27
Программа фундаментальных исследований Президиума РАН №22 «Фундаментальные проблемы исследований и освоения Солнечной системы» Раздел 1. Формирование и эволюция Солнечной системы Рук. М.Я. Маров

1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

  • Upload
    apria

  • View
    57

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН №22 «Фундаментальные проблемы исследований и освоения Солнечной системы» Раздел 1. Формирование и эволюция Солнечной системы Рук. М.Я. Маров. 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Программа фундаментальных исследований Президиума РАН №22

«Фундаментальные проблемы исследований и освоения

Солнечной системы»

Раздел 1. Формирование и эволюция Солнечной системы

Рук. М.Я. Маров

Page 2: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная

реконструкция. Задачи:

• Разработка усовершенствованных моделей термодинамической, космохимической и динамической эволюции допланетного газопылевого диска, фрагментации субдиска на пылевые кластеры, столкновительной релаксации пылевых сгущений и образующихся в течение первых миллионов лет тел астероидных размеров.

• Лабораторное изучение внеземного (метеоритного) вещества как необходимое условие получения ограничений на модели околосолнечного диска, ключевые проблемы.

• Исследование межзвездных газопылевых молекулярных облаков, астрохимия.

• Изучение эволюции орбитальной, вращательной и столкновительной динамики планетезималей. Начальная конфигурация Солнечной системы. Экзопланеты, сравнительная космогония.

• Исследование космогонических проблем галактических космических лучей (ГКЛ) по метеоритным данным.

Page 3: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Подраздел 1: Математическое моделирование

• Реконструкция процессов эволюции солнечного допланетного диска на основе математического моделирования. А.В. Колесниченко, ИПМ им. М.В. Келдыша

• Исследование процессов образования когерентных вихревых структур в спиральной турбулентности и генерации системы крупномасштабных 3-х мерных вихрей вследствие инверсного энергетического каскада. А.В. Колесниченко, ИПМ им. М.В. Келдыша

• Моделирование процессов кластерообразования и эволюции пылевых сгущений с учетом МГД эффектов и турбулентности. А.Е.Королев, А.А.Самылкин, ИПМ им. М.В. Келдыша

• Моделирование образования и эволюции субдиска, пылевых сгущений и первичных планетезималей. А.Б. Макалкин, И.Н. Зиглина, ИФЗ им. О.Ю. Шмидта

• Моделирование рождения планетезималей в аккреционных дисках при наличии магниторотационной неустойчивости. С.Д. Устюгов, ИПМ им. М.В. Келдыша

• Математическое моделирование эволюции твердотельной компоненты допланетного Математическое моделирование эволюции твердотельной компоненты допланетного диска. диска. А.В. РусолА.В. Русол, ГЕОХИ

• Моделирование взаимодействия гиперзвуковых болидов с аккреционными дисками планет-гигантов. В.А. Кронрод, ГЕОХИ

• Изучение эволюции орбитальной, вращательной и столкновительной динамики планетезималей. В.В. Емельяненко, Кайгородов П.В., ИНАСАН, И.И. Шевченко, ГАО

Содержание:

Page 4: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Подраздел 2: Лабораторные исследования первичного вещества, астрохимия

• Ключевые проблемы лабораторных исследований внеземноговещества по метеоритным данным:

- происхождение происхождение включенийвключений,, содержащих ультрарефракторные фазы содержащих ультрарефракторные фазы Zr, Zr, Y, Sc, HfY, Sc, Hf в С в СV V хондритах;хондритах;

- изменение изотопии кислорода при метаморфизме углистых хондритов;- изменение изотопии кислорода при метаморфизме углистых хондритов; - определение генетических соотношений между металлом - определение генетических соотношений между металлом L L и и HH

хондритов и метеоритным железом группы хондритов и метеоритным железом группы IIEIIE;; - исследования разнообразия магматических пород родительского тела - исследования разнообразия магматических пород родительского тела

ахондритов;ахондритов; - исследования микрометеоритов, содержащих данные о безатмосферных - исследования микрометеоритов, содержащих данные о безатмосферных

телах.телах.

• Образование сложных химических соединений в астрохимии, включая химическую эволюцию газопылевых оболочек астрофизических объектов, каталитическую химию на поверхности объектов, химический обмен между пылевой и газовой фракциями и газофазную химию.

• Космогонические проблемы исследований галактических космических лучей (ГКЛ) по метеоритным данным.

