Collisional origin of asteroid families and binary systems: spectroscopic study and numerical model
Origine Collisionnelle des Familles d'Astéroïdes et des Systèmes Binaires : Etude Spectroscopique et Modélisation Numérique
Résumé
A true (genetic) asteroid family is composed by fragments resulting from the disruption of a parent body, having similar orbits around the Sun. The EOS family is a dynamical cluster of more than 450 members at approximatively 3 AU from the Sun. After observing and thoroughly analyzing the visible spectra of 45 of these members, I found common and unique features, caracterizing the EOS group, and allowing a genetic family membership to be established and two interlopers to be identified. From the obtained spectral parameters I deduced that the EOS parent body was partially differentiated and that space weathering processes have played a minor role in the observed spectral diversity. Using a semi empirical model of catrastrophic breakup processes, I obtained a synthetic family of fragments simulating the Koronis family, for which the Galileo spacecraft obtained the first direct evidence of the existence of binary asteroid systems. In this context I developped a code to follow the post-breakup dynamical evolution of the fragments, taking into account the interactions, collisions and reaccumulations. The obtained results showed that the occurrence of binaries formed by couples of fragments of comparable mass is possible (about one per cent of the fragments). Finally, I studied candidates for present and future space missions. I analyzed ground based spectra of 253 Mathilde (NEAR mission), several ISO infrared spectra of selected asteroids, and groundbased spectra of candidates for the ROSETTA mission. For this last mission, I concluded that the ideal selection of asteroid targets should include 140 Siwa, which seems to be more primitive because of its size and its spectral type (C).
Une famille d'astéroïdes véritable (génétique) est un ensemble de fragments issus de la fragmentation d'un corps parent, et qui ont des orbites similaires autour du soleil. La famille de Eos est un regroupement dynamique de plus de 450 astéroïdes à environ 3 UA du soleil. J'ai observé et fait l'analyse spectroscopique minutieuse de 45 astéroïdes de la famille de Eos. J'ai ainsi trouvé des caractéristiques communes et uniques, propres à la famille de Eos, me permettant d'établir un lien génétique unissant tous les membres. Cela m'a permis aussi d'identifier deux intrus c'est à dire des astéroïdes étrangers à la famille. Grâce à l'analyse des paramètres spectroscopiques, j'en ai déduit que le corps parent de Eos était partiellement différentié et que les processus de l'altération de l'espace avaient joué un rôle, quoique mineur dans la diversité spectrale des membres de la famille de Eos. J'ai simulé une famille synthétique de fragments grâce à un modèle semi empirique de collision catastrophique. J'ai ainsi obtenu un modèle synthétique de la famille de Koronis, famille au sein de laquelle la sonde Galileo a découvert l'unique preuve directe d'un système binaire. Dans ce contexte, j'ai développé un code pour suivre, aussitôt après l'impact, l'évolution dynamique des fragments, en tenant compte de leurs interactions, collisions et réaccumulation. J'ai trouvé que la formation de systèmes binaires formés de couples de fragments de masse comparable, à la suite d'une collision catastrophique est possible (environ un pour cent des fragments). Enfin, j'ai étudié des astéroïdes candidats à des missions spatiales. J'ai analysé les spectres de 253 Mathilde (mission NEAR), des spectres infrarouges du satellite ISO et des spectres des astéroïdes candidats à la mission ROSETTA. Sur ces derniers, j'en ai conclu que le choix idéal de la sélection finale devrait inclure 140 Siwa qui de par sa taille et son type spectral (C) constitue un objet plus primitif.
Fichier principal
tel-000060591.pdf (2.73 Mo)
Télécharger le fichier
tel-00006059.pdf (1.07 Mo)
Télécharger le fichier
Format : Autre