Orientador: Tadashi Yokoyama / Banca: Nelson Callegari Junior / Banca: Rodney da Silva Gomes / Resumo: O sistema Plutão-Caronte é um par quase binário em estado de duplo sincronismo. Hoje sabe-se que Plutão possui cinco satélites: Caronte, Styx, Nix, Kerberos e Hydra, onde os últimos quatro são muito menores que Caronte. A origem mais plausível para o sistema Plutão-Caronte é a de um impacto de grandes proporções entre corpos de tamanhos similares, onde o impactador (que viria a ser Caronte) permanece quase intacto após o evento. Caronte iniciaria o movimento orbital próximo de Plutão (ex: a≈4 Rp) com ambos rotacionando rapidamente, como consequência da colisão mútua. Devido a intensa maré, suas distâncias irão evoluir e seus equadores (provavelmente desalinhados devido ao choque) irão também evoluir em consonância com seus respectivos spins. Alguns autores, por meio de um modelo bidimensional, tomando a maré modelada por Mignard (1980) e Peale (2007), usando dois métodos distintos, evoluíram Plutão-Caronte à partir deste cenário, reproduzindo os parâmetros orbitais e rotacionais atuais do sistema. Neste trabalho fazemos um estudo tridimensional, usando na parte rotacional as variáveis canônicas de Andoyer. Nesta abordagem, integramos a atitude de Plutão e Caronte por meio das equações de Hamilton, enquanto que a dinâmica translacional é feita classicamente via equações cartesianas de Newton. As contribuições dos torques, devidas às interações por efeito de maré entre Plutão e Caronte são inseridas nas equações de Hamilton. Como resultado mostramos o alinhamento dos equadores ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Pluto-Charon system is almost a binary system in dual synchronous state. It is well known that Pluto has five satellites: Charon, Styx, Nix, Kerberos and Hydra, where the latter four are much smaller than Charon. The most plausible origin for the Pluto-Charon system is an oblique impact of great proportions between bodies with similar sizes. In this scenario, the impactor, which would later originate Charon, would remain almost intact after the collision. Initially the satellite would be revolving very close to Pluto (ex: a≈4Rp), with both bodies rotating very fast, as consequence of the mutual collision. The strong tidal effects, due to the initial approximation of both bodies combined with the fast rotation, expanded Charon's orbit, so as their equators aligned (probably misaligned due to the collision), in consonance with their respective spins. Some authors, using a two dimensional system and tidal forces modeled by Mignard (1980) and Peale (2007), with two distinct methods, evolved PlutoCharon from this scenario. They were able to reproduce the current orbital and rotational parameters of the system. In our work, a three-dimensional study was done, using the Andoyer's variable for the rotational problem. We integrated Pluto and Charon's atitude through Hamilton's equation, while the translational dynamics is calculated classically through Newton's cartesian equations. Torque's contributions due to tides raised on both Pluto and Charon are introduced in Hamilton's equ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Othon Cabo Winter / Banca: Silvia Maria Giuliatti Winter / Banca: Rafael Sfair de Oliveira / Banca: Roberto Vieira Martins / Banca: Tadashi Yokoyama / Resumo: A origem e estabilidade de satélites planetários estão, intimamente ligadas à origem do nosso Sistema Solar e à formação de planetas. Portanto, é apropriado estudar alguns casos peculiares para nossa compreensão atual sobre a formação do Sistema Solar e para entender a criação dos sistemas de satélites. Tendo isso em vista um estudo da estabilidade dos satélites internos de Urano é realizado procurando viabilizar um cenário estável para tal sistema. Nós encontramos um provável cenário que possa nos dar indícios de que o sistema de satélites internos de Urano possa ser estável. Outro cenário importante para compreender a formação de satélite é o estudo de nosso próprio satélite natural, a Lua. O estudo da origem a Lua é realizado através de uma rápida revisão bibliográfica das teorias de origem da Lua e com isso tentamos analisar qual seria o cenário mais provável de colisão dentro da teoria do Grande Impacto que favorece a formação do nosso satélite, levando em conta suas características físicas, químicas e petrológicas. O cenário mais provável foi aquele em que colisões com massas comparáveis são usadas para se originar a Lua. O estudo da estabilidade de coorbitais dos pequenos satélites do sistema binário Plutão-Caronte é importante visto que também é um caso de cenário de formação de satélites peculiares no Sistema Solar. O estudo dessa estabilidade nos levou a indícios de que o sistema não possui coorbitais à suas pequenas luas, fato comprovado até agora pela missão New H... