Path: Top > S3-Dissertations > Astronomy-FMIPA > 2017

EVOLUSI DINAMIK POPULASI ASTEROID DEKAT-BUMI DENGAN MENYERTAKAN EFEK YARKOVSKY

PhD Theses from JBPTITBPP / 2018-03-13 16:28:55
Oleh : JUDHISTIRA ARIA UTAMA (NIM: 30312001), S1 - Astronomy-FMIPA
Dibuat : 2018, dengan 1 file

Keyword : Asteroid Dekat-Bumi, efek Yarkovsky, kawah tumbukan, laju peluruhan fraksional, laju tumbukan.

Keberhasilan efek Yarkovsky dalam menjelaskan kesenjangan yang dijumpai antara hasil pengamatan dengan prediksi Model Klasik (MK) yang hanya bersandar pada pengaruh gravitasi, menunjukkan bahwa pengaruh efek ini dalam evolusi orbital objek berukuran 10 cm - 40 km tidak dapat diabaikan. Dalam sejumlah literatur dapat dijumpai penyertaan efek ini dalam studi dinamika dan evolusi populasi asteroid di kawasan Sabuk Utama maupun keluarga asteroid. Dengan telah berhasil dideteksinya kehadiran efek ini pada asteroid individual, seperti asteroid 6489 Golevka (1991 JX), kami menduga bahwa akumulasi efek Yarkovsky dalam jangka panjang berode juta - miliar tahun dimungkinkan berpengaruh terhadap evolusi lanjut populasi Asteroid Dekat-Bumi (ADB) secara umum. Untuk keperluan ini digunakan metode simulasi numerik berbantuan integrator Swift_RMVS4y terhadap 3372 sampel ADB dengan kriteria orbit yang telah dikenal baik.


Selama 5x10^6 tahun pertama komputasi, dijumpai bahwa mayoritas sampel yang berakhir sebagai penumbuk Matahari (28%) dan terlempar ke bagian luar Tata Surya (23,5%) berasal dari kelas Apollo dan Amor. Hanya 4% dari populasi sampel yang mengalami tumbukan dengan planet terestrial (terutama Mars, Bumi, dan Venus) dan 0,5% dengan planet Jovian (terutama Jupiter). Bias penggunaan sampel yang berbeda telah diketahui berpengaruh terhadap nilai-tengah kala hidup. Dari peluruhan populasi ADB ke zona pembuangan (menumbuk Matahari atau planet dan terlempar ke luar Tata Surya), diperoleh nilai-tengah kala hidup sampel sebesar 3,7x10^6 tahun. Dengan nilai rata-rata laju peluruhan fraksional sebesar -0,1188 +/- 0,0016 per juta tahun, diperoleh fluks-masuk ADB menuju zona pembuangan sebesar 114 +/- 14 objek per 10^6 tahun untuk H < 18, yang memperoleh suplai ulang dengan fluks sebesar 71 +/- 17 objek per 106 tahun untuk H < 18 dari Intermediate source Mars-crossing Asteroid (IMC). Khusus untuk ADB yang menjadi objek pelintas orbit Bumi (kelas Apollo dan Aten), selama kurun waktu 2x10^6 tahun integrasi orbit lebih banyak dijumpai sampel populasi kelas Aten yang berevolusi menjadi Apollo (fluks-masuk: 19 +/- 3 objek per 10^6 tahun untuk H < 18) daripada proses sebaliknya (fluks-masuk: 5,0 +/- 0,6 objek per 10^6 tahun untuk H < 18). Bukti lain terkait pengaruh efek Yarkovsky terhadap populasi ADB adalah kontribusinya dalam menambah jumlah populasi kelas Amor daripada kelas Apollo. Memanfaatkan informasi peluruhan populasi IMC menjadi ADB, diperoleh bahwa populasi kelas Amor memperoleh suplai lebih banyak (> 25x) daripada yang didapatkan populasi kelas Apollo. Didapati pula (dalam jumlah minor) pembentukan kelas baru ADB dengan orbit yang sepenuhnya berada di sebelah dalam orbit Venus dan asteroid yang mengalami kondisi orbit retrograde.


