追踪彗尾：用于 67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的粒子追踪算法

背景。在欧洲空间局罗塞塔（Rosetta）任务飞往 67P 彗星的后近日点阶段，航天器搭载的光学、光谱与红外远程成像系统拍摄了大量近核彗发的图像序列，其中许多显示了从活跃表面区域喷射到太空中的单个碎屑的运动。目的。我们旨在追踪这些图像序列中单个粒子的运动，并推导其投影速度与加速度。这应有助于我们限定其在表面的起源点，理解在内彗发中影响其动力学的力，并预测它们是落回表面还是逃逸至行星际空间。方法。我们开发了一种算法，用于追踪在图像序列中作为点源出现的粒子运动。我们的算法采用点源检测软件定位粒子，然后利用图像序列的成对特性重建粒子轨迹并推导投影速度与加速度。我们还根据亮度限定了粒子尺寸。结果。我们的算法在一个样本图像序列中识别出 2268 条轨迹。人工检查不仅发现其中 1187 条（约 52%）可能为真实轨迹，而且结合在模拟数据上的运行，揭示了一个与轨迹完整性相关的简单判据，可在无需人工干预的情况下挑选出大部分真实轨迹。对一个小型（n = 89）粒子组的试探性分析示例说明了我们数据的用途，并提供了关于粒子速度、加速度和半径分布的初步结果，与先前工作一致。