化和近地天体防御具有重要意义.以国际小行星中心(Minor Planet Center,MPC)获取直径D行星共67颗作为研究对象,其中包含部分潜在威胁小行星(Potentially Hazardous Asteroids,PHA).基于NEATM(Near-Earth Asteroid Thermal Model),使用广域红外巡天望远镜(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)的观测数据,利用反射光模型对太阳反射光进行了修正,使用动力学模型计算WISE观测历元的小行星轨道数据,计算了这67颗小尺寸近地小行星的直径和反照率.拟合过程采用马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)方法,与WISE的研究结果和MPC的数据进行了比较分析,给出了其分类特征.研究为小行星的观测和理论提供了有力的支持,可以更好地了解近地小行星的特征和演化.

关键词：小行星:近地小行星辐射机制:热辐射,Near-Earth Asteroid Thermal Model(NEATM) 方法:数据分析,Markov Chain Monte Carlo(MCMC)

近邻宜居行星巡天计划:利用空间天体测量法寻找下一个“地球”

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空间科学学报 2024年第2期44卷 193-214页

作者：季江徽李海涛张俊波李东方亮王素邓雷陈果李飞董瑶李保权高晓东鲜浩中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院行星科学重点实验室南京210023 中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院光电技术研究所成都610209 自适应光学全国重点实验室成都610209 中国科学院微小卫星创新研究院上海201306

近邻宜居行星巡天计划(Closeby Habitable Exoplanet Survey,CHES)采用空间微角秒级别的高精度天体测量技术,普查太阳系近邻(10 pc内)约100颗FGK等类型恒星,探测宜居带类地行星或超级地球;详细普查宜居行星的数目、真实质量和三维轨道... 详细信息

近邻宜居行星巡天计划(Closeby Habitable Exoplanet Survey,CHES)采用空间微角秒级别的高精度天体测量技术,普查太阳系近邻(10 pc内)约100颗FGK等类型恒星,探测宜居带类地行星或超级地球;详细普查宜居行星的数目、真实质量和三维轨道等信息,这将是国际上首次近邻宜居带类地行星的空间探测任务.CHES的有效载荷是一台口径为1.2 m,视场为0.44°×0.44°,焦距为36 m的高像质、低畸变、高稳定光学望远镜,采用同轴三反TMA光学成像系统.为实现宜居带类地行星探测,CHES任务中的测量精度为1μas,是目前国际测量精度最高的空间探测项目.在空间科学先导专项背景型号项目的支持下,CHES团队深入凝练和论证科学目标,成功突破了三项关键技术难题:实现了畸变大视场高像质空间望远镜光学系统技术的重要突破;突破了10–5 pixel级别星间距测量技术;实现了卫星系统高稳定度姿态控制精度及热控精度的创新.CHES预计发现50颗类地行星,引领中国空间科学探测技术的跨越式发展.

关键词：高精度天体测量法系外行星近邻宜居行星

中国现代行星科学和历书天文的发源地和守护人——中国科学院紫金山天文台行星科学和深空探测研究部巡礼

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大学科普 2024年第1期18卷 54-56页

作者：陈果赵海斌中国科学院紫金山天文台江苏南京

行星科学和深空探测研究部是面向深空探测的行星科学研究中心,长期围绕行星科学、历书天文以及深空探测等研究方向开展前沿研究,在“嫦娥工程”、“天问系列”等深空探测任务、近地天体监测预警、历书历表编制、太阳系小天体探测与物理... 详细信息

行星科学和深空探测研究部是面向深空探测的行星科学研究中心,长期围绕行星科学、历书天文以及深空探测等研究方向开展前沿研究,在“嫦娥工程”、“天问系列”等深空探测任务、近地天体监测预警、历书历表编制、太阳系小天体探测与物理研究、行星系统形成与演化、太阳和太阳系等离子体与行星环境、太阳系外行星大气、行星陨石化学等方面做出了颇具特色的重要贡献,并运行着近地天体望远镜等重要设备。

关键词：行星科学紫金山天文台近地天体监测预警科学研究中心历书中国科学院深空探测

花岗岩中黑云母地球化学特征对铟矿化的启示:以栾川矿集区鱼库‒石宝沟岩体为例

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大地构造与成矿学 2024年第4期48卷 754-770页

作者：陈程韩江伟徐净赵太平中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 河南省地质调查院河南郑州450001 福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108

传统观点认为,铟常在锡多金属矿床中富集。但近年来发现,一些与花岗岩有关的贫锡多金属矿床中,铟也能够富集到一定程度。不可否认的是,无论在贫锡还是富锡的矿床中,铟的富集均与花岗质岩浆活动密切相关。然而,目前对于岩浆演化过程中控... 详细信息