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The origin and stability of planetary satellites are closely linked to the origin of our Solar System and the formation of planets. Therefore, it is appropriate to study some peculiar cases to our current understanding of the formation of the Solar System and to understand the origin of satellite systems. In order to study the stability of the internal satellites of Uranus, in order to provide a stable scenario for such a system. We have found a probable scenario that allows the internal uranian system get stable. Another important scenario for the formation of satellites is the moon scenario. The study of the origin of the Moon is made through a revised bibliographical revision of the theories of origin of the Moon and with this we try to analyze which forming the most probable collision within the theory of Great Impact that favors a formation of our satellite, taking into account its physical, chemical and petrological characteristics. The most likely scenario was that collisions with comparable masses are used to originate the Moon. The study of coorbital stability of the small satellites of the Pluto-Charon binary system is important since it is also a case of a peculiar satellite formation scenario in Our Solar System. The study of stability has led us to evidence that the system is not coorbitary in its small moons, a fact proven so far by the New Horizons mission / Doutor

Orientador: Silvia Maria Giuliatti Winter / Coorientadora: Pryscilla Maria Pires dos Santos / Banca: Rafael Sfair de Oliveira / Banca: Maria Helena Moreira Morais / Resumo: Os novos dados obtidos do sistema de Plutão, durante sua passagem pelo sistema em julho de 2015, estão sendo enviados pela sonda New Horizons. Plutão possui um conjunto de cinco satélites, Caronte (forma um sistema bin'ario com Plutão), Estige, Nix, Cérberos e Hidra. A recente descoberta desses dois pequenos satélites, Estige e C'erberos, faz com que seja necessário reestudar essa região externa, além da órbita de Caronte. Neste trabalho analisaremos a estabilidade da região externa do sistema Plutão-Caronte para um conjunto de partículas-teste da ordem de centímetros e micrometros sob a influência gravitacional de todos os corpos do sistema de Plutão e da pressão de radiação solar (para partículas de micrometros). Essas partículas estarão inicialmente em órbitas excêntricas e inclinadas; serão assumidos diferentes valores de excentricidade e inclinação. Resultados mostraram que para um conjunto de partículas, originalmente localizadas no plano orbital do sistema de Plutão, 10% colidiram com os corpos maiores e 25% foram ejetadas. Já para o sistema de partículas com órbitas inclinadas (I = 96.2 ◦ ), a maioria dessas partículas são estáveis. Apresentaremos os resultados obtidos para outros valores de inclinação e faremos a comparação com os resultados obtidos para um conjunto de partículas micrométricas da ordem de 1, 5 e 10µm / Abstract: The new data from the Pluto system during its passage through the system in July 2015, are being sent by the spacecraft NewHorizons. Pluto has a set of five satellites, Charon (forms a binary system with Pluto), Styx, Nix, Kerberos, Hydra. The recent discovery of these two small satellites, Styx and Kerberos, makes it necessary to restudy this outer region beyond the orbit of Charon. In this work we analyze the stability of the outer region Pluto-Charon system for a set of particle-test centimeters order and micron under gravitational influence of all bodies Pluto system and solar radiation pressure (for particle microns). These particles are initially eccentric and inclined orbits; They are assumed different eccentricity values and inclination. Results showed that for a set of particles originally located in orbital plane of Pluto system collided with 10% larger bodies and 25% were ejected. As for the particle system with inclined orbits (I = 96.2◦ ), most of these particles are stable. We present the results obtained for other of inclination values and make a comparison with the results obtained