Les occultations stellaires sont une méthode puissante pour étudier les petits corps du Système Solaire, trop faibles ou lointains pour être étudiés par d’autres techniques. Cette méthode consiste à observer le corps passant devant une étoile d’arrière plan. Le flux lumineux stellaire est alors intercepté quelques instants, ce qui permet de caractériser la forme de l’objet et d’étudier son environnement (anneau, atmosphère ou satellite). Deux anneaux denses et étroits ont été découverts en Juin 2013 pour la première fois autour du plus gros des Centaures Chariklo (corps central : 250 km de diamètre ; anneaux : 800 km). Cette thèse présente les 16 occultations par Chariklo et ses anneaux observées depuis 2013. Ces données représentent les seules observations aujourd’hui existantes de ce système planétaire. Une première étude de leur structure et de leur géométrie est détaillée dans ces travaux. Mes travaux ont également porté sur une occultation par la planète naine Haumea observée en Janvier 2017. Celle-ci nous a révélé la présence d’un anneau dense de rayon ~2281 km autour de ce corps tri-axial. Haumea est donc le deuxième corps en dehors des planètes géantes à posséder un anneau. Cette occultation permet notamment de déduire la forme, la taille (1161x852x513 km) et la densité d’Haumea. Cette seconde découverte tend à montrer que les anneaux autour des petits corps ne sont pas si rares. La publication du catalogue Gaia DR1 en 2016 a permis d’améliorer considérablement la précision de nos prédictions donc nos observations. Les prochaines années seront consacrées à scanner plus en détails les anneaux de Chariklo et d’Haumea, mais aussi à chercher des anneaux autour d’autres petits corps afin de comprendre les mécanismes de formation et d’évolution de ces systèmes. / Stellar occultations are a very powerful tool to study small bodies of the Outer Solar System, which are usually too faint or too far away to be studied by others techniques. They occur when a body passes in front of a background star. The stellar flux will then be intercepted during several seconds/minutes. Observation of the occulted star in time allows us to study the shape and size of the occulting object and its vicinity (ring, atmosphere or satellite). For the first time, two dense and narrow rings have been discovered on June 2013 around the biggest known Centaur Chariklo (body’s diameter: 250 km and rings diameter: 800 km). My work shows the 16 observed occultations by Chariklo and/or its rings since 2013. Those data are the only one available about this planetary system today. A first study of their structure and their geometry is conducted. Another part of my work was to study an occultation by the dwarf planet Haumea recorded on January 2017. It revealed the presence of a ring of radius ~2281 km around this tri-axial body. This discovery made Haumea the second body with a ring orbiting around except the four giant planets. This occultation allows us to derive the shape, size (1161x852x513 km) and density of the main body. This second discovery tends to show that rings in small planetary systems are more common that we thought. The release of Gaia DR1 catalog in 2016 greatly improved our predictions of such occultations. In the forthcoming years, efforts will be made on detailed and localized studies of Chariklo’s and Haumea’s rings, but also on search for other small rings systems in order to better understand the origins and the evolution mechanisms of such systems.

Submitted by TAÍS ALVES SILVA RIBEIRO (taisalsiri@hotmail.com) on 2018-10-02T18:03:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_certa.pdf: 20657410 bytes, checksum: d693c41e2509cbc2849f995113ce5400 (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: • A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve iniciar com o número 15*, após você precisa atualizar a numeração nas listas e no sumário. • Precisa adequar suas referências de acordo com a ABNT 6023 para cada tipo de documento (principalmente artigos de periódicos, artigo publicado em eventos, trabalho acadêmico(tese, dissertações etc), assim, sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar revisão com a bibliotecária Juciene (juciene.pedroso@unesp.br) Mais informações acesse o link: http://www2.feg.unesp.br/Home/Biblioteca21/diretrizes-2016.pdf Agradecemos a compreensão. on 2018-10-02T19:34:08Z (GMT) / Submitted by TAÍS ALVES SILVA RIBEIRO (taisalsiri@hotmail.com) on 2018-10-05T13:09:35Z No. of bitstreams: 1 dissertação_correta.pdf: 20638194 bytes, checksum: 4ad859be9baee51c207bfe90cad14bce (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-10-05T19:07:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_tas_me_guara.pdf: 20638194 bytes, checksum: 4ad859be9baee51c207bfe90cad14bce (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T19:07:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_tas_me_guara.pdf: 20638194 bytes, checksum: 4ad859be9baee51c207bfe90cad14bce (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Ocultações estelares de Chariklo em 2013 revelaram algo que era desconhecido até o momento: anéis de partículas em torno de um corpo celeste do Sistema Solar diferente de um planeta. Este fato despertou o interesse da comunidade científica a respeito de assuntos como, por exemplo, o processo de formação desses anéis, por quanto tempo eles existirão, qual a probabilidade de corpos como o de Chariklo possuírem anéis ou ainda como eles se mantêm estáveis ao redor de um pequeno objeto, se comparado aos planetas. Neste trabalho estamos interessados em determinar o modelo físico de Chariklo através da manutenção da estrutura atual dos anéis. Acreditamos que este centauro é um corpo semelhante a um elipsoide, entretanto não sabemos com exatidão as dimensões de seus semieixos físicos a, b e c. As razões entre os valores destes semieixos resultam em diferentes valores para os termos de achatamento e elipticidade de Chariklo, que podem ser representados pelos termos J 2 e C 22 em seu potencial gravitacional. Além de determinar os limites para a forma de Chariklo, queremos também estudar quais são os efeitos que o achatamento e elipticidade do corpo central provocam na dinâmica das partículas dos anéis. Para isso, fizemos simulações numéricas usando um integrador que leva em conta os termos relacionados aos coeficientes J 2 e C 22 . O sistema que integramos é composto por Chariklo sendo orbitado por uma partícula com aproximadamente a mesma distância em que estão os anéis, fazendo uso dos elementos orbitais osculadores. O objetivo dessas simulações foi reproduzir as características físicas dos anéis obtidas através das ocultações estelares, entretanto apenas conseguimos fazer essa reprodução usando valores de J 2 e C 22 muito pequenos, o que contradiz a hipótese do centauro ter diferenças significativas entre seus semieixos físicos. Para valores maiores de J 2 e C 22 as partículas descrevem órbitas com excentricidades muito altas, gerando uma grande variação no raio orbital. Diante disso, passamos a estudar o sistema fazendo uso dos elementos orbitais geométricos encontrados nos artigos de Borderies; Longaretti (1987), Longaretti; Borderies (1991), Borderies-Rappaport; Longaretti (1994) e Renner; Sicardy (2006). Estes trabalhos mostram que o uso de elementos orbitais osculadores, em simulações de partículas que orbitam corpos que são muito achatados, não é adequada. Assim sendo, utilizamos esses novos elementos em nossas simulações considerando apenas o termo J 2 e o efeito de altas excentricidades, que antes ocorria, foi corrigido. No entanto, ao adicionarmos o termo C 22 , a excentricidade das órbitas das partículas voltou a aumentar significativamente, efeito que havia ocorrido quando usamos elementos osculadores nas simulações considerando o termo J 2 . Então, fazemos uma discussão sobre uma possível forma de diminuir a excentricidade provocada pela elipticidade de Chariklo. Por fim, além do estudo sobre a dinâmica das partículas este trabalho conta com uma análise, usando seções de Poincaré, de uma possível ressonância responsável pela estabilidade dos anéis. / Chariklo’s stellar occultations in 2013 revealed something that was unknown to date: particle rings around a celestial body of the Solar system other than a planet. This fact has aroused the interest of the scientific community on issues such as the process of forming these rings, how long they will exist, how likely Chariklo bodies are to have rings or how stable they are around of a small object, compared to the planets. In this work we are interested in determining Chariklo’s physical model by maintaining the current structure of the rings. We believe that this centaur is a body similar to an ellipsoid, but we do not know exactly the dimensions of its physical axes a, b, and c. The ratios between the values of these semi axes result in different values for the Chariklo flattening and ellipticity terms which can be represented by the terms J2 and C22 in its gravitational potential. In addition to determining the limits for the Chariklo form, we also want to study the effects of flattening and ellipticity on the dynamics of ring particles. For this, we did numerical simulations using an integrator that takes into account the terms related to the coefficients J2 and C22. The system we integrate is composed of Chariklo being orbited by a particle approximately the same distance as the rings, making use of the orbital osculating elements. The objective of these simulations was to reproduce the physical characteristics of the rings obtained through stellar occultations, however we can only do this reproduction using values of J2 and C22 very small, which contradicts the hypothesis of the centaur to have significant differences between their physical semi axis. For values greater than J2 and C22 the particles describe orbits with very high eccentricities, generating a large variation in the orbital radius. Therefore, we proceed to study the system making use of the geometric orbital elements found in the Borderies and Longaretti (1987), Longaretti and Borderies (1991), Borderies-Rappaport and Longaretti (1994) and Renner and Sicardy (2006). These studies show that the use of orbital osculating elements in simulations of particles orbiting bodies that are very flattened is not adequate. Therefore, we use these new elements in our simulations considering only the term J2 and the effect of high eccentricity that before happened was corrected. However, in addition to adding the term C22, an eccentricity of the orbits of the particles has again increased significantly, an effect that has occurred when using osculating elements in the simulations considering the term J2. So we did discuss about a possible way to lessen the eccentricity brought about by Chariklo’s elipticity. Finally, besides the study on the dynamics of the particles, this work has an analysis, using sections of Poincaré, of a possible resonance responsible for the stability of the rings / 2016/03727-7

Submitted by TAÍS ALVES SILVA RIBEIRO (taisalsiri@hotmail.com) on 2018-04-24T12:32:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 20609749 bytes, checksum: a18d083a1bd5b26da4e1633ea672e9fb (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-25T14:48:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_tas_me_guara.pdf: 20609749 bytes, checksum: a18d083a1bd5b26da4e1633ea672e9fb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T14:48:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_tas_me_guara.pdf: 20609749 bytes, checksum: a18d083a1bd5b26da4e1633ea672e9fb (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Ocultações estelares de Chariklo em 2013 revelaram algo que era desconhecido até o momento: anéis de partículas em torno de um corpo celeste do Sistema Solar diferente de um planeta. Este fato despertou o interesse da comunidade científica a respeito de assuntos como, por exemplo, o processo de formação desses anéis, por quanto tempo eles existirão, qual a probabilidade de corpos como o de Chariklo possuírem anéis ou ainda como eles se mantêm estáveis ao redor de um pequeno objeto, se comparado aos planetas. Neste trabalho estamos interessados em determinar o modelo físico de Chariklo através da manutenção da estrutura atual dos anéis. Acreditamos que este centauro é um corpo semelhante a um elipsoide, entretanto não sabemos com exatidão as dimensões de seus semieixos físicos a, b e c. As razões entre os valores destes semieixos resultam em diferentes valores para os termos de achatamento e elipticidade de Chariklo, que podem ser representados pelos termos J 2 e C 22 em seu potencial gravitacional. Além de determinar os limites para a forma de Chariklo, queremos também estudar quais são os efeitos que o achatamento e elipticidade do corpo central provocam na dinâmica das partículas dos anéis. Para isso, fizemos simulações numéricas usando um integrador que leva em conta os termos relacionados aos coeficientes J 2 e C 22 . O sistema que integramos é composto por Chariklo sendo orbitado por uma partícula com aproximadamente a mesma distância em que estão os anéis, fazendo uso dos elementos orbitais osculadores. O objetivo dessas simulações foi reproduzir as características físicas dos anéis obtidas através das ocultações estelares, entretanto apenas conseguimos fazer essa reprodução usando valores de J 2 e C 22 muito pequenos, o que contradiz a hipótese do centauro ter diferenças significativas entre seus semieixos físicos. Para valores maiores de J 2 e C 22 as partículas descrevem órbitas com excentricidades muito altas, gerando uma grande variação no raio orbital. Diante disso, passamos a estudar o sistema fazendo uso dos elementos orbitais geométricos encontrados nos artigos de Borderies; Longaretti (1987), Longaretti; Borderies (1991), Borderies-Rappaport; Longaretti (1994) e Renner; Sicardy (2006). Estes trabalhos mostram que o uso de elementos orbitais osculadores, em simulações de partículas que orbitam corpos que são muito achatados, não é adequada. Assim sendo, utilizamos esses novos elementos em nossas simulações considerando apenas o termo J 2 e o efeito de altas excentricidades, que antes ocorria, foi corrigido. No entanto, ao adicionarmos o termo C 22 , a excentricidade das órbitas das partículas voltou a aumentar significativamente, efeito que havia ocorrido quando usamos elementos osculadores nas simulações considerando o termo J 2 . Então, fazemos uma discussão sobre uma possível forma de diminuir a excentricidade provocada pela elipticidade de Chariklo. Por fim, além do estudo sobre a dinâmica das partículas este trabalho conta com uma análise, usando seções de Poincaré, de uma possível ressonância responsável pela estabilidade dos anéis. / Chariklo’s stellar occultations in 2013 revealed something that was unknown to date: particle rings around a celestial body of the Solar system other than a planet. This fact has aroused the interest of the scientific community on issues such as the process of forming these rings, how long they will exist, how likely Chariklo bodies are to have rings or how stable they are around of a small object, compared to the planets. In this work we are interested in determining Chariklo’s physical model by maintaining the current structure of the rings. We believe that this centaur is a body similar to an ellipsoid, but we do not know exactly the dimensions of its physical axes a, b, and c. The ratios between the values of these semi axes result in different values for the Chariklo flattening and ellipticity terms which can be represented by the terms J2 and C22 in its gravitational potential. In addition to determining the limits for the Chariklo form, we also want to study the effects of flattening and ellipticity on the dynamics of ring particles. For this, we did numerical simulations using an integrator that takes into account the terms related to the coefficients J2 and C22. The system we integrate is composed of Chariklo being orbited by a particle approximately the same distance as the rings, making use of the orbital osculating elements. The objective of these simulations was to reproduce the physical characteristics of the rings obtained through stellar occultations, however we can only do this reproduction using values of J2 and C22 very small, which contradicts the hypothesis of the centaur to have significant differences between their physical semi axis. For values greater than J2 and C22 the particles describe orbits with very high eccentricities, generating a large variation in the orbital radius. Therefore, we proceed to study the system making use of the geometric orbital elements found in the Borderies; Longaretti (1987), Longaretti; Borderies (1991), Borderies-Rappaport; Longaretti (1994) and Renner; Sicardy (2006). These studies show that the use of orbital osculating elements in simulations of particles orbiting bodies that are very flattened is not adequate. Therefore, we use these new elements in our simulations considering only the term J2 and the effect of high eccentricity that before happened was corrected. However, in addition to adding the term C22, an eccentricity of the orbits of the particles has again increased significantly, an effect that has occurred when using osculating elements in the simulations considering the term J2. So we did discuss about a possible way to lessen the eccentricity brought about by Chariklo’s elipticity. Finally, besides the study on the dynamics of the particles, this work has an analysis, using sections of Poincaré, of a possible resonance responsible for the stability of the rings. / 16/03727-7