X射线示踪星际天体的挥发性成分

Samuel H. C. Cabot; Q. Daniel Wang; Darryl Z. Seligman

X射线示踪星际天体的挥发性成分

地球与行星天体物理 2023-09-21 v1 星系天体物理太阳与恒星天体物理

作者: Samuel H. C. Cabot , Q. Daniel Wang , Darryl Z. Seligman

摘要

首个被发现的星际天体（ISO）1I/`Oumuamua周围彗发的未探测到，促使人们提出多种假说来解释其非引力加速度。鉴于即将开展的巡天有望发现这一神秘天体的类似物，设计替代的表征方法实属审慎之举。在本研究中，我们主张X射线光谱学可作为探测挥发性ISO成分的一种出奇有效的手段。太阳风中高度电离的金属与逸出气体中性粒子相互作用，并在称为电荷交换的过程中发射高能光子，而彗星与行星体由电荷交换诱发的X射线已在太阳系中被广泛观测。我们建立了一个模型，基于ISO的化学成分与星历表预测其X射线通量。我们发现，虽然标准彗星组分（如H $_2$ O、CO $_2$ 、CO与尘埃）最好通过光学或红外观测探测，但我们预测由与H $_2$ 和N $_2$ 延展彗发发生电荷交换所产生的强X射线发射——这些物种缺乏强红外荧光跃迁。我们发现，在1I/`Oumuamua接近地球期间，XMM-Newton本可对其电荷交换发射敏感，且成分约束或许可行。我们主张对具有近心距的新发现ISO进行后续X射线观测。对一般ISO群体的成分约束可调和1I/`Oumuamua表面自相矛盾的性质，并深入揭示系外行星系统行星形成的最早阶段。

关键词

星际天体 X射线光谱学电荷交换挥发性成分 Oumuamua 彗星彗发

引用

@article{arxiv.2309.11482,
  title  = {X-rays Trace the Volatile Content of Interstellar Objects},
  author = {Samuel H. C. Cabot and Q. Daniel Wang and Darryl Z. Seligman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11482},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted to The Astrophysical Journal. 18 pages, 6 figures

X射线示踪星际天体的挥发性成分

摘要

关键词

引用

备注

相关论文