for a set of micrometric particles of the order of 1, 5 and 10µm / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-10Bitstream added on 2014-06-13T18:53:34Z : No. of bitstreams: 1 santos_pmp_me_guara.pdf: 4359750 bytes, checksum: 85e5035af4f1d67cd7f1b2afa6bc956a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho analisamos numericamente a região externa do sistema Plutão-Caronte através da insercão de partículas-teste inicialmente em ´orbitas do tipo-P prógradas e retrógradas, no sistema formado por Plutão, Caronte, Nix e Hidra. Destas integracões numéricas foram geradas grades semi-eixo maior em função da excentricidade definindo-se regiões de partículas em orbitas estáveis e regiões de colisão e escape. Na vizinhança dos satélites Nix e Hidra foram identificadas regiões caóticas, em que partículas localizadas dentro desta região têm suas excentricidades e semi-eixo maiores aumentados e escapam ou colidem com um corpo massivo do sistema. Um conjunto de partículas permaneceram em regiões próximas das orbitas de Nix e Hidra, possivelmente coorbitais de Nix e Hidra. Para ambos os casos, prógrado e retrógrado, a região estável”é maior na região externa do sistema, após a órbita de Hidra, dependendo do valor da excentricidade. Também foram realizadas simulações numéricas inserindo satélites hipotéticos massivos além da órbita de Caronte e os efeitos causados nas órbitas de Nix e Hidra foram analisados. Um estudo numérico preliminar dos efeitos da Press˜ao de Radiac¸ ˜ao Solar em partículas com raios de 1μm, 3μm, 5μm e 10μm foi realizado. Este estudo mostrou que partículas sob os efeitos do Arrasto de Poynting-Robertson deca´ıram em 1,45 × 106 anos (partículas de 1μm de raio) e 1,45 × 107 anos (partíıculas de 10μm de raio), enquanto que a Pressão de Radiac¸ ˜ao causou variacões das excentricidades das partículas fazendo com que em alguns casos houvesse colisões com o planeta. / In this work we performed a numerical analysis of the the outer region of the Pluto-Charon system by the insertion of a sample of test particles initially in P-type prograde and retrograde orbits, in the system formed by Pluto, Charon, Nix and Hydra. These numerical integrations generated diagrams of semi-major axis versus eccentricity which define regions of particles in stable orbits and regions of collision and escape. In the vicinity of the satellites Nix and Hydra were identified chaotic regions, where particles located in this region have their eccentricities and semi-major axis increased provoking an ejection or collision with a massive body of the system. A set of particles remained in regions near the orbits of Nix and Hydra, possibly coorbitais with them. For both cases, prograde and retrograde, the “stable” region is larger in the outer region of the system, after Hydra’s orbit, depending on the value of eccentricity. Numerical simulations were also performed by inserting some massive hypothetical satellites beyond the Charon’s orbit and the effects on the orbits of Nix and Hydra were analyzed. A preliminary numerical study of the effects of the solar radiation force on a sample of particles with radii of 1μm, 3μm, 5μm e 10μm was performed. This study showed that particles under the effects of the Poynting-Robertson drag decay on a time scale between 1.45×106 years (particles of 1μm in radius) and 1.45×107 years (particles of 10μm in radius), while the radiation pressure caused variations of the eccentricities of the particles causing in some cases collisions with the planet.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-08Bitstream added on 2014-06-13T18:49:26Z : No. of bitstreams: 1 guimaraes_ahf_me_guara.pdf: 2381225 bytes, checksum: 8019dfa6ffed11e95f9f5a24914be192 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Plutão e Caronte, bem como os novos satélites do sistema, Nix e Hidra, são alvos de micrometeoritos, provavelmente originários do cinturão de Kuiper. Os resíduos destes impactos permaneceriam no sistema em órbitas ao redor de Plutão ou Caronte. Este estudo analisa, através de simulações numéricas, a estabilidade das regiões ao redor do sistema binário. Esta análise deu-se através de simulações numéricas para o problema restrito de três corpos. Foram numericamente integradas órbitas para partículas ao redor de Plutão, ao redor de Caronte e ao redor do baricentro do sistema. Dessas integrações numéricas foram geradas grades a x e, definindo-se regiões: de estabilidade, de escape e de colisão. A