Domanda:
Qual è la densità (delle particelle) della cintura di asteroidi?
mart
2013-07-17 16:27:49 UTC
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Ovviamente la fascia degli asteroidi è piuttosto scarsamente popolata. Ma quanto scarsamente esattamente?

Qual è lo stato di conoscenza di quante particelle ci sono in una data parentesi di dimensioni e un volume, quali sarebbero le distanze tipiche tra gli asteroidi in una data parentesi di dimensioni?

Modifica per aggiungere:
Le risposte finora parlano di asteroidi di circa un km. Pensavo anche ad asteroidi più piccoli o addirittura alla polvere, fino alla scala di un mm. Capisco che potremmo sapere poco di asteroidi così piccoli.
Ad ogni modo, una risposta che mi dia i percorsi liberi medi per diverse dimensioni, tutti entro un ordine di grandezza, sarebbe ottima.

Quattro risposte:
#1
+16
AlanSE
2013-07-22 18:38:27 UTC
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Vorrei solo aggiungere che molto lavoro è dedicato alle previsioni di abbondanza, per oggetti compresi quelli che non abbiamo rilevato finora. C'è una certa somiglianza con gli esopianeti: sappiamo che un metodo ha un bias di rilevamento. Se riesci a quantificare perfettamente il bias di rilevamento, puoi ottenere l'abbondanza totale per dimensioni diverse.

Una fonte dà un'idea abbastanza buona. Molti riferimenti utilizzano la relazione D ^ -2,3, ma può presentarsi come D ^ -1,3 come metrica cumulativa. È interessante notare che le dimensioni più piccole sono state trovate per seguire uno schema diverso. Dubito fortemente che questo modello continuerà a dimensioni estremamente ridotte, al di sotto di D = 0,1 km. Come affermazione matematica, l'integrazione a zero diverge.

abundance with size

Ho costruito alcuni numeri per i coefficienti delle relazioni di cui sopra con semplici calcoli Excel. Per darti un'idea di come il conteggio cambia con le dimensioni, ho preso due regioni del pdf sopra. La regione da 6 km a 1000 km contiene nell'ordine di 90.000 oggetti. Ma ti interessano anche i corpi piccoli, quindi ho integrato anche il rapporto D ^ -4 da 0,1 km a 6 km. Ciò fornisce circa 15.000.000.000 di oggetti (15 miliardi).

Se si riduce il limite inferiore da 0,1 km a qualcosa di più piccolo, il conteggio sarebbe ancora maggiore (probabilmente per ordini di grandezza). Ma non abbiamo idea di quale relazione debba esserci. Notare che le barre di errore aumentano man mano che si rimpiccioliscono? Non abbiamo una buona idea di quale dovrebbe essere la prevalenza di corpi piccoli e microscopici. Diventa abbastanza piccolo e hai dimensioni molecolari, in modo da poter ottenere una misura della densità delle particelle nel sistema solare. Ma a quel punto, fattori completamente diversi lo stanno guidando (come la fuga atmosferica e il vento solare), in contrasto con la raccolta gravitazionale e la rottura dei corpi, che è ciò che pensiamo come asteroidi. Possiamo mettere dei limiti ai numeri, perché le sonde spaziali apparentemente non sono state distrutte dai micrometeoriti. Anche gli studi di Regolith potrebbero dare qualche indicazione.

Per ottenere la densità delle particelle, prendi il numero che ti piace per il numero di oggetti e dividi per una metrica approssimativa del volume che definisce la cintura degli asteroidi. L'incertezza che ne deriva sarà probabilmente inferiore al conteggio stesso, quindi non mi preoccuperei troppo della precisione.

