Formação planetária usando uma abordagem hidrodinâmica: aplicações em sistemas binários compactos e sistema Solar
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Data
2021-05-19
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Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Mais de 4 mil exoplanetas foram encontrados desde a descoberta, em 1995, do primeiro exoplaneta orbitando uma estrela da sequência principal. Essas descobertas, devem-se,em sua maioria à bem sucedida missão Kepler. A quantidade de planetas que foram desco- bertos evidenciou uma diversidade de sistemas planetários e com isso, surgiram diversas dúvidas sobre quais seriam as condições necessárias para a formação de cada tipo de sis- tema. O próprio sistema Solar apresenta questões sobre sua formação não respondidas. Diante dessa complexidade é notório que para ser capaz de abranger todos esses sistemas, seja necessário explorar diferentes ambientes para a formação planetária. A utilização de códigos hidrodinâmicos, como o pacote FARGO, se tornou uma excelente ferramenta capaz de reproduzir satisfatoriamente a formação de planetas dentro de discos de gás. Neste trabalho, exploramos diversos sistemas e parâmetros para a modelagem dos discos protoplanetários a fim de analisar as possibilidades de formação de planetas nesses siste- mas. O sistema γ − Cephei é um sistema binário compacto, ou seja, a estrela secundária está muito próxima da primária. Para investigarmos a formação do planeta γ − Cephei Ab utilizamos, inicialmente, discos isotérmicos e radiativos e comparamos a evolução em ambos os casos. Para explorarmos a influência de uma estrela secundária na formação planetária, observamos a evolução dos discos protoplanetários e protoplanetas em dife- rentes cenários para a estrela secundária. Consideramos diferentes massas e semi-eixos maiores para a estrela companheira e avaliamos a evolução do sistema. Um ponto impor- tante a ser observado é a física dos discos protoplanetários, neste contexto, exploramos a auto-gravidade do disco protoplanetário e a influência na migração planetária de plane- tas gigantes. Para isso, aplicamos às condições do sistema Solar, explorando os planetas Júpiter e Saturno em diferentes condições de discos de gás.
More than 4,000 exoplanets have been found since the discovery, in 1995, of the first exoplanet orbiting a star in the main sequence. Mostly due to the successful Kepler mission. The number of planets that were discovered showed a diversity of planetary systems and with that, several doubts about what would be the necessary conditions for the formation of each type of system. The Solar system itself presents unanswered questions about its formation. In view of this complexity, it is notorious, and evident, that to be able to cover all these planetary systems, it is necessary to explore different scientific theories. The use of hydrodynamic codes, such as the FARGO package, has become an excellent tool capable of satisfactorily reproducing the formation of planets inside gas disks. In this work, we explore several systems and parameters for modeling protoplanetary disks. The γ − Cephei system is a compact binary system, that is, the secondary star is very close to the primary. To investigate the formation of the planet γ − Cephei b, we initially used isothermal and radioactive disks and compared the evolution in both cases. To explore the influence of a secondary star on planetary formation, we observe the evolution of protoplanets inside the disks in different scenarios for the secondary star. We consider different masses and semi-major axes for the second star and evaluate the evolution of the system. An important point to note is the physics of protoplanetary disks, in this context, we explore the self-gravity of the protoplanetary disk and its influence on the planetary migration of giant planets. For this, we apply the conditions of the Solar system, exploring the planets Jupiter and Saturn in different conditions of gas disks
More than 4,000 exoplanets have been found since the discovery, in 1995, of the first exoplanet orbiting a star in the main sequence. Mostly due to the successful Kepler mission. The number of planets that were discovered showed a diversity of planetary systems and with that, several doubts about what would be the necessary conditions for the formation of each type of system. The Solar system itself presents unanswered questions about its formation. In view of this complexity, it is notorious, and evident, that to be able to cover all these planetary systems, it is necessary to explore different scientific theories. The use of hydrodynamic codes, such as the FARGO package, has become an excellent tool capable of satisfactorily reproducing the formation of planets inside gas disks. In this work, we explore several systems and parameters for modeling protoplanetary disks. The γ − Cephei system is a compact binary system, that is, the secondary star is very close to the primary. To investigate the formation of the planet γ − Cephei b, we initially used isothermal and radioactive disks and compared the evolution in both cases. To explore the influence of a secondary star on planetary formation, we observe the evolution of protoplanets inside the disks in different scenarios for the secondary star. We consider different masses and semi-major axes for the second star and evaluate the evolution of the system. An important point to note is the physics of protoplanetary disks, in this context, we explore the self-gravity of the protoplanetary disk and its influence on the planetary migration of giant planets. For this, we apply the conditions of the Solar system, exploring the planets Jupiter and Saturn in different conditions of gas disks
Descrição
Palavras-chave
Discos de gás, Sistema Gamma Cephei, Sistemas Binários Compactos, Sistema Solar, Abordagem hidrodinâmica, Migração Planetária, Gas disks, γ − Cephei System, Compact Binary Systems, Solar system, Hydrodynamic approach, Planetary Migration, Exoplanetas, Planetas - exploração