região estável ao redor de Plutão vai até aproximadamente 8200km, ao redor de Caronte se estende até 2900km e ao redor do baricentro do sistema binário, órbitas Tipo-P, a região estável inicia-se a partir de 49000km. Estes valores estão de acordo com a teoria de Holman e Wiegert (1999). As regiões de estabilidade de Plutão Caronte foram também amplamente estudadas através do uso da Superfície de Secção de Poincaré (SSP). Um conjunto de cerca de 230 SSP foi obtido. Foram gerados diagramas de Cjxx, Cj é o valor da Constante de Jacobi, derivados das SSP para a região interna aos corpos massivos do binário e externa a eles. Estes diagramas representam a síntese da análise da estabilidade por meio das SSP. Neles ficam determinadas as regiões estáveis às partículas no sistema. Cojuntos especiais de SSP foram gerados para análise das ressonâncias 1:6 e 1:4, pois estas, em especial, estariam relacionadas aos novos satélites. Verificou-se que estes satélites estão em regiões estáveis, mas não em ressonância de acordo com o dados até hoje conhecidos. / Pluto and Charon and the two new discovered satellites, named Hydra and Nix, are targets of micrometeorites which were probably originated from the Kuiper belt. A sample of particles can be generated from these collision and be trapped in orbit around Pluto or Charon. This work analyses, through numerical simulations, the stable regions around the binary system. This analysis took into account the Restricted Three Body Problem. From these numerical simulations diagrams of a x e were generated defining, stable, escape and unstable regions. Stable regions around Pluto (width about 8200km), around Charon (width about 2900km) and around the baricentre of the binary system (after a semi-major axis about 49000km) were obtained. These values are in good agreement with the work by Holman & Wiegert (1999). These stable regions were also analysed by using the technique of POincaré Surface of Section (PSS). A sample of about 230 PSS was obtained. In all these PSS chaotic and stable regions and also the resonance locations were identified. Diagrams of Cj x x, derived from the PSS, were obtained. They represent the synthesis of the stability region acquired from the PSS. A particular set of SSP was generated in order to analyse the evolution of 1:4 and 1:6 resonances. The new satellites, Hydra and Nix, are located in stable regions although, they are not in resonances with Charon, as can be seen in the grade a x e.

Submitted by Andre Amarante Luiz null (amarante@feg.unesp.br) on 2018-02-11T19:52:31Z No. of bitstreams: 1 A_Amarante__O_C_Winter__M_Tsuchida.pdf: 9049058 bytes, checksum: a87f695e2060e08b5657bf5c4106d282 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-02-14T10:49:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 amarante_a_dr_guara.pdf: 9049058 bytes, checksum: a87f695e2060e08b5657bf5c4106d282 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-14T10:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 amarante_a_dr_guara.pdf: 9049058 bytes, checksum: a87f695e2060e08b5657bf5c4106d282 (MD5) Previous issue date: 2017-09-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A origem e estabilidade de satélites planetários estão, intimamente ligadas à origem do nosso Sistema Solar e à formação de planetas. Portanto, é apropriado estudar alguns casos peculiares para nossa compreensão atual sobre a formação do Sistema Solar e para entender a criação dos sistemas de satélites. Tendo isso em vista um estudo da estabilidade dos satélites internos de Urano é realizado procurando viabilizar um cenário estável para tal sistema. Nós encontramos um provável cenário que possa nos dar indícios de que o sistema de satélites internos de Urano possa ser estável. Outro cenário importante para compreender a formação de satélite é o estudo de nosso próprio satélite natural, a Lua. O estudo da origem a Lua é realizado através de uma rápida revisão bibliográfica das teorias de origem da Lua e com isso tentamos analisar qual seria o cenário mais provável de colisão dentro da teoria do Grande Impacto que favorece a formação do nosso satélite, levando em conta suas características físicas, químicas e petrológicas. O cenário mais provável foi aquele em que colisões com massas comparáveis são usadas para se originar a Lua. O estudo da estabilidade de coorbitais dos pequenos satélites do sistema binário Plutão-Caronte é importante visto que também é um caso de cenário de formação