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LSST 可探测且可通过不同任务设计实现原位交会访问的星际天体群

地球与行星天体物理 2022-02-01 v2 星系天体物理 天体物理仪器与方法 太阳与恒星天体物理

摘要

最近发现的星际天体群为我们提供了近距离表征来自太阳系外行星与恒星系统物质的机会。即将建成的薇拉·C·鲁宾天文台时空遗产巡天(LSST)相较于当前运行中的观测设施,将对这些天体的探测灵敏度提升至前所未有的水平。我们根据银河系运动学抽取类‘奥陌陌’天体的合成族群,并在假设无彗星活动的条件下,识别 LSST 可探测天体的碰撞参数、偏心率、双曲速度和天区位置分布。该族群的特征为轨迹在太阳向点和反向点方向聚集,以轨道倾角 90\sim90^\circ 为中心。我们确定黄道或太阳向点作为随巡天极限星等变化的搜寻未来星际天体的最优天区位置。此外,我们识别出可被具有即将发射的 Comet Interceptor 或提出的 Bridge 概念能力的专用任务实现原位交会的可探测天体轨迹。通过将我们的分数族群统计与推断的空间数密度缩放,我们估计 LSST 在其约 10 年观测活动中将探测到约 15\sim 15 个星际天体。进一步,我们发现对于推进能力与 Bridge 和 Comet Interceptor 相当的任务,分别应有 13\sim1-30.00070.001\sim0.0007-0.001 个可达目标。这些数字为下限,并将在星际天体的数密度与大小频率分布被更好约束时易于更新。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.10406,
  title  = {The Population of Interstellar Objects Detectable with the LSST and Accessible for $\textit{In Situ}$ Rendezvous with Various Mission Designs},
  author = {Devin J. Hoover and Darryl Z. Seligman and Matthew J. Payne},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.10406},
  year   = {2022}
}

备注

14 pages, 15 figures, submitted to PSJ, received peer-reviewed comments