Pan-STARRS1 观测的长周期彗星轨道与尺寸-频率分布

我们引入一种结合彗星活动模型与巡天模拟来估计彗星核尺寸-频率分布（SFD）的新技术，并将其应用于 Pan-STARRS1 近地天体巡天探测到的 150 颗长周期彗星（LPC）。去偏的 LPC 尺寸-频率分布与先前对核直径 $>\sim 1$~km 大彗星的估计一致，但我们测得小天体（直径 $<1$~km 并接近仅 $100$~m 直径）的 SFD 斜率显著下降。大天体斜率为 $\alpha_{big} = 0.72 \pm 0.09 (stat.) \pm 0.15 (sys.)$，而小天体表现为 $\alpha_{small} = 0.07 \pm 0.03 (stat.) \pm 0.09 (sys.)$，其中 SFD 正比于 $10^{\alpha H_N}$，$H_N$ 代表彗星核绝对星等。直径 $>1$~km 且近日点 $q<10$~au 的 LPC 总数为 $0.46 \pm 0.15 \times 10^9$，而由于直径 $<1$~m 的 SFD 斜率平缓，直径 $>100$~m 的天体仅 $2.4 \pm 0.5 (stat.) \pm 2 (sys.) \times 10^9$。我们估计奥尔特云中直径 $\ge 1$~km 的“潜在活动”天体（若近日点演化至 $<10$~au 将被定义为 LPC）总数为 $(1.5\pm1)\times10^{12}$，总质量为 $1.3\pm0.9 \, M_{Earth}$。去偏的 LPC 轨道分布与当代动力学模型的预期大致相符，但存在偏差，可能指向未来分辨恒星扰动与星系潮汐在产生 LPC 种群中相对重要性的能力。