Pytanie:
Jaka jest gęstość (cząstek) pasa asteroid?
mart
2013-07-17 16:27:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oczywiście pas asteroid jest dość słabo zaludniony. Ale jak skąpo dokładnie?

Jaki jest stan wiedzy na temat tego, ile cząstek znajduje się w danym przedziale wielkości i objętości, jakie byłyby typowe odległości między asteroidami w danym przedziale wielkości?

Edytuj, aby dodać:
Dotychczasowe odpowiedzi mówią o asteroizach o rozmiarze około kilometra. Myślałem też o mniejszych asteroidach lub nawet pyle, aż do milimetra. Rozumiem, że możemy niewiele wiedzieć o takich małych asteroidach.
W każdym razie odpowiedź, która daje mi średnią swobodną ścieżkę dla kilku różnych rozmiarów, z dokładnością do rzędu wielkości, byłaby świetna.

Cztery odpowiedzi:
#1
+16
AlanSE
2013-07-22 18:38:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chcę tylko dodać, że dużo pracy wymaga przewidywanie obfitości obiektów, w tym obiektów, których do tej pory nie wykryliśmy. Istnieje pewne podobieństwo do egzoplanet - gdzie wiemy, że metoda ma błąd wykrywania. Jeśli potrafisz dokładnie określić ilościowo błąd wykrywania, możesz uzyskać całkowitą obfitość dla różnych rozmiarów.

Jedno źródło daje całkiem niezły pomysł. Wiele odwołań wykorzystuje relację D ^ -2,3, ale może ona występować jako D ^ -1,3 jako metryka skumulowana. Interesujące jest to, że stwierdzono, że mniejsze rozmiary mają inny wzór. Mocno wątpię, aby ten wzór trwał nadal do ekstremalnie małych rozmiarów, poniżej D = 0,1 km. Jako stwierdzenie matematyczne, całkowanie do zera rozbieżności.

abundance with size

Zbudowałem kilka liczb dla współczynników powyższych relacji za pomocą prostych obliczeń w Excelu. Aby dać ci wyobrażenie o tym, jak liczba zmienia się wraz z rozmiarem, wziąłem dwa regiony powyższego pliku PDF. Region od 6 km do 1000 km zawiera około 90 000 obiektów. Ale jesteś również zainteresowany małymi ciałami, więc zintegrowałem również relację D ^ -4 od 0,1 km do 6 km. To daje około 15 000 000 000 obiektów (15 miliardów).

Jeśli zmniejszysz dolną granicę z 0,1 km do czegoś mniejszego, liczba będzie jeszcze większa (prawdopodobnie o rzędy wielkości). Ale nie mamy pojęcia, jaki powinien tam być związek. Zauważ, że słupki błędów rosną w miarę zmniejszania się? Nie mamy dobrego pojęcia, jakie powinno być rozpowszechnienie małych i mikroskopijnych ciał. Zrób wystarczająco mały i osiągniesz rozmiary molekularne, abyś mógł uzyskać miarę gęstości cząstek w Układzie Słonecznym. Ale w tym momencie kierują nim zupełnie inne czynniki (jak ucieczka atmosferyczna i wiatr słoneczny), w przeciwieństwie do grawitacyjnego gromadzenia i rozpadu ciał, które uważamy za asteroidy. Możemy trochę ograniczyć liczby - ponieważ sondy kosmiczne najwyraźniej nie zostały zniszczone przez mikrometeoryty. Badania nad regolitem mogą również dać pewne wskazówki.

Aby uzyskać gęstość cząstek, weź liczbę obiektów, którą chcesz, i podziel przez przybliżoną metrykę objętości, która definiuje pas asteroid. Wynikająca z tego niepewność będzie prawdopodobnie mniejsza niż sama liczba, więc nie martwiłbym się zbytnio o dokładność.

