Asteroidální rodiny versus velké pozdní bombardování

• Thesis title in Czech: Asteroidální rodiny versus velké pozdní bombardování
• Thesis title in English: Asteroid families versus the Late Heavy Bombardment
• Key words: sluneční soustava, rodiny asteroidů, velké pozdní bombardování
• English key words: solar system, asteroid families, late heavy bombardment
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Astronomical Institute of Charles University (32-AUUK)
• Supervisor: doc. Mgr. Miroslav Brož, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 09.11.2011
• Date of assignment: 10.11.2011
• Confirmed by Study dept. on: 16.12.2011
• Date and time of defence: 17.09.2014 00:00
• Date of electronic submission: 31.07.2014
• Date of submission of printed version: 31.07.2014
• Date of proceeded defence: 17.09.2014
• Opponents: Mgr. Petr Scheirich, Ph.D.

Guidelines

Úkolem studenta je modelování orbitální a kolizní dynamiky rodin asteroidů
a hledání stop po velkém pozdním bombardování, které se ve sluneční soustavě
odehrávalo před 4,1 až 3,8 miliardami let. Zejména se soustředíme na zřejmý
rozpor mezi stávajícími teoriemi bombardování a malým počtem starých rodin
pozorovaných v hlavním pásu. Jednotlivé úlohy jsou následující:

- identifikace rodin v hlavním pásu různými metodami;
- systematické hledání "zbytků" po starých rodinách
v datech Sloan Digital Sky Survey a nejnovějších katalozích drah;
- určení fyzikálních parametrů nalezených rodin
(albeda, velikostí mateřských těles, spektrálního typu);
- simulace dlouhodobého dynamického vývoje syntetických rodin
vlivem gravitace, rezonancí a Jarkovského/YORP jevu
pomocí numerického integrátoru Swift;
- simulace kolizního vývoje pomocí kódu Boulder;
- porovnání s pozorovanými rodinami a určení pravděpodobných stáří;
- diskuze důsledků pro teorii velkého pozdního bombardování
(omezení počtu projektilů, rozpadů kometárních těles apod.)

References

Brož M., Vokrouhlický D., Morbidelli A., Nesvorný D., Bottke W.F., 2011, Did the Hilda collisional family form during the late heavy bombardment? Mon. Not. R. Ast. Soc., in press.

Carruba V., 2010, The stable archipelago in the region of the Pallas and Hansa dynamical families. Mon. Not. R. Astron. Soc., 408, 580.

Levison H.F., Bottke W.F., Gounelle M., Morbidelli A., Nesvorný D., Tsiganis K., 2009, Contamination of the asteroid belt by primordial trans-Neptunian objects. Nature, 460, 364.

Morbidelli A., Bottke W.F., Nesvorný D., Levison H.F. 2009, Asteroid were born big. Icarus, 204, 558.

Nesvorný D., R. Jedicke, R.J. Whiteley, Ž. Ivezić, 2005, Evidence for asteroid space weathering from the Sloan Digital Sky Survey. Icarus, 173, 132.

Parker A., Ž. Ivezić, M. Jurić, R. Lupton, M.D. Sekora, A. Kowalski, 2008, The size distributions of asteroid families in the SDSS Moving Object Catalog 4. Icarus, 198, 138.

Vokrouhlický D., D. Nesvorný, H.F. Levison, 2008, Irregular Satellite Capture by Exchange Reactions. Astron. J., 136, 1463.

Preliminary scope of work

TBD

Preliminary scope of work in English

Asteroid families are remnants of collisions between asteroids (or comets)
which resulted in a disruption of a parent body (and projectile) and ejection
of fragments on heliocentric orbits. The disruptions may range from
catastrophic ones, with the largest remnant being only small part of the parent
body, to cratering events. The total number of families is about 50, depending
on the criteria ― see e.g. the list of families in Nesvorný et al. (2005),
Parker et al. (2008) and some additions in Carruba (2010). Note that often we
have information on their dynamical ages but vast majority of families are
young and definitely cannot be dated back to the Late Heavy Bombardment
4.1 to 3.8 billion years ago.

The Late Heavy Bombardment represents a huge flux of cometary impactors
striking all populations in the Solar System. According to a "standard" model
of the cometary disk (e.g. Vokrouhlický et al. 2008), approximately ~100
families with the parent-body size DPB >= 100 km should be created in the Main
Asteroid Belt during the LHB. Moreover, we expect many more DPB >= 100 km
families than DPB >= 200 km, because both projectile and target populations
have relatively steep SFDs. Both facts ― the total number of LHB families and
the ratio between those with DPB >= 100 km and 200 km ― are in a clear
contradiction with observations which is a good starting point for research.