Relação entre períoodo sideral e inclinação orbital dos planetas Urano e Netuno

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Relac¸a˜o entre per´ıodo sideral e inclinac¸a˜o orbital dos planetas
Urano e Netuno
Fabio Rasera Figueiredo
Outubro 2015
Resumo
As relac¸o˜es entre inclinac¸a˜o orbital e excentri-
cidade dos sate´lites de Urano e Netuno sa˜o
analisadas neste trabalho, e poss´ıveis seme-
lhanc¸as dos sate´lites destes planetas sa˜o explo-
radas utilizando recursos gra´ficos e a literatura
cient´ıfica.
1 Introduc¸a˜o
Os sate´lites naturais sa˜o corpos celestiais que
orbitam outro corpo prima´rio, de forma que
haja uma relac¸a˜o gravitacional entre ambos. O
sate´lite mais conhecido e estudado ao longo da
histo´ria, e´, caertamente, a Lua, o sate´lite na-
tural da Terra. Galileu Galilei (1564-1642) foi
o primeiro a registrar observac¸o˜es minuciosas
da Lua, tendo como aux´ılio seu telesco´pio re-
frator, cujo ele pro´prio fabricou. Em 1610 pu-
blicou ”Sidereus Nuncius”(”A Mensagem das
Estrelas”)[1], que continha seus desenhos deta-
lhados da superf´ıcie lunar, expondo seu relevo
irregular. Ale´m disso, revelou uma incr´ıvel des-
coberta: os sate´lites de Ju´piter, cujos quais, a
princ´ıpio, Galileu considerou planetas jamais
vistos, devido aos seus movimentos.
O ce´u sempre foi objeto de estudo, pelo
fasc´ınio que causa e pela correlac¸a˜o com os
eventos sazonais da Terra, assim, com o ad-
vento de instrumentos o´ticos as descobertas
surgiram naturalmente, a` medida que os nossos
limites de observac¸a˜o se expandiram. Logo sur-
giram descobertas de sate´lites em outros plane-
tas do Sistema Solar, e hoje isso se estende ate´
os astero´ides, que, inclusive, sa˜o os corpos com
maior nu´mero de sate´lites observados, tendo
cerca de 257 ate´ a data atual e aumentando
gradativamente. Ou seja, os sate´lites sa˜o obje-
tos de intenso estudo para muitos astrof´ısicos e
astroˆnomos, pela extrema quantidade de des-
cobertas e as importantes informac¸o˜es que es-
tes objetos trazem sobre a formac¸a˜o do Sistema
Solar.
A formac¸a˜o dos sate´lites[2] e´ muito diversa,
existem aqueles formados pelo mesmo disco de
acrec¸a˜o protoplaneta´rio do corpo ao qual orbi-
tam, geralmente em o´rbitas pro´ximos do corpo
prima´rio e chamados sate´lites regulares, nes-
tes se incluem os sate´lites interiores[3]; aque-
les formados em regio˜es distantes do corpo
que orbitam e foram posteriormente captura-
dos gravitacionalmente, apresentando o´rbitas
geralmente bastante exceˆntricas e inclinadas
sa˜o chamados sate´lites irregulares; ainda exis-
tem aqueles cuja origem se acredita residir em
uma colisa˜o de dois objetos protoplaneta´rios,
que e´ a teoria na qual a Lua da Terra se en-
caixa.
Nos concentraremos nos sate´lites de Urano
e Netuno, analisando, especificamente, os
paraˆmetros de inclinac¸a˜o e excentricidade das
o´rbitas. Urano e Netuno sa˜o considerados
planetas geˆmeos pela grande quantidade de
propriedades que compartilham, portanto, e´
1
plaus´ıvel esperar alguma semelhanc¸a entre seus
sate´lites. Sera˜o explorados os grupos de
sate´lites e suas origens.
2 Origem e Ana´lise dos Dados
Os dados foram cedidos pelo Prof. Dr. Edu-
ardo Luiz Damiani Bica, do Departamento de
Astronomia da UFRGS. As tabelas a seguir
listam as inclinac¸o˜es orbitais e excentricidades
dos sate´lites de Netuno e Urano, separados por
paraˆmetros de posic¸a˜o e rotac¸a˜o.
Tabela 1: Inclinac¸a˜o orbital e excentricidade dos
sate´lites de Netuno.