Содержание:

Page 5: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Подраздел 1:

Математическое моделирование

Page 6: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.1: Реконструкция процессов эволюции Солнечного допланетного диска и формирование планетных систем на основе математических моделейРук. А.В. Колесниченко, ИПМ им. М.В. Келдыша РАН Задача №1: Построение в приближении одножидкостной магнитной гидродинамики модели тонкого, но оптически толстого, некеплеровского диска, с учетом диссипациитурбулентности за счёт магнитной вязкости, непрозрачности среды, аккреции из окружающего пространства, воздействие турбулентного αω –динамо на генерацию магнитного поля, магнитное силовое и энергетическое взаимодействие между диском и его короной. Разработка нового подхода к моделированию коэффициентов турбулентного переноса в МГД- активном слое плазмы конечной толщины, отличного от α-формализма Шакуры и Сюняева (Маров, Колесниченко, 2006-2011). ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Цель этой части проекта: Изучение различных механизмов генерации магнитных полей (например, самогенерации на аккреционной стадии) в солнечном допланетном диске с целью объяснения остаточной намагниченности фрагментов метеоритных образцов, произошедшей до их объединения в единые агрегаты.

Page 7: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Задача №2: Разработка концепции образования и энергетической подпитки когерентных вихревых структур в спиральной турбулентности допланетного диска и генерации системы крупномасштабных 3-х мерных вихрейв результате инверсного энергетического каскада . ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Цель этой части проекта: Исследование механизмов интенсификации механических и физико-химических процессов внутри вихревых структур, благодаря которым возможно самопроизвольное образование и рост газо-пылевых кластеров, стимуляция процессов конденсации и фазовых переходов, процессов массо- и теплообмена между различными областями диска, существенная модификация спектра колебаний и т.п. (Колесниченко, 2006-2011). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Методы исследования: Методы решения задач определяются содержанием исследований и опираются на развитые авторами проекта методы механики сплошной среды, кинетики разреженного газа и вычислительной математики, с применением параллельных алгоритмов и высокопроизводительных ЭВМ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

План работ на 2012 г.:1) Разработка магнитогидродинамической модели структуры и эволюции турбулентного аккреционного диска прото-Солнца.2) Развитие теории вихревого динамо в солнечном протопланетном не магнитном диске с гиротропной турбулентностью.

Page 8: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Задача №3: Моделирование с учетом МГД эффектов и турбулентности генерации и эволюции пылевых сгущений до образования твердых тел в зоне Земли, включая модели кластерообразования в диске на основе решения уравнения Смолуховского с использованием алгоритмов весового моделирования Монте-Карло. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Цель этой части проекта: Численное моделирование эволюции пылевых сгущений и твердых тел в газопылевом допланетном диске и их столкновительного взаимодействия в широком диапазоне параметров, с учетом физико-химической структуры тел и гео-химических следствий (М.Я.Маров, А.Е.Королев, А.А.Самылкин, 2008-2011; А.В.Колесниченко, М.Я.Маров, 2009).------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Методы исследования:Статистический метод Монте-Карло для моделирования процессов упругих и неупругих парных взаимодействий частиц, частиц с кластерами и кластер-кластерных взаимодействий, описываемых кинетическими уравнениями Больцмана и Смолуховского.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

План работ на 2012 г.: Разработка весовых алгоритмов прямого статистического моделирования для численного исследования неравновесных кинетических процессов с учетом кластерообразования в газопылевых средах с усложненными физико-химическими характеристиками.

Page 9: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.2: Моделирование образования и эволюции пылевых сгущений и первичных планетезималей Рук. А.Б. Макалкин, ИФЗ РАН

Проблема: Образование достаточно крупныхпланетезималей, удерживаемых от разрушения собственной гравитацией.

Механизмы: Увеличение пространственной плотности пылевой фракции газопылевого протопланетного диска за счет оседания агрегатов пылевых частиц (0.1–10 см) к его экваториальной плоскости и уплотнения пылевого слоя (субдиска) при радиальном дрейфе пылевых агрегатов. Образование самогравитирующих пылевых сгущений с астероидными массами внутри субдиска. Их рост и уплотнение благодаря поглощению пыли и слиянию при взаимныхстолкновениях. Образование крупных планетезималей. (Макалкин, Зиглина, 2004; Маров и др., 2008).

