Trabalho III - Cometas arranha-sol - Astronomia de sistemas planetários

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Natureza dos Cometas Arranha Sol
Aluno: Nicholas Jaekel Lopes - Matr´ıcula: 00260680
IF - Departamento de Astronomia
UFRGS
22 de novembro de 2016
Resumo
Cometas sa˜o pequenos objetos gelados do sistema solar, que, ao passarem
perto do Sol, aquecem e exibem uma atmosfera vis´ıvel e uma cauda. Estes fenoˆmenos
sa˜o causados pela radiac¸a˜o do Sol sobre o nu´cleo gelado do cometa. O foco do pre-
sente trabalho e´ estudar a natureza dos cometas Arranha Sol (Kreutz e cometas Hi-
perbo´licos) atra´ves dos dados contidos em (1). Cometas Arranha Sol sa˜o uma classe
de cometas que passam muito pro´ximos do Sol em seu perie´lio, geralmente alguns
poucos milho˜es de kiloˆmetros. Possuem uma excentricidade orbital muito grande e
longos periodos de translac¸a˜o.
1 Introduc¸a˜o
Desde o inicio dos tempos, cometas foram observados e registrados por muitas cul-
turas. Cometas geralmente teˆm o´rbitas el´ıpticas altamente exceˆntricas e possuem uma
ampla gama de per´ıodos orbitais, que va˜o desde poucos anos para, potencialmente, alguns
milho˜es de anos. Cometas de curto per´ıodo tem origem no cintura˜o de Kuiper, que se
encontra ale´m da o´rbita de Netuno. Ja´ os cometas de longo per´ıodo, supo˜e-se que se
originam na Nuvem de Oort, uma nuvem esfe´rica de corpos gelados que se estende de fora
do cintura˜o de kuiper ate´ os limites do sistema Solar. Cometas de longo per´ıodo sa˜o dire-
cionados para o Sol a partir da nuvem de Oort por perturbac¸o˜es gravitacionais causadas
pela passagem de estrelas e mare´s gala´cticas. Cometas hiperbo´licos podem passar uma vez
atrave´s do Sistema Solar interior antes de serem arremessados para o espac¸o interestelar.
Um cometa arranha-sol e´ um cometa que passa muito perto do Sol no perie´lio,
a`s vezes dentro de alguns milhares de quiloˆmetros da superf´ıcie do Sol. Embora pequenos
cometas rasantes possam evaporar completamente durante uma passagem ta˜o perto do
Sol, cometas maiores podem sobreviver a muitas passagens de perie´lio. No entanto, a
evaporac¸a˜o forte e forc¸as de mare´ a que esta˜o sujeitos, podem muitas vezes levar a` sua
fragmentac¸a˜o. Ate´ a de´cada de 1880, pensava-se que todos os cometas brilhantes perto do
Sol eram o retorno repetido de um u´nico cometa arranha-sol. Enta˜o, o astroˆnomo alema˜o
Heinrich Kreutz determinou que, em vez do retorno do mesmo cometa, cada aparic¸a˜o era
um cometa diferente, mas cada um deles foi relacionado a um grupo de cometas que se
separaram uns dos outros, em regio˜es do sistema Solar.
Os cometas Arranha Sol mais famosos sa˜o os cometas de Kreutz, que se ori-
ginam de um cometa gigante que se dividiu em muitos cometas menores durante a sua
1
primeira passagem pelo Sistema Solar interior. Um cometa extremamente brilhante visto
por Aristo´teles e Ephorus em 371 AC e´ um poss´ıvel candidato para este ”cometa pai”.
Neste trabalho iremos discutir e comparar a natureza dos cometas de Kreutz com os
cometas hiperbo´licos, atra´ves dos dados de seus perie´lios e suas inclinac¸o˜es.
2 Origem e Ana´lise de dados
Os dados utilizados nesse trabalho sa˜o frutos de diversas pesquisas e misso˜es do
campo da astrof´ısica contemporaˆnea, que foram compilados e fornecidos pelo professor
durante as aulas ao longo do semestre letivo. A partir dos dados contidos em (1), foram
elaborados gra´ficos com os cometas pedidos no enunciado do trabalho 3 (Great Comet
of 1843, Great Comet of 1910, Ikeya Seki (1965), Lovejoy (2011)), com os cometas de
Kreutz e com os cometas hiperbo´licos, graficando o perie´lio versus a inclinac¸a˜o da orbita
do cometa, para fins de comparac¸a˜o e analise entre a natureza dos dois tipos de cometa.
 1
 10
 100
 1000
 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10
In
cl
in
ac
ao
Perielio
Cometas de Kreutz
Cometas pedidos
Cometas hiperbolicos
O gra´fico acima foi construido utilizando escala logaritmica para facilitar a ana-
lise dos dados e entender a maneira que eles se organizam no plano coordenado. Como e´
possivel visualizar no gra´fico construido a partir dos 216 dados fornecidos em (1), temos
duas regio˜es majoritarias no plano, uma que engloba os cometas de Kreutz e outra que
engloba os cometas hiperbo´licos. Esses dois agrupamentos no plano podem nos que cada
um dos tipos de cometas possui uma origem distinta no sistema solar, com paraˆmetros
singulares de cada regia˜o.
3 Discussa˜o
A partir dos dados fornecidos e do grafico constru´ıdo a partir deles, e´ possivel es-
tabelecer uma discussa˜o a cerca da natureza de formac¸a˜o dos cometas de Kreutz e os
cometas hiperbo´licos. Como e´ sabido, os cometas de Kreutz provem de um grande cometa
que foi rompido em sua primeira passagem no sistema solar interior, ja´ os cometas de
o´rbita hiperbo´lica proveˆm da nuvem de Oort, esses, sa˜o ejetados atra´ves de perturbac¸o˜es
gravitacionais e apresentam longo periodo de translac¸a˜o. Como os dois tipos de cometa
proveˆem de regio˜es distintas do sistema solar, seria esperado que tivessem paraˆmetros
caracteristicos que evidenciassem essa origem distinta.
Como foi possivel visualizar no gra´fico elaborado, os paraˆmetros analisados su-
gerem claramente que os dois tipos de cometas diferem bastante entre si, formando dois
agrupamentos no plano, que possivelmente nos indicam que os cometas de Kreutz e os
cometas de orbita hiperbo´lica, de fato, possuem uma regia˜o de formac¸a˜o distinta, ou seja,
naturezas diferentes. Pore´m, para podermos inferir sobre a natureza dos dois tipos de
cometa a partir de dados com certa propriedade, seria necessa´rio mais analises, com um
nu´mero maior de dados e de paraˆmetros utilizados.
4 Conclusa˜o
Para discutir mais incisivamente sobre a natureza dos cometas de Kreutz e dos
cometas de o´rbita hiperbo´lica, poratanto, seria necessa´rio term mais parametros e dados a
serem utilizados. Pore´m, com os dados que foram fornecidos, ja´ foi possivel fazer algumas
presunc¸o˜es a cerca da natureza dos tipos de cometas estudados, confirmando a teoria
conhecida a respeito da natureza dos cometas de Kreutz e dos cometas de o´rbita hiperbo´lica
Refereˆncias
[1] BICA, E.L Sistema Solar Atualizado IV - (Versa˜o 08/10/2015)