05/Jul/19 – Evidências dinâmicas para uma instabilidade precoce no Sistema Solar (Rafael Ribeiro, UNESP)

A estrutura dinâmica do Sistema Solar pode ser explicada por um período de instabilidade orbital experienciada pelos planetas gigantes. Enquanto a instabilidade tardia foi originalmente proposta para explicar o bombardeio tardio, trabalhos mais recentes sugerem que a instabilidade precoce também pode explicar os vínculos observacionais. Aqui nós modelamos a evolução dinâmica primordial do Sistema Solar externo para de uma forma autoconsistente vincular o tempo de instabilidade dos planetas gigantes. Nós primeiro simulamos o esculpimento dinâmico do disco primordial externo durante a acreção de Urano e Netuno a partir embriões planetário que migram, durante a fase de gás do disco protoplanetário, e determinamos a separação entre Netuno e a borda interna do disco de planetesimais. Nós realizamos simulações com diferentes histórias de migração para Júpiter (migração interna ou externa). Nós encontramos que, ao menos que Júpiter migrasse internamente por mais de 10 unidades astronômicas ou mais, a instabilidade tem uma probabilidade maior que 75 por cento de ser atingida dentro de 136 milhões de anos da dissipação do disco de gás e bastante provável de ter acontecido mais cedo que isso (com uma curva mediana de instabilidade sendo de 36.78 para 61.5 milhões de anos). Existem dois possíveis gatilhos para a instabilidade. Um deles é uma instabilidade provocada pelos próprios planetas, com nenhuma influência apreciável do disco de planetesimais. Cerca de 50 por cento dos sistemas planetários que consideramos tem uma instabilidade gatilhada por eles próprios (auto gatilhada instabilidade). Destes, o tempo de instabilidade tem uma mediana de aproximadamente 4 milhões de anos. Para sistemas estáveis, nosso autoconsistente e esculpido disco de planetesimais provocam uma instabilidade dentro de 500 milhões de anos da dissipação do gás. As simulações que dão os mais tardes tempos de instabilidade são aquelas geradas em simulações com migração de Júpiter a partir de 15 unidades astronômicas ou além, no entanto estas simulações excitam as inclinações dos objetos do cinturão de Kuiper e são inconsistentes com o sistema Solar atual. Nós concluímos em bases dinâmicas que a instabilidade dos planetas gigantes é provável de ter ocorrido bastante cedo na história do Sistema Solar.