Уменьшение радиуса и уплотнение субдиска за 0.1 млн. лет (кривые 1–5).

1

2

32

45

1 0 -1 7

1 0 -1 5

1 0 -1 3

1 0 -1 1

1 0 -9

1 0 -7

1 0 -5

1 0 -3

r , а .е .

3

4

5

d , г /см3

0 .0 1 0 .1 1 1 0 1 0 0

Page 10: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Задача 1. Построение модели эволюции пылевого субдиска с учетом (а) роста пылевых агрегатов при соударениях, (б) их разрушения при фракционном испарении на линии льда и испарения силикатов и железа на внутренней границе субдиска, (в) уточнения модели сдвиговой турбулентности при взаимодействии субдиска с газовым диском, (г) влияния вариаций Р-Т условий в диске.Задача 2. Исследование эволюции параметров пылевых сгущений и первичных планетезималей внутри субдиска – зависимости их масс, размеров и плотности их распределения от радиуса орбиты и времени – с учетом их гравитации и уплотнения при поглощении большой массы пыли и взаимных столкновениях, а также трения пылевых агрегатов о газ.Методы исследования. Численное моделирование, аналитические методы.

План работ на 2012 г.1) Моделирование эволюции субдиска с учетом разрушения и испарения пылевых частиц на фазовых фронтах, а также их роста при столкновениях2) Исследование зависимости масс, размеров и плотности распределения пылевых сгущений от радиуса орбиты и времени.

Page 11: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.3: Моделирование рождения планетезималей в аккреционном диске при наличии магниторотационной неустойчивости.Руководители : А.В. Колесниченко, С.Д. Устюгов, ИПМ РАН

Целевая задача:

• Рассмотрение в гидродинамическом приближении эволюции аккреционного диска вокруг компактного гравитирующего объекта, выбор начального стационарного состояния диска, минимизирующего влияние граничных условий. Создание пакета программ на основе явной схемы годуновского типа Роу-Эйнфельдта-Ошера, обеспечивающего эффективное решение гидродинамических задач на многопроцессорных вычислительных системах.

• Математическое моделирование образования и эволюции крупных вихревых структур в аккреционном диске при внесении начальных малых возмущений в равновесное состояние диска в малой области. Исследование возможности перераспределения углового момента крупными вихревыми структурами без заметного нагрева вещества.

• Изучение динамики крупномасштабных когерентных структур в гидродинамических течениях на основе кинетической теории вихрей. Рассмотрение переходов между областями крупных масштабов (инерционной и “высокочастотной”) на основе кинетических уравнений для вихревых структур различных типов, детальное описание динамики переходных режимов широкого спектра турбулентных течений и процессов прямого и обратного каскада энергии. Разработка уточненных алгоритмов расчетов для областей фазовых переходов и областей генерации мелкомасштабной турбулентности.

Page 12: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

План работы на 2012 г.1. Написание программы с использованием метода PPML для цилиндрической системы координат2.Моделирование линейной и нелинейной стадии развития магниторотационной неустойчивости3.Включение в программу расчета динамики твердых тел с помощью метода частиц4.Моделирование рождение планетезималей в аккреционных дисках при наличии магниторотационной неустойчивости с учетом динамики движения пылевой компоненты.

Методы исследования: Трехмерное численное моделирование турбулентности с магнитным полем в аккреционных дисках с учетом газовой и пылевой компонент на суперкомпьютерах

Задача №1: Анализ физических условий для образования планет в аккреционном диске при наличии турбулентности с магнитным полем. Изучение потери углового момента за счет вязкости, порожденной магниторотационной неустойчивостью.

Page 13: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.4: Математическое моделирование Математическое моделирование эволюции твердотельной компоненты эволюции твердотельной компоненты

протопланетного дискапротопланетного диска

Цель – исследование динамического поведения:• пылевых частиц в диапазоне размеров от микронов до 0.1 мм;• пылевых кластеров в диапазоне размеров от 1 до 10 см;• пылевых сгущений размером до 10000 км при парных

взаимодействиях;• пылевых сгущений при орбитальном движении вокруг

центрального тела.

Методы1. Метод проницаемых частиц, для моделирования

столкновительной эволюции мелкодисперсных частиц и пылевых кластеров;

2. Метод сглаженных частиц, для моделирования поведения газовой составляющей.

Page 14: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

План на 2012 г.

