stardust - medjunarodni projekat za prou cavanje asteroida...
TRANSCRIPT
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Stardust - medjunarodni projekat za proucavanjeasteroida i svemirskog otpada
Bojan Novakovic
Katedra za astronomiju, Matematicki fakultet, Univerzitet u Beogradu
Departman za fiziku, PMF Novi Sad
19 Mart 2015
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Sadrzaj
1 Projekat STARDUSTSta je Stardust projekatPartneri na projektuAstronomska opservatorija i Stardust
2 AsteroidiGlavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
3 Asteroidi u okolini ZemljeDinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
4 Dinamicka analiza Hoffmeister familije asteroidaNeobicna raspodela clanova familijeNumericke simulacijeEvolucija familije u prostoru sopsvenih orbitalnih elemenata
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Sta je Stardust projekatPartneri na projektuAstronomska opservatorija i Stardust
www.stardust2013.eu
FP7 projekat finansiran od strane Evropske unije
Pokriva razlicite naucne aspekte vezane za asteroide isvemirski otpad
Mreza institucija sirom Evrope
Glavni cilj je sinteza znanja iz razlicitih naucnih i inzenjerskihoblasti u jedinstvenu i funkcionalnu celinu
Naglasak na treningu buducih naucnika, inzenjera i kreatorapolitike
Povezivanje akademskog sektora i industrije
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Sta je Stardust projekatPartneri na projektuAstronomska opservatorija i Stardust
Ko ucestvuje u projektu
10 punopravnih partnera
6 pridruzenih institucija
10 ESRs + 4 ERs
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Sta je Stardust projekatPartneri na projektuAstronomska opservatorija i Stardust
Uloga Astronomske opservatorije
Istrazivanja u okviru Stardust projekta mogu se podeliti u trivelike kategorije:
Modeliranje i simulacijeOdredjivanje orbita i procena rizika sudaraRazvoj tehnologija za uklanjanje/skretanje pretecih nebeskih objekata
Modeliranje i simulacije:
Modeliranje orbitalne dinamikeDugoperiodicna evolucija putanja asteroida i vestackih satelitaModeliranje i simulacija ponasanja oblaka fragmenataModeliranje i simulacija sudaraModeliranje i simulacija ulaska u atmosferuPoreklo i karakterizacija asteroida
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Sta je Stardust projekatPartneri na projektuAstronomska opservatorija i Stardust
Uloga Astronomske opservatorije
Poreklo i karakterizacija asteroida, glavni ciljevi:
Dinamicka analiza nekih specificnih grupa asteroida
Testiranje razlicitih modela transporta iz Glavnog asteroidnogprstena u okolinu Zemlje
Precizno odredjivanje iz kojih delova prstena dolaze odredjenegrupe asteroida bliskih Zemlji
Odredjivanje tacnih lokacija sa kojih dolaze neki pojedinacniobjekti
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Nastanak Suncevog sistema
Hipoteza magline: osnova modernihteorija o nastanku planetarnih sistema
Glavne faze:
Sporo rotirajuci oblak gasa sesazima, izravnava i zagreva ucentru ...Na taj nacin od oblaka nastajediskU disku se radjaju Sunce,planete, sateliti ...... i asteroidi i komete
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Asteroidi: neupotrebljeni delovi planeta
Cestice prasine medjusobno interaguju, spajaju se i tako formiraju sve vece ivece objekte, planetezimale
Kako planetezimali rastu, oni svojom gravitacijom privlace sve vise gasa i prasine
Sudari izmedju planetezimala dovode do formiranje jos vecih objekata,proto-planeta i konacno samih planeta
Ipak, neki planetezimali nikada ne postanu deo neke planete
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Ostaci iz procesa formiranja planeta
Asteroidi su planetezimalinastali u unutrasnjem deluSuncevog sistema
Komete su planetezimalinastali u spoljasnjimdelovima Suncevog sistema
Ipak, i sami asteroidi semedjusobno dosta razlikuju
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Spektar asteroida
Albedo je procenat svetlosti koji seodbije od povrsine na koju padne
Sunceva svetlost reflektovana sapovrsine asteroida daje nam znacajneinformacije o njihovom sastavu
Odredjujuci odnos reflektovanesvetlosti na razlicitim talasnimduzinama, dobijamo podatke omaterijalima na povrsini
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Spektar asteroida
Postoji nekoliko klasifikacijaasteroida na osnovu njihovogspektra i albeda:
Tolenova, SMASS, Bus-DeMeo ...
Glavna podela je na:
C - tamni, ugljenicni objekti;tipican albedo 4− 8%S - silikatni (kameni) objekti;tipican albedo 12− 25%X - skoro svi ostali
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Raspodela spektralnih tipova u Glavnom prstenu
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Orbitalni elementi
Sest eliptickih orbitalnihelemenata:
velika polu-osa: a
ekscentricitet: e
nagib putanjske ravni: i
longituda uzlaznog cvora: Ω
argument perihela: ω
srednja anomalija: M
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Mala tela: ima ih u svakom delu naseg planetarnog sistema
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Gravitacioni fenomeni: rezonance
Rezonance su gravitacioni fenomeni koji nastaju kada su periodiobilaska dva tela oko Sunca (ili precesija njihovih orbita u prostoru)medjusobno samerljivi.
