Математическое моделирование образования и эволюции метеорных потоков

• Автор: Рябова, Галина Олеговна
• Шифр специальности: 01.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 199 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1 Математическое моделирование метеорного

потока Геминид

1.1 Анализ структуры потока Геминид по данным наблюдений

1.1.1 Форма кривой активности потока

1.1.2 Долгота Солнца в максимуме активности

1.1.3 Распределение метеороидов потока по массам

1.1.4 Плотность и состав метеороидов

1.2 Анализ способов определения возраста потока Геминид

1.2.1 Ретроспективный анализ эволюции

1.2.2 Разделение масс
1.2.3 Учёт солнечного ветра
1.2.4 Форма и структура метеороидов
1.2.5 Время жизни метеороидов
1.2.6 Промежуточная оценка возраста потока
1.3 Эволюция орбит потока Геминид и астероида (3200) Фаэтон
1.4 Метод моделирования и модель потока Геминид
1.4.1 Описание метода
1.4.2 Модель Геминид для возраста 2000 лет
1.4.3 Модель Геминид для возраста 10000 лет
1.4.4 Оценка возраста потока и других структурных характеристик
из сравнения моделей
1.4.5 Бимодальность кривой активности потока
1.4.6 Профиль потока и сценарий распада родительской кометы
1.4.7 Орбитальные характеристики метеороидов Геминид по результатам моделирования
1.5 Основные результаты и выводы главы

2 Метеорные потоки кометы Галлея: образование и эволюция
2.1 Моделирование выброса крупных пылевых частиц из ядра кометы Галлея
2.1.1 Вводные замечания
2.1.2 Описание метода моделирования потока частиц, выброшенных
из ядра кометы, через некоторую точку пространства в заданный момент времени
2.1.3 Параметры производства пыли по данным наблюдений
2.1.4 Системы координат
2.1.5 Описание моделей
2.1.6 Обсуждение результатов
2.2 Эволюция орбиты кометы Галлея и её метеороидов на большом интервале времени
2.3 Структурные и физические свойства метеорных потоков Орионид и
г]— Акварид по данным наблюдений
2.3.1 Период активности потоков
2.3.2 Вариации активности поперек потока
2.3.3 Вариации активности вдоль орбиты
2.3.4 Форма кривой активности потоков
2.3.5 Плотность метеороидов
2.4 Существующие модели метеорного потока кометы Галлея
2.4.1 Модель МакИнтоша - Хайдука
2.4.2 Модель МакИнтоша - Джонса
2.5 Численное моделирование формирования метеорных потоков кометы
Галлея
2.5.1 Метод моделирования и начальные условия
2.5.2 Анализ модельного потока, порожденного в 1404 г.д.н.э
2.5.3 Сравнительный анализ модельных потоков, порожденных выбросами в различные эпохи
2.6 Основные результаты и выводы главы

3 Моделирование поступательного и вращательного движения астероида 1620 Географ и образования его метеорных потоков
3.1 Сведения об астероиде Географ
3.1.1 Форма и параметры вращения
3.1.2 Странные концы
3.1.3 Поверхность и внутреннее строение астероида
3.1.4 Влияние приливов
3.2 Движение астероида относительно центра масс
3.2.1 Системы координат, переменные, уравнения движения
3.2.2 Интегрирование уравнений невозмущённого вращательного движения
3.2.3 Особенности невозмущённого вращения Географа
3.2.4 Интегрирование уравнений возмущённого вращательного движения
3.3 Убегание частиц с поверхности астероида
3.3.1 Гравитационное ускорение на поверхности астероида
3.3.2 Вращательное ускорение
3.4 Опорная орбита и точность интегрирования
3.5 Метеорные потоки астероида Географ
3.5.1 Физические характеристики метеороидов Географа
3.5.2 Метод моделирования
3.5.3 Критерии подобия орбит
3.6 Обсуждение результатов
3.6.1 Модельные потоки — общие замечания
3.6.2 Результаты поиска в каталогах
3.7 Основные результаты и выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

активности этого объекта.
На рис.1.5 приведены изменения большой полуоси Фаэтона в зависимости от времени за последние 5 тыс. лет 1. Вычисление эволюции элементов орбиты производилось с помощью разработанной А.П. Батуриным программы численного интегрирования задачи N тел, основанной на интеграторе Эверхарта. Для данной задачи использовался интегратор 19-го порядка с переменным шагом. Учитывались возмущения от всех больших планет и Луны. При. этом использовался фонд координат больших планет DE406. Исходные элементы орбиты взяты из каталога Боуэлла (ftp.y/ftp.lovell.edu/pub/elgb/astorb.dat) на 1 апреля 2001 г.
а = 1.27121890, е = 0.89015909, i = 22.165728°,
О = 265.441584°, ш = 321.971638°, М = 95.695564°.
Из графика на рис. 1.5 видно, что даже самые большие изменения большой полуоси не превышают 0.005 а.е. на рассматриваемом временном интервале. На всем рассматриваемом промежутке времени астероид не испытывал тесных сближений с планетами. Таково же поведение орбиты и на существенно больших интервалах времени — до десятков тысяч лет (Харрис, 1995).
Эти обстоятельства весьма благоприятны для применения к вычислению эволюции орбиты метода Альфана - Горячева, который обеспечивает значительную экономию компьютерного времени. В настоящей работе использовалась модификация этого метода, в которой для устранения особенностей в дифференциальных уравнениях движения при малых эксцентриситетах и углах наклона применяются переменные Лагранжа (Сухотин, 1981). Система дифференциальных уравнений движения, полученная по методу Альфана - Горячева, интегриовалась методом Рунге - Кутты четвёртого порядка. Вычисления эволюции орбиты Фаэтона показали, во-первых, относительно малое влияние на его эволюцию всех планет, кроме Юпитера, что вполне согласуется с результатами Джонса (1985), а во-вторых, почти идеальное согласие с результатами численного интегрирования (рис. 1.6).
Интересно, что Геминиды образовались, по-видимому, в относительно короткий промежуток времени перехода астероида, находившегося в кометной фазе своего су-
1Область действия фонда координат больших планет DE406.