Adaptação do integrador Rebound para o estudo de anéis planetários

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Siqueira, Patrícia Buzzatto [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Planetas - Órbitas; Anéis de armazenamento; Gravitação; Anéis planetários; Forças perturbativas; Achatamento; Radiação solar; Eletromagnética; Planetary rings; Disturbing forces; Oblateness; Solar radiation; Electromagnetic.
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/180997

O estudo dos anéis planetários pode ser usado como laboratório para a compreensão do processo de formação e dinâmica planetária. Anéis planetários são formados por partículas pequenas que sofrem a ação de diversas forças, além da força gravitacional. O estudo da dinâmica dos anéis pode ser abordado através de simulações numéricas para o problema de N-corpos. Neste trabalho apresentamos a adaptação do pacote REBOUND (Rein & Liu, 2012) através da inclusão de forças perturbativas para estudar a dinâmica de anéis planetários. Uma fonte de perturbação de origem gravitacional é devida ao formato não esférico do planeta, que pode ser representado com precisão até a expansão do potencial do termo J6. Além dessa, as principais são a força eletromagnética e a pressão de radiação solar. Também atuam forças de arrasto, como o de Poynting-Robertson e, eventualmente, as forças devido a atmosfera e do plasma. Embora sejam mais fracas, essas forças alteram a energia orbital das partículas e dominam a dinâmica em longos períodos de tempo. Abordamos essas forças através do REBOUND e verificamos os principais efeitos de cada uma das forças, cuja força devido ao formato não esférico do planeta causa uma precessão na longitude do pericentro, enquanto a força eletromagnética causa uma regressão e que ambas combinadas contribuem uma com a outra alterando a taxa de variação da longitude do pericentro. Já a força da pressão de radiação altera o formato da órbita e as forças de arrasto diminuem o semi-eixo maior da partícula. A combinação de todos estes efeitos dificulta a análise do movimento orbital, dessa forma comparamos nossos resultados com outros métodos numéricos para a evolução orbital das partículas. Implementamos todas as forças citadas no REBOUND e para validar os métodos desenvolvidos analisamos a evolução orbital das partículas dos anéis em diversas ocasiões, comparando com resultados já publicados na literatura. Verificamos que os erros sistemáticos se mantiveram da ordem da precisão de máquina. Todos estes resultados estão de acordo com o que é apresentado na literatura e com a integração numérica das equações médias.