传统观点认为,铟常在锡多金属矿床中富集。但近年来发现,一些与花岗岩有关的贫锡多金属矿床中,铟也能够富集到一定程度。不可否认的是,无论在贫锡还是富锡的矿床中,铟的富集均与花岗质岩浆活动密切相关。然而,目前对于岩浆演化过程中控制In超常富集的因素尚不清楚。在花岗岩中,黑云母是Sn和In的重要载体矿物,其化学成分也可以有效反映岩浆成因及成岩物理化学条件。栾川矿集区的赤土店矿床为贫锡富铟的岩浆热液铅锌银矿床,其矿化与燕山期鱼库-石宝沟花岗岩关系密切。本文以鱼库-石宝沟花岗岩作为贫锡花岗岩的代表,对岩体中的黑云母开展了详细的矿物地球化学研究,并与华南典型锡铟矿化花岗岩中的黑云母进行对比。结果表明,鱼库-石宝沟花岗岩中的黑云母为镁质黑云母,华南锡铟矿化花岗岩中的黑云母为铁质黑云母-铁叶云母。且鱼库-石宝沟花岗岩中的黑云母具有较低的Sn、In含量,指示该花岗质岩浆贫锡和铟,而华南锡铟矿化花岗岩岩浆源区本身就富锡和铟。与鱼库-石宝沟花岗岩相比,华南锡铟矿化花岗岩起源于变沉积岩的部分熔融,且具有高温、低氧逸度、高挥发分的特征,这些物理化学条件对铟矿化有重要控制作用。而贫锡铟的鱼库-石宝沟花岗岩并不具备这些有利于铟矿化的条件,与之相关的矿床中之所以出现铟的富集,可能与后期地质事件使矿体中的In元素发生活化和再富集有关。

关键词：栾川矿集区鱼库‒宝沟岩体黑云母矿物地球化学 In的富集机制

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火星弓激波上游离子回旋波的观测研究

天文学进展 2024年第2期42卷 286-298页

作者：李家威杨磊吴德金戴存礼李建平向梁罗庆宇程征伟中国科学院紫金山天文台行星科学重点实验室南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 南京农业大学理学院南京210095 中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室南京210023 洛阳师范学院空间物理研究所洛阳471934 洛阳师范学院电磁变换与探测重点实验室洛阳471934

离子回旋波广泛分布于火星弓激波上游,在卫星坐标系下其频率接近当地质子回旋频率,准平行于背景磁场方向传播,与在火星外逸层太阳风拾起新生H离子有关。该文基于磁流体理论,对MAVEN探测器观测到的离子回旋波进行事例分析,通过对等离子... 详细信息

离子回旋波广泛分布于火星弓激波上游,在卫星坐标系下其频率接近当地质子回旋频率,准平行于背景磁场方向传播,与在火星外逸层太阳风拾起新生H离子有关。该文基于磁流体理论,对MAVEN探测器观测到的离子回旋波进行事例分析,通过对等离子体密度扰动、速度扰动以及磁场扰动的参数拟合,发现该离子回旋波事件可用斜传播的快磁声波与平行传播的阿尔文波的叠加来解释。该文有助于进一步理解火星上游所观测到的离子回旋波相关扰动的物理本质,对其中等离子体物理过程的重新建模和数值模拟具有指导意义。

关键词：离子回旋波火星上游磁流体力学快磁声波阿尔文波慢磁声波

搜寻第二个地球——系外地球(ET)巡天计划

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空间科学学报 2024年第3期44卷 400-424页

作者：葛健陈雯陈永和宋宗玺王坚张辉李岩臧伟呈周丹张永帅陈琨阳应权毛淑德黄煦药新雨李兴隆姜海娇于涌唐正宏董峰高伟张鸿飞申超王峰涛魏传新杨宝玉李豫东文林张朋军张聪聪谢基伟马波邓洪平刘慧根段旭亮王昊宇黄江江高扬王伊菲王磊秦根健刘欣宇高婕中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院微小卫星创新研究院上海201304 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学技术大学合肥230026 清华大学天文系北京100190 南昆士兰大学天体物理中心图文巴QLD4350 中国航天科技集团公司第八研究院803研究所上海201109 中国科学院新疆理化技术研究所乌鲁木齐830011 南京大学天文系南京210023 中山大学物理与天文学院珠海519082

系外地球科学卫星(ET)将通过采用空间大视场超高精度测光这一关键技术在国际上率先突破生命起源中的系外地球存在及其演化这一重大前沿科学问题. ET卫星将在日地拉格朗日L2点晕(Halo)轨道部署由6台广角凌星望远镜和1台微引力透镜望远镜... 详细信息

系外地球科学卫星(ET)将通过采用空间大视场超高精度测光这一关键技术在国际上率先突破生命起源中的系外地球存在及其演化这一重大前沿科学问题. ET卫星将在日地拉格朗日L2点晕(Halo)轨道部署由6台广角凌星望远镜和1台微引力透镜望远镜构成的空间天文台,结合凌星法和微引力透镜法,利用空间超大视场和超高精度的光学测光观测,首次发现富有重要意义、被广泛关注的系外地球,并确定其发生率,对目前了解甚少的类地行星和流浪行星进行国际上第一次大规模的种群普查,首次发现流浪地球,并确定其发生率,揭示类地行星和流浪行星起源,为地外生命探寻提供候选者和新方向. ET卫星的观测结果、统计研究以及和对理论的检验将回答系外地球在宇宙中有多普遍,类地行星是如何形成和演化的,流浪行星又是如何起源的这些亟待解决的前沿科学问题.对ET卫星发现的系外地球样本的后随观测,将精确测量其质量、密度和大气成分,有助于深入分析宜居性特征.此外,对ET新发现的大量各种系外行星样本的研究,以及对理论的检验将推动这些种类的行星形成和演化规律的更深入认识, ET的大量高精度、高频次和长基线测光数据将推动星震学、银河系考古学、时域天文学、双星和双星黑洞等领域的研究.

关键词：系外行星类地行星宜居带凌星微引力透镜测光