|
|
Rodiny planetek a jejich vztah k migraci planet
Rozehnal, Jakub ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Vokrouhlický, David (oponent)
V práci se zabýváme studiem vlivu migrace planet na rodiny planetek. Identifikujeme rodiny mezi Jupiterovými Trojany rozborem vlastností v prostoru rezonančních elementů, rozdělení velikostí a barevných indexů. Dříve udávaný počet rodin (10) se jeví nadhodnocený, naše analýza ukazuje, že se mezi Trojany nachází pouze jedna kolizní rodina s průměrem mateřského tělesa DPB > 100 km. Modelovali jsme i dlouhodobý orbitální vývoj trojanských rodin. Použili jsme námi upraveného numerického integrátoru SWIFT s analyticky předepsanou migrací. Zjistili jsme, že i při pozdní fázi migrace, při které se Jupiter a Saturn vzdalují od vzájemné rezonance 1:2, jsou rodiny nestabilní. Dnes pozorované rodiny mezi Trojany tedy vznikly až po ukončení migrace planet. V poslední části studujeme vznik rodin asteroidů v hlavním pásu při pozdním velkém bombardování. Při simulaci vlivu migrace planet na rodiny planetek ve scénáři "skákajícího Jupiteru" (Morbidelli a kol., 2010) jsme zjistili, že velké rodiny (DPB > 200 km), které vznikly při bombardování, musejí být pozorovatelné.
|
|
|
Aplikace dalekohledu LSST ve fyzice malých těles sluneční soustavy
Sváda, Petr ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Wolf, Marek (oponent)
Tato práce se zabývá popisem velkého přehlídkového dalekohledu Large Synoptic Survey Telescope (LSST) a jeho využítím ve fyzice malých těles sluneční soustavy. Na základě optických parametrů dalekohledu a teorie signálu a šumu jsme vypočetli mezní hvězdnou velikost LSST (24,9 0,4) mag (v oboru V). Tato veličina, společně s daty z databází MPC a WISE, posloužila jako vstupní parametr pro výpočet minimálního průměru ( ) m planetky v hlavním pásu, kterou bude LSST ještě schopen pozorovat. Odhadli jsme také, že v hlavním pásu bude možno pomocí dalekohledu LSST pozorovat ( ) miliónů planetek. S přihlédnutím k plánované observační strategii a kadenci pozorování jsme vypočetli, že bude určitou jasnou planetku pozorovat přibližně 370 krát. Nakonec byly diskutovány možné aplikace dalekohledu LSST: např. rozvoj kolizních modelů, objasnění orbitální a rotační dynamiky sub- kilometrových těles.
|
|
|
Původ asteroidů ve 2:1 rezonanci středního pohybu s Jupiterem
Chrenko, Ondřej ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Hanuš, Josef (oponent)
Planetky, které se nacházejí v rezonanci 2:1 středního pohybu s Jupiterem, se v závislosti na jejich dynamické životní době označují jako stabilní (skupina Zhongguo), marginálně stabilní (skupina Griqua) a nestabilní (skupina Zulu). Stabilní planetky se vyskytují ve dvou oddělených ostrovech v prostoru rezonančních elementů. V této práci aktualizujeme populaci v rezonanci 2:1 na základě nejnovějších observačních dat a následně určujeme dráhové a fyzikální vlastnosti rezonanční populace. Použitím kolizních modelů ukazujeme, že pozorované skupiny Zhongguo a Griqua mohou být až 4 Gyr staré, a jejich původ tedy může souviset s migrací planet. V dynamických N-částicových simulacích testujeme dvě hypotézy původu stabilní a marginálně stabilní populace: scénář primordiální populace a scénář zachycování planetek z hlavního pásu. Z našich výsledků vyplývá, že rezonanční populace není primordiální, ale vznikla nejspíše zachycením planetek z rodiny ve vnějším hlavním pásu.
