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The influence of Pluto on the Centaur zone
Katharina Schmidt
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomie
Betreuer*in
Rudolf Dvorak
DOI
10.25365/thesis.73137
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17226.45410.659844-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Pluto wurde als Zwergplanet eingestuft und damit auch Mitglied der Transneptunische Population, genauer definiert als Plutinos in 2:3 Mean-Motion Resonance (MMR) mit Neptun. Trotz seiner geringen Masse könnte er dennoch einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf noch weniger massereiche Objekte in seiner Nähe haben, und deren Bahnelemente so verändern, dass diese sich zu Centauren und Kometen der Jupiterfamilie und zu potenziell gefährlichen erdnahen Objekte entwickeln. Diese Studie zielt darauf ab, den Gravitationseinfluss zu verstehen den Pluto auf Trans- Neptunische Objekte und Centauren sowie insbesondere Plutinos hat. Es soll untersucht werden ob Pluto die Populationsgröße der Plutinos signifikant verringert und zusätzlich welche Wirkung Pluto auf die orbitale Entwicklung von Kleinkörpern hat, die einen nahen Vorbeigang mit dem Zwergplanet haben. Zu diesem Zweck wurden für 50 Millionen Jahre numerische Integrationen mit der Methode der Lie-Integrationen durchgeführt, die Pluto in ein vereinfachtes Sonnensystem inkludiert mit der Sonne und den restlichen Planeten. Um die Auswirkungen von Pluto zu bestimmen, wurden die gleichen Berechnungen in einem System ohne die Einbeziehung von Pluto durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass Pluto nur einen mäßigen Einfluss auf die Erhöhung der Plutinos, die die 2:3 MMR verlassen, von etwa 3%, hat. Bei der Integration mit Pluto konnten 31, 1% der Plutinos als Ausreißer betrachtet werden, während 28, 1% Ausreißer in einem System ohne Pluto gefunden wurden. Darüber hinaus verlassen bei Betrachtung der Bahnentwicklung der Plutinos, 4 von 188 Objekten, die mindestens eine nahe Begegnung mit Pluto hatten, die Resonanz mit Neptun, während in einem System ohne Pluto nur 2 Plutinos die Resonanz verlassen. Das stimmt mit den Ergebnis überein, dass Pluto einen moderaten Einfluss auf die Bahnen dieser Körper hat. Als zusätzliches Ergebnis fand diese Masterarbiet heraus, dass 2 von 158 integrierten Centauren, die eine nahe Begegnung mit Pluto durchführten in das innere Sonnensystem eintreten in einem System mit Pluto, das sind 1.3%. Allerdings wurden 5 Centauren gefunden, die in die Region der terrestrischen Planeten eintreten in einem System das ohne Pluto integriert wurde, das entspricht 3.2%. Dies könnte darauf hindeuten, dass Pluto einen Effekt auf Centauren hat der dazu führt, dass sich diese Objekte auf Umlaufbahnen entwickeln, die die äußeren Bereiche des Sonnensystems erreichen. Um das zu überprüfen werden weitere Berechnungen benötigt.
Abstract
(Englisch)
Pluto has been classified as a dwarf planet and with that became a member of the trans-Neptunian population defined as Plutinos that are in 2:3 Mean-Motion resonance (MMR) with Neptune. Despite its low mass it could still have a not negligible influence on objects in its vicinity that are even less massive and change their orbital elements in a way that they could evolve to Centaurs and Jupiter-family comets and to becoming potentially hazardous Near-Earth objects. This study is aiming to understand the gravitational influence that Pluto has on trans-Neptunian objects and Centaurs, as well as on Plutinos in particular. It is to be investigated if Pluto significantly decreases the population size of the Plutinos and additionally what effect Pluto does have on the orbital evolution of minor bodies experiencing a close encounter with the dwarf planet. Therefore, numerical integrations with the Lie-integration method were made for 50 Myr including Pluto into a simplified Solar System with the Sun and all planets. To determine the effects of Pluto the same calculations were made without including Pluto in the system. It was found that Pluto has only a moderate effect on increasing the Plutinos leaving the 2:3 MMR of about 3%. In the integration with Pluto 31.1% of the Plutinos could be considered as fugitives, whereas 28.1% are found to be fugitives in a system without Pluto. Moreover, considering the orbital evolution of the Plutinos, 4 of 188 objects that performed at least one close encounter were found to leave the resonance in the system with Pluto and only 2 were found in a system without Pluto, which is consistent with Pluto having a moderate effect on the trajectories of theses bodies. As additional result this thesis found that 2 of 158 integrated Centaurs that performed a close encounter with Pluto entered the inner Solar System in a system with Pluto, which are 1.3%. However, in a system integrated without Pluto 5 Centaurs were found to enter the terrestrial planet region, which equals 3.2%. This could indicate that Pluto has a trending effect on sending Centaurs onto orbits towards the outer regions of the Solar System, which would be interesting to be investigated further.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Planetendynamik Transneptunische Region Zentauren Pluto Plutinos
Schlagwörter
(Englisch)
Planetary Dynamics Trans-Neptunian Region Centaurs Pluto Plutinos
Autor*innen
Katharina Schmidt
Haupttitel (Englisch)
The influence of Pluto on the Centaur zone
Paralleltitel (Deutsch)
Der Einfluss von Pluto auf die Zentaurenzone
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
xi, 73 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Rudolf Dvorak
Klassifikation
39 Astronomie > 39.23 Himmelsmechanik. Astrodynamik
AC Nummer
AC16778331
Utheses ID
65786
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |