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Ligação entre Centauros e Cometas de Curto Período

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Ligac¸a˜o entre Centauros e Cometas de Curto Per´ıodo.
Luan Bottin de Toni
Professor: Eduardo Luiz Damiani Bica
1 de julho de 2017
Resumo
A partir da ana´lise de histogramas referentes ao semi-eixo maior de cometas de curto per´ıodo
e de centauros procurou-se inferir sobre a origem de tais cometas que supostamente seriam centauros
com uma o´rbita deca´ıda. Partindo desta informac¸a˜o foi poss´ıvel observar uma continuidade na
comparac¸a˜o das distribuic¸o˜es dos histogramas, revelando algumas importantes informac¸o˜es.
1 Introduc¸a˜o
Cometas sa˜o objetos de fasc´ınio desde os tem-
pos mais remotos da humanidade. Estima-se que
as primeiras observac¸o˜es de cometas surgem no
terceiro mileˆnio antes de Cristo e geralmente eram
interpretados como um sinal dos deuses de mau
pressa´gio, como morte de um rei, guerra, doenc¸a,
cata´strofe, e assim por diante. No se´culo XVI, Ty-
cho Brahe demonstrou que cometas devem existir
fora da atmosfera terrestre ao medir a paralaxe
de um grande cometa em 1577 [4].
O estudo da o´rbita desses objetos comec¸ou no
se´culo XVIII quando Edmond Halley aplicou o
me´todo de Newton, aprensentado em seu Princi-
pia Mathematica, para 23 aparic¸o˜es de cometas
ocorridas entre 1337 e 1698. Ele notou que 3 des-
sas aparic¸o˜es, os cometas de 1531, 1607, e 1682,
tinham aspectos orbitais muito parecidos e, confi-
ante que se tratavam de um mesmo cometa, pre-
viu sua pro´xima aparic¸a˜o para 1759. Quando ele
voltou, ficou conhecido como o cometa Halley.
Hoje sabe-se muito mais acerca dos cometas.
Sabemos que sa˜o objetos de gelo que, ao passa-
rem perto do Sol, esquentam e comec¸am a liberar
gases e vapor, mostrando uma vis´ıvel atmosfera,
coma e cauda. Cometas possuem uma grande va-
riedade de per´ıodos orbitais, variando de alguns
anos para ate´ milho˜es de anos. Pode-se categori-
zar os cometas quanto a seus per´ıodos:
• Cometas de Curto Per´ıodo: possuem
per´ıodo menor que 200 anos. Geralmente
orbitam pro´ximo a` ecl´ıptica, na direc¸a˜o dos
planetas. Suas o´rbitas em geral os levam
ate´ a regia˜o dos planetas externos (Ju´piter e
ale´m) no afe´lio, como por exemplo o cometa
Halley que tem seu afe´lio ale´m da o´rbita de
Netuno. Outros, como o cometa Encke, pos-
sui o´rbita interna a` de Ju´piter. Esses come-
tas sa˜o divididos entre: Famı´lia de Ju´piter,
com per´ıodo menor que 20 anos; e Famı´lia
Halley, com per´ıodo entre 20 e 200 anos.
• Cometas de Longo Per´ıodo: possuem
o´rbitas altamente exceˆntricas e per´ıodos va-
riando de 200 a milhares ou milho˜es de anos.
Sa˜o ligados gravitacionalmente ao Sol, po-
dendo ter afe´lio muito ale´m dos grandes pla-
netas.
• Cometas Na˜o Perio´dicos: similares aos de
longo per´ıodo, mas sa˜o arremessados para o
espac¸o interestelar ao passar uma vez dentro
do sistema solar.
O objetivo dessa pesquisa e´ analisar sobre a
possibilidade dos cometas de curto per´ıodo serem
originados dos centauros; tambe´m pensa-se que a
origem desses cometas pode ser dos atero´ides do
Cintura˜o de Kuiper.
Centauros se comportam com caracter´ısticas
de astero´ides e cometas. Possuem semi-eixo maior
entre o dos planetas externos (Ju´piter a Netuno).
Acredita-se que foram espalhados do Cintura˜o de
Kuiper por Netuno para dentro do sistema solar.
Uma evideˆncia disso e´ que possuem propriedades
1
similares as dos astero´ides do Cintura˜o de Kuiper,
tais como espectro, tamanho e cor. Espera-se que
um centauro que tem sua o´rbita perturbada perto
suficiente do Sol torne-se um cometa.
A semelhanc¸a das o´rbitas de cometas com al-
guns centauros e´ nota´vel na figura 1 onde mos-
tra a o´rbita de alguns centauros conhecidos em
relac¸a˜o aos planetas externos do sistema solar. A
excentricidade das o´rbitas esta´ representada pe-
las linhas vermelhas ou amarelas, extendendo-se
do perie´lio ao afe´lio. E´ poss´ıvel observar objetos
com grande excentricidade e outros com o´rbitas
quase circulares.
