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Evolução das luas de Marte por maré: destruição e queda de satélites em Marte e suas implicações para a missão MMX/JAXA

Processo: 21/07181-7
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2021
Vigência (Término): 31 de agosto de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astronomia do Sistema Solar
Pesquisador responsável:Silvia Maria Giuliatti Winter
Beneficiário:Gustavo Oliveira Madeira
Supervisor: Sébastien Charnoz
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Local de pesquisa: Institut de physique du globe de Paris, França  
Vinculado à bolsa:18/23568-6 - Cenários para a formação dos arcos de Netuno e dos grandes satélites dos gigantes gasosos, BP.DR
Assunto(s):Exploração espacial   Satélites   Marte
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:composição | Deimos | Fobos | Marte | Satélites | Marte

Resumo

Com chegada esperada para 2023 ao sistema de Marte, a missão Martian Moon eXploration (MMX) da agência JAXA irá realizar um estudo observacional e geológico completo do sistema marciano. A missão, que também coletará amostras da superfície de Fobos, busca responder uma principal questão: Como as luas de Marte, Fobos e Deimos, se formaram? Modelos propõem a formação destes em um disco de detritos, ao qual, por sua vez, teria sido gerado por meio de um energético impacto entre um impactor externo e Marte. De acordo com este cenário, o material gerado no impacto seria depositado em um disco quase-circular e equatorial, confinado, em sua maior parte, dentro do limite de Roche do planeta. Tal disco se espalharia em direção contrária ao planeta devido ao espalhamento viscoso, levando a formação de satélites porosos (do tipo rubble-pile) próximo ao limite de Roche. Desta forma, devido a um intricado balanço entre a migração externa sofrida pelo satélite, resultante da interação disco-satélite, e a migração interna devido a maré de Marte, acredita-se que satélites são continuamente destruídos e recriados próximo ao limite de Roche do Marte. Assim, Fobos e Deimos corresponderiam a última geração destes corpos. Neste trabalho, nós propomos a análise da validade deste cenário de formação por meio de considerações dinâmicas e das implicações que este teria no sistema de Marte, em especial, na composição de Fobos. Nós simularemos numericamente um satélite do tipo rubble-pile próximo ao limite de Roche de Marte sob os efeitos da maré planetária, considerando diferentes composições para o corpo. Assim, analisaremos se o satélite é de fato destruído e de que forma se dá a evolução orbital do material produzido na destruição. De fato, buscaremos verificar se o material é perdido na superfície do planeta, de modo a poder responder a questão a respeito do destino do disco de detritos e da inexistência de anéis ao redor de Marte. Também buscaremos verificar quais as marcas geradas por este material na superfície do planeta. A composição química dos satélites formados pelo reagrupamento de material no limite de Roche será também analisada. Nosso estudo é proposto com o objetivo de se obter conclusões a respeito da composição dos satélites de Marte e do sistema marciano em geral. O projeto será realizado em contato com membros da comissão científica da missão MMX e nossos resultados serão utilizados na determinação das observações da missão. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MADEIRA, G.; WINTER, S. M. GIULIATTI; RIBEIRO, T.; WINTER, O. C.. Dynamics around non-spherical symmetric bodies - I. The case of a spherical body with mass anomaly. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 510, n. 1, p. 1450-1469, . (16/24561-0, 21/07181-7, 18/23568-6)
MADEIRA, GUSTAVO; CHARNOZ, SEBASTIEN; HYODO, RYUKI. Dynamical origin of Dimorphos from fast spinning Didymos. ICARUS, v. 394, p. 10-pg., . (18/23568-6, 21/07181-7)
MADEIRA, GUSTAVO; CHARNOZ, SEBASTIEN; ZHANG, YUN; HYODO, RYUKI; MICHEL, PATRICK; GENDA, HIDENORI; GIULIATTI WINTER, SILVIA. Exploring the Recycling Model of Phobos Formation: Rubble-pile Satellites*. ASTRONOMICAL JOURNAL, v. 165, n. 4, p. 22-pg., . (18/23568-6, 21/07181-7, 16/24561-0)

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