Penso che questo sia quello che volevo, ma non capisco il grafico: D è la distanza media ?, cosa ne è n / n_10?
Ah, forse dovrei modificare. Per ora, D è il diametro dell'oggetto. La variabile n ha una definizione mutevole. Nel grafico, N maiuscolo è il numero cumulativo di oggetti e n minuscolo è il numero differenziale di oggetti. Questo è CDF contro PDF. n10 è un riferimento per un oggetto di 10 km di diametro. Il registro viene utilizzato per scalare il grafico.
Se puoi spiegare cosa significa l'asse, sarebbe fantastico. Il numero di oggetti è totale per la cintura o per un volume specifico?
@mart Intendi l'asse del grafico? È il diametro dell'oggetto sull'orizzontale e quindi l'esponente della funzione di distribuzione della probabilità relativa (PDF) sulla verticale. È un po 'più confuso di quanto dovrebbe essere, ma il succo è PDF = C * D ^ -2.3 o C * D ^ -4. La fonte che ho usato specifica che questi sono "asteroidi della cintura principale".
Vedi se ho capito bene questo: guardo D = 10, logicamente log (n / n_10) = 0, guardo D = 1, log (...) è ~ 3 quindi mille volte più rocce rispetto a D = 10 - corretto?
@mart Non proprio, 3 è 1000 volte più asteroidi * per 1 km di aumento di diametro *. È la natura di un PDF. Il CDF è un conteggio letterale, quindi la sua unità è il numero di asteroidi. Devi integrare il PDF, così puoi dire "ci sono così tanti asteroidi tra i diametri di 1 km e 10 km".
Potresti forse aggiornare il riferimento? L'indirizzo collegato non è disponibile.
Qual è la differenza tra la linea rossa e quella blu?
#2
+8
RhysW
2013-07-17 17:38:42 UTC
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Questa risposta e questa domanda sulla fisica coprono un argomento simile, vi collegherò qui e citerò le parti più rilevanti.

La parte più notevole di questa risposta è molto probabilmente sarà:

Gli asteroidi non sono distribuiti uniformemente nella fascia degli asteroidi, ma potrebbero essere approssimati per essere equamente distanziati in una regione da 2,2 UA (1 UA è 93 milioni di miglia, o distanza media tra la Terra e il Sole) a 3,2 UA dal Sole e che si estende per 0,5 UA sopra e sotto l'eclittica (il piano dell'orbita terrestre, che è un comodo riferimento per il sistema solare). Ciò produce un volume di circa 16 AU cubici, o circa 13 trilioni di miliardi di miglia cubiche. (Nota: lo spazio è grande!)

Quindi puoi vedere che c'è un enorme spazio tra gli asteroidi, più grande della distanza tra la Terra e il Sole di almeno il doppio!

Come indicato dalla risposta sulla fisica, attualmente è in corso una missione della NASA per avventurarsi nella cintura degli asteroidi per visualizzarla in modo più dettagliato, informazioni rilevanti per questa missione possono essere trovate su:

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

#3
+5
mart
2013-11-19 21:43:22 UTC
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Per inserire i numeri dati in un semplice calcolo: la cintura di asteroidi ha un volume di 4,35E25 km ^ 3. Se assumiamo per un momento che gli asteroidi siano equidistanti e che ci siano 15 miliardi di asteroidi (stima data sopra per dimensioni 0,1km +), arriviamo a una distanza di circa 180km da un asteroide ad un asteroide. 3 Gli ordini di grandezza nel numero di asteroidi ci danno un ordine di grandezza in lontananza: se ci fossero solo 15 milioni di asteroidi, avremmo una distanza media di 1800 km.
In realtà, poche centinaia di chilometri tra ogni oggetto > 100 m non sembrano così tanti.

#4
+3
Burkhard
2013-07-17 17:12:27 UTC
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A parte i punti in cui si trova un vero asteroide, la densità è molto bassa.

"Contrariamente alle immagini popolari, la fascia degli asteroidi è per lo più vuota. Gli asteroidi sono distribuiti su un volume così grande da essere sarebbe improbabile raggiungere un asteroide senza mirare con attenzione ". ( fonte)

Inoltre la distribuzione degli asteroidi non è uniforme, quindi la densità media potrebbe non essere molto caratteristica.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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