Sate´lites de Netuno
Sate´lites Internos
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
4,6910 0,0003
0,1350 0,0002
0,0680 0,0002
0,0340 0,0001
0,2050 0,0014
0,0000 0,0000
0,0750 0,0005
Sate´lites Irregulares (retro´grados)
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
7,0900 0,7507
49,9070 0,1365
34,0490 0,3969
Sate´lites Irregulares (pro´grados)
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
156,8650 0,0000
112,8980 0,2646
137,6790 0,3809
131,2650 0,5714
Tabela 2: Inclinac¸a˜o orbital e excentricidade dos
sate´lites de Urano.
Sate´lites de Urano
Sate´lites Internos
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
0,0848 0,0003
0,1036 0,0099
0,1930 0,0009
0,0060 0,0036
0,1113 0,0001
0,0650 0,0007
0,0590 0,0001
0,0279 0,0001
0,1000 0,0013
0,0310 0,0001
0,0000 0,0012
0,3192 0,0001
0,1335 0,0025
Maiores Sate´lites
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
4,2320 0,0013
0,2600 0,0012
0,2050 0,0039
0,3400 0,0011
0,0580 0,0014
Sate´lites Irregulares (retro´grados)
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
147,4590 0,1459
139,8850 0,1587
141,8730 0,2292
166,2520 0,2200
152,4560 0,5224
146,0170 0,4448
145,8830 0,5914
167,3460 0,3682
Sate´lites Irregulares (pro´grados)
Inclinac¸a˜o orbital (◦) Excentricidade
51,4550 0,6608
2
Em seguida os dados esta˜o representados
graficamente.
Figura 1: Relac¸a˜o entre inclinac¸a˜o orbital e excen-
tricidade dos sate´lites de Urano e Netuno (escala
logar´ıtmica).
Na Figura 1 vemos que a relac¸a˜o entre a in-
clinac¸a˜o orbital e excentricidade dos sate´lites
na˜o segue um padra˜o bem definido, pore´m
existe a formac¸a˜o de grupos que se destacam,
como os sate´lites que se agruparam na regia˜o
de altas excentricidades e altas inclinac¸o˜es.
Tambe´m se nota que para ambos os grupos
de sate´lites, ha´ uma distribuic¸a˜o bastante se-
melhante, com dispersa˜o na regia˜o central do
gra´fico e agrupamento na a´rea de alta excen-
tricidade e alta inclinac¸a˜o orbital. No gra´fico a
seguir, os sate´lites esta˜o destacados de acordo
com a classificac¸a˜o feita nas Tabelas 1 e 2.
Figura 2: Relac¸a˜o entre inclinac¸a˜o orbital e ex-
centricidade dos sate´lites de Urano e Netuno, sepa-
rados em grupos (escala logaritmica).
Na Figura 2 podemos verificar que o agru-
pamento de altas excentricidades e inclinac¸o˜es
orbitais conte´m praticamente todos os sate´lites
irregulares de Urano e Netuno, com excessa˜o
de apenas 1, enquanto os sate´lites regulares
de ambos planetas se encontram dispersos pela
regia˜o central, com excec¸a˜o de 2 sate´lites que
atingem inclinac¸o˜es orbitais um pouco maio-
res que o agrupamento central e 2 sate´lites cu-
jas inclinac¸o˜es orbitais sa˜o muito pro´ximas de
zero.
3 Discussa˜o
Urano e Netuno sa˜o planetas com mas-
sas muito semelhantes, ambos gasosos e com
formac¸a˜o de ane´is, ale´m de ambos estarem
posicionados entre o cintura˜o principal e o
cintura˜o de Kuiper, de forma que observar
3
uma relac¸a˜o de semelhanc¸a entre seus sate´lites
seja plaus´ıvel. Na Figura 2, fica evidente
que os sate´lites de ambos os planetas apre-
sentam relac¸o˜es semelhantes, agrupando-se em
a´reas parecidas. Uma das diferenc¸as entre os
sate´lites de Urano[4] e Netuno[5] e´ a quanti-
dade; Urano possui quase o dobro de sate´lites
de Netuno, pore´m existem treˆs grupos de
sate´lites em Urano que possuem, cada um, se-
melhanc¸as suficientes para se acreditar serem
parte de um mesmo corpo. Os grupos Por-
tia, Sycorax e Caliban devem ter sido origina-
dos dos sate´lites que nomeiam cada grupo, de
forma que o nu´mero de sate´lites tenha aumen-
tado quando esses grupos surgiram.
