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Trabalho II - Satélites e asteróides do cinturão de Kuiper

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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
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Di
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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
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 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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