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Introduction à la dynamique des comètes

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Introduction à la dynamique des comètes Powered By Docstoc
					  Kometen
     im
Sonnensystem
                 Bahnelemente




   Periheldistanz = Minimale Distanz des Kometen zur
    Sonne
   Apheldistanz = Maximale Distanz des Kometen zur
    Sonne
            Kometenbahnen
 Die Periheldistanz bestimmt die Bedingungen
  für die Beobachtbarkeit
 Die Apheldistanzen sind praktisch immer
  außerhalb der Jupiterbahn und oft sehr weit
  außerhalb
 Die Kometenbahnen kreuzen im allg. Die
  Planetenbahnen – vor allem die Jupiterbahn
   chaotische Bahn
    Evolution von Kometenbahnen




   Die Kometen werden in quasi-circularen Bahen in der
    Region des Gasplaneten gebildet
       Evolution der Kometenbahnen




   Nach Formation der Gasplaneten gibt es eine Scheibe
    außerhalb der Neptunbahn – Kometen wandern nach
    außen – einige gelangen ins innere System
      Evolution von Kometenbahnen




   Die Scheibe verliert mehr und mehr an Material im Laufe
    der Zeit -- Kometen im Bereich der Oortschen Wolke
    sind quasi isotrop verteilt
        Tisserand Parameter (1)
   a = große Halbachse
        (aJ für Jupiter)
   e = Exzentrizität
   i = Bahnneigung (zur Ekliptik)


              aJ    a
           T
              a
                 2
                    aJ
                       1 e 2 cosi
                       
          Tisserand Parameter(2)

   T ist eine Approximation der Jacobi Konstante – d.h.
    ein quasi-Integral der Bewegung im eingeschränkten 3
    Körper Problem (Sonne – Jupiter – Komet)
   Bei nahen Begegnungen bleibt T in etwa erhalten
   T ist gekoppelt mit d.Encountergeschwindigkeit
    zw. Komet und Jupiter:
             U2 = 3 - T

 Kurzperiodische Kometen
- Jupiter Familie (JF)  T>2
- “Halley-Types” (HT)  T<2
            Kometen mit P<200 yrs

   “kurzperiodischen”; die
    andereen sind die “lang-
    periodischen”

   Die JF hat meist P<20 yrs;
    während die HT meist
    P>20 yrs
         Beobachtete Inklinationen

   JF – kleine Inklinationen
   HT – alle Werte möglich
   LP – Verteilung fast isotrop
             Die Periheldistanzen

   Abhängig von der Auswahle
    der Beobachtung
   q meist < 2.5 AU
               Lebenszeit
 Aktivität:
- Ende der Aktivität
- Magnitude zu schwach
 Physique:

- Kollision mit Sonne od. Planet
 Dynamik:

- escape
Nahe Vorübergange an Planeten


   Starke Veränderungen in a

   Chaotische Bewegung von
    kurzperiodischen Kometen
Evolution von chaotischenBahnen
                  Einfluss-sphäre

   Stabile Bewegung
    planetozentrisch     p  a p  m1/ 3
                                     p



   Stable Bew.
    heliozentrisch     h  a p  m1/ 2
                                     p



   Beide Bewegungen
                         h / p  ap  m 2 / 5
    stabil      
                                         p




                   
            Hyperbolische Ablenkung




        Winkel d. Ablenkung :
                  GM p
            tan 
               2 b p 2
                   UV

     b = Impaktparameter

                     Nahe Begegnungen

RpV f  UVp b f
          (Ve = escape
V V U V
 f
  2
      e
       2         2   2
                     p
          geschw.)

              E2
                                  Ve 
  b  R  1                  E  
    f   p
              U2
                                  Vp 
                                     
            f            E2
     tan        
            2        2U U 2  E 2
                     
                      Störungsenergie

     V 2  Vp2 2  z;   z  a p /a

z  V 2 /Vp2  2U cos  cos   

                2            
z  2U   sin  sin  sin 
        2cos
                 2            
    Bei nahen Begegnungen ist |z|
     maximal wenn U≈0.3-0.4
                        capture
  Langperiod. Kometen bewegen sich
   ganz zufällig
- im Extremfall -- HT

 Die JF werden scheinbar
  eingefangen Transneptuniens:
  Tp3, i0
- Die Centauren sind mögl. Kometen
  die noch eingefangen werden
Der durch Jupiter ‚zerissene‘ Komet Shoemaker-Levy 9
      20 Brocken von 2km Durchmesser
      Einschlag am Jupiter im Juli 1994
               Mit 60 km/sec
OORT‘SCHE WOLKE:
Sie beginnt jenseits der KBOs – und ist die (noch hypothetische) Herkunftsregion
der langperiodischen Kometen. Die einige km bis hunderte km großen Kometen
bestehen fast ausschließlich aus H2O-Schnee („schmutzige Schneebälle“).
JENSEITS NEPTUN:

KBOs    -- Bisher sind ca. 800 dieser
Dutzende km bis weit über 1000 km
großen Körper bekannt. Sie dürften zum
Großteil aus Wasser-eis bestehen (da
sehr geringe spezifische Dichten). Pluto
scheint einer der größten (momentan
DER größte bekannte) dieser KBOs zu
sein.
                         Kuiper Gürtel
   Klassische KBO (kleines e)
   Resonante KBOs (Plutinos
   Scattered Disk
    (Sedna)

				
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posted:10/16/2012
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