Семья астероидов


Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено из семьи Астрид )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Семейства астероидов становятся видимыми как отдельные концентрации, когда астероиды нанесены на график в правильном пространстве элементов орбиты ( i p против a p ). Некоторые известные семейства — Веста , Евномия , Коронис , Эос и Фемида, расположенные в разных (раскрашенных) регионах пояса астероидов .

Семейство астероидов — это совокупность астероидов , которые имеют схожие собственные элементы орбиты , такие как большая полуось , эксцентриситет и наклонение орбиты . Считается, что члены этих семейств являются фрагментами прошлых столкновений с астероидами . Семейство астероидов — более конкретный термин, чем группа астероидов , члены которой, хотя и обладают некоторыми общими орбитальными характеристиками, в остальном могут быть не связаны друг с другом.

Общие свойства

График зависимости правильного наклона от эксцентриситета для пронумерованных астероидов

Большие выдающиеся семейства содержат несколько сотен признанных астероидов (и еще много более мелких объектов, которые могут быть либо еще не проанализированы, либо еще не обнаружены). Небольшие, компактные семьи могут иметь всего около десяти идентифицированных членов. Примерно от 33% до 35% астероидов в главном поясе являются членами семьи.

Достоверно распознанных семейств насчитывается от 20 до 30 с несколькими десятками менее определенных группировок. Большинство семейств астероидов находятся в главном поясе астероидов , хотя несколько семейных групп, таких как семейство Палласов , семейство Венгрия и семейство Фокеи, лежат на меньшей большой полуоси или с большим наклоном, чем основной пояс.

Было идентифицировано одно семейство , связанное с карликовой планетой Хаумеа . [1] В некоторых исследованиях пытались найти доказательства столкновений семей среди троянских астероидов , но в настоящее время доказательства неубедительны.

Происхождение и эволюция

Считается, что семейства образовались в результате столкновений астероидов. Во многих или в большинстве случаев родительское тело было разрушено, но есть также несколько семейств, возникших в результате большого образования кратеров, которое не разрушило родительское тело (например, семейства Веста , Паллада , Гигиея и Массалия ). Такие семейства кратеров обычно состоят из одного большого тела и роя астероидов гораздо меньшего размера. Некоторые семейства (например, семейство Флора ) имеют сложные внутренние структуры, которые в настоящее время не имеют удовлетворительного объяснения, но могут быть связаны с несколькими столкновениями в одном и том же регионе в разное время.

Из-за метода происхождения все члены имеют близкий состав для большинства семейств. Заметными исключениями являются те семьи (например, семья Веста ), которые сформировались из большого дифференцированного родительского тела.

Считается, что семьи астероидов имеют продолжительность жизни порядка миллиарда лет, в зависимости от различных факторов (например, меньшие астероиды теряются быстрее). Это значительно меньше, чем возраст Солнечной системы, поэтому мало реликвий ранней Солнечной системы, если они вообще есть. Распад семейств происходит как из-за медленной диссипации орбит из-за возмущений со стороны Юпитера или других крупных тел, так и из-за столкновений между астероидами, которые измельчают их до мелких тел. Затем такие небольшие астероиды подвергаются возмущениям, таким как эффект Ярковского , который может подтолкнуть их к орбитальным резонансам .с Юпитером с течением времени. Оказавшись там, они относительно быстро выбрасываются из пояса астероидов. Для некоторых семей были получены предварительные оценки возраста от сотен миллионов лет до менее чем нескольких миллионов лет, как для компактной семьи Карин . Считается, что в старых семьях мало мелких членов, и это является основой для определения возраста.