Dalam penelitian ini diperoleh nilai laju tumbukan f ADB dengan planet-planet terestrial secara konsisten lebih besar (mencapai hingga sekitar 30x) daripada nilai-nilai yang diperoleh dari penelitian sebelumnya. Laju tumbukan terbesar diperoleh untuk planet Bumi (4,8x10^-8 tahun^-1), yaitu sekitar 6x lebih besar daripada planet Merkurius. Singkatnya durasi kondisi meta-stabil yang mampu disediakan oleh resonansi di daerah a < 2 sa, diduga kuat telah menghalangi efek Yarkovsky untuk bertumbuh. Dengan demikian, perbedaan perolehan nilai f yang muncul di dalam penelitian ini bukan karena kontribusi efek Yarkovsky. Memanfaatkan sampel ADB yang berakhir sebagai penumbuk planet Bumi (MOID < Rc) telah dihasilkan model matematis untuk memprediksi diameter asteroid yang diperlukan dalam pembentukan kawah-kawah tumbukan. Prediksi diameter asteroid yang diperlukan bersesuaian dengan prediksi dari hasil analisis kandungan Iridium yang menyimpulkan bahwa diperlukan asteroid dengan diameter yang lebih kecil daripada yang diduga sebelumnya untuk menghasilkan kawah-kawah besar tumbukan berdiameter > 100 km di Bumi.



Deskripsi Alternatif :

The success of Yarkovsky effect in explaining gap between observations and Classical Model (CM) predictions which only relies on the gravity, suggests that the influence of this effect on the orbital evolution of spinning objects of 10 cm - 40 km in diameter can not be ignored. The inclusion of this effect in the study of the dynamics and evolution of Main Belt asteroid population and asteroid families can be found in literatures. Having successfully detected this effect on individual asteroids such as 6489 Golevka (1991 JX), we guess that long-term (in the order of millions to billions years) accumulation of Yarkovsky effect may affect the advanced evolution of the Near-Earth Asteroids (NEAs) population in general. For this purpose we performed a numerical simulation method with Swift_RMVS4y integrator employed on 3372 NEAs sample with well-known orbits.


After the first 5 Megayears (Myr) of computation, it was found that the majority of samples ended up as Sun grazers (28%) and were thrown to the outer part of the Solar System (23.5%) came from the Apollo and Amor classes. Only 4% of the sample population was impacting the terrestrial planets (mainly with Mars, Earth and Venus) and 0.5% with the jovian planets (mainly Jupiter). With the mean fractional decay rate of our NEAs sample to the sinks (collide with the Sun or planets and thrown to the outer Solar System) of -0.1188 +/- 0.0016 per Myr, the entrance flux to these disposal zones is 114 +/- 14 objects per Myr for H < 18 and median lifetime of 3.7 Myr that will be replenished mostly by Intermediate source Mars-crossing Asteroid (IMC) of 71 +/- 17 objects per Myr for H < 18. Especially for Earth-Crossing Asteroids (Apollo and Aten classes), there is a strong indication that during 2 Myr of computation more samples of Aten class population evolved into Apollo (entrance flux: 19 +/- 3 per Myr for H < 18) than the reverse process (entrance flux: 5.0 +/- 0.6 per Myr for H < 18). Other evidence was obtained regarding the influence of thermal effect on NEAs population; the increase of Amor class population instead of Apollo. Utilizing the decay information of IMC population into near-Earth region, we found that the Amor class population gained a supply of greater than 25 more than that of the Apollo class population.We also found (in small number) the formation of a new class of NEAs with orbits entirely inside the orbit of Venus and in a retrograde state.


Our study finds that NEAs impact rate with terrestrial planets is increased significantly (up to around 30x higher). The largest impact rate is obtained for planet Earth (4.8x10^-8 yr^-1), which is about 6x greater than Mercury's. The discrepancy between our results with the previous studies is unlikely due to the inclusion of Yarkovsky effect because of the short duration of meta-stable condition provided by resonance in a < 2 au. Utilizing our NEAs sample that ends up as Earth impactor (MOID < Rc), we developed a mathematical model to predict the asteroid diameter required to form a specific impact crater. For craters larger than 100 km our model predicts smaller asteroid is required that is in agreement with the Iridium analysis estimation.



Copyrights : Copyright (c) 2001 by Perpustakaan Digital ITB. Verbatim copying and distribution of this entire article is permitted by author in any medium, provided this notice is preserved.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS1 - Astronomy-FMIPA
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Pembimbing :

    Prof. Dr. Taufiq Hidayat.

    Prof. Dr. rer. nat. Umar Fauzi., Editor: Alice Diniarti

File PDF...