de satélites peculiares no Sistema Solar. O estudo dessa estabilidade nos levou a indícios de que o sistema não possui coorbitais à suas pequenas luas, fato comprovado até agora pela missão New Horizons. / The origin and stability of planetary satellites are closely linked to the origin of our Solar System and the formation of planets. Therefore, it is appropriate to study some peculiar cases to our current understanding of the formation of the Solar System and to understand the origin of satellite systems. In order to study the stability of the internal satellites of Uranus, in order to provide a stable scenario for such a system. We have found a probable scenario that allows the internal uranian system get stable. Another important scenario for the formation of satellites is the moon scenario. The study of the origin of the Moon is made through a revised bibliographical revision of the theories of origin of the Moon and with this we try to analyze which forming the most probable collision within the theory of Great Impact that favors a formation of our satellite, taking into account its physical, chemical and petrological characteristics. The most likely scenario was that collisions with comparable masses are used to originate the Moon. The study of coorbital stability of the small satellites of the Pluto-Charon binary system is important since it is also a case of a peculiar satellite formation scenario in Our Solar System. The study of stability has led us to evidence that the system is not coorbitary in its small moons, a fact proven so far by the New Horizons mission

Submitted by Leonardo Di Schiavi Trotta null (trottaleonardo@gmail.com) on 2017-05-09T19:13:51Z No. of bitstreams: 1 dissertacao-trotta_leonardo.pdf: 834410 bytes, checksum: e5b4614962facc78577c7165160dc782 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-10T18:46:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 trotta_ls_me_rcla.pdf: 834410 bytes, checksum: e5b4614962facc78577c7165160dc782 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T18:46:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 trotta_ls_me_rcla.pdf: 834410 bytes, checksum: e5b4614962facc78577c7165160dc782 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O sistema Plutão-Caronte é um par quase binário em estado de duplo sincronismo. Hoje sabe-se que Plutão possui cinco satélites: Caronte, Styx, Nix, Kerberos e Hydra, onde os últimos quatro são muito menores que Caronte. A origem mais plausível para o sistema Plutão-Caronte é a de um impacto de grandes proporções entre corpos de tamanhos similares, onde o impactador (que viria a ser Caronte) permanece quase intacto após o evento. Caronte iniciaria o movimento orbital próximo de Plutão (ex: a≈4 Rp) com ambos rotacionando rapidamente, como consequência da colisão mútua. Devido a intensa maré, suas distâncias irão evoluir e seus equadores (provavelmente desalinhados devido ao choque) irão também evoluir em consonância com seus respectivos spins. Alguns autores, por meio de um modelo bidimensional, tomando a maré modelada por Mignard (1980) e Peale (2007), usando dois métodos distintos, evoluíram Plutão-Caronte à partir deste cenário, reproduzindo os parâmetros orbitais e rotacionais atuais do sistema. Neste trabalho fazemos um estudo tridimensional, usando na parte rotacional as variáveis canônicas de Andoyer. Nesta abordagem, integramos a atitude de Plutão e Caronte por meio das equações de Hamilton, enquanto que a dinâmica translacional é feita classicamente via equações cartesianas de Newton. As contribuições dos torques, devidas às interações por efeito de maré entre Plutão e Caronte são inseridas nas equações de Hamilton. Como resultado mostramos o alinhamento dos equadores de ambos Plutão e Caronte, circularização da órbita de Caronte, alinhamento do eixo de rotação de Caronte ao vetor normal à órbita de Caronte em torno de Plutão, a evolução de todo o sistema fazendo o semieixo de Caronte evoluir de a=4 Rp até 16,5 Rp. Mostramos também o estado final de duplo sincronismo e a libração do ângulo ressonante 1 : 1, de ambos Plutão e Caronte. Durante a evolução do sistema, dependendo dos parâmetros de maré adotados (k2 e Δt) a excentricidade de Caronte pode atingir valores consideráveis. Em 2005 foram descobertos novos satélites de Plutão: Nix, Hydra e mais recentemente, em 2011 e 2012, Kerberos e Stix, respectivamente. A origem desses pequenos satélites é ainda um problema não resolvido. Entretanto