Efectos de la relatividad general en la dinámica de partııculas de la zona habitable bajo la influencia de un perturbador interno

CORONEL CARLA FLORENCIA; DE ELÍA GONZALO CARLOS; ZANARDI MACARENA; DUGARO AGUSTIN

São José dos Campos, SP, Brasil

Conferencia; XXI Colóquio Brasileiro de Dinâmica Orbital - CBDO 2022; 2022

Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE

Las propiedades dinámicas de partículas externas en el marco del problema restringido elíptico de tres cuerpos han sido estudiadas durante los últimos años por diversos autores. Asumiendo perturbaciones puramente gravitatorias, una partícula externa puede experimentar tantolibraciones como circulaciones nodales, lo cual va a depender de su inclinación orbital y de la excentricidad del perturbador interno. Una partícula en un régimen de libración nodal resulta ser de interés relevante ya que la misma muestra oscilaciones periódicas de su inclinación orbitalentre valores directos y retrógrados a lo largo de su evolución.En el presente trabajo, analizamos la evolución dinámica de partículas externas en el problema restringido elíptico de tres cuerpos considerando los efectos de la relatividad general. Los sistemas que consideramos están compuestos por un perturbador interno situado en 0.1 ua y una partícula externa ubicada en la zona habitable (ZH) de los mismos, ambos orbitando entorno a una estrella de tipo solar. Para llevar a cabo nuestro trabajo, se desarrollaron análisis complementarios con dos diferentes metodologías. Primero, se realizó un tratamiento analítico sobre las bases del Hamiltoniano secular de la partículas expandido hasta el orden cuadrupolar de la aproximación. Luego, se procedió a desarrollar simulaciones numéricas de N-cuerpos utilizando una versión modificada por nosotros del código Mercury con el objetivo de validar el tratamiento analítico considerado. Asumiendo un perturbador interno con un masa equivalente a la de Júpiter, nuestros resultados muestran que el rango de inclinaciones directas de la región de libración nodal se ve reducido encomparación con aquel derivado en ausencia de relatividad general, para cualquier valor de la excentricidad de la partícula y del perturbador interno. Por otra parte, pudimos notar que cuanto mayor es la excentricidad de la partícula, más amplio el rango de excentricidades delperturbador interno que conducen a libraciones nodales para valores adecuados de la inclinación orbital. Además, dentro del régimen de libración nodal, determinamos el espacio de parámetros orbitales para los cuales la partícula externa evoluciona mostrando oscilaciones periódicas de su inclinación orbital entre valores directos y retrógrados, así como también aquellos para los cuales la partícula conserva órbitas puramente retrógradas. Finalmente, analizamos la sensibilidad de estos resultados a la masa del perturbador interno, estudiando así casos que abarcan desde planetas de tipo terrestre hasta gigantes gaseosos de diez masas de Júpiter. Nuestros resultados indican que los efectos de la relatividad general juega un rol clave en la dinámica de partículas de prueba que evolucionan en la ZH bajo los efectos de un perturbador interno masivo.