Rozmiary i własności cieplne planetoid

Abstract

Planetoidy zawierają w sobie cenny zapis historii Układu Słonecznego, lecz własności wielu z nich są słabo poznane. Dokładne rozmiary są niezbędne do wyznaczania gęstości i struktury wewnętrznej, jednak publikowane wartości często różnią się o ponad 30%. Praca łączy fotometrię, modelowanie termofizyczne i zakrycia gwiazd w ramach dwóch długoterminowych kampanii. Przeanalizowano piętnaście planetoid pasa głównego metodą modelowania termofizycznego z inwersją wypukłą (ang. CITPM) oraz za pomocą zakryć gwiazd przez planetoidy. Uzyskane kształty 3D, osie obrotu i średnice są zgodne w granicach 5%, potwierdzając wiarygodność metody CITPM dla danych wysokiej jakości. Wyznaczone bezwładności cieplne (od kilku do >200 J m -2 s -lh K-1) ukazują zróżnicowane powierzchnie. Autor opracował dane fotometryczne dla 16 wolno rotujących planetoid, co pomogło rozwiązać niejednoznaczności biegunów. Szczegółowo scharakteryzowano planetkę (269) Justitia, ograniczając jej rozmiar do 55—60 km i wyznaczając jej własności cieplne; wyniki wspar}y kampanie zakryciowa i misje MBR Explorer. Stworzone przez autora narzędzia STEROID i occultationFit, usprawni}y analizy. Praca dostarcza precyzyjnych charakterystyk planetoid, potwierdza wiarygodność metody CITPM i wspomaga badania gęstości i planowanie misji kosmicznej.

Asteroids are key tracers of Solar System history, yet many have poorly known physical properties. Accurate sizes are crucial for bulk density and internal structure, but estimates often differ by over 30%, causing major uncertainties. This thesis tackles these issues by combining photometry, thermophysical modelling, and stellar occultations within two long-term international campaigns. Fifteen main-belt asteroids were analysed using the Convex Inversion Thermophysical Model (CITPM) and multichord stellar occultations. Reconstructed 3D shapes, spin axes, and diameters agree within 5%, validating the CITPM for high-quality data. Derived thermal inertias (few to >200 J m -2 s -lh K-1) show diverse surface properties. The author also processed photometric data for 16 slow rotators, which helped to solve previous size inconsistencies and mirror-pole ambiguities. A detailed study of (269) Justitia constrained its size to 55—60 km and provided first thermal properties for the first time, aiding an occultation campaign and informing the Emirates MBR Explorer mission. Two open-source Python tools created by an author, STEROID and occultationFit, ensured reproducible analyses. This work provides precise characterisations, confirms CIT PM reliability, and offers insights for density studies and space mission planning.