neste trabalho também fizemos algumas explorações tentando examinar a sobrevivência desses corpos durante a evolução de Plutão-Caronte. / The Pluto-Charon system is almost a binary system in dual synchronous state. It is well known that Pluto has five satellites: Charon, Styx, Nix, Kerberos and Hydra, where the latter four are much smaller than Charon. The most plausible origin for the Pluto-Charon system is an oblique impact of great proportions between bodies with similar sizes. In this scenario, the impactor, which would later originate Charon, would remain almost intact after the collision. Initially the satellite would be revolving very close to Pluto (ex: a≈4Rp), with both bodies rotating very fast, as consequence of the mutual collision. The strong tidal effects, due to the initial approximation of both bodies combined with the fast rotation, expanded Charon's orbit, so as their equators aligned (probably misaligned due to the collision), in consonance with their respective spins. Some authors, using a two dimensional system and tidal forces modeled by Mignard (1980) and Peale (2007), with two distinct methods, evolved PlutoCharon from this scenario. They were able to reproduce the current orbital and rotational parameters of the system. In our work, a three-dimensional study was done, using the Andoyer's variable for the rotational problem. We integrated Pluto and Charon's atitude through Hamilton's equation, while the translational dynamics is calculated classically through Newton's cartesian equations. Torque's contributions due to tides raised on both Pluto and Charon are introduced in Hamilton's equations. As result we demonstrate: the alignment of the equators of Pluto and Charon, the circularization of Charon's orbit around Pluto, the alignment of the spin axis of both Pluto and Charon with the vector normal to the orbit plane and the expansion of Charon's orbit to its current value (from a=4 Rp to 16,5 Rp). We also demonstrate the moment where the system reaches the final point of tidal evolution, that is, the dual synchronous state of the pair and the libration of the respective resonant angle 1 : 1. During the evolution process of the system, some simulations showed that depending on the tidal parameters assumed (k2 e Δt), Charon can reach a considerable eccentricity. In 2005 two satellites of Pluto were discovered, Nix and Hydra, and later in 2011 and 2012 another two satellites were discovered, Kerberos and Styx, respectively. The origin of these satellites remains uncertain. Nevertheless in this work, some approaches were done in order to study the lifespan of these bodies during the process of tidal evolution of the Pluto-Charon system. / CAPES: 1481208 / FAPESP: 2014/27322-0

Orientadora: Silvia Maria Giuliatti Winter / Coorientador: Rodney da Silva Gomes / Banca: Tadashi Yokoyama / Banca: Ernesto Vieira Neto / Banca: Fernando Virgilio Roig / Banca: Nelson Callegari Junior / Resumo : Neste trabalho investigamos a evolução orbital de partículas de poeira que escapam das superfícies de ambos satélites pequenos de Plutão: Nix e Hidra, produzidas através do impacto de micrometeoroides nas superfícies dos mesmos, sob influencia da pressão de radiação solar e dos efeitos gravitacionais de Plutão, Caronte e dos próprios satélites fontes (Nix e Hidra). A taxa de produção de massa dos grãos de poeira micrométricos foi obtida e simulações numéricas foram realizadas para obter o tempo de vida destes grãos no sistema plutoniano. Os grãos ejetados de Nix e Hidra formam um anel de largura de aproximadamente 16.000 km, o que corresponde a distância radial aproximada entre as órbitas de Nix e Hidra. Através das integrações numéricas verificamos que colisões de grãos com os corpos massivos do sistema e escape em _orbitas hiperbólicas constituem os principais mecanismos de perda de material e são determinadas pelo efeito da pressão de radiação solar. Este importante mecanismo de desestabilização de grãos de poeira em Plutão, remove 30% do conjunto inicial de partículas com raios de 1 µ em apenas 1 ano. As demais partículas que permanecem no sistema formam um anel muito tênue com uma profundidade óptica máxima de 4x10¹¹. Exploramos também a possibilidade dos progenitores dos satélites pequenos de Plutão terem sido capturados pelo binário Plutão-Caronte do disco primordial massivo heliocêntrico, no qual Plutão estaria inserido. Encontramos que, para objetos com baixas velocidades de aproximação com