El rol de perturbadores masivos en la evolución dinámica de planetas de tipo terrestre

Abstract

En nuestro trabajo estudiamos el rol dinámico de planetas gigantes masivos en sistemas planetarios que orbitan una estrella central de tipo solar, una vez disipado el gas del disco. Nos focalizamos en el estudio de la última etapa evolutiva de un sistema planetario, una vez formado un planeta gigante gaseoso en el sistema, con el fin de entender cómo afectan estos a la formación de planetas terrestres (planetas rocosos con una delgada capa gaseosa). Para llevar a cabo el análisis en esta etapa postgas, realizamos simulaciones de N − cuerpos utilizando el código Mercury, partiendo de distribuciones iniciales de embriones y planetesimales, calculadas a partir de perfiles de densidad superficial del gas y sólidos de un disco protoplanetario, y de un gigante masivo formado antes de que el gas se disipara del disco. Para cumplir nuestro objetivo de estudio, 163 simulaciones fueron realizadas variando en cada escenario la masa del gigante, siendo 3 Mj, 2 Mj, 1.5 Mj, 1 Mj, 1 Ms y 0.5 Ms, donde Mj representa la masa de Júpiter y Ms la masa de Saturno, las masas elegidas en cada caso. Dividimos nuestro análisis en dos áreas: el rol dinámico del gigante como perturbador masivo del sistema, y el rol del gigante en la formación de planetas potencialmente habitables. - Planeta gigante, como perturbador del sistema: estudiamos los cambios que sufre un sistema planetario, en su última etapa de evolución, en el cual se encuentra un único planeta gigante. Analizamos los cambios respecto a la acreción, eyección y supervivencia de los cuerpos del sistema en relación a cada gigante de cada escenario elegido. - Planeta gigante, como indicador de habitabilidad: analizamos en cada escenario como varía la cantidad y el tipo de planeta que logra ubicarse en la zona habitable, al finalizar cada simulación en relación con el planeta gigante considerado. Luego del análisis desarrollado en nuestro trabajo, presentamos los puntos de interés más relevantes: - Los gigantes más masivos de nuestro trabajo, 2 Mj y 3 Mj, son los que remueven más eficientemente embriones ricos en agua, principalmente a partir de eyecciones. - El escenario de 1 Mj parece representar un límite más allá del cual la eficiencia de migración de embriones externos comienza a disminuir. - Los perturbadores de 1 Ms, 1 Mj y 1.5 Mj son los escenarios más permeables, permitiendo el paso de una mayor cantidad de embriones externos al sistema interior, y más eficientes para la formación de mundos de agua en la zona habitable. - La formación de planetas en la zona habitable parece ser un proceso común en todos nuestros escenarios de trabajo, aunque en ninguno se formó un planeta tipo Tierra. - El perturbador de 0.5 Ms es el único que migra hacia el sistema interior en todas las simulaciones. Nos preguntamos cual será el límite para este tipo de comportamiento.