1. Влияние турбулентности различных масштабов на эволюцию твердотельной компоненты;

2. Взаимодействие крупных пылевых кластеров с мелкодисперсной пылевой составляющей.

РУСОЛДОБАВИТЬ КАРТИНКИ – есть файл у Вас на столе, внизу «РУСОЛ Сообщение.doc»

Задача №1 :

Page 15: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.5: Торможение, разрушение и захват гиперзвуковых болидов аккреционными дисками планет-гигантов.

Руководитель: Кронрод В.А., ГЕОХИ РАН

Цель - исследование методами метеорной физики взаимодействия с газом малых космических тел (МКТ), пролетающих через околопланетный диск. Оценки массы захваченного в диск твердого и испаренного (а затем реконденсированного) вещества МКТ, а также последующего влияния этого процесса на состав спутников

Основные этапы планируемых работ :

(1) Определение ограничений на скорости МКТ, при которых тело остается в аккреционном протоспутниковом диске планеты. (2) Моделирование процессов торможения и абляция МКТ в газовой среде протоспутникового диска.

Page 16: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Методы исследования.Численное моделирование.

План работ на 2012 г.1. Определение ограничений на скорости МКТ, при которых тело остается в аккреционном протоспутниковом диске центральной планеты.2. Моделирование процессов торможения и абляции сверхзвуковых болидов в газовой среде протоспутникового диска.

Основные этапы планируемых работ :

(3) Моделирование процессов дробления МКТ в газе протоспутникового диска. (4) Оценки массы твердого и испаренного (а затем реконденсированного) вещества МКТ , захваченных диском на различных расстояниях от центральной планеты.

(5) Оценки влияния процессов захвата массы МКТ протоспутниковым диском на внутреннее строение регулярных спутников.

Page 17: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Подраздел 2 :

Изучение внеземного вещества метеоритов

(ограничения на математические модели).

Астрохимия.

Орбитальная динамика.

Экзопланеты.

Page 18: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.5: Ключевые проблемы исследования внеземного вещества. Лабораторное изучение

метеоритовРуководитель: М.А. Назаров, ГЕОХИ РАН

1. 1. Лабораторное изучение метеоритов

Задачи:Задачи:

• установить происхождение установить происхождение включенийвключений,, содержащих содержащих ультрарефракторные фазы ультрарефракторные фазы Zr, Y, Sc, HfZr, Y, Sc, Hf в С в СV V хондритах;хондритах;

• изучить изменение изотопии кислорода при метаморфизме изучить изменение изотопии кислорода при метаморфизме углистых хондритовуглистых хондритов

• определить генетические соотношения между металлом определить генетические соотношения между металлом L L и и HH хондритов и метеоритным железом группы хондритов и метеоритным железом группы IIEIIE

• исследовать разнообразие магматических пород родительского исследовать разнообразие магматических пород родительского тела ахондритовтела ахондритов

• датировать породы датировать породы KREEP KREEP типа в лунном метеорите типа в лунном метеорите Dho 1442Dho 1442• установить условия образования металлического кремния в установить условия образования металлического кремния в

лунном метеорите лунном метеорите Dho 280Dho 280• изучить микрометеориты в ледниковом покрове Новой Земли.изучить микрометеориты в ледниковом покрове Новой Земли.

Page 19: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

2. Лабораторное изучение микрометеоритов

Задачи:Задачи:

В потоке микрометеоритов, поступающих на Землю, может присутствовать материал всех безатмосферных тел Солнечной системы, в том числе и тот, который не представлен в научных метеоритных коллекциях. Так, в Новоземельской и других коллекциях микрометоритов присутствуют базальтоиды (рис.1), близкие, но отличающиеся по составу от HED метеоритов, отмечаются и другие экзотические частицы (рис.2). Комплексные исследования этих метеоритов по специально разработанным программам.

Непереплавленный новоземельский базальтоидный микрометорит NZ-rnd-44, состоящий из пироксенов (Px), плагиоклаза (Pl), и стекла (Gl). Частица несет следы ударного метаморфизма и имеет брекчиевую структуру. План работ на 2012-2013 гг.

1. выделение микрометоритов из отложений на поверхности Новоземельского ледника

(2012 г.); 2. поиск среди них редких и уникальных

разновидностей (2012 – 2013 гг.)3. установление их возможных родительских

тел (2012 – 2013 гг.)

Тугоплавкая космическая сферула, состоящая из шпинели MgAl2O4 и оливина.

