Caos confinado y movimiento angular caótico del atlas, el satélite interior de Saturno | Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society

La dinámica del Sistema Solar exhibe caos e inestabilidad inherentes. Herramientas matemáticas como el exponente característico máximo de Lyapunov (LCE) y el tiempo de Lyapunov (t_I), desempeñan un papel crucial a la hora de proporcionar una comprensión cualitativa del caos dentro de los objetos celestes como los asteroides y las pequeñas lunas. Los cuerpos celestes con tiempos de Lyapunov relativamente pequeños han atraído un gran interés en la investigación debido a sus órbitas estables, un fenómeno conocido como caos estable o confinado. Ejemplos notables incluyen los satélites de Saturno: Atlas, con un tiempo de Lyapunov del orden de 10 años, Prometeo y Pandora. Este trabajo tiene como objetivo estudiar el comportamiento caótico del satélite Atlas y sus relativamente pequeños t_I. Presentamos un enfoque de modelo tridimensional diseñado para aislar la contribución radial del LCE y evaluar su influencia dentro del LCE. Nuestra investigación se centra en el sistema de Saturno, que comprende al propio Saturno, junto con sus satélites Atlas, Prometeo, Pandora y Mimas. Para estimar la contribución radial del LCE, encontramos la proyección del vector radial de un Atlas fantasma (un Atlas ligeramente desplazado) sobre el vector radial del Atlas, lo que nos permite calcular la diferencia entre los vectores radiales. Esta metodología permite estimar la contribución radial del LCE y calcular el tiempo de Lyapunov. En particular, nuestros resultados demuestran que las órbitas permanecen confinadas incluso para tiempos de integración mayores que t_I. Además, investigamos el comportamiento temporal de la posición angular del Atlas en su órbita, lo que potencialmente arroja luz sobre la dinámica angular caótica.