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Instituto de Astronomía
Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías
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Datos curatoriales
Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)
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Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
DGAPA:PAPIIT:IN106212
Datos del proyecto
Fricción dinámica en medios gaseosos
Francisco Javier Sánchez Salcedo
2012
IN106212
Instituto de Astronomía
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Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías
Astronomía
Magnetohidrodinámica
a) Proyectos de investigación
La interaccion gravitacional de un objeto masivo en movimiento a traves_x000D_ de un medio compuesto de particulas genera una estela de sobredensidad_x000D_ en el medio. Esta estela genera a su vez un fuerza de reaccion sobre_x000D_ el objeto que le hace perder momento, es decir, lo frena. Para un_x000D_ satelite en orbita circular, este efecto de friccion dinamica_x000D_ le genera una torca negativa la cual le produce una perdida_x000D_ de momento angular, por lo que su orbita evolucionara trazando una_x000D_ espiral en caida hacia el centro. Se cree que este fenomeno es_x000D_ responsable, al menos en parte, de la fusion de las galaxias, del_x000D_ acercamiento orbital de los agujeros negros en las partes centrales_x000D_ de las galaxias en fusion, del frenado de estrellas binarias en_x000D_ envolventes comunes, de la segregacion de las estrellas mas masivas en_x000D_ cumulos jovenes o de la migracion de los planetas en discos_x000D_ protoplanetarios. En el presente proyecto proponemos abocarnos al_x000D_ estudio de la friccion dinamica sobre un objeto gravitacional_x000D_ moviendose en un medio gaseoso._x000D_ Nuestro objetivo sera el de encontrar expresiones analiticas_x000D_ de la fuerza de friccion dinamica y su dependencia con las diferentes_x000D_ variables del problema cuando se incluyen otros ingredientes fundamentales_x000D_ que habitualmente se ignoran en los estudios analiticos. Estos_x000D_ ultimos usan localmente la formula de la fuerza que se deriva_x000D_ suponiendo un medio homogeneo e infinito y que el perturbador tiene_x000D_ movimiento rectilineo y velocidad constante. Queremos proveer formulas_x000D_ mas precisas y completas del fenomeno de frenado y, al mismo tiempo,_x000D_ que sirvan como herramienta para facilitar la interpretacion de_x000D_ simulaciones numericas mas sofisticadas y costosas como para barrer_x000D_ el espacio de parametros. Pretendemos investigar el efecto_x000D_ de que el medio este magnetizado, de que el perturbador se mueva_x000D_ en movimiento no rectilineo, de que el perturbador no se mueva a_x000D_ velocidad constante sino en movimiento armonico. Estos efectos se_x000D_ estudiaran tanto en un medio de fondo homogeneo e infinito como para_x000D_ el caso en que el perturbador se mueve en una distribucion de masa_x000D_ muy achatada (tipo disco). El estudio se hara para un medio sin campo_x000D_ magnetico y para un medio magnetizado uniformemente. Tambien se_x000D_ cuantificara la friccion sobre un sistema binario cuyo centro de_x000D_ masas se desplaza en un medio gaseoso homogeneo en el espacio_x000D_ tridimensional, para el caso de que el campo magnetico sea despreciable_x000D_ y para el caso de un medio magnetizado._x000D_ _x000D_
En muchos casos, se necesita tener una estimacion de la friccion_x000D_ dinamica para interpretar las observaciones. En otros, el efecto de _x000D_ la friccion dinamica se incluye a traves de expresiones o recetas _x000D_ semiempiricas. Por ejemplo, los modelos semianaliticos de la historia_x000D_ de la acrecion jerarquica de galaxias usan recetas para la friccion _x000D_ dinamica para estimar la escala de tiempos en que dos galaxias van _x000D_ a fusionar. Tambien se hace necesaria una receta analitica del tiempo _x000D_ de fusion en modelos de evolucion de la poblacion de agujeros negros _x000D_ con el corrimiento al rojo (Tanaka & Haiman 2009). Por ultimo, cabe _x000D_ mencionar la gran utilidad de disponer de formulas de la fuerza de _x000D_ friccion para el estudio e interpretacion de la evolucion de planetas_x000D_ en discos (vease la discusion de Papaloizou 2002)._x000D_ _x000D_ Mientras que los resultados de Chandrasekhar (1943) y Ostriker (1999)_x000D_ son simples y proporcionan una buena descripcion fisica del problema, _x000D_ los medios en los que estan sumergidos los perturbadores son, _x000D_ en general, no uniformes, ya que presentan gradientes espaciales, _x000D_ los perturbadores suelen seguir una trayectoria curvilinea y el _x000D_ modulo de la velocidad no es constante. En el caso particular que nos _x000D_ ata~ne de un medio ambiente gaseoso, es bien sabido que los campos _x000D_ magneticos permean esencialmente cualquier sistema astrofisico _x000D_ con tal de que el gas este ligeramente ionizado._x000D_ _x000D_ Si bien existen simulaciones que incluyen muchos ingredientes_x000D_ (como estratificacion) y procesos fisicos, la exploracion de la _x000D_ dependencia de los resultados al variar los parametros es muy _x000D_ costosa (e.g., Ricker & Taam 2011). En este proyecto planteamos _x000D_ estudiar la friccion dinamica en un medio gaseoso, incluyendo _x000D_ otros ingredientes que se han ignorado en estudios previos, con el _x000D_ fin de obtener expresiones y dependencias con las diferentes variables _x000D_ del problema mas precisas y completas del fenomeno de frenado y, _x000D_ al mismo tiempo, que sirvan como herramienta para facilitar la _x000D_ interpretacion de simulaciones numericas mas sofisticadas._x000D_ Una lista de las aplicaciones astrofisicas de la friccion_x000D_ dinamica la dimos en la Seccion de Antecedentes. _x000D_
Información general
Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). %%Fricción dinámica en medios gaseosos%%, Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En %%Portal de datos abiertos UNAM%% (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN106212
Fecha de actualización: 2017-03-13 00:00:00.0
Fecha de consulta:
@publication_policy@
Para más información sobre los Proyectos PAPIIT, favor de escribir a: Dra. Claudia Cristina Mendoza Rosales, directora de Desarrollo Académico (DGAPA). Correo: ccmendoza #para# dgapa.unam.mx