Myślę, że tego właśnie chciałem, ale nie rozumiem wykresu - D to średnia odległość ?, co to jest n i n / n_10?
Ach, może powinienem edytować. Na razie D to średnica obiektu. Zmienna n ma przesuwającą się definicję. Na wykresie duża litera N to skumulowana liczba obiektów, a mała litera n to różniczkowa liczba obiektów. To jest CDF w porównaniu z PDF. n10 jest odniesieniem dla obiektu o średnicy 10 km. Dziennik służy do skalowania wykresu.
Jeśli możesz wyjaśnić, co oznacza oś, byłoby świetnie. Liczba obiektów jest łączna dla pasa czy dla określonej objętości?
@mart Czy masz na myśli oś wykresu? Jest to średnica obiektu w poziomie, a następnie wykładnik funkcji względnego rozkładu prawdopodobieństwa (PDF) w pionie. To trochę bardziej zagmatwane, niż powinno być, ale sednem jest PDF = C * D ^ -2,3 lub C * D ^ -4. Źródło, którego użyłem, określa, że ​​są to "asteroidy Pasa Głównego".
Sprawdź, czy dobrze to rozumiem: patrzę na D = 10, logicznie log (n / n_10) = 0, patrzę na D = 1, log (...) to ~ 3, więc tysiąc razy więcej kamieni niż w D = 10 - prawda?
@mart Niezupełnie, 3 to 1000 razy więcej asteroid * na 1 km wzrostu średnicy *. Taka jest natura pliku PDF. CDF to liczba literalna, więc jej jednostką jest liczba asteroid. Musisz zintegrować plik PDF, aby można było powiedzieć „jest tak wiele asteroid między średnicami 1 km a 10 km”.
Czy mógłbyś zaktualizować odniesienie? Połączony adres jest niedostępny.
Jaka jest różnica między czerwoną a niebieską linią?
#2
+8
RhysW
2013-07-17 17:38:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ta odpowiedź i pytanie z fizyki dotyczą podobnego tematu, podam link do niego tutaj i zacytuję najistotniejsze części.

Najbardziej godną uwagi częścią tej odpowiedzi jest najprawdopodobniej będzie to:

Asteroidy nie są rozmieszczone równomiernie w pasie asteroid, ale można je w przybliżeniu określić w równych odstępach w regionie od 2,2 AU (1 AU to 93 miliony mil lub średnia odległość między Ziemią a Słońcem) do 3,2 AU od Słońca i rozciągająca się 0,5 AU powyżej i poniżej ekliptyki (płaszczyzny orbity Ziemi, która jest wygodnym odniesieniem dla Układu Słonecznego). To daje objętość około 16 jednostek sześciennych AU, czyli około 13 bilionów bilionów mil sześciennych. (Uwaga: przestrzeń jest duża!)

Więc możesz zobaczyć, że w asteroidach jest ogromna przerwa, większa niż odległość między Ziemią a Słońcem przynajmniej dwukrotnie!

Zgodnie z odpowiedzią na temat fizyki, obecnie trwa misja NASA mająca na celu udanie się na pas asteroid, aby obejrzeć go bardziej szczegółowo, istotne informacje dotyczące tej misji można znaleźć pod adresem:

http://dawn.jpl.nasa.gov/mission/

#3
+5
mart
2013-11-19 21:43:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Aby połączyć podane liczby w prostym obliczeniu: Pas asteroid ma objętość 4,35E25 km ^ 3. Jeśli przyjmiemy przez chwilę, że asteroidy są rozmieszczone w równych odstępach, a asteroid jest 15 miliardów (szacunki podane powyżej dla rozmiarów 0,1 km +), dojdziemy do około 180 km odległości od asteroidy do asteroidy. 3 rzędy wielkości w liczbie asteroid dają nam jeden rząd wielkości w odległości - gdyby było tylko 15 milionów asteroid, średnia odległość wynosiłaby 1800 km.
Właściwie kilkaset kilometrów między każdym obiektem > 100 m nie wydaje się tak dużo.

#4
+3
Burkhard
2013-07-17 17:12:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Poza punktami, w których znajduje się rzeczywista asteroida, gęstość jest bardzo mała.

„Wbrew popularnym obrazom pas asteroid jest w większości pusty. osiągnięcie asteroidy bez dokładnego wycelowania byłoby nieprawdopodobne. " ( źródło)

Ponadto rozmieszczenie asteroid nie jest jednolite, więc średnia gęstość może nie być bardzo charakterystyczna.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...