Figura 1: O´rbitas de centauros.
A suposic¸a˜o de que alguns cometas de curto
per´ıodo originaram-se dos centauros veio de ob-
servac¸o˜es do primeiro centauro detectado, Chi-
ron. Originalmente classificado como um as-
tero´ide, Chiron desenvolveu uma cauda de cometa
e agora e´ classificado tanto como astero´ide quanto
cometa.
2 Analise dos dados
A partir de dados fornecidos pelo profes-
sor e complementados atrave´s das refereˆncias [1]
e [2] montou-se histogramas de semi-eixo maior
de cometas de curto per´ıodo e centauros atrave´s
do programa LibreOffice Calc. O histograma re-
ferente aos cometas de curto per´ıodo, tanto da
Famı´lia de Ju´piter quanto da Famı´lia de Halley,
encontra-se a seguir:
Figura 2: Cometas de curto per´ıodo.
Nota-se que os cometas de per´ıodo curto ana-
lisados possuem uma abrangeˆncia de semi-eixo
maior que varia de aproximadamente 2,3 UA ate´
32,8 UA, sendo que o maior nu´mero concentra-se
no eixo ate´ 9,4 UA. A` t´ıtulo de curiosidade, o co-
meta Halley possui semi-eixo maior de 17,8 UA,
fazendo parte de um grupo com pequeno nu´mero
de cometas.
Veremos agora como se comporta o histo-
grama dos centauros. Algumas refereˆncias con-
sideram centauros e objetos no disco disperso do
sistema solar como uma so´ categoria de objetos,
sendo que o semi-eixo maior dos centauros pode
se prolongar ale´m da o´rbita de Netuno (maior que
30 UA). O histograma com essas caracter´ısticas
encontra-se a seguir:
Figura 3: Centauros e objetos no disco disperso.
Vemos que um histograma considerando uma
grande abrangeˆncia do semi-eixo maior torna-se
muito disperso, sendo que alguns grupos nem pos-
suem dados. Sendo assim, limitou-se o semi-eixo
maior dos centauros para ate´ a o´rbita de Netuno
(30 UA) como a maioria das refereˆncias os classi-
ficam. Esse limite tambe´m nos facilitara´ a com-
parac¸a˜o com a figura 2 visto que o histograma dos
2
cometas possui um limite superior de 32,8 UA.
Figura 4: Centauros com semi-eixo maior ate´ a
o´rbita de Netuno.
Ao analisar a figura 4 observa-se que para os
valores de semi-eixo maior ate´ 9,5 UA e´ onde pos-
sui os menores nu´meros de centauros. Acredita-se
que centauros sa˜o objetos do Cintura˜o de Kuiper
com o´rbita deca´ıda e que ao passo que suas o´rbitas
decaem o suficiente, esses tornam-se cometas de
curto per´ıodo. E´ razoa´vel, portanto, supor que
o pequeno nu´mero de objetos presentes nos valo-
res de semi-eixo maior ate´ 9,5 UA na figura 4 sa˜o
complementados pelo grande nu´mero de cometas
com semi-eixo maior ate´ 9,4 UA visto na figura 2.
Estudos das o´rbitas de centauros indicam que
um objeto classificado como tal esta´ em um
esta´gio orbital intermedia´rio de objetos transi-
tando do Cintura˜o de Kuiper ate´ os cometas de
curto per´ıodo da famı´lia de Ju´piter. Objetos lo-
calizados no Cintura˜o de Kuiper podem intera-
gir gravitacionalmente com Netuno e, enta˜o, sa˜o
classificados como centauros, mas suas o´rbitas sa˜o
cao´ticas podendo interagir com outros planetas
como Satuno e Ju´piter. Enta˜o, seu perie´lio pode
reduzir-se ao interior do sistema solar e sa˜o re-
classificados como cometas. O destino da maioria
dos centauros limita-se em colidir com o Sol ou
algum planeta, ou ainda serem ejetados para fora
do sistema solar apo´s uma passagem pro´xima de
algum grande planeta, especialmente Ju´piter.
3 Conclusa˜o
A pesquisa mostra que ha´ fortes evideˆncias
a favor da teoria da evoluc¸a˜o das o´rbitas de as-
tero´ides do Cintura˜o de Kuiper, passando para
as o´rbitas dos centauros e, finalmente, decaindo
para um perie´lio no interior do sistema solar
sendo, enta˜o, classificados como cometas. A par-
tir da ana´lise dos histogramas pode-se supor que
a grande quantidade de cometas com semi-eixo
maior ate´ 9,4 UA e´ devido a` pequena quanti-
dade de centauros com semi-eixo maior ate´ 9,5
UA, considerando que tais centauros teriam suas
o´rbitas perturbadas transformando-se

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