Orientador: Rafael Sfair de Oliveira / Resumo: A formação de alguns arcos dos anéis planetários pode estar relacionada às colisões de partículas interplanetárias com seus satélites, fragmentando-os e produzindo corpos menores. De modo sucessivo, estes fragmentos podem sofrer novas colisões e eventualmente gerar partículas de poeira. Por outro lado, os corpos macroscópicos (da ordem de metros) imersos no anel podem colidir entre si e aglutinar- se de modo a gerar novos objetos maiores. A existência destes arcos é creditada a presença de um satélite perturbador que os confina em um ressonância de corrotação. No caso do arco do anel G de Saturno, este é confinado por uma uma ressonância excêntrica 7:6 de corrotação com o satélite Mimas. Hedman et al. (2010) citam que o arco do anel G é majoritariamente composto por partículas da ordem de micrômetros. Neste caso, as forças perturbativas, tais como a pressão de radiação e a força eletromagnéticas, são significativas e tendem a reduzir o tempo de vida destas partículas nesta região. Para explicar a estabilidade do arco Hedman et al. (2010) utilizaram o pequeno satélite Aegaeon (imerso no arco) que poderia ser uma fonte do material das partículas micrométricas imersas no arco via colisões de partículas interplanetárias com Aegaeon. Entretanto, Madeira et al. (2018) exploraram o efeito da pressão de radiação solar e mostraram que o tempo de vida das partículas micrométricas no arco é menos de 40 anos e que o satélite Aegaeon não poderia ser fonte de material e manter a quantidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Some planetary rings exhibit denser regions called arcs, and the existence of these arcs is credited by the presence of a disturbing satellite that confines the particles in a corotation resonance. The formation of the planetary ring arc can be related with the collisions between interplanetary particles with an embedded satellite, or the break up of a moon into minor bodies. Successively, these bodies may experience new collisions that eventually create dust particles. Meanwhile, the macroscopic bodies can collide among themselves and merge, resulting in large bodies. For the Saturn’s G ring’s arc, it is confined by a 7:6 corotation resonance with the satellite Mimas. Hedman et al. (2010) showed this arc is composed mostly of micrometers particles, a configuration that perturbative forces are significant and decrease the lifetime of the structure. To explain the stability of this arc, they proposed that the satellite Aegaeon could be a source of the material of the dust by collisions within interplanetary particles. However, Madeira et al. (2018) studied the solar radiation pressure and showed that the lifetime of the particles in less than 40 years and that the satellite Aegaeon cannot be a source. Therefore, another mechanism is necessary to explain the arc. To do so, one can use information derived by the LEMMS (Magnetospheric Imaging Instrument’s LowEnergy), an instrument from that Cassini spacecraft that detected an energy drop from electrons in this region, inferring t... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientadores: Maximiliano Ujevic Tonino, Javier Fernando Ramos Caro, Carola Dobrigkeit Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlarconLLacctarimay_CesarJuan_D.pdf: 2806949 bytes, checksum: 588125c56d514dbfd77030a564888461 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta tese pretendemos modelar a distribuição de matéria em um Anel estelar fino imerso no campo gravitacional de um e dois Satélites Shepherds (Satélites Pastores) usando a equação de Fokker-Planck. Em particular, estudamos a evolução de um anel fino ao redor de um monopolo central. Os coeficientes de difusão são aqui calculados e escritos em termos de um ¿potencial¿ semelhante aos usuais potencias de Rosenbluth. Neste caso, consideramos que as partículas campo obedecem uma distribuição Gaussiana. Resolvemos a equação de Fokker-Planck 1-dimensional para a função de distribuição das partículas teste que conformam o anel usando o método das diferenças finitas (versão Euler implícita). Demonstramos que o anel é uma configuração estável para uma evolução de longo tempo, tanto na ausência como na presença de shepherds. Estudamos também a variação da densidade de massa do anel para diferentes configurações. Em todos os casos é observada uma variação máxima e negativa da densidade perto da localização do shepherd devido a efeitos dinâmicos / Abstract: In this thesis we intend to model the distribution of matter in a thin stellar ring immersed in the gravitational field of one and two shepherd satellites using the Fokker-Planck equation. In particular, we study the evolution of a thin ring around a central monopole. The diffusion coefficients are calculated and written in terms of a ¿potential¿ similar to the usual Rosenbluth potentials. In this case, we consider that the particles follow a Gaussian distribution. We solve the 1-dimensional Fokker-Planck equation for the ring particles distribution function using the finite difference method (implicit Euler version). We show that the ring is a stable configuration for long time evolutions in the absence or in the presence of shepherds. We also studied the change in the mass density of the ring for different configurations. In all of the cases, it is observed a maximum negative variation of the density near the location of the shepherd due to dynamical effects / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Rafael Sfair / Resumo: O estudo dos anéis planetários pode ser usado como laboratório para a compreensão do processo de formação e dinâmica planetária. Anéis planetários são formados por partículas pequenas que sofrem a ação de diversas forças, além da força gravitacional. O estudo da dinâmica dos anéis pode ser abordado através de simulações numéricas para o problema de N-corpos. Neste trabalho apresentamos a adaptação do pacote REBOUND (Rein & Liu, 2012) através da inclusão de forças perturbativas para estudar a dinâmica de anéis planetários. Uma fonte de perturbação de origem gravitacional é devida ao formato não esférico do planeta, que pode ser representado com precisão até a expansão do potencial do termo J6. Além dessa, as principais são a força eletromagnética e a pressão de radiação solar. Também atuam forças de arrasto, como o de Poynting-Robertson e, eventualmente, as forças devido a atmosfera e do plasma. Embora sejam mais fracas, essas forças alteram a energia orbital das partículas e dominam a dinâmica em longos períodos de tempo. Abordamos essas forças através do REBOUND e verificamos os principais efeitos de cada uma das forças, cuja força devido ao formato não esférico do planeta causa uma precessão na longitude do pericentro, enquanto a força eletromagnética causa uma regressão e que ambas combinadas contribuem uma com a outra alterando a taxa de variação da longitude do pericentro. Já a força da pressão de radiação altera o formato da órbita e as forças de arrasto diminuem o semi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre