Yarkovsky and YORP Effects in Dynamics of Small Bodies of the Solar System

Abstract

In this thesis, we study the influence of non-gravitational perturbations induced by the Yarkovsky/YORP effect and solar radiation pressure (SRP) on the orbital evolution of selected asteroids, asteroid families and pairs. These perturbations are of great importance if one wants to perform precise and long-term propagation of meter-sized and kilometer-sized bodies. Although they have found many applications in the Solar System, here, we particularly investigated how they influence the orbit of near-Earth asteroid (99942) Apophis and what is their role in the age determination of asteroid families and pairs. Our numerical simulations showed that the perturbations of Apophis' orbit caused by the SRP are orders of magnitude smaller than those produced by the Yarkovsky effect. The age determination of asteroid families and pairs was another pillar of this work. Over the past decade it turned out that the Yarkovsky effect must be taken into account for backward propagation of pair/family members. We modified the current method for estimating the age of asteroid pairs to be suitable for weakly convergent cases and discovered 7 young pairs with similar-sized components, which is in contradiction with the current theory of pair formation. In addition, we focused on an interesting pair of asteroids -...

V této disertační práci studujeme vliv negravitačních perturbací indukovaných Yarkovského/YORP efektem a tlakem slunečního záření (SRP) na orbitální vývoj vybraných asteroidů, asteroidálních rodin a párů. Uvedené perturbace jsou významné především pokud chceme sledovat dlouhodobý a přesný dráhový vývoj těles metrových až kilometrových rozměrů. Ačkoliv nachází mnoho aplikací ve Sluneční soustavě, zde jsme zejména zkoumali jak ovlivňují dráhu blízkozemního asteroidu (99942) Apophis a jaká je jejich role v určování věku asteroidálních rodin a párů. Naše numerické simulace ukázaly, že poruchy dráhy Apophisu způsobené SRP jsou řádově nižší než poruchy vyvolané Yarkovského efektem. Určování věků asteroidálních rodin a párů byl další pilíř naší práce. Během posledních deseti let se ukazuje, že Yarkovského efekt je třeba uvážit při zpětných propagacích jednotlivých členů rodin/párů. Modifikovali jsme současnou metodu pro odhad věku asteroidálních párů tak, aby byla vhodná i pro slabě konvergující případy a objevili 7 mladých párů s podobně velikými komponentami, což je v rozporu se současnou teorií o jejich vzniku. Dále jsme se zaměřili na zajímavý pár asteroidů (87887) 2000 SS286 a (415992) 2002 AT49. Tento pár vykazoval dvojznačné řešení jeho věku. Nicméně, za použití numerických experimentů se...