Dynamika asteroidov

RNDr. Peter Vereš, PhD.

Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave

Katedra astronómie, fyziky Zeme a meteorológie

Vznik a vývoj asteroidov

• -4571mil. rokov – vznik Sl. sús. • Akrécia hmoty – nehomogenity,

planetesimály, „viskózna proto-hmlovina“• Kolízie – vznik planetoidov, diferenciácia,

tepelné zmeny• Úbytok prim. hmoty – zastavenie rastu (po

100mil.r.) • Drift Jupitera, Saturna, Uránu, Neptúna• Vymetanie, LHB (-3900mil.r.)

Vznik a vývoj asteroidov

• Prvotný stav – množstvo telies vo vnútri S.S.

• Prvotný M.B. – 2-10 M.Z. (5/10000 M.Z.)

• Zmeny dráh – deštruktívne kolízie, vymetanie

• Teória explodovanej planéty

Súčasný stav

• Stabilné dráhy: MB, Kuiper – Edgeworth. pás, Trójania

• Nestabilné dráhy: Vulkanoidy, IEO, AAA, MC, Kentauri

• Oortov oblak• Rodiny asteroidov

Blízkozemské asteroidy

• AAA (Q>0.983AU, q<1.3AU)• Nestabilné dráhy – rádovo mil. rokov• Takmer 4000 asteroidov, 76 komét• Osud: pád na Slnko, vypudenie zo S.S.,

slapový rozpad (tesné priblíženie), zrážka s planétou, asteroidom,

Štatistika NEA

NEA

• NEA ubúdajú – musia aj pribúdať...

• Zdroje: MB, Kuiperov pás, kométy

• Mechanizmy: rezonancie, tesné priblíženia, negravitačné efekty

NEA a Zem

• Zrážky so Zemou – 171 kráterov na povrchu

• Kolízna frekvencia

• Nielen zrážky – tesné priblíženia

Dráhový vývoj NEAYoshikawa, M. & Michel, P.

• 25143 Itokawa – dráha veľmi podobná tej dnešnej iba cca 5000rokov (neistoty)

• Pôvod – vnútorný MB, v6 rezonancia alebo MC

• Nestabilná, chaot. dráha (+ 200rokov)

• Budúcnosť (100 mil.r.) – kolízia s ter. planétami, Slnkom, Jupiterom

Vnútorná Slnečná sústava

5 IEO335 Atens 1994 Apollos 1747 Amors 2049 Trojans~330 000 MB (120 000

číslovaných)

Hlavný pás asteroidov

• Najviac známych telies• Vnútorný (2.06-2.5AU), stredný (2.5-2.82AU),

vonkajší (2.82-3.27AU) , i<30°, e<30°• Dráhy ovplyvnené Jupiterom – rezonancie,

Kirkwoodove medzery

Dynamický vývoj MB

• Rezonančné pásma: mean motion r.- Kirkwoodove medzery: 3:1, 5:2, 7:3 = zmena e, i

- Rodiny asteroidov: Hungaria (9:2), Cybele (7:4), Hilda (3:2), Trojania (1:1)

sekularárne rezonancie: v6 milióny rokov• Negravitačné efekty:-Yarkovkého jav – zmena a-YORP – zmena periódy rotácie

Hlavný pás

Hlavný pás

Trójania

• Dynamicky stabilné dráhy (mlr. rokov)

• Okolo Lagr. bodov L4, L5 (5.05-5.40AU)

• Zažili menej kolízií ako MB

• Zrejme pôvodná časť populácie (prakticky bez vymetania)

Vonkajšia Slnečná sústava170 Centaurs1011Transneptunians

Vzdialené asteroidy

• Skupiny: Trójania, Kentauri

• Transneptunické objekty

• Kuiper – Edgeworthov pás

• ďaleko za dráhou Neptúna

Kentauri

• Dráhy medzi Jupiterom, Neptúnom

• Značne excentrické, i<30°

• Nestabilné - chaotické dráhy, za 10 000 – 100 000r. = prechod do JFC, pád na Slnko, kolízia s planétou, vypudenie

• Problematický pôvod: prechodná oblasť, pôvod z Rozptýlenej populácie TNO

TNO

• Za dráhou Neptúnu

0. Trójania Neptúnu

1. Klasická populácia (Cubewano) a>39.4AU (2:3), a<47.7AU (1:2), nízke excentricity, i<40°

Očakávaná populácia – plochý disk

Čo ho rozptýlilo v inklinácii?

- prechod veľkej planetesimály (~mlr. rokov)

- prechod hviezdy do 100AU

TNO

2. Plutina – v rezonancii 2:3, stabilné dráhy, i~10-25°, e~0.2-0.23

3. Twotina – v rezonancii 1:2

Má Kuiperov disk okraj? Dôvody:

- pretet hviezdy 150AU

- rezonančné pôsobenie Neptúnu

TNO

4. Rozptýlený disk: q~35AU, veľmi excentrické dráhy, veľké sklony, Q>100AU

- v perihéliu možné rušenie Neptúnom

- možný zdroj krátkoperiod. komét

TNO

• Príklady: 1992 QB1 (Cubewano)• 1996 TL66• 90377 Sedna• 2003 UB313 + satelit

Počet TNO

Otázky: očakávame 100x viac TNO, kde sú?