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Formas de equilíbrio e geologia de objetos transnetunianos

Transneptunian Objects (TNOs) are small bodies of the Solar System; they can be seen as spinning bodies under the influence of self-gravity, spin-related forces and tidal forces, classically considered to have fluid behaviour and, therefore, assume fluid equilibrium shapes. However, they are compose...

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Autor principal:	Branco, Hely Cristian
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Cosmologia Sistema solar Asteróides Asteróides - Órbitas Cosmogonia Cosmology Solar system Asteroids Asteroids - Orbits Cosmogony CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA Física
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5035
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id	riut-1-5035
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spelling	riut-1-50352020-06-27T06:01:27Z Formas de equilíbrio e geologia de objetos transnetunianos Equilibrium shapes and geology of transneptunian objects Branco, Hely Cristian Ribas, Felipe Braga https://orcid.org/0000-0003-2311-2438 http://lattes.cnpq.br/4507592951614239 Guedes, Carlos Conforti Ferreira http://lattes.cnpq.br/9951288549021320 Ribas, Felipe Braga https://orcid.org/0000-0003-2311-2438 http://lattes.cnpq.br/4507592951614239 Santos, Jean Carlo http://lattes.cnpq.br/8321655302577819 Cosmologia Sistema solar Asteróides Asteróides - Órbitas Cosmogonia Cosmology Solar system Asteroids Asteroids - Orbits Cosmogony CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA Física Transneptunian Objects (TNOs) are small bodies of the Solar System; they can be seen as spinning bodies under the influence of self-gravity, spin-related forces and tidal forces, classically considered to have fluid behaviour and, therefore, assume fluid equilibrium shapes. However, they are composed by geological materials that rarely behaves as fluids; thus, the use of geological criteria to analyse the shapes assumed by these objects when in equilibrium, i.e. their equilibrium shape, is required, resulting in more accurate understanding of their nature. This work proposes using the method described by Holsapple (2004) to evaluate the equilibrium state of small bodies. The TNOs Haumea, Quaoar and 2003 VS2, the centaurs Chariklo and 2002 GZ32, and the asteroids Ceres, Vesta and Lutetia were studied. Their shape (determined with high accuracy through the use of stellar occultations and data collected by space probes), rotation period and density (whenever available) were used to determine: i) if the object is in equilibrium; ii) if it presents fluid behaviour or if it has some type of internal resistance to deformation; and iii) the geological implications of this. In the absence of mass values, as is the case for 2003 VS2, Chariklo and 2002 GZ23, the method was used to infer the object’s density, under the assumptions that it presents fluid behaviour and is in equilibrium. All objects were found to be in equilibrium, but with shapes usually different than the fluid case (i.e. Maclaurin and Jacobi ellipsoids). It was shown that the material’s behaviour is an indicative of the possible internal composition and structure of an object, what is closely related to geological processes that took and are taking place on it; it allows the understanding, at least in general terms, of their geological history and evolution through the use of models and analogs. In addition to that, TNOs and other icy worlds present unique environments, very different than anything on Earth; they can be seen as huge real-life laboratories, possibly containing a vast number of geological processes unique to them and capable of changing some of the current paradigms of this field of science. Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Objetos Transnetunianos (TNOs) são corpos menores do Sistema Solar; podem ser vistos como objetos sob a ação de auto-gravidade, forças relacionadas a rotação e forças de maré, classicamente considerados como de comportamento fluido e, portanto, assumindo formas de equilíbrio fluidas. Contudo, eles são compostos por materiais geológicos, que raramente comportam-se como fluidos; logo, o uso de critérios geológicos para analisar as formas assumidas por esses objetos quando em equilíbrio, i.e. formas de equilíbrio, é necessário, resultando em uma melhor compreensão de suas propriedades. O presente trabalho propõe a utilização do método descrito por Holsapple (2004) para a avaliação do estado de equilíbrio de corpos menores. Foram estudados os TNOs Haumea, Quaoar e 2002 VS2, os centauros Chariklo e 2002 GZ32, e os asteróides Ceres, Vesta e Lutetia. Suas formas (determinadas com alta precisão a partir de ocultações estelares ou dados coletados por sondas espaciais), período de rotação e densidade (quando disponível) foram usados para determinar: i) se o objeto está em equilíbrio; ii) se apresenta comportamento fluido ou se tem algum tipo de resistência a deformação; e iii) as implicações geológicas dessas conclusões. No caso da ausência de valores de massa, como é o caso para 2003 VS2, Chariklo e 2002 GZ32, o método foi usado para se obter uma estimativa da densidade, partindo do pressuposto de que apresentam comportamento fluido e estão em equilíbrio. Concluiu-se que todos os objetos avaliados estão em equilíbrio, porém com formas usualmente diferentes do caso fluido (i.e. elipsóides de Maclaurin e Jacobi). Foi demonstrado que o comportamento dos materiais é um indicativo da possível composição e estruturação interna de um objeto, o que está diretamente relacionado aos processos geológicos que atuaram e atuam neles; isso permite entender, ao menos em termos gerais, sua história e evolução geológicas a partir do uso de modelos e de análogos. Além disso, TNOs e outros mundos gelados contém ambientes únicos, muito diferentes de tudo visto na Terra; eles podem ser vistos como grandes laboratórios em escala real, possivelmente contendo um grande número de processos geológicos únicos à eles e capazes de mudar alguns dos paradigmas atuais nesse campo da ciência. 2020-06-26T20:45:20Z 2020-06-26T20:45:20Z 2020-04-15 masterThesis BRANCO, Hely Cristian. Formas de equilíbrio e geologia de objetos transnetunianos. 2020. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5035 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia UTFPR
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description	Transneptunian Objects (TNOs) are small bodies of the Solar System; they can be seen as spinning bodies under the influence of self-gravity, spin-related forces and tidal forces, classically considered to have fluid behaviour and, therefore, assume fluid equilibrium shapes. However, they are composed by geological materials that rarely behaves as fluids; thus, the use of geological criteria to analyse the shapes assumed by these objects when in equilibrium, i.e. their equilibrium shape, is required, resulting in more accurate understanding of their nature. This work proposes using the method described by Holsapple (2004) to evaluate the equilibrium state of small bodies. The TNOs Haumea, Quaoar and 2003 VS2, the centaurs Chariklo and 2002 GZ32, and the asteroids Ceres, Vesta and Lutetia were studied. Their shape (determined with high accuracy through the use of stellar occultations and data collected by space probes), rotation period and density (whenever available) were used to determine: i) if the object is in equilibrium; ii) if it presents fluid behaviour or if it has some type of internal resistance to deformation; and iii) the geological implications of this. In the absence of mass values, as is the case for 2003 VS2, Chariklo and 2002 GZ23, the method was used to infer the object’s density, under the assumptions that it presents fluid behaviour and is in equilibrium. All objects were found to be in equilibrium, but with shapes usually different than the fluid case (i.e. Maclaurin and Jacobi ellipsoids). It was shown that the material’s behaviour is an indicative of the possible internal composition and structure of an object, what is closely related to geological processes that took and are taking place on it; it allows the understanding, at least in general terms, of their geological history and evolution through the use of models and analogs. In addition to that, TNOs and other icy worlds present unique environments, very different than anything on Earth; they can be seen as huge real-life laboratories, possibly containing a vast number of geological processes unique to them and capable of changing some of the current paradigms of this field of science.
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