Orbital and collisional dynamics of small bodies

Abstract

Tato práce se zabývá výzkumem dynamických a kolizních dějů, které ovlivňují po- pulace malých těles Sluneční soustavy. Soustředíme se zejména na rodiny planetek a na Jupiterovy Trojany. O těchto planetkách, librujících v okolí Lagrangeových bodů L4 a L5 soustavy Slunce-Jupiter-planetka, se soudí, že pocházejí z transneptunické oblasti, odkud byly zachyceny během nestability soustavy obřích planet před přibližně 4 miliardami let. Na počátku našich prací jsme v roce 2011 zjistili, že mezi Trojany se nachází jedi- ná výrazná rodina kolizního původu, asociovaná s planetkou (3548) Eurybates. Toto těleso je m.j. jedním z cílů nadcházející mise meziplanetární sondy "Lucy". Podrobná analýza nových vlastních rezonančních elementů, barevných indexů a albed nám spolu se statistickými výpočty umožnila identifikovat dalších pět méně výrazných rodin: Hektor, (9799), Arkesilaos, Ennomos a (247341). Patrně nejpřekvapivějším objevem je identi- fikace první rodiny typu D, asociované s asteroidem (624) Hektor, a to proto, že se z hlediska taxonomie jedná o ta nejprimitivnější tělesa. S využitím výsledků simulací dlouhodobého orbitálního vývoje, ovlivněného chaotickou difuzí, jsme odhadli stáří rodin Eurybates a Hektor na (2.5±1.5) Gy. Metodou hlazených částic (SPH) jsme studovali im- paktní procesy, konrétně kráterování...

This work is devoted to a study of dynamical and collisional processes, governing populations of small bodies in the Solar System. It pays special attention to asteroid families and Jupiter Trojans. Librating around L4 and L5 Lagrangian points of the Sun-Jupiter-asteroid system, these asteroids are believed to be captured from the trans- Neptunian region during a giant planet system instability about 4 Gy ago. We discovered (back in 2011) there is only one significant collisional family among Trojans, associated with C-type asteroid (3548) Eurybates, i.e., one of the targets for the upcoming 'Lucy' mission. Detailed analysis of new proper resonant orbital elements, colours and albedos, together with statistical significance computations, allowed us to find five more collisional families: Hektor, (9799), Arkesilaos, Ennomos, and (247341). The discovery of the first D-type family associated with (624) Hektor was the most surprising, because it is the most primitive taxonomic type. Using long-term dynamical simulations of synthetic families, evolving by chaotic diffusion, we estimated the ages of the Eurybates and Hektor families, approximately (2.5±1.5) Gy for both. We also studied impact processes by means of the smoothed-particle hydrodynamics (SPH). We simulated cratering events on (624) Hektor, the origin...