Um ponto interessante na Figura 2, e´ o
sate´lite irregular pro´grado de Netuno que apa-
rece fora do agrupamento, sendo uma excec¸a˜o
nos sate´lites irregulares ao apresentar baixa ex-
centricidade. Este ponto representa Trita˜o, o
maior sate´lite de Netuno; Trita˜o e´ um sate´lite
capturado, provavelmente do cintura˜o de Kui-
per, e apresenta caracter´ısticas de um planeta
ana˜o, possuindo, inclusive, uma atmosfera de
nitrogeˆnio. Acredita-se que, na captura de
Trita˜o, sate´lites de Netuno (interiores ou na˜o)
tenham sido partidos por conta da perturbac¸a˜o
e depois reacretados formando sate´lites interio-
res, o que condiz com as formas irregulares dos
sate´lites interiores de Netuno. Alguns sate´lites
de Netuno[7] apresentam, ainda, uma poss´ıvel
associac¸a˜o: Halimede e Nereida possuemcom-
posic¸a˜o semelhantes, assim como Neso e Psa-
mathe.
Assim, com excec¸a˜o de Trita˜o, que e´ um
sate´lite bastante diferenciado no Sistema Solar,
vemos uma distribuic¸a˜o semelhante na relac¸a˜o
entre inclinac¸a˜o orbital e excentricidade dos
sate´lites de ambos os planetas.
4 Concluso˜es
Na˜o ha´ relac¸a˜o direta percept´ıvel entre a in-
clinac¸a˜o orbital e a excentricidade dos sate´lites
de Urano e Netuno, separadamente, pore´m, ao
juntarmos os sate´lites de ambos os planetas em
um so´ gra´fico, e´ nota´vel que a distribuic¸a˜o des-
tes e´ muito semelhante para ambos os plane-
tas, com os sate´lites irregulares demonstrando
altas inclinac¸o˜es e excentricidades e os sate´lites
regulares com inclinac¸o˜es e excentricidades dis-
persas, pore´m na˜o muito altas. Ambos os pla-
netas apresentam diversas caracter´ısticas se-
melhantes, portanto na˜o e´ surpreendente ob-
servar semelhanc¸as nos paraˆmetros orbitais de
seus sate´lites tambe´m. Urano possui 3 grupos
de sate´lites com composic¸a˜o semelhante, em
que cada grupo provavelmente deva ter sido
originado de uma ruptura de um so´ corpo,
enquanto Netuno apresenta algumas poss´ıveis
associac¸o˜es entre sate´lites, pore´m na˜o conte´m
grupos de va´rios membros, como Urano. O
sate´lite Trita˜o, de Netuno, e´ extremamente in-
teressante pelo seu tamanho e composic¸a˜o, e
a perturbac¸a˜o causada pela captura deste im-
pactou na distribuic¸a˜o dos sate´lites de Netuno,
pois acredita-se que os sate´lites interiores de
Netuno sejam reagrupamentos de sate´lites des-
manchados pela presenc¸a de Trita˜o. Assim,
Urano e Netuno se demonstram semelhantes
em mais uma caracter´ıstica: na relac¸a˜o en-
tre inclinac¸a˜o obrital e excentricidade de seus
sate´lites.
4
Refereˆncias
[1] GALILEI, G. Sidereus Nuncius. O
Mensageiro das Estrelas. Lisboa:
Fundac¸a˜o Calouste Gulbenkian, 3a ed.,
2010. Original: 1610.
[2] WIKIPEDIA. Natural Satellite. Dis-
pon´ıvel em: https://en.wikipedia.org/
wiki/Natural_satellite. Acesso em: 15
de out. 2015.
[3] WIKIPEDIA. Inner Moon. Dispon´ıvel
em: https://en.wikipedia.org/wiki/
Inner_moon. Acesso em: 13 de out. 2015.
[4] WIKIPEDIA. Moons of Uranus. Dis-
pon´ıvel em: https://en.wikipedia.org/
wiki/Moons_of_Uranus. Acesso em: 15 de
out. 2015.
[5] WIKIPEDIA. Moons of Neptune. Dis-
pon´ıvel em: https://en.wikipedia.org/
wiki/Moons_of_Neptune. Acesso em: 15
de out. 2015.
[6] WOOLFSON, M.M. Solar System
– its origin and evolution. Q. J.
R. Astr. Soc, 1993. 34: 1–20. Bib-
code:1993QJRAS..34....1W.
[7] SPACE. Moons of Neptune:
Giant Blue Planet’s 14 Sa-
tellites Unmasked. Dispon´ıvel
em: http://www.space.com/
21977-neptune-moons-planet-facts-\
infographic.html. Acesso em: 13 de out.
2015.
[8] WILLIAMS, DAVID, R. Neptunian Sa-
tellite Fact Sheet. Dispon´ıvel em: http:
//www.webcitation.org/62D2lopA1.
Acesso em: 14 de out. 2015.
5
	Introdução
	Origem e Análise dos Dados
	Discussão
	Conclusões