Rezonance u srednjem kretanju
Sekularne rezonance
Kozai rezonance (g = s)
Spin-orbit rezonance
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Gravitacioni fenomeni: bliski prolazi
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Negravitacioni fenomeni: Efekat Jarkovskog
Efekat Jarkovskog je rezultat nesimetricne re-emisije toplotesa povrsine asteroida
Utice na kretanje asteroida manjih od oko 30 km
Efekat je proporcionalan 1/D, gde je D precnik asteroida
Efekat se prvenstveno ispoljava kroz promenu velike poluoseputanje asteroida
Brzina promene velike poluose putanje (da/dt) zavisi od viseparametara kao sto su: termalna inercija, period rotacije,nagib ose rotacije, geometrija orbite, itd.
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Glavne faze nastanka Suncevog sistemaOstaci procesa formiranja Suncevog sistemaSastav asteroida i taksonomska klasifikacijaGde se sve asteroidi nalaze?Dinamika asteroida: stabilno vs haoticno kretanje
Negravitacioni fenomeni: Efekat Jarkovskog
Dve komponente: dnevna (rotacionokretanje) i sezonska (orbitalnokretanje)
Dnevna komponenta:rotacija u direktnom smeru ⇒asteroid se udaljava od Sunca;rotacija u retrogradnom smeru ⇒asteroid se priblizava Suncu
Sezonska komponneta: u vecinislucajeva mnogo manja od dnevne;uvek smanjuje veliku poluosu putanje
Tipicna brzina promene velikepoluose: 1− 5× 10−4 AU/Myr (zaD = 1 km)
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Numericke simulacije supokazale da je prosecan zivotnivek asteroida u blizini Zemljeoko 10-20 miliona godina
Oni nestaju usled ”pada” naSunce, sudara sa planetama,izbacivanjem iz Suncevogsistema
Dinamiku asteroida u blizini naseplaneta karakterise kompleksnainterakcija izmedju rezonanci ibliskih prilaza planetama
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Relativno kratak zivotni vek asteroida u blizini Zemlje znacida oni nisu tu nastali, vec da konstatno dolaze iz nekog izvora
Logicno se namece pretpostavka da bi ti izvori mogle biti tzv.Kirkvudove praznine
Danas je opste poznato da asteroidi u blizinu Zemlje dolaze izGlavnog asteroidnog prstena; ili bar velika vecina njih
Objasnjenje ovog transporta zasniva se na interakciji izmedjusudarnih procesa, efekta Jarkovskog i rezonanci
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Odakle i kako asteroidi dolaze u okolinu Zemlje
ν6 sekularna rezonanca saSaturnom
3/1 rezonanca u srednjem kretanjusa Jupiterom
5/2 rezonanca u srednjem kretanjusa Jupiterom
2/1 rezonanca u srednjem kretanjusa Jupiterom
difuzifne rezonance
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Transportni mehanizmi
Mnoge rezonance susposobne da transportujuobjekte na putanje kojepresecaju orbitu Marsa
Gravitacioni uticaj Marsatada moze izvuci asteroidiz rezonance, pa on zatimnastavlja da se priblizavanasoj planeti.
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Familije asteroida nastaju raspadom jednog veceg asteroida u sudaru sa manjim
Obicno se identifikuju u prostoru tri sopstvena orbitalna elementa: velikapoluosa, ekscentricitet i nagib
Objekti koji pripadaju istoj familiji imaju veoma slicne dinamicke i fizickekarakteristike.
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Dinamicki zivotni vekTransport iz Glavnog asteroidnog prstena u blizinu ZemljeFamilije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Familije asteroida kao izvori asteroida u blizini Zemlje
Neke familije se nalaze na samim rubovima rezonanci
U trenutku nastanka familije, jedan broj clanova budedirektno ubacen u rezonance
clanovi koji se nadju u blizini, ali ipak izvan rezonance, mogukasnije dospeti u rezonancu pod dejstvom efekta Jarkovskog
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Neobicna raspodela clanova familijeNumericke simulacijeEvolucija familije u prostoru sopsvenih orbitalnih elemenata
Neobicna raspodela clanova familije
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Neobicna raspodela clanova familijeNumericke simulacijeEvolucija familije u prostoru sopsvenih orbitalnih elemenata
Numericke simulacije
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada
Projekat STARDUSTAsteroidi
Asteroidi u okolini ZemljeDinamicka analiza Hoffmeister familije asteroida
Neobicna raspodela clanova familijeNumericke simulacijeEvolucija familije u prostoru sopsvenih orbitalnih elemenata
Evolucija familije u vremenu
Bojan Novakovic Stardust - medjunarodni projekat za proucavanje asteroida i svemirskog otpada