|
|
|
Asteroidy vnitřního pásu ve spin-orbitální resonanci
Vraštil, Jan ; Vokrouhlický, David (vedoucí práce) ; Brož, Miroslav (oponent)
Souvislosti: V minulosti byly ve vnější části hlavního pásu objeveny asteroidy, jejichž rotační osy jsou téměř rovnoběžné. Působením YORP efektu se z původně náhodných směrů postupně stáčely, až se zachytily ve spi-orbitální rezonanci s frekvencí s_6. Cíl: Ve vnitřní části hlavního pásu je kinematika orbitálního pohybu značně složitější, což je způsobeno hlavně blízkostí vlastní frekvence s a rezonanční frekvence s_6. Přesto ukážeme, že i v těchto částech se mohou nacházet asteroidy ve spin-orbitální rezonanci - asteroid 20 Massalia. Metodika: Ke studiu pohybu orbitálního pohybu jsme použili integrátor SWIFT. Vývoj rotační jsme zkoumali za pomoci programu, který je popsán v kapitole 3, a jeho výpis je součástí dodatků. K určení směru rotační osy a tvaru asteroidů jsme použili metodu inverze světelných křivek. Výsledky: Asteroidy ve vnitřní části hlavního pásu, které mají nízký vlastní sklon I, se mohou (při vhodně orientované rotační ose) dlouhodobě udržet ve spin-orbitální rezonanci se sekulární frekvencí s_6. Naopak pro asteroidy s vysokými sklony je zachycení velmi obtížné, ne-li nemožné.
|
|
|
Kolizní vývoj hlavního pásu asteroidů po dobu 4 miliard let
Cibulková, Helena ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Ďurech, Josef (oponent)
V předložené práci jsme vytvořili nový model pro kolizní vývoj hlavního pásu asteroidů. Naším cílem je testovat škálovací zákon z práce Benz & Asphaug (1999) a zjistit, zda platí pro celý hlavní pás. Dále chceme nalézt počáteční rozdělení ve- likostí uvažovaných šesti částí hlavního pásu a zároveň ověřit, zda počet rodin as- teroidů, které vzniknou v průběhu simulace, odpovídá počtu pozorovaných rodin. K sestrojení pozorovaných rozdělení velikostí jsme mohli využít nová observační data z družice WISE (Masiero et al., 2011). Vzájemné kolize asteroidů simulujeme upraveným programem Boulder (Morbidelli et al., 2009), využívajícím výsledky hydrodynamických simulací srážek z práce Durda et al. (2007). S vědomím, že materiálové vlastnosti těles mohou významně ovlivnit charakter srážek, jsme vytvořili dva modely - jeden pracující s monolity a druhý s nesoudržnými tělesy (Benavidez et al., 2012). Výsledky modelování pro monolity i nesoudržná tělesa jsou srovnatelné a v obou případech je počet vzniklých rodin v rámci nejistot konzistentní s pozorováním. Jistý nesoulad kumulativních rozdělení velikostí pro průměry D 1 až 5 km je dobrou motivací pro výpočet nových hydrodynamic- kých simulací s...
|
|
|
Velké pozdní bombardování v různých místech sluneční soustavy
Zajaček, Michal ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Ďurech, Josef (oponent)
Tato práce se zabývá velkým pozdním bombardováním ve sluneční soustavě, které se odehrálo před 4,1 až 3,8 miliardami let. Jedná se o období intenzivních kolizií, jejichž stopy jsou pozorovány na Měsíci a jiných tělesech, především v podobě kráterů nebo impaktních tavenin. První část práce je rešerší o velkém pozdním bombardování se zaměřením na observační důkazy a nedávné dynamické modely. V druhé části testujeme konkrétní dynamický a kolizní model bombardování, a to pomocí míry kráterovaní na různých tělesech sluneční soustavy, což nebylo učiněno dříve v takovém rozsahu. K tomuto účelu jsme použili symplektický integrátor SyMBA, kolizní kód Boulder a různé škálovací zákony projektil/kráter. Diskutujeme zdroje nejistot pozorování i nejistot modelů. Naše výsledky navíc využíváme k omezení rozdělení velikostí primordiální populace komet.
|
|
|
Propagating star formation
Dinnbier, František ; Wünsch, Richard (vedoucí práce) ; Brož, Miroslav (oponent) ; Naab, Thorsten (oponent)
Hmotné hvězdy představují silné zdroje energie mající podstatný vliv na stav mezihvězdné látky v jejich blízkosti, kterou mnohdy shrnou do husté a chladné obálky. Pokud tato obálka fragmentuje a vytvoří hvězdy, které jsou dostatečně hmotné k tomu aby sami vytvořily další obálky, může docházet k postupnému šíření tvorby hvězd. V této práci studujeme, na základě trojrozměrných hydrody- namických simulací, fragmentaci těchto obálek za účelem odhadu hmotnosti frag- mentů, na které se tyto obálky rozpadají. Malou část povrchu obálky aproximu- jeme rovinnou vrstvou. K výpočtu gravitačního potenciálu v této konfiguraci jsme vyvinuli vlastní numerickou metodu. Hlavní výsledky jsou následující. Za prvé, pomocí numerických modelů testujeme prostor parametrů platnosti několika růz- ných analytických odhadů pro fragmentaci vrstev, a diskutujeme fyzikální příčinu omezené platnosti některých odhadů. Za druhé, u vrstev ohraničených externím prostředím s vysokým tlakem pozorujeme kvalitativně jiný způsob fragmentace, kolaps řízený sléváním. Zatímco vrstvy ohraničené prostředím s nízkým tlakem tvoří odpočátku kolabující fragmenty, vrstvy ohraničené prostředím s vysokým tlakem se nejprve rozpadnou v gravitačně stabilní fragmenty, které se postupně slévají. Za třetí, vyšetřujeme zda se vrstvy během kolapsu samo-organisují a...
