Resumen de Tesis Doctoral Estudios de Discos Gaseosos en Sistemas Binarios

Hasta el ano 1995 las teoŕias de formacion planetaria se basaban en nuestro conocimiento de los planetas del Sistema Solar. Ahora hay mas de 300 planetas extrasolares observados a traves de tecnicas de velocidad radial y fotometricas, mostrando una gran variedad de masas, composiciones y parametros orbitales. Comprender como estos planetas se forman y evolucionan en el seno de los discos protoplanetarios es un problema crucial. La interaccion entre el planeta y el disco no se puede estudiar anaĺiticamente y simulaciones numericas son necesarias en este problema. En la primera parte de esta tesis estudiamos la interaccion gravitatoria entre un disco gaseoso y un planeta por medio de simulaciones hidrodinamicas (de Val-Borro et al., 2006). Hemos realizado una comparacion de codigos en el problema de un planeta masivo incrustado en un disco protoplanetario usando vario esquemas numericos. La densidad superficial, vorticidad y perfiles promediados angularmente en funcion del tiempo son comparados. Hay un buen acuerdo entre nuestros codigos para planetas de tamano cercano a Neptuno y Jupiter y discos inviscidos y con viscosidad fisica. Los perfiles de densidad superficial coinciden en un 5% para los esquemas basados en malla, mientras que los codigos de particulas tienen menor resolucion en las zonas de baja densidad y brazos espirales mas debiles. En el segundo articulo estudiamos inestabilidades hidrodinamicas en discos con planetas (de Val-Borro et al., 2007). Se forman vortices cerca del anillo abierto por el planeta en nuestras simulaciones, en acuerdo con los resultados del analisis lineal semi-anaĺitico. Los vortices ejercen una fuerte perturbacion en el planeta cuando se mueve alrededor del disco que puede cambiar la tasa de migracion del planeta. Ademas, la viscosidad del disco puede cambiar debido a la presencia de vortices. Estos estudios tambien son relevantes para entender otros sistemas astrofisicos como variables catacĺismicas y discos de acrecimiento alrededor de agujeros negros estelares La segunda parte de esta tesis estudia el intercambio de material en sistemas simbioticos y binarias T-Tauri cercanas. Estudiamos los efectos dinamicos sobre vientos de estrellas en fases finales debido a la influencia gravitatoria de un companero (de Val-Borro et al., 2009). En particular, investigamos el intercambio de material y la formacion de discos de acrecimiento alrededor de la estrella secundaria en sistemas formados por una estrella en fase AGB y un companero compacto. Los flujos de masa son estudiada en funcion de la tasa de perdida de masa de la estrella donante, temperatura del viento estelar y parametros orbitales. Nuestras simulaciones muestran flujos masivos y tasas de acrecion altas sobre el componente compacto. El intercambio de material a traves de viento estelar en sistemas binarios simbioticos puede explicar la formacion de estrellas quimicamente peculiares o estrellas de Bario. Finalmente, estudiamos lineas de emision de los flujos de acrecimiento sobre los componentes de un sistema binario joven en funcion de la fase orbital (de Val-Borro et al., 2010). Estimamos los perfiles de las lineas de emision usando cuatro componentes procedentes de distintas regiones del material acretado hacia las estrellas desde el disco circumbinario, en acuerdo cualitativo con observaciones de lineas de hidrogeno. En futuros estudios, nuestras simulaciones pueden mejorarse usando un balance energetico mas detallado incluyendo enfriamiento por radiacion y calentamiento por ondas de choque. La retroalimentacion radiativa en particulas de polvo tambien debe ser explorada, ya que puede desempenar un papel importante en el contexto de sistemas simbioticos. Los resultados de estas simulaciones podran servir como base para realizar futuras comparaciones con observaciones de sistemas binarios.