Fuentes Potenciales del agua terrestre en la región cercana a Júpiter Esmeralda Mallada y Julio A. Fernández Depto de Astronomía-Facultad de Ciencias XI.

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1 Fuentes Potenciales del agua terrestre en la región cercana a Júpiter Esmeralda Mallada y Julio A. Fernández Depto de Astronomía-Facultad de Ciencias XI COLOQUIO BRASILEIRO DE DINÁMICA ORBITAL

2 El agua de los océanos terrestres Ni la atmósfera ni los océanos terrestres son primordiales.Ni la atmósfera ni los océanos terrestres son primordiales. Se pensaba que una lluvia de cometas había proporcionado el agua de los océanos.Se pensaba que una lluvia de cometas había proporcionado el agua de los océanos. La proporción deuterio/hidrógeno en los océanos terrestres es menor que en los cometas en que fue medida.La proporción deuterio/hidrógeno en los océanos terrestres es menor que en los cometas en que fue medida.

3 Se observa que la abundancia de Deuterio es doble en los cometas en que se midió respecto de los océanos terrestres.

4 Buscando progenitores... En el disco de polvo y gas del que se formaron los planetas el agua sólo condensó a partir de una distancia al protosol de cerca de 3 UA, a esa distancia estaría la llamada línea de nieve. La proporción D/H en esa zona debió ser más parecida a la de la Tierra que la de la zona en que se formaron los cometas. Para que la proporción de deuterio se reduzca es necesario que el agua sufra evaporación y nueva condensación.

5 El trabajo consiste en integrar órbitas de partículas testigo, creadas en las zonas apropiadas. Se espera encontrar partículas que colisionen con la Tierra, o que tengan encuentros cercanos con ella, para derivar las probabilidades de colisión.

6 Método de trabajo: se utiliza un integrador en fortran, implementado por Adrián Brunini de La Plata. Es un integrador simpléctico, pero en los encuentros cercanos utiliza la subrutina de Burlisch-Stoer.

7 Dividimos en dos zonas la región entre ~3UA y la órbita de Júpiter. Una angosta zona en torno de la órbita de Júpiter. Entre 4.7 UA y 5.7 UA Un anillo en el borde exterior del cinturón principal de asteroides entre 2.7 UA y 4.95 UA

8 Características de la primera muestra: 200 partículas en la órbita de Júpiter. Elementos orbitales 5.0043 UA< a < 5.4035 UA 0.0388 < e < 0.0576 1.0050º < i < 1.9724º

9 Evolución de la primera muestra: En los primeros dos millones de años las partículas alejadas de los puntos L4 y L5 fueron en su mayoría eyectadas del sistema o colisionaron con algún planeta. De 200 partículas quedan 89, de las que 73 son troyanos. Son duplicadas mediante la variación aleatoria de su posición y velocidad. A 100 millones de años, sobreviven 111 partículas, todas como troyanos. Algunas pocas partículas de las que escapan hacen incursión por el sistema solar interior con alguna probabilidad de encuentro con la Tierra. A 120 millones de años, sobreviven 107 troyanos, uno de los escapados tuvo encuentro con la Tierra a 240 R T

10 Todo a lo largo de la integración las posiciones mostraron este aspecto. Se ha podido comprobar que las partículas que escapan son las de mayor amplitud de variación del ángulo crítico( ).

11 UUU UU Sol Júpiter Trayectoria de la partícula en el sistema móvil Sol - Júpiter L4

12 Sol Júpiter Trayectoria de herradura L4 L5

13 Se nota la varia- ción del período de la oscilación de e antes del ensancha- miento de la osci- lación del ángulo crítico. Antes de ser eyectado su distan- cia perihélica se hace < 2UA.

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30 Conclusiones preliminares de los Troyanos De 200 partículas en la órbita de Júpiter, al cabo de 2 millones de años 73 se habían estabilizado como troyanos. Al ser duplicadas por clonación, con pequeñas variaciones en la posición y la velocidad quedaron integrándose 146 troyanos. Al llegar a los 120 millones de años, quedan 107. De los 39 que escaparon uno colisionó con Júpiter y uno tuvo un encuentro con la Tierra. Una tarea pendiente es analizar la evolución de todos los escapados para derivar la fracción de ellos que hace incursión por el sistema interior. Se observa que varios de los escapados tienen una oscilación periódica de la excentricidad de muy largo período que se hace notoria unos pocos millones de años antes de que se ensanche la oscilación del ángulo crítico. Se estudiará la posibilidad de que esté actuando una resonancia secular.

31 Evolución de la segunda muestra *En 100 millones de años de las 250 partículas iniciales, 24 colisionaron, tres con el Sol, una con Saturno y el resto con Júpiter. Otras 102 fueron eyectadas del sistema, fundamentalmente por la acción de Júpiter. *La Tierra tuvo 78 encuentros con trece partículas, las tres que colisionaron con el Sol y diez de las eyectadas.

32 3 UA < a < 4.5 UA 0.0001 < e < 0.1 0.00005 rad < i <0.1 rad 2.7 UA < q < 4.49955 UA 3.3 UA < Q < 4.95 UA En la figura siguiente se aprecia el vaciamiento entre 4 UA y 4.5 UA y la excitación de la excentricidad Distribución aleatoria, con resultados casi uniformes.

33 Se observa que de las partículas entre 4 y 4.5 UA sólo queda una. Hay otras tres partículas fuera de la órbita de Saturno. 20 millones de años

34 A los 60 millones de años, se nota mayor excitación de la excentricidad. Se mantiene la única partícula entre 4 y 4.5 UA En el espacio a - e

35 En la figura se ve la evolución de la primer partícula que colisionó con el Sol después de tener 5 encuentros con la Tierra. Colisionó con el Sol antes de los 5 millones de años

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37 Partícula que colisionó con el Sol después de siete encuentros con la Tierra

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46 Características de los resultados en Asteroides Todos los asteroides que colisionan con el Sol, sufren previamente encuentros con la Tierra. El parámetro de Tisserand calculado para el sistema Sol Júpiter se hace mucho menor que 3 en estos cuerpos. Ninguno de los que colisionan con Júpiter se encuentra con la Tierra. El parámetro de Tisserand calculado para alguno de estos cuerpos llega a valores muy poco menores de 3. Los otros encuentros de la Tierra son con asteroides cuyo destino es ser eyectados del sistema. Éstos cuerpos tambien reducen el parámetro de Tisserand, por lo que sus probabilidades de colisión con Júpiter se ven reducidas. T=1/a+2sqrt[2q(1-q/2a)] cos i U=sqrt(3-T)

47 Conclusiones *En ambas muestras se encuentran cuerpos que se acercan a la Tierra. *Es necesario ampliar las muestras para obtener resultados estadísticamente significativos *Se hicieron clones de las partículas con mayores probabilidades de encuentro y se está integrando.

48 Composición de fotos de las Leónidas de 2001 (Sobre Uluru) Autores Vic y Jen Winter (ICSTARS Astronomy) (Visible Nebulosa GUM)