Les familles d'asteroides determinees par une analyse en ondelettes

par Philippe Bendjoya

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Claude Froeschlé.

Soutenue en 1993

à Nice .

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  • Résumé

    Depuis leur creation jusqu'a leur distribution actuelle, l'histoire des asteroides est etroitement liee a l'activite collisionnelle intense dans la region du systeme solaire entre mars et jupiter. Une famille d'asteroides est constituee des fragments d'un asteroide cible detruit sous l'impact d'un projectile dont la masse et l'energie cinetique ont ete telles que les fragments se sont stabilises sur des orbites voisines evitant ainsi leur reaccumulation sous l'effet de la gravite propre ou leur totale dispersion. L'etude de ces familles represente un grand interet dans plusieurs domaines tels que: la cosmogonie, la physique des collisions, la cosmo-chimie, la dynamique des asteroides et l'origine des meteorites. Il a donc ete tres frustrant, depuis leur decouverte en 1918 par hirayama jusqu'en 1989, de constater le faible accord tant sur leur nombre que sur la liste de leurs membres entre les differentes classifications proposees. L'objet de cette these est de presenter un eclairage nouveau de ce probleme par le biais de la transformation en ondelettes, nouvel outil mathematique, qui, tel un zoom, permet d'extraire d'un ensemble de donnees, des structures de tailles caracteristiques differentes avec leur localisation et un degre de signification par rapport au hasard. Les structures recherchees sont, ici, des amas de points dans l'espace particulier des elements propres, qui sont les quasi-integrales premieres du mouvement. Dans cet espace tri-dimensionnel ou une orbite est representee par un point, l'analyse en ondelettes est capable d'exhiber des structures significatives par rapport au hasard c'est-a-dire des groupes d'orbites suffisamment proches pour n'avoir qu'un tres faible risque (quantifie) d'etre dus au hasard. Le degre de proximite etant evalue au moyen d'une metrique dont les dimensions sont celles d'une vitesse, il est alors possible de mettre en evidence des familles d'asteroides definies d'un point de vue dynamique, avec un seuil de confiance quantifi e par rapport a des regroupements fortuits. Une premiere analyse, faite a partir de la detection de structures dans les trois plans de projection de l'espace des elements propres, a donne des resultats encourageants, puisque pour la premiere fois, la confrontation des resultats avec une autre methode, egalement automatisee, montrait un bon accord tant sur le nombre de familles que sur leur composition. L'analyse d'environ 4100 asteroides a alors permis de mettre en evidence une vingtaine de familles. La methode a ete raffinee et adaptee a une analyse directe dans l'espace tri-dimensionnel. Cette nouvelle version a ete testee sur des familles fictives simulees a partir de modeles de fragmentation reposant sur des experiences de laboratoire. Les performances et les limitations de la methode ont pu etre mises en evidence a partir de differentes simulations dans lesquels plusieurs parametres ont ete consideres. Une comparaison des versions bi- et tri-dimensionnelles de l'analyse a ete menee sur les familles fictives montrant les ameliorations de la derniere. Il a alors ete possible d'entreprendre la classification d'un catalogue d'asteroides regroupant la quasi-totalite des objets numerotes (dont l'orbite est connu avec grande precision), plus un certain nombre d'asteroides observes au moins deux fois (les multi-oppositions), soit au total, environ 6500 objets. Plusieurs analyses considerant differents seuils de signification ainsi que differentes metriques ont ete effectuees. De meme, l'incertitude intrinseque a la theorie de calcul des elements propres, a ete prise en consideration. La comparaison croisee des resultats de ces differentes analyses, a rendu possible la classification des amas significatifs en deux categories, suivant leur degre de robustesse face a ces diverses considerations. On a ainsi mis en evidence une trentaine de groupes significatifs dont vingt-six familles dynamiques (les groupes les moins perturbes par le changement de metrique, du seuil de detection ou a la prise en compte de l'incertitude des elements propres) et onze groupes moins robustes appeles tribus. La composition de chaque groupe a ete modulee par des criteres de definition plus ou moins permissifs permettant d'entreprendre les futures investigations des parametres physiques (masse, taille, type spectral. . . ) des membres, pour des groupes plus ou moins etendus de candidats, issus de cette classification dynamique par l'analyse en ondelette


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Informations

  • Détails : 257 P.
  • Annexes : 118 REF.

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  • Cote : H3-245
  • Bibliothèque : Observatoire de la Côte d'Azur. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 007645
  • Bibliothèque : Observatoire de Paris (Section de Meudon). Bibliothèque.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : MMf.TBendjoya
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