Предполагается, что многие очень старые семьи потеряли всех мелких и средних членов, оставив нетронутыми лишь несколько самых крупных. Предлагаемый пример таких старых семейных останков - пара Метис 9 и Амальтея 113 . Дальнейшее свидетельство большого количества прошлых семейств (теперь рассредоточенных) получено из анализа химических соотношений в железных метеоритах . Они показывают, что когда-то должно было быть по крайней мере от 50 до 100 родительских тел, достаточно больших, чтобы их можно было различить, которые с тех пор были разрушены, чтобы обнажить свои ядра и произвести настоящие метеориты (Kelley & Gaffey 2000).

Идентификация участников, нарушителей и фоновых астероидов

Когда наносятся элементы орбиты астероидов главного пояса (обычно наклон в зависимости от эксцентриситета или относительно большой полуоси ), можно увидеть ряд различных концентраций на фоне довольно равномерного распределения фоновых астероидов , не входящих в семейство . Эти концентрации относятся к семействам астероидов (см. выше ) . Нарушители - это астероиды, классифицируемые как члены семейства на основании их так называемых правильных орбитальных элементов , но обладающие спектроскопическими свойствами, отличными от основной части семейства, что позволяет предположить, что они, в отличие от истинных членов семейства, не произошли из одного и того жеродительское тело , которое когда-то раскололось при столкновении.

Описание

Сравнение: соприкасающиеся элементы кеплеровской орбиты слева (семейства неразличимы) и правильные элементы справа (семейства видны).

Строго говоря, семьи и их членство идентифицируются путем анализа соответствующих орбитальных элементов, а не текущих соприкасающихся орбитальных элементов , которые регулярно колеблются во временных масштабах в десятки тысяч лет. Собственные элементы — это связанные константы движения, которые остаются почти постоянными в течение по крайней мере десятков миллионов лет, а возможно, и дольше.

Японский астроном Киётсугу Хираяма (1874–1943) впервые определил правильные элементы для астероидов и впервые определил несколько наиболее известных семейств в 1918 году. В его честь семейства астероидов иногда называют семействами Хираяма . Это особенно относится к обнаруженным им пяти выдающимся группировкам.

Метод иерархической кластеризации

Современные компьютерные поиски выявили более сотни семейств астероидов . Наиболее известными алгоритмами были метод иерархической кластеризации ( HCM ), который ищет группы с небольшими расстояниями до ближайших соседей в пространстве элементов орбиты, и вейвлет-анализ, который строит карту плотности астероидов в пространстве элементов орбиты и ищет пики плотности.

Границы семейств несколько расплывчаты, так как по краям они сливаются с фоновой плотностью астероидов в главном поясе. По этой причине количество членов даже среди открытых астероидов обычно известно лишь приблизительно, а членство в отношении астероидов вблизи краев неизвестно.

Кроме того, некоторые нарушители из гетерогенной фоновой популяции астероидов ожидаются даже в центральных областях семейства. Поскольку ожидается, что истинные члены семьи, вызванные столкновением, будут иметь сходный состав, большинство таких нарушителей в принципе можно распознать по спектральным свойствам, которые не соответствуют свойствам основной массы членов семьи. Ярким примером является 1 Церера , крупнейший астероид, который является вторжением в семейство, когда-то названное в его честь (семейство Цереры , ныне семейство Гефион ).

Спектральные характеристики также можно использовать для определения принадлежности (или иного) принадлежности астероидов к внешним областям семейства, как это было использовано, например, для семейства Веста , члены которого имеют необычный состав.

Типы семей

Как упоминалось ранее, семьи, вызванные ударом, который не разрушил родительское тело, а только выбросил фрагменты, называются семьями кратеров . Другая терминология использовалась для различения различных типов групп, которые менее отчетливы или менее статистически достоверны, от наиболее известных «номинальных семейств» (или кластеров ).

Скопления, сгустки, кланы и племена

Термин кластер также используется для описания небольшого семейства астероидов, такого как кластер Карин . [2] Скопления — это группы, в которых относительно мало членов, но которые четко отличаются от фона (например, сгусток Юноны ). Кланы — это группы, которые очень постепенно сливаются с фоновой плотностью и/или имеют сложную внутреннюю структуру, из-за которой трудно решить, являются ли они одной сложной группой или несколькими не связанными друг с другом перекрывающимися группами (например, семья Флора была названа кланом). Племена это группы, которые с меньшей вероятностью будут статистически значимыми на фоне либо из-за малой плотности, либо из-за большой неопределенности в орбитальных параметрах членов.

