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Formac¸a˜o de Sate´lites de Asteroides do Cintura˜o de Kuiper Aluno: Nicholas Jaekel Lopes - Matr´ıcula: 00260680 IF - Departamento de Astronomia UFRGS 22 de novembro de 2016 Resumo E´ nota´vel e extraordina´rio o progresso nas descobertas de sate´lites de aste- roides. Atualmente possu´ımos 257 ou 42 por cento a mais de sate´lites de asteroides do que sate´lites de planetas. Grande parte desses objetos pertencem ao cintura˜o de Kuiper. O foco do presente trabalho e´ discutir a respeito da formac¸a˜o e evoluc¸a˜o desses objetos. Atrave´s de dados disponibilizados em (1) pelo professor, sera˜o cons- truidos graficos dos paraˆmetros desses objetos junto com a Lua e as luas Galileanas para comparac¸a˜o. 1 Introduc¸a˜o No ano de 1993 foi descoberto o primeiro asteroide em um sistema bina´rio, ou seja, que possu´ıa um sate´lite, e depois dessa descoberta, com a utilizac¸a˜o do telesco´pio Hubble, o nu´mero de sate´lites em sistemas bina´rios aumentou muito. O estudo desses objetos nos ajuda a compreender a formac¸a˜o e evoluc¸a˜o do sistema solar. Sabemos que nosso sistema solar e´ cheio de asteroides e de sate´lites, atualmente conhecemos aproximadamente 436 sate´lites. Desses sate´lites conhecidos, temos mais de 150 com planetas e mais de 250 com asteroides. A origem dos sate´lites de asteroides na˜o e´ totalmente conhecida, uma grande variedade de teorias existem. Uma das teorias, que e´ amplamente aceita, e´ que os sistemas bina´rios de asteroides sa˜o formados a partir de choques sofridos pelo prima´rio, os detritos liberados comec¸am a orbitar o prima´rio, formando um sate´lite. Outros sistemas podem ser formados quando um pequeno objeto e´ capturado pela gravidade de um maior, a formac¸a˜o tambe´m pode ser dada simultaneamente com o asteroide prima´rio. O foco deste estudo foi analisar os diaˆmetros do grupo de sate´lites com asteroides do cintura˜o de Kuiper e as distancias desses para o prima´rio. 2 Origem e Ana´lise de dados Os dados utilizados nesse trabalho sa˜o frutos de diversas pesquisas e misso˜es do campo da astrof´ısica contemporaˆnea, que foram compilados e fornecidos pelo professor durante as aulas ao longo do semestre letivo. A partir dos dados contidos em (1), foram elaborados gra´ficos com os sate´lites dos asteroides do cintura˜o de Kuiper, graficando o diaˆmetro dos sate´lites e a distaˆncia do sate´lite para o asteroide prima´rio, normalizada para a distaˆncia Terra-Lua. Junto com os dados dos sate´lites, graficamos os dados da 1 Lua e das luas Galileanas com a finalidade de compararmos os sate´lites planeta´rios e os sate´lites de asteroides. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Se m i-E ixo M ai or (D ist .Te rra -Lu a) Diametro(km) Satelites de Asteroides Luas Galileanas Lua No primeiro gra´fico, e´ possivel visualizar claramente que os sate´lites dos asteroides de Kuiper se organizam no canto inferior esquerdo, enquanto isso, a Lua e as luas Galileanas ficam mais afastadas. Para uma visualizac¸a˜o melhor da distribuic¸a˜o dos dados, aplica-se escala logar´ıtmica para produzir o segundo gra´fico. 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 10 100 1000 10000 Lo g(S em i-E ixo M aio r ( Di st. Te rra -Lu a)) Log(Diametro(km)) Satelites de Asteroides Luas Galileanas Lua No segundo gra´fico, pode se observar claramente a organizac¸a˜o dos dados em dois agru- pamentos, um agrupamentos dos sate´lites dos asteroides e um agrupamento dos sate´lites dos planetas. Para uma observac¸a˜o mais clara da maneira que apenas os sate´lites dos asteroides se distribuem no gra´fico, constro´i-se o terceiro gra´fico. 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 Se m i-E ixo M ai or (D ist .Te rra -Lu a) Diametro(km) Satelites de Asteroides Com o terceiro gra´fico, e´ perceptivel a falta de uma relac¸a˜o clara e bem defi- nida entre os paraˆmetros utilizados para os sate´lites dos asteroides do cintura˜o de Kui- per, abrindo uma margem para uma discussa˜o a respeito da formac¸a˜o e evoluc¸a˜o desses sate´lites. 3 Discussa˜o A falta de um padra˜o claro entre o diaˆmetro e a distaˆncia do sate´lite para o prima´rio, sugere que pode existir mais de uma maneira de formac¸a˜o para os sate´lites dos asteroi- des do cintura˜o de Kuiper. Existem, basicamente, treˆs formas de criac¸a˜o dos sistemas bina´rios de asteroides: formac¸a˜o simultaˆnea; captura; e processos catastro´ficos. No caso da formac¸a˜o simultaˆnea, o sate´lite tem a sua geˆnese simultaneamente a` do objeto prima´rio. Este tipo de processo de formac¸a˜o de sate´lites parece ser o mais importante no caso dos sate´lites de maiores dimenso˜es. No caso dos sate´lites menores e com o´rbitas menos regu- lares, o processo de formac¸a˜o parece estar relacionado com a captura ou com choques. No caso da captura, os sate´lites sa˜o desviados das suas o´rbitas iniciais pela ac¸a˜o dos campos gravitacionais dos asteroides maiores e sa˜o colocados em o´rbitas mais ou menos esta´veis em torno desses mesmos asteroides. Ja´ no caso dos choques, as coliso˜es sofridas pelo as- teroide prima´rio liberam detritos, esses detritos liberados comec¸am a orbitar o prima´rio, formando um sate´lite. 4 Conclusa˜o Para discutir mais incisivamente sobre a formac¸a˜o dos sistemas bina´rios de asteroides do cintura˜o de Kuiper, portanto, seria necessa´rio ter informac¸o˜es acerca da composic¸a˜o qu´ımica do asteroide prima´rio e do seu sate´lite, com essas informac¸o˜es seria possivel inferir ou descartar a formac¸a˜o simultaˆnea do sistema. A teoria de formac¸a˜o que pode-se tomar como a mais aceita, atrave´s dos dados apresentados, e´ a das coliso˜es, pois dependem de um nu´mero muito alto de varia´veis, tomada a falta de um padra˜o muito claro entre os dados utilizados. Refereˆncias [1] BICA, E.L Sistema Solar Atualizado II - (Versa˜o 01/03/2016)
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