Resulta interesante estudiar la remoción de las partículas que constituyen las poblaciones externas de cuerpos menores asociadas a fuertes eventos de inestabilidades dinámicas, don- de dos planetas excéntricos son los sobrevivientes. En particular, es relevante analizar tales reservorios asociados a diferentes blancos estelares.
Como hemos visto en el Capítulo 5, la supervivencia de las poblaciones externas de cuer- pos menores dependerá, en principio, de cuanto dure el evento de inestabilidad dinámica y de las propiedades orbitales de los perturbadores sobrevivientes. Si la duración del evento es lo suficientemente larga, puede conducir a excitaciones en las excentricidades de las partículas y así ser removidas del sistema, ya sea por una colisión o por una eyección. Una vez finali- zada las inestabilidades dinámicas entre planetas, la supervivencia pasará a depender de las propiedades orbitales de los planetas sobrevivientes.
A partir de nuestras simulaciones, realizamos curvas de supervivencia que nos indican el porcentaje de partículas sobrevivientes en función del tiempo. En efecto, tales curvas son ilustradas en los paneles superior, medio e inferior de la Fig. 7.5, los cuales representan los sistemas asociados a estrellas de 0.5 M⊙, 1M⊙y 1.5 M⊙, respectivamente. Los cuadrados sobre
cada una de las curvas representan el tiempo en el cual uno de los planetas fue removido, quedando el sistema configurado por dos planetas gigantes.
De la Fig. 7.5, notamos que cuanto más masiva es la estrella, es posible observar tiempos de inestabilidades dinámicas más largos. En efecto, por un lado para sistemas alrededor de estrellas de 0.5 M⊙ el tiempo de inestabilidad dinámica finaliza antes de los 100 000 años.
Por otra parte, el tiempo de inestabilidad termina antes de los 3.2 Ma para aquellos sistemas asociados a estrellas de 1 M⊙. Finalmente, para sistemas alrededor de estrellas de 1.5 M⊙
finalizan antes de los 7 Ma. Vale la pena notar, en términos generales que la duración de la inestabilidad dinámica es más corta que aquella obtenida en los sistemas donde un único planeta es el sobreviviente (ver Fig. 5.8 del Capítulo 5).
7.3. Poblaciones de cuerpos menores resultantes
0
20
40
60
80
100
1000 10000 100000 1×106
1×107
1×108
1.5 Masas SolaresPorcentaje
t (años)
0
20
40
60
80
1 Masa SolarPorcentaje
0
20
40
60
80
100
0.5 Masas SolaresPorcentaje
Figura 7.5. Evolución temporal de partículas en sistemas que sufrieron eventos de disper-
sión planetaria en donde dos planetas sobrevivieron a dicho evento. Los cuadrados sobre cada curva representa el tiempo en el que las inestabilidades de los planetas gigantes termi- nan con la remoción de uno de ellos. Las curvas de remoción de cada una de las 13, 10 y 30 simulaciones realizadas para estrellas de 0.5 M⊙ (panel superior), 1 M⊙ (panel medio) y 1.5
En términos generales nuestros resultados muestran 1- Sistemas asociados a estrellas de 0.5 M⊙
• La supervivencia de las partículas que componen los reservorios externos durante el evento de fuertes inestabilidades dinámicas resulta ser mayor al 84.2 %. En efec- to, en estos sistemas las inestabilidades dinámicas no juegan un papel dominante en la remoción del material.
• Una vez finalizada la fase de la inestabilidad dinámica, la supervivencia de las partículas disminuye por efectos de los planetas excéntricos sobrevivientes. La remoción causada por los perturbadores excéntricos, en términos generales, resulta ser ligeramente mayor que la provocada durante la fase de las inestabilidades. • En términos generales, ambos factores remueven menos del 50 % de las partícu-
las que componen los reservorios, con la excepción de la curva amarilla donde sobrevive sólo el 9.5 % de la población inicial.
2- Sistemas asociados a estrellas de 1 M⊙
• La supervivencia de las partículas que componen los reservorios externos durante la fase de fuertes inestabilidades dinámicas abarca un amplio rango desde un 17.8 % hasta 98 %.
• Una vez finalizada la fase de la inestabilidad, la supervivencia de las partículas disminuye por efectos de los dos planetas sobrevivientes. A partir de las curvas ilustradas en el panel medio, podemos ver que los efectos de los planetas resulta ser relevante ya que remueven significativamente las partículas de los reservorios. En particular, la supervivencia de las partículas a los 10 Ma abarca un rango entre 0.9 % y 53.6 % respecto de la población inicial. Sin embargo, la supervivencia a 100 Ma se encuentra entre 0.2 % y un 34.4 % de la población original. Vale la pena notar, que el efecto de los dos planetas sobre la remoción de las partículas resulta ser dominante frente a la remoción generada por el evento de inestabilidad. • En término generales, ambos efectos remueven más del 80 % del material de los
reservorios. En particular, el porcentaje de las partículas que sobreviven sobre escalas de tiempo de 10 Ma es inferior al 53.6 %, mientras que a 100 Ma es menor al 4 % en 7 de 10 simulaciones.
3- Sistemas asociados a estrellas de 1.5 M⊙
• La supervivencia de los reservorios externos durante el evento de fuertes inesta- bilidades dinámicas resulta ser muy variada. En particular, la supervivencia de las partículas abarca entre un 7.6 % y 81 % de la población inicial. En efecto, en 22 de 30 simulaciones el evento de inestabilidad remueve más de la mitad de la población inicial.
• Una vez finalizada la fase de la inestabilidad, la supervivencia de las partículas, se ve reducida debido a efectos de los dos planetas sobrevivientes. Podemos ver los efectos de los perturbadores a partir de las curvas ilustradas en el panel inferior. En particular, la supervivencia de las partículas a 10 Ma abarca un rango entre 4.5 % y 28.8 % respecto de la población inicial. Sin embargo, la supervivencia a 100 Ma se encuentra entre 0.1 % y un 9.8 % respecto de la población original.