Список

Известные семьи

Nysa familyVesta familyFlora familyEos familyKoronis familyEunomia familyHygiea familyThemis familyHungaria familyAsteroid family#All familiesAsteroid beltКруг кадр.svg
  •   Ныса: 19 073 (4,8%)
  •   Веста: 15 252 (3,8%)
  •   Флора: 13 786 (3,5%)
  •   Эос: 9789 (2,5%)
  •   Коронис: 5949 (1,5%)
  •   Юномия: 5670 (1,4%)
  •   Гигея: 4854 (1,2%)
  •   Фемида: 4782 (1,2%)
  •   Венгрия: 2965 (0,7%)
  •   Все остальные семьи: 21 500 (5,4%)
  •   История: 295 000 (74,0%)
Распределение наиболее известных семейств, других семейств и фоновых астероидов (до 398 000) [3] : 23 

Среди многих семейств астероидов наиболее заметными в поясе астероидов являются семейства Эос , Эвномия , Флора , Венгрия , Гигиея , Коронис , Ниса , Фемида и Веста . Полный список см. в § Все семейства .

Семья Эос
Семья Эос ( прил. Эоан ; 9789 членов, названа в честь 221 Эоса )
Семья Эвномия
Семейство Eunomia ( прил. Eunomian ; 5670 известных членов, названных в честь 15 Eunomia ) — семейство астероидов S-типа . Это самое известное семейство в промежуточном поясе астероидов и 6-е по величине семейство, насчитывающее примерно 1,4% всех астероидов главного пояса. [3] : 23 
Семья Флора
Семья Флора ( прил. Florian ; 13 786 членов, названа в честь 8 Флоры ) — 3-я по величине семья. Широкая по протяженности, она не имеет четких границ и постепенно сливается с окружающей фоновой популяцией . Несколько отдельных групп внутри семейства, возможно, образовавшихся в результате более поздних вторичных столкновений. Он также был описан как клан астероидов .
Семья Венгрия
Семья Венгрия ( прил. венгр .; 2965 членов, названа в честь 434 Венгрии )
Семья Гигиея
Семья Гигиея ( прил. Hygiean ; 4854 члена, названа в честь 10 Hygiea )
Семья Коронис
Род Коронисов ( прил. Коронян ; 5949 членов, назван в честь 158 Коронисов )
Семья Ныса
Род Ныса ( прил. Нысян ; 19 073 члена, назван в честь 44 Ныс ). В качестве альтернативы названа семья Герта в честь 135 Герты .
Семья Фемиды
Семья Фемиды ( прил. Themistian ; 4782 члена, названа в честь 24 Фемид )
Семья Веста
Семья Веста ( прил. вестиан ; 15 252 члена, названа в честь 4 Весты )

Все семьи

В 2015 году исследование выявило 122 известных семейства астероидов, насчитывающих в общей сложности около 100 000 членов, на основе всего каталога пронумерованных малых планет , который в то время состоял из почти 400 000 пронумерованных тел ( текущий список пронумерованных малых планет см. в указателе каталога ). ) . [3] : 23  Данные были размещены на "Small Bodies Data Ferret". [4] Первый столбец этой таблицы содержит идентификационный номер семьи или идентификационный номер семьи ( FIN), что представляет собой попытку числовой маркировки идентифицированных семейств, независимо от их используемого в настоящее время имени, поскольку имя семейства может меняться при уточненных наблюдениях, что приводит к множеству имен, используемых в литературе, и к последующей путанице. [3] : 17 

