Análise da estabilidade e ressonância de órbitas retrógradas planares do problema de três corpos em sistemas estelares e planetários

Abstract

Neste projeto foi desenvolvido um estudo numérico sobre a dinâmica orbital de sistemas planetários e estelares em que um dos corpos tem o movimento opostos aos demais, variando diferentes razões de massa e vetores de estado, a fim de observar a estabilidade e possíveis ressonâncias retrógradas, considerando as ressonâncias coorbitais 1/2 e 2/1. Verificou-se a estabilidade e as ressonâncias de órbitas retrógradas coplanares de sistemas planetários e estelares em diferentes configurações iniciais, baseandose nos ângulos ressonantes retrógrados críticos e através de Análise de Fourier. Os cálculos computacionais foram realizados utilizando o integrador numérico de ncorpos REBOUND. A estabilidade foi verificada através do indicador caótico mean exponential growth factor of nearby orbits (MEGNO). Os resultados demonstraram a existência de famílias ressonantes retrógradas nos sistemas planetários de massas equiparáveis a joviana, saturniana, netuniana e suas razões, em diferentes regiões ressonantes. Já os sistemas estelares foram estudados somente nos casos circulares restritos, os quais, por sua vez, apresentaram a existência de ressonâncias em diferentes razões de massa e configurações de binários através do espaço de fase. O estudo visa comparar os resultados obtidos com ressonâncias retrógradas hipotéticas.

In this project a numerical study of the orbital dynamics of planetary and stellar counterrevolving systems was developed, varying different mass ratios and state vectors, in order to observe the stability and possible resonances, considering the coorbital, 1/2 and 2/1 retrograde ressonances. It was verified the stability of coplanar retrograde orbits of planetary and stellar systems in different initial configurations, based on the required retrograde resonant angles and Fourier Analysis. The computational calculations were performed using the numerical nbody integrator called REBOUND. Stability has been verified using a chaotic indicator mean exponential growth factor of nearby orbits (MEGNO). The obtained results demonstrated the existence of retrograde resonant families in planetary systems with masses comparable to the Jovian, Saturnian, Neptunian and their combinations, in different resonant regions. Star systems were studied only in restricted circular cases. We observed the existence of resonances in different masses values and binary configurations across phase space. This study aims to compare the results obtained with hypothetical retrograde resonances.