|
|
|
Rovnice vedení tepla ve fyzice planetek a meteoroidů
Pohl, Leoš ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Vokrouhlický, David (oponent)
Negravitační síly, které jsou způsobeny tepelnou emisí fotonů, mohou v dlouhodobém měřítku do značné míry změnit oběžné dráhy a rotaci asteroidů. K vyčíslení těchto sil je nutno vyřešit rovnici vedení tepla v asteroidu. Vytvořili jsme program v jazyce Fortran, který numericky řeší rovnici vedení tepla pomocí metod konečných diferencí a počítá rozložení teploty v systému jednorozměrných tyčí, kterými modelujeme asteroid. Metody jsou porovnávány z hlediska konvergence, přesnosti a výpočetní náročnosti. Výsledky jsou srovnány se zjednodušeným stacionárním analytickým řešením. Z numerických výsledků jsme spočetli negravitační zrychlení a související změnu velké poloosy. Ukázali jsme, že metody konvergují s nárůstem hustoty sítě a vybrali jsme nejlepší metodu. Ukázali jsme, že analytické řešení dává dobrý první odhad amplitudy teploty. Změna velké poloosy testovaných asteroidů, způsobená negravitačními silami, je v řádové shodě s přesnějšími modely a s~pozorovanými hodnotami.
|
|
|
Dynamické procesy v prstencích Jupiteru a Saturnu
Řehák, Matyáš ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Hanuš, Josef (oponent)
Obsahem práce je přehled dynamických procesů projevujících se v prstencích Jupiteru a Saturnu. Práce je rozdělena do tří kapitol, přičemž v první jsou popsány pozorované orbitální a fyzikální vlastnosti prstenců. Ve druhé diskutujeme fyzikální procesy formující prstence. Do popisovaných jevů patří slapové rozpady, vzájemné kolize částic prstenců, nárazy meteoroidů a balistický transport. Také jsou rozebrány jevy elektromagnetické - Poyntingův-Robertsonův jev, Lorentzovy rezonance, unášení plazmatem a tlak záření. Dalším typem jevů je rezonanční gravitační vliv satelitů, pastýřské měsíce a také kolektivní dynamika částic prstenců, jež se projevuje tvorbou spirálních vln. Ve třetí kapitole je uveden přehled různých teorií vzniku prstenců Saturnu. Modely vzniku lze rozdělit do tří kategorií - rozpad měsíce, rozpad cizího tělesa a vznik z protolunární hmoty. V současné době se varianta rozpadu velkého diferencovaného měsíce jeví jako nejpravděpodobnější.
|
|
|
Vývoj hvězd různých hmotností
Cibulková, Helena ; Brož, Miroslav (vedoucí práce) ; Zasche, Petr (oponent)
V předložené práci studujeme změny ve struktuře hvězdy, k nimž dochází během jejího vývoje, a závislost těchto změn na počáteční hmotnosti hvězdy. Vnitřní změny se projevují i na vlast- nostech hvězdy pozorovatelných z vnějšku, jako je efektivní teplota nebo zářivý výkon. V této práci nejprve odvodíme základní rovnice hvězdné stavby, které popisují nejvýznamnější procesy uvnitř hvězdy. O hvězdě přitom předpokládáme, že nerotuje a je sféricky symetrická. Pro názornější po- pis hvězdného vývoje vyneseme jednotlivé veličiny do grafů, a to pro různé počáteční hmotnosti hvězd (od 0,1 do 100 M⊙). K numerickým výpočtům používáme program EZ2, který modeluje vývoj hvězdy po dobu, kdy splňuje podmínku hydrostatické rovnováhy. Teorii hvězdného vývoje nakonec využijeme k určení stáří otevřených hvězdokup NGC 188 a M 45 metodou izochron. Klíčová slova: vývoj hvězd, Hertzsprungův-Russellův diagram, rovnice hvězdné stavby, program EZ2 1
|
host ::
RSS.