Page 20: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.6: Образование сложных химических соединений в астрохимии. Руководитель: Шематович В.И., ИНАСАН РАН 1. Астрохимия сложных молекул в межзвездной среде: Химическая эволюция газопылевых оболочек астрофизических объектов определяется совокупным действием большого количества взаимосвязанных процессов, включая каталитическую химию на поверхности объектов, химический обмен между пылевой и газовой фракциями и газофазную химию. Одним из результатов эволюции является образование сложных молекул с биологическим потенциалом.

Ледяная мантияСО

Н2O

Н2O

СО

СО2

NH3

СH4

УФ излучениеИоны ГК лучей

CO+H→HCO+H→H2CO+H→CH3OH

СH3 OH

CO+O→CO2

Тепловая и нетепловая десорбция

CO

Задача проекта: Анализ возможных химических путей образования сложных молекул (воды, формальдегида, метанола и др.) в условиях дозвездных и протозвездных ядер плотных и холодных молекулярных облаков.

Page 21: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

2. Астрохимическая кинетика: Исследование астрохимии газопылевых оболочек путем решения численными методами уравнений химической кинетики на микро- и макроскопических масштабах с учетом переноса УФ излучения. В проекте будет использован один из наиболее эффективных кинетических подходов для решения системы кинетических уравнений для химически активных газопылевых сред - метод численного стохастического моделирования (Marov et al., 1996, 1997). Для исследований химической эволюции газопылевых оболочек различных астрофизических объектов будут использованы эффективные алгоритмы кинетического метода Монте-Карло (Цветков и Шематович, 2009, 2010). 

Задача: создание эффективных численных моделей химической кинетики в межзвездных газопылевых средах.

План работ на 2012 г.1)Разработка гибридной стохастической модели для астрохимии с учетом реакций на поверхности межзвездных пылевых частиц и в газовой среде. 2)Анализ химических путей образования молекул H2O, H2CO и CH3OH на ледяных поверхностях межзвездных пылевых частиц в плотных ядрах молекулярных облаков и сравнение с данными наблюдений.

Page 22: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Космогонические проблемы исследований галактических космических лучей (ГКЛ) по метеоритным данным.

Руководители: В.А. Алексеев, Г.К. Устинова, ГЕОХИ РАН

1. Космохронология. Особенности эволюции H- и L- хондритов.

Цель - выявить наиболее общие особенности и существенные различия происхождения, механизмов образования и эволюции H- и L- хондритов.

Методы –

- корреляционный анализ статистических распределений радиогенных и радиационных возрастов и орбит обыкновенных хондритов на основе оценки доатмосферных размеров и протяженности орбит обыкновенных хондритов;

- анализ содержаний стабильных изотопов, радионуклидов с разными периодами полураспада и треков тяжелых ядер, что позволяет проследить эволюционный путь хондритов от выброса из родительского тела до входа в атмосферу Земли.

Распределение H- и L-хондритов и АСЗ в зависимости от q’

План работ на 2012 г. Создание базы данных по содержаниям космогенных радионуклидов и стабильных изотопов благородных газов в хондритах.

Page 23: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Цель:

• поиск и идентификация трансурановых элементов в составе ГКЛ путем изучения треков в метеоритных минералах.

• выявление структурных особенностей гелиосферы в разные фазы солнечных и магнитных циклов путем проведения корреляционного анализа полученных значений градиентов ГКЛ с разными индексами солнечной активности, напряженностью межпланетного магнитного поля и наклоном нейтрального токового слоя позволит.

Распределение и вариации радиальных градиентов ГКЛ (E>100 МэВ) в гелиосфере в 1955-2010 гг по данным о содержании 54Mn, 22Na и 26Al в свежевыпавших хондритах

План на 2012 г: получение экспериментальных и сбор литературных данных по содержанию радионуклидов и изотопным аномалиям в веществе хондритов.

2. Исследование галактических космических лучей (ГКЛ) по метеоритным данным.

Page 24: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.8: Эволюция орбитальной, вращательной и столкновительной динамики планетезималей.

