Doutorado: Marés de equilíbrio em planetas e estrelas

 

A maioria das aplicações atualmente feitas usando teorias de marés de equilíbrio são baseadas no uso de defasagens de maré ad hoc. Nos casos de aplicações feitas com a teoria clássica de Darwin, por exemplo, a previsão para o estagio final da evolução rotacional é o sincronismo para o caso de órbitas circulares e o supersincronismo para órbitas excêntricas (onde o excesso de rotação em relação ao sincronismo é dado por 6ne2, onde n é o movimento orbital médio e e é a excentricidade orbital). Recentemente, uma formulação para marés de equilíbrio que considera uma solução linearizada da equação de Navier-Stokes foi feita no IAG (ver Ferraz-Mello 2013, 2015). A teoria permite a descrição de marés de equilíbrio tanto em corpos rígidos (como super-Terras) quanto em corpos gasosos (como mini-Netunos e Júpiteres quentes) ajustando apenas um parâmetro, que é o coeficiente de viscosidade uniforme eta. A primeira versão da teoria da maré de fluência (ou seja, a versão proposta em Ferraz-Mello 2013, 2015) foi baseada em uma expansão em série da chamada equação de fluência. Nessa estrutura, a taxa de rotação do corpo deformado por maré foi considerada constante ao resolver a equação de fluência. Em seguida, a taxa de rotação foi evoluída considerando a expressão de torque relacionada às interações de maré. Este método não é consistente quando se trata da evolução da taxa de rotação do corpo deformado por maré. Uma das consequências de considerar a taxa de rotação constante para o corpo ao resolver a equação da fluência é que as librações da taxa de rotação no regime de rotação síncrona são muito pequenas para corpos rígidos. Este resultado é inconsistente com a amplitude de libração da taxa de rotação e o ângulo de defasagem das marés dos satélites planetários do Sistema Solar. Uma nova formulação da teoria da maré de fluência foi proposta em Folonier et al. (2018). A nova versão da teoria leva a um tratamento consistente da dinâmica de rotação do corpo deformado por maré, onde librações forçadas em torno da solução síncrona (que são características no caso de corpos rígidos, como super-Terras e satélites planetários) são reproduzidas. Além disso, a nova versão da teoria da maré de fluência permite um estudo da figura de equilíbrio do corpo deformado por maré de uma maneira muito mais simples do que a versão anterior da teoria. Nesta tese, apresentamos aplicações da teoria das marés de fluência a vários casos, onde são considerados tanto planetas gigantes gasosos quanto planetas rígidos semelhantes à Terra. Também discutimos em detalhes as diferenças entre a primeira versão da teoria da maré de fluência (ver Ferraz-Mello 2013, 2015) e a nova versão (ver Folonier et al. 2018).