Ressonâncias orbitais dos satélites Galileanos de Júpiter

Abstract

As luas de Júpiter Io, Europa e Ganímedes estão em uma condição de ressonância 1:2:4. Nesse trabalho iremos investigar as condições durante a formação das luas para tentar determinar como elas interferiram ou não na captura em ressonância das luas. Particularmente, se a migração do tipo I ou a força de arrasto hidrodinâmica são determinantes para essa captura. Com esse objetivo, escrevemos dois códigos que simulam as luas e Júpiter, em um ambiente de duas dimensões, com um disco evanescente no tempo simulando o disco circumplanetário. O código tem como dados de entrada as condições atuais das luas e a densidade do disco, regredindo no tempo um milhão de anos, o tempo estimado de duração do disco. Na simulação da migração de tipo I, encontramos que as luas foram de uma órbita mais exterior para uma órbita mais interior, reduzindo seus períodos. Porém, seus semieixos maiores e períodos no tempo t = 0 não eram muito diferentes dos atuais, indicando que a migração do tipo I não é o fator mais determinante na captura em ressonância das luas. Na simulação da forçaa de arrasto hidrodinâmica, Europa foi de uma condição de ressonância 5:2 com Ganíımedes para uma 4:2 devido à interação com o disco. Portanto, a força de arrasto é suficiente para capturar as luas em ressonância.

The Jupiter Moons Io, Europa and Ganymedes are in a 1:2:4 state of resonance. In this work we will investigate the conditions in which the moons formed to try to determinate if they interfered or not in the moons capture in resonance. Particularly, if the type I migration or the hydrodynamic drag force are determinant to this capture. With this objective, we wrote two codes that simulate the moons and Jupiter, in a two dimensional environment with a evanescent in time disc simulating the circumplanetary disc. The code have as input the actual conditions of the moons and the disc density, retreating in time a million years, the estimated time duration of the disc. In type I migration simulation, we found that the moons went from an outer orbit to a inner one, reducing their periods. However, their semi-major axis and periods in time t = 0 were not so different than the actual ones, indicating that type I migration is not the most determinant factor of the moons capture in resonance. In the hydrodynamic drag force simulation, Europa went from a resonance condition of 5:2 with Ganymede to a 4:2 due to the disk interaction. Therefore, the drag force is enough to capture the moons in resonance.