Сравнительная космогония, экзопланетыРуководители: В.В. Емельяненко, И.И. Шевченко (ИНАСАН, ГАО)

1. Цель: Анализ моделей нелинейных резонансов в задачах динамики планетных систем. Развитие методов точного оценивания ширины хаотического слоя, ляпуновских и диффузионных времен движения в резонансных мультиплетах, теории свойств кеплеровых и столкновительных отображений. Исследование долговременной орбитальной динамики планетных систем, проблемы типичных вращательных состояний планетезималей, в частности, роль взаимных тесных сближений и столкновений планетезималей в формировании их типичных вращательных состояний. Приложение к задачам динамики планетных систем. Определение исходной конфигурации ранней Солнечной системы.

2. Цель: Исследования специфических особенностей планетных систем у других звезд и свойств экзопланет, в том числе:

• влияния приливных эффектов на долговременную эволюцию планетных систем и формирование резонансных систем,

• динамики захвата в резонансы и проявлений динамического хаоса, обусловленного взаимодействием орбитальных резонансов,

• динамики планет в экзосистемах, • влияния приливных эффектов на эволюцию и формирование устойчивых

резонансных состояний планетных систем.

Page 25: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Цель: Развитие теоретических и численно-экспериментальных методов исследования поясов малых тел в Солнечной системе, включая исследования космогонических процессов, динамической и физической структуры, связи с генезисом комет; развитие методов исследования резонансной и столкновительной динамики малых тел, сближающихся с планетами.

Методы исследования: Современные теоретические методы нелинейной динамики, массовый численный эксперимент. Решение конкретных задачах динамики астероидов путем численного интегрирования траекторий с учетом всех существенных возмущений, а также модельных задач. Расчеты ляпуновских спектров, сечений Пуанкаре и диаграмм устойчивости. Планируется развитие новых методов в данных задачах, что позволит, исходя из параметров и начальных данных небесно-механической системы, оценивать важнейшие характеристики резонансной и хаотической динамики исследуемых объектов — ляпуновские времена, времена хаотической диффузии, ширину хаотических слоев (параметры областей динамического хаоса).

Планируемые результаты в 2012 году: Массовое отождествление астероидов в трехтельных резонансах средних движений с Юпитером и Сатурном, анализ хаотического движения реальных астероидов в трехтельных резонансах. Массовое отождествление астероидов в обычных (двухтельных) резонансах средних движений с Юпитером. Будет осуществлено исследование роли резонансов средних движений в процессах миграции малых тел и в формировании поясов астероидов.

Проект 1.7. Резонансная и столкновительная динамика малых тел. Исследования динамической и космогонической эволюцииРуководитель: Шевченко И.И., ГАО РАН

Page 26: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Планируемые результаты в 2012 году

Массовое отождествление астероидов в трехтельных резонансах средних движений с Юпитером и Сатурном, анализ хаотического движения реальных астероидов в трехтельных резонансах. Массовое отождествление астероидов в обычных (двухтельных) резонансах средних движений с Юпитером. Будет осуществлено исследование роли резонансов средних движений в процессах миграции малых тел и в формировании поясов астероидов.

Методы исследования

Современные теоретические методы нелинейной динамики, массовый численный эксперимент. Численные расчеты будут проводиться в конкретных задачах динамики астероидов путем численного интегрирования траекторий с учетом всех существенных возмущений, а также в модельных задачах. Будут проводиться расчеты ляпуновских спектров, сечений Пуанкаре и диаграмм устойчивости.

Page 27: 1.1. Происхождение и эволюция Солнечной системы, модельная реконструкция

Проект 1.1.9: Исследование структуры течения в окрестности экзопланет, взаимодействующих со звездным ветром

Кайгородов П.В., ИНАСАН

Профили линий Si III и C II HD 209458 во время и вне транзита полученные на HST в 2009 г. Внизу – спектры поглощения атмосферы планеты (Linsky et al. 2010).

Задача : Исследование процессов взаимодействия атмосферы экзопланеты со звездным ветром. При помощи разработанных ранее участниками Проекта трехмерных численных кодов, предназначенных для исследования газодинамики вещества в окрестностях двойных звезд, планируется изучить структуру течения, формирующуюся в результате взаимодействия атмосферы экзопланеты со звездным ветром.

Методы: Планируется адаптировать один из разработанных ранее трехмерных газодинамических численных кодов для исследования системы звезда-планета. Эта система может быть рассмотрена как предельный случай двойной звезды с большим отношением масс компонент.

План работ на 2012 г. Адаптация численной модели для

исследования системы звезда-планета. Проведение тестовых расчетов, отладка

численной модели. Проведение трехмерного численного

моделирования с параметрами, соответствующими системе HD 209458.