Dust transport between Saturn families

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Moura, Vanessa Maria Francisco de [UNESP]
• Orientador(a): Sfair, Rafael [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Satélites; Saturno (Planeta); Poeira cósmica; Astronomia
• Palavras-chave em Inglês: Dust particle; Saturn satellites; Perturbative forces; Migration; Families
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/326534

Este trabalho investiga a produção e a evolução de partículas de poeira no sistema de satélites de Saturno, explorando os mecanismos responsáveis pela geração dessas partículas e os processos dinâmicos que afetam suas trajetórias. As partículas de poeira são produzidas predominantemente por impactos de PDIs (Partículas de Poeira Interplanetária) nas superfícies dos satélites, resultando na ejeção de material. Após serem ejetadas, essas partículas são influenciadas por forças gravitacionais e não gravitacionais, como a radiação solar, forças eletromagnéticas e o arrasto de plasma. Essas perturbações modificam os elementos orbitais das partículas e, consequentemente, promovem sua migração pelas regiões associadas às famílias Nórdica (Norse), Inuíte (Inuit) e Gálica (Gallic). Investigar o transporte de poeira entre os satélites de Saturno é importante para compreender a dinâmica e a evolução do sistema saturniano. A análise da migração dessas partículas possibilita identificar padrões de troca de material entre diferentes regiões, bem como reavaliar possíveis conexões entre populações de satélites. Para esse propósito, desenvolvemos um modelo computacional utilizando o integrador IAS15 do pacote REBOUND (Rein & Spiegel 2015), que permite simulações de alta precisão das posições e velocidades dos corpos ao longo do tempo e possibilita a inclusão de forças não gravitacionais. O modelo considera a interação gravitacional entre Saturno, seus satélites e as partículas de poeira, além dos efeitos das forças perturbadoras. As simulações incluíram um conjunto de partículas distribuídas em diferentes tamanhos e condições iniciais. As partículas foram ejetadas isotropicamente das superfícies dos satélites, e suas trajetórias foram acompanhadas até atingirem sumidouros dinâmicos, como colisões com o planeta ou ejeção do sistema. Este trabalho explora os mecanismos responsáveis pelo transporte de poeira ao redor de Saturno, com ênfase nas forças que afetam as trajetórias das partículas após sua ejeção e nos fatores que determinam seu destino final. Nosso objetivo é compreender como essas partículas migram entre as famílias de satélites e quais processos governam a distribuição de material no sistema. Além disso, os métodos e resultados aqui apresentados contribuem para o desenvolvimento de futuras investigações sobre o transporte e a evolução de poeira em outros sistemas planetários, como o de Júpiter, bem como para a modelagem de sistemas com características semelhantes. Os resultados obtidos indicam que as características orbitais dos satélites geradores de poeira influenciam diretamente o destino das partículas ejetadas no sistema saturniano. Observa-se que partículas geradas por satélites localizados mais próximos do planeta tendem a apresentar tempos de estabilidade orbital mais longos, uma vez que são menos afetadas pela pressão da radiação solar, mesmo em casos de altas excentricidades. Em contraste, partículas menores localizadas a maiores distâncias de Saturno sofrem perturbações significativas da radiação solar, enquanto os efeitos gravitacionais e eletromagnéticos predominam nas regiões mais próximas do planeta.