Другие семейства или динамические группы

Другие семейства астероидов из разных источников (не указанные в таблице выше ), а также семейства, не являющиеся астероидами, включают:

Смотрите также

  • Правильные элементы орбиты
  • Категория: Группы и семейства астероидов

Примечания

  1. ^ «близкий» относится к астероидам внутри резонанса 9: 2, «внутренний» относится к астероидам между резонансами 9: 2 и 4: 1. A означает от 4:1 до 3:1, B от 3:1 до 8:3, C от 8:3 до 5:2, D от 5:2 до 7:3, E от 7:3 до 9: 4, F от 9:4 до 11:5, G от 11:5 до 2:1, «внешний» относится к астероидам между резонансами 2:1 и 11:6, а «край» относится к астероидам за пределами 11: 6 резонанс.

использованная литература

  1. Майкл Э. Браун , Кристина М. Баркуме, Дарин Рагоззин и Эмили Л. Шаллер, Столкновительное семейство ледяных объектов в поясе Койпера , Nature, 446 , (март 2007 г.), стр. 294–296.
  2. Дэвид Несворный, Брайан Л. Энке, Уильям Ф. Боттке, Дэниел Д. Дурда, Эрик Ашауг и Дерек С. Ричардсон Формирование кластера Карин в результате удара астероида , Икар 183 , (2006) стр. 296-311.
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v Nesvorný, D .; Броз, М.; Карруба, В. (декабрь 2014 г.). Идентификация и динамические свойства семейств астероидов . Астероиды IV . стр. 297–321. архив : 1502.01628 . Бибкод : 2015aste.book..297N . doi : 10.2458/azu_uapress_9780816532131-ch016 . ISBN 9780816532131.
  4. ^ "Хорек данных малых тел" . Несворный HCM Asteroid Families V3.0 . Архивировано из оригинала 2 августа 2017 года . Проверено 22 июля 2017 г.
  5. ↑ Это шутка Несворного и др . В их Таблице 2 есть ссылка на фильм 1995 года « Золотой глаз ».
  6. ^ а б в г д е е з з и к л м н о п р с т у ф х ц у з аа аб ак Милани , Андреа; Челлино, Альберто; Кнежевич, Зоран; Новакович, Боян; Спото, Федерика; Паоличи, Паоло (сентябрь 2014 г.). «Классификация семейств астероидов: использование очень больших наборов данных». Икар . 239 : 46–73. архив : 1312.7702 . Бибкод : 2014Icar..239...46M .doi : 10.1016/j.icarus.2014.05.039 .
  7. ^ б Карруба , В .; Домингос, RC; Несворный, Д.; Ройг, Ф .; Хуаман, Мэн; Суами, Д. (август 2013 г.). «Многодоменный подход к идентификации семейств астероидов». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 433 (3): 2075–2096. архив : 1305.4847 . Бибкод : 2013MNRAS.433.2075C . doi : 10.1093/mnras/stt884 .
  8. ^ Масьеро, Джозеф Р .; Майнцер, Аляска; Бауэр, Дж. М.; Грав, Т .; Ньюджент, ЧР; Стивенсон, Р. (июнь 2013 г.). «Идентификация семейства астероидов с использованием метода иерархической кластеризации и физических свойств WISE / NEOWISE». Астрофизический журнал . 770 (1): 22. arXiv : 1305.1607 . Бибкод : 2013ApJ...770....7M . doi : 10.1088/0004-637X/770/1/7 .
  9. Семейство Ганза: новое семейство астероидов с большим наклоном
  10. ^ а б в г д е з з и к л м н о п р с т у ф х ц ц а а аб Кнежевич , Зоран ; Милани, Андреа; Челлино, Альберто; Новакович, Боян; Спото, Федерика; Паоличи, Паоло (июль 2014 г.). «Автоматическая классификация астероидов по семействам в работе» . Сложные планетарные системы . 310 : 130–133. Бибкод : 2014IAUS..310..130K . Дои :10.1017/S1743921314008035 .
  11. ^ a b c d e f g Заппала, В .; Бенджоя, доктор философии; Челлино, А .; Фаринелла, П.; Фрешле, К. (1997). «Динамические семейства астероидов» . Планетарная система данных НАСА : EAR-A-5-DDR-FAMILY-V4.1 . Проверено 4 марта 2020 г.( главная страница ПДС )
  12. ^ a b c d e f g h i Ройг, Ф .; Рибейро, АО; Гил-Хаттон, Р. (июнь 2008 г.). «Таксономия семейств астероидов среди троянцев Юпитера: сравнение спектроскопических данных и цветов Sloan Digital Sky Survey». Астрономия и астрофизика . 483 (3): 911–931. архив : 0712.0046 . Бибкод : 2008A&A...483..911R . doi : 10.1051/0004-6361:20079177 .
  13. ^ Милани, Андреа (октябрь 1993 г.). «Пояс троянских астероидов: правильные элементы, стабильность, хаос и семьи». Небесная механика и динамическая астрономия . 57 (1–2): 59–94. Бибкод : 1993CeMDA..57...59M . DOI : 10.1007/ BF00692462 . ISSN 0923-2958 . 

дальнейшее чтение

  • Бенджоя, Филипп; и Заппала, Винченцо; «Идентификация семейства астероидов», в Asteroids III , стр. 613–618, University of Arizona Press (2002), ISBN 0-8165-2281-2 
  • В. Заппала и др. «Физические и динамические свойства семейств астероидов», в Asteroids III , стр. 619–631, University of Arizona Press (2002), ISBN 0-8165-2281-2 
  • А. Челлино и соавт. «Спектроскопические свойства семейств астероидов», в Asteroids III , стр. 633–643, University of Arizona Press (2002), ISBN 0-8165-2281-2 
  • Хираяма, Киётсугу; «Группы астероидов, вероятно, общего происхождения», Astronomical Journal , Vol. 31, № 743, стр. 185-188 (октябрь 1918 г.).
  • Несворный, Давид; Боттке-младший, Уильям Ф.; Доунс, Люк; и Левисон, Гарольд Ф.; «Недавний распад астероида в области главного пояса», Nature , Vol. 417, стр. 720-722 (июнь 2002 г.).
  • Заппала, Винченцо; Челлино, Альберто; Фаринелла, Паоло; и Кнежевич, Зоран; «Семейство астероидов I - идентификация с помощью иерархической группировки и оценки надежности», Astronomical Journal , Vol. 100, с. 2030 г. (декабрь 1990 г.).
  • Заппала, Винченцо; Челлино, Альберто; Фаринелла, Паоло; и Милани, Андреа; «Семейства астероидов II - Расширение до ненумерованных мультиоппозиционных астероидов», Astronomical Journal , Vol. 107, стр. 772-801 (февраль 1994 г.)
  • Заппала, В.; Бенджоя, доктор философии; Челлино, А .; Фаринелла, П.; Фрешле, К. (август 1995 г.). «Семейства астероидов: поиск образца из 12 487 астероидов с использованием двух разных методов кластеризации». Икар . 116 (2): 291–314. Бибкод : 1995Icar..116..291Z . doi : 10.1006/icar.1995.1127 . ISSN  0019-1035 .
  • М.С. Келли и М.Дж. Гаффи 9 Метида и 113 Амальтея: пара генетических астероидов , Икар, том. 144, с. 27 (2000).

внешняя ссылка

  • Планетарная система данных - набор данных о семействах астероидов , согласно анализу Заппала 1995 года.
  • Последние расчеты правильных элементов для пронумерованных малых планет в astDys .
  • Группы астероидов (и комет) . Архивировано 5 февраля 2021 г. в Wayback Machine Петром Шайрихом (с отличными сюжетами).
  • Портал семей астероидов
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Asteroid_family&oldid=1061038488#515 .