Nuvem de Oort e o Cinturão de Kuiper
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Nuvem de Oort-Öpik e órbitas elípticas, parabólicas e hiperbólicas de alguns hipotéticos cometas. Fonte: Bergamini, D.:1970 In, O Universo, Biblioteca da Natureza Life, Livraria José Olympio Editora, Rio de Janeiro, P.69 |
Estudos que consideravam as perturbações gravitacionais planetárias sobre as órbitas de corpos do Sistema Solar, como asteroides e cometas, foram efetuadas por diversos pesquisadores durante as primeiras décadas do século XX. Destes trabalhos surgiram as primeiras idéias sobre a distribuição de estatística dos parâmetros que caracterizam as órbitas destes corpos. Para órbitas hiperbólicas (1/a_orig ~<0, onde a_orig = semi-eixo maior da órbita do objeto antes de entrar na região planetária do Sistema Solar) de cometas, os trabalhos de Strömgrem (1914,1947) demonstraram que estas trajetórias não eram as originais quando estes corpos entraram no Sistema Solar mas o produto da interação gravitacional com os planetas.
Sinding (1948) determinou valores de 1/a_orig~<0 para vinte e um cometas de longo período, os quais somados ao trabalho de Van Woerkom (1948), formaram a base para o trabalho de Oort (1950) sobre a existência de um reservatório de cometas além dos limites do Sistema Solar conhecido. A idéia de uma hipotética nuvem de cometas distantes com trajetórias estáveis, frente a perturbações estelares, é necessária para justificar cometas com a_orig ~ 10.000 U.A. Esta teoria foi formulada antes de Oort por Öpik em 1932.
Oort deduziu a existência desta nuvem pelo grande número de cometas de longo período com 1/a_orig < 10-4 U.A^{-1} dentro de uma amostra de dezenove cometas. Seus afélios estariam a pelo menos 200.000 U.A do Sol. Oort concluiu que haveriam órbitas estáveis a aproximadamente 200.000 U.A as quais, de tempos em tempos, poderiam ser perturbadas por passagens estelares próximas. Admitindo que as passagens estelares poderiam tornar randômica a distribuição orbital da nuvem e em vista da idade do sistema solar, a nuvem poderia conter 2X10^11 cometas. Como a massa cometária média é da ordem de 1013 kg, a massa total da nuvem pode ser de 0,3 massas terrestres ou 2X10^24 kg.
Considerando-se a teoria da difusão orbital de Van Woerkom (1948) para as perturbações planetárias, o número de cometas com 1/a_orig < 10-4 U.A^{-1} deveria ser maior que o observado. Isto motivou que em um estudo posterior, Oort e Schmidt (1951) sugerirem que muitos cometas poderiam não ser facilmente descobertos, em suas primeiras passagens pelo Sistema Solar interior, em função de suas grandes distâncias de periélio e consequentemente baixo brilho. Deste trabalho, surgiu o conceito de cometa novos (brilhantes, devido a grande produção de poeira e gás, e originários da Nuvem de Oort) e velhos (pouco brilhantes, devido a baixa produção de poeira e gás, e com órbitas elípticas com períodos órbitas curtos).
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Imagem CCD do centauro (2060) Chiron (círculo verde) obtida em 05/05/1999 no Observatório do Pico-dos-Dias (Brasópolis, Minas Gerais). Este objeto, que orbita entre Saturno e Urano, foi provavelmente um membro do cinturão de Edgeworth-Kuiper, colocado nesta órbita mais próxima do Sol devido a perturbações gravitacionais de Netuno ou Urano. |
Novamente através de estudos dinâmicos de trajetórias de cometas e graças ao avanço tecnológico de telescópios e detectores, hoje se sabe que o Sistema Solar está envolvido por um vasto disco composto de núcleos de cometas. Este disco presumivelmente começa um pouco depois da órbita de Netuno e se estende muito além, até a esférica de Nuvem de Oort da qual grande parte dos cometas hipoteticamente se origina. Esta parte do Sistema Solar, conhecida como cinturão de Edgeworth-Kuiper foi sugerida por K.E. Edgeworth em 1949 e por G. Kuiper em 1951. Eles propuseram a existência de uma região em forma de disco, que deveria se encontrar a pelo menos 36 U.A do Sol. Em 1980, o uruguaio J.
Fermandez propôs que este disco seria o reservatório de cometas que, após encontros com os planetas gigantes, são injetados em órbitas com períodos orbitais curtos. Estas hipóteses foram mais fundamentadas com a descoberta (Jewitt & Luu, 1993) de corpo com magnitude 22, situado além da órbita de Netuno, o primeiro membro conhecido do Cinturão de Edgeworth-Kuiper. Este objeto foi designado de 1992QB1 e depois de sua descoberta se seguiram diversas outras de maneira que em 1998 se conheciam 66 destes corpos. Como as descobertas foram decorrentes da varredura de uma pequena área no céu, se acredita que possam existir 160.000 objetos como 1992 QB1, o qual deve possuir um diâmetro maior de 100 km e alguns tão grandes como Plutão (2360 km) e o seu satélite Caronte (1200 km).
ReferênciasBetzler, A. S.: 1998, in Um estudo dos cometas Hale-Bopp e Chiron, Projeto de Final de Curso para a Obtenção do Título de Astrônomo, UFRJ-CCMN/Departamento de Astronomia, Rio de Janeiro, p. 18, 30
Edgeworth, K.E.: 1949, MNRAS 109, 600.
Fenandez, J.: 1980, MNRAS 192, 481
Jewitt, D. & Luu, J.: 1993, Nature 362, 730
Kuiper, G.P.: 1951, in Astrophisics: A Topical Symposium, J.A . Hynek ed. McGraw Hill, N.Y., 357
Oort, J.H.: 1950, Bull. Astron. Inst. Netherl. 11, 91
Oort, J.H. & Schmidt, M.: 1951, Bull. Astron. Inst. Netherl. 11, 259
Öpik, E.J.: 1932, Proc. Amer. Acad. Astr. Sci. 67, 199
Sagan, C & Druyan, A. : 1985, in Cometa, Livraria Francisco Alves Editora S.A.,p.300-301
Strömgrem, E.: 1914, Publ. Obs. Compenhagen 19,
Strömgrem, E.: 1947, Publ. Obs. Compenhagen 144,
Van Woerkom, A . J. J.: 1948, Bull. Astron. Inst. Netherl. 10, 445