¿Hay algún modelo para la distribución de tamaños de asteroides en un cinturón?

Pregunta:

¿Existe alguna función que pueda describir la distribución* de los diámetros de asteroides esperados dentro de un cinturón de asteroides*?

*: distribución como frecuencia de ocurrencia dentro del cinturón de asteroides o números absolutos, no como distribución posicional u órbitas dentro del cinturón.

*': No es EL cinturón de asteroides. Entonces, la respuesta podría / debería encajar en el cinturón de asteroides 'principal' de Sol, pero también en cualquier otro sistema estelar.

Posibles variables independientes utilizadas por el modelo dado

Cuanto menos se use, mejor, ya que el modelo será más amplio, pero si al introducir alguno la precisión del resultado aumenta en una magnitud, entonces bienvenido sea. Las variables de las que dispongo para saber la distribución de tallas son:

  • Masa inicial de la correa en la formación del sistema.
  • Radio interior y exterior del anillo.
  • Edad actual del sistema.
  • Estrella(s) radio, masa, luminosidad y temperatura.
  • Planetas alrededor, y sus masas y características orbitales. (esto no incluiría planetesimales producidos por el modelo, por supuesto)

Puede agregar cualquier constante que considere necesaria.

suposiciones

Cuanto más general sea la solución presentada, mejor, pero cualquier cantidad de ellas tomadas es aceptable para responder la pregunta.

  • Considerando un sistema estelar lo suficientemente viejo como para ser estable.
  • Densidad constante de los cuerpos en ella.
  • Es un cinturón principal bastante estándar. Esto significa que no necesita representar una nube de origen ni nada más allá de ~ 100 AU, ni cinturones muy perturbados como Kuiper o singular a través de los que se espera que sean comunes como 'cinturones' troyanos. (¡pero será muy bienvenido si lo hace!)

Otras consideraciones e investigaciones previas

El modelo debe ajustarse solo a escenarios estándar relativamente habituales: existen las condiciones que permiten la formación de un cinturón de asteroides pero evitan que se acreciente en un planeta (por ejemplo, un Joviano alrededor) pero no cualquier otra condición extraña (como planetas gaseosos). desplazándose hacia adentro en el período de formación y alterando significativamente la distribución).

Para ser precisos, me gustaría averiguar la más general de tales distribuciones esperadas. Si es relevante o conocido, estaré feliz de tener las distintas versiones para la zona 'rocosa' del sistema, sin volátiles, y la parte helada.

Encontré un artículo sobre la distribución de asteroides en nuestro cinturón principal de asteroides, pero no pude obtener nada parecido a lo que pedí: http://orbit.psi.edu/~tricaric/pdf/skads.pdf

Wikipedia también tiene algo que decir al respecto en el caso del Cinturón de Kuiper: https://en.wikipedia.org/wiki/Kuiper_belt#Mass_and_size_distribution Pero como parece haber tantas cosas que no se ajustan a los modelos esperados sobre ese cinturón , no me atrevo a hacer generalizaciones a partir de ello.

Entiendo que probablemente no habrá ningún modelo aceptado del tipo que estoy buscando, y dar una respuesta exacta podría implicar hacer una investigación original, pero me gustaría encontrar al menos una regla general aceptable y creíble que tiene una base decente.

Se permite que el diámetro de los asteroides dados sea suficiente para ser considerados planetoides (alrededor de 10 ^ 3 km), pero si es significativamente más grande, dígame cómo no limpia su órbita o forma un tipo 'troyano' de anillo en lugar de un anillo típico más o menos distribuido uniformemente, y estaré feliz de considerar corregir los 'magno-planetoides': D.

Edición 1: cambios de formato y mejor parametrización de lo que se espera que esté y lo que puede quedar fuera de la respuesta.

Edición 2: encontré un artículo interesante: https://www-n.oca.eu/morby/papers/fossileSFD.pdf Publicaré lo que encuentre como respuesta si puedo obtenerlo a partir de ahí, aunque parece que solo modelará nuestro cinturón, por lo que no será suficiente.

¿Has mirado el Programa de Objetos Cercanos a la Tierra del JPL ? JPL generalmente tiene mucha información sobre cuerpos grandes y pequeños en la heliosfera.
Gracias por los enlaces y el comentario. He estado mirando a su alrededor, y me parece interesante. Aunque no responde a la pregunta, ya que presenta los datos 'experimentales' del sistema solar. Estoy buscando modelos o reglas generales de tamaño 'común' dentro de un cinturón de asteroides, dados n parámetros. Editaré la pregunta para aclarar eso.

Respuestas (1)

Este documento pasa por el proceso de comparación de algunos modelos para la distribución del tamaño de los objetos del Cinturón de Kuiper. El enfoque es mucho más empírico de lo que parece tener en mente, pero destaca que la distribución del tamaño es una ley de potencia, o una combinación de múltiples leyes de potencia.

Aquí hay otro artículo que también es bastante empírico, pero discute algunas implicaciones teóricas para sus observaciones y señala algunos procesos físicos relevantes en las regiones de formación estelar. Esto es antes de la formación de un cinturón de asteroides individual o incluso de un disco protoplanetario, pero se pueden aplicar procesos similares a la agregación y destrucción de polvo/granos/guijarros en un cinturón de asteroides.

Como siempre en astrofísica, la respuesta es "es (muy) complicado", pero espero que eso te dé un par de pistas para continuar...

Después de muchas horas de jugar con los documentos disponibles, terminas confirmando lo que encontré... lo único aparentemente seguro es que se puede definir de alguna manera mediante leyes de potencia. No es tan preciso, pero se ajusta muy bien a mis propósitos y me da cierta libertad creativa al mismo tiempo que me permite tener pautas para mantener todo científicamente plausible al menos.