o binário, capturas poderiam ocorrer com probabilidade não é negligenciável devido a natureza do próprio encontro: planetesimal e par de objetos massivosNo entanto, os objetos capturados permaneceriam em orbitas bastante excêntricas em relação ao baricentro do binário, assim o tempo tópico de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, we investigate the orbital evolution of the escaping dust from both small satellites of Pluto: Nix and Hydra, produced via impacts of micrometeoroids on the surfaces of the small satellites, under the influence of the solar radiation pressure combined with the gravitational ejects of Pluto, Charon, and the parent-bodies (Nix and Hydra). The mass production rate of micron-sized dust particles is obtained and numerical simulations are performed to derive the lifetime of the ejecta. The ejected particles form a wide ring of about 16,000 km, which corresponds to the radial distance between the orbits of Nix and Hydra. Through the numerical simulations we verified that collisions with the massive bodies within the system and escape into hyperbolic orbits are the main mechanisms of loss of material, which are mainly determined by the solar radiation pressure acting on the grains. This important loss mechanism removes 30% of the initial set of 1 µ sized particles in 1 year. The surviving particles form a ring too faint to be detectable with a derived maximum optical depth of 4x10¹¹. We also explore the possibility that the progenitors of the small satellites of Pluto have been captured by the Pluto-Charon binary from the massive heliocentric planetesimal disk in which Pluto was originally embedded into. Wend that debris with small approximation velocities to the binary can be captured temporarily by Pluto-Charon with non-negligible probability, due to the dynamical perturbations exerted by the binary nature of the Pluto-Charon pair... (Complete abstract click eletronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-20Bitstream added on 2014-12-02T11:20:56Z : No. of bitstreams: 1 000791753.pdf: 2751318 bytes, checksum: 273e7cbadcaa9ed81c675b41ad4a9fb7 (MD5) / Neste trabalho investigamos a evolução orbital de partículas de poeira que escapam das superfícies de ambos satélites pequenos de Plutão: Nix e Hidra, produzidas através do impacto de micrometeoroides nas superfícies dos mesmos, sob influencia da pressão de radiação solar e dos efeitos gravitacionais de Plutão, Caronte e dos próprios satélites fontes (Nix e Hidra). A taxa de produção de massa dos grãos de poeira micrométricos foi obtida e simulações numéricas foram realizadas para obter o tempo de vida destes grãos no sistema plutoniano. Os grãos ejetados de Nix e Hidra formam um anel de largura de aproximadamente 16.000 km, o que corresponde a distância radial aproximada entre as órbitas de Nix e Hidra. Através das integrações numéricas verificamos que colisões de grãos com os corpos massivos do sistema e escape em _orbitas hiperbólicas constituem os principais mecanismos de perda de material e são determinadas pelo efeito da pressão de radiação solar. Este importante mecanismo de desestabilização de grãos de poeira em Plutão, remove 30% do conjunto inicial de partículas com raios de 1 µ em apenas 1 ano. As demais partículas que permanecem no sistema formam um anel muito tênue com uma profundidade óptica máxima de 4x10¹¹. Exploramos também a possibilidade dos progenitores dos satélites pequenos de Plutão terem sido capturados pelo binário Plutão-Caronte do disco primordial massivo heliocêntrico, no qual Plutão estaria inserido. Encontramos que, para objetos com baixas velocidades de aproximação com o binário, capturas poderiam ocorrer com probabilidade não é negligenciável devido a natureza do próprio encontro: planetesimal e par de objetos massivosNo entanto, os objetos capturados permaneceriam em orbitas bastante excêntricas em relação ao baricentro do binário, assim o tempo tópico de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / In this work, we investigate the orbital evolution of the escaping dust from both small satellites of Pluto: Nix and Hydra, produced via impacts of micrometeoroids on the surfaces of the small satellites, under the influence of the solar radiation pressure combined with the gravitational ejects of Pluto, Charon, and the parent-bodies (Nix and Hydra). The mass production rate of micron-sized dust particles is obtained and numerical simulations are performed to derive the lifetime of the ejecta. The ejected particles form a wide ring of about 16,000 km, which corresponds to the radial distance between the orbits of Nix and Hydra. Through the numerical simulations we verified that collisions with the massive bodies within the system and escape into hyperbolic orbits are the main mechanisms of loss of material, which are mainly determined by the solar radiation pressure acting on the grains. This important loss mechanism removes 30% of the initial set of 1 µ sized particles in 1 year. The surviving particles form a ring too faint to be detectable with a derived maximum optical depth of 4x10¹¹. We also explore the possibility that the progenitors of the small satellites of Pluto have been captured by the Pluto-Charon binary from the massive heliocentric planetesimal disk in which Pluto was originally embedded into. Wend that debris with small approximation velocities to the binary can be captured temporarily by Pluto-Charon with non-negligible probability, due to the dynamical perturbations exerted by the binary nature of the Pluto-Charon pair... (Complete abstract click eletronic access below)

Orientador: Silvia Maria Giuliatti Winter / Banca: Valério Carruba / Banca: Rodney da Silva Gomes / Resumo: Neste trabalho analisamos numericamente a região externa do sistema Plutão-Caronte através da insercão de partículas-teste inicialmente em 'orbitas do tipo-P prógradas e retrógradas, no sistema formado por Plutão, Caronte, Nix e Hidra. Destas integracões numéricas foram geradas grades semi-eixo maior em função da excentricidade definindo-se regiões de partículas em orbitas estáveis e regiões de colisão e escape. Na vizinhança dos satélites Nix e Hidra foram identificadas regiões caóticas, em que partículas localizadas dentro desta região têm suas excentricidades e semi-eixo maiores aumentados e escapam ou colidem com um corpo massivo do sistema. Um conjunto de partículas permaneceram em regiões próximas das orbitas de Nix e Hidra, possivelmente coorbitais de Nix e Hidra. Para ambos os casos, prógrado e retrógrado, a região estável"é maior na região externa do sistema, após a órbita de Hidra, dependendo do valor da excentricidade. Também foram realizadas simulações numéricas inserindo satélites hipotéticos massivos além da órbita de Caronte e os efeitos causados nas órbitas de Nix e Hidra foram analisados. Um estudo numérico preliminar dos efeitos da Press˜ao de Radiac¸ ˜ao Solar em partículas com raios de 1μm, 3μm, 5μm e 10μm foi realizado. Este estudo mostrou que partículas sob os efeitos do Arrasto de Poynting-Robertson deca'ıram em 1,45 × 106 anos (partículas de 1μm de raio) e 1,45 × 107 anos (partíıculas de 10μm de raio), enquanto que a Pressão de Radiac¸ ˜ao causou variacões das excentricidades das partículas fazendo com que em alguns casos houvesse colisões com o planeta. / Abstract: In this work we performed a numerical analysis of the the outer region of the Pluto-Charon system by the insertion of a sample of test particles initially in P-type prograde and retrograde orbits, in the system formed by Pluto, Charon, Nix and Hydra. These numerical integrations generated diagrams of semi-major axis versus eccentricity which define regions of particles in stable orbits and regions of collision and escape. In the vicinity of the satellites Nix and Hydra were identified chaotic regions, where particles located in this region have their eccentricities and semi-major axis increased provoking an ejection or collision with a massive body of the system. A set of particles remained in regions near the orbits of Nix and Hydra, possibly coorbitais with them. For both cases, prograde and retrograde, the "stable" region is larger in the outer region of the system, after Hydra's orbit, depending on the value of eccentricity. Numerical simulations were also performed by inserting some massive hypothetical satellites beyond the Charon's orbit and the effects on the orbits of Nix and Hydra were analyzed. A preliminary numerical study of the effects of the solar radiation force on a sample of particles with radii of 1μm, 3μm, 5μm e 10μm was performed. This study showed that particles under the effects of the Poynting-Robertson drag decay on a time scale between 1.45×106 years (particles of 1μm in radius) and 1.45×107 years (particles of 10μm in radius), while the radiation pressure caused variations of the eccentricities of the particles causing in some cases collisions with the planet. / Mestre