Captura, difusão e acreção num sistema coorbital imerso em um meio gasoso

Abstract

Neste trabalho estudamos as trajetórias de planetesimais , onde as órbitas decaem devido ao efeito de arrasto gasoso e são perturbadas pela gravidade de um satélite planetário cuja órbita é excêntrica. Cada planetesimal sofre basicamente uma dessas três possibilidades: (1) captura em ressonância com o satélite, (2) colisão com o satélite, acrescendo a massa do satélite, ou (3) difusão, passagem pelo satélite continuando a decair. Para algumas combinações da constante de arrasto e da excentricidade do satélite, mais de 10% dos planetesimais que encontram o satélite são capturados numa ressonância 1/1 com o satélite. Na maioria dos casos, essa captura ocorre devido à máxima aproximação desses planetesimais em relação ao satélite. Neste estudo, as condições iniciais são tais que não existe mais o ponto L4, porém, para altas excentricidades (0.05), ele acaba reaparecendo. A contribuição para a acreção de massa do satélite é de cerca de 30% do total das simulações. Na maioria dos casos, essa acreção planetária ocorre para pequenos valores da constante de arrasto e da excentricidade do satélite. Finalmente, as difusões representam o maior número das simulações e estão diretamente ligadas ao valor da constante de arrasto gasoso.

In this work, we study trajectories of planetesimals whose orbits decay due to gas drag and are perturbed by the gravity of a planetary satellite on an eccentric orbit. Each planetesimal ultimately suffers one of the three possible fates: (1) trapping in a mean motion resonance with the satellite, (2) collision with the satellite increasing the satellite mass, or (3) diffusion, crossing the orbit of the satellite. For some combinations of drag rate and planetary eccentricity, over 10% of the planetesimals, which encounter the satellite, are trapped in the 1/1 resonance. In most of the cases, this trapping occurs due to a close approach between the planetesimal and the satellite. In this study, the initial conditions are such, that in theory, L4 does not exist anymore, but to a large satellite eccentricity (0.05), it reappears. The contribution for the mass accretion of the satellite is about 30% of the whole simulations. In most of the cases, this satellite accretion occurs for a low gas drag and satellite eccentricity. Finally, the diffusions represent the larger part of the simulations and are directly connected to the value of the drag rate.