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Mai 13

Órbitas em sentido contrário

No nosso Sistema Solar, os planetas orbitam o Sol no mesmo sentido da rotação da estrela.
Isto é normal, e tem toda a lógica.

Afinal, se pensarmos na teoria de formação do sistema solar, temos uma nebulosa em rotação a formar estrelas, que obviamente vão estar a rodar nesse mesmo sentido… e o pó que vai rodando à volta dessas estrelas (e que formará planetas) também vai orbitando no mesmo sentido de rotação da estrela.
Isto é o que nos diz a mais elementar lógica.
(podemos fazer uma experiência simples: coloquem um recipiente de água, e a seguir comecem a mexer nessa água de forma a ela rodar totalmente numa direção. Agora coloquem um minúsculo pedaço de pó nessa água. Em que direção ele irá orbitar? Obviamente que na mesma direção de rotação da água)
O mesmo se passa em termos planetários.

Ora, se isto tem toda a lógica, obviamente que esperamos encontrar exatamente a mesma coisa nos sistemas planetários em redor de outras estrelas que não o Sol.

Mas… surpresa! Encontramos exoplanetas que orbitam estrelas no sentido contrário à rotação delas!
Como pode ser isto????

Através de simulações de computador foi-se percebendo cada vez mais razões para isto acontecer.
Algumas das razões já descobertas:
– os Júpiteres Quentes (planetas enormes e massivos como Júpiter, próximos das estrelas) perdem energia ao aproximarem-se progressivamente da estrela, fazendo com que as forças gravitacionais de maré promovam uma mudança de direção na órbita.
– num sistema duplo, a estrela-companheira faz com que o planeta da outra estrela sofra perturbações na órbita e até possa mudar de direção.
– quando dois planetas se aproximam demasiadamente um do outro, a órbita de um (ou dos dois!) pode ser afetada de tal forma que até possa mudar de direção.

Muito provavelmente haverão outras razões que ainda nem sequer pensamos…

Mas o interessante disto, é que o Universo continua a ser uma caixinha de surpresas… :)
E o melhor de tudo, é que essas surpresas… são perfeitamente explicadas por nós, após se estudar um pouco o assunto :D

Leiam em português, aqui, e em inglês, aqui, aqui, aqui, e aqui.

Acerca do autor(a)

Carlos Oliveira

Carlos F. Oliveira é astrónomo e educador científico.
Licenciatura em Gestão de Empresas.
Licenciatura em Astronomia, Ficção Científica e Comunicação Científica.
Doutoramento em Educação Científica com especialização em Astrobiologia, na Universidade do Texas.
Criou e leccionou durante vários anos um inovador curso de Astrobiologia na Universidade do Texas.
É actualmente Research Affiliate-Fellow em Astrobiology Education na Universidade do Texas em Austin, EUA.
Trabalhou no Maryland Science Center, EUA, e no Astronomy Outreach Project, UK, recebeu dois prémios da ESA, e realizou várias palestras e entrevistas nos media.

19 comentários

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  1. Ana Guerreiro Pereira

    Mania de ser do contra, é o que é… :D

    (isto ainda começa a ser usado pelos nibirulogistas ou xiistas…)

  2. Nuno Almeida

    Acho que o facto de Vénus e Urano terem um movimento de rotação em sentido horário, se deve a uma colisão com estes planetas, tanto que Urano até tem uma inclinação do seu eixo de quase 90º em relação com o plano de sua órbita.
    Certo? :P

    1. Carlos Oliveira

      Sim, e Vénus tem um dia mais longo que o seu ano ;)
      (toda a gente faz anos no mesmo dia!!!! :D É um péssimo sítio para os astrólogos fazerem $$$ :P LOL)

      Mas isso é em relação às rotações desses planetas (contrárias ao que “devia ser”).

      No entanto, o post é sobre a órbita dos planetas ao redor da estrela… e em termos de órbita, todos os planetas no nosso sistema solar têm uma órbita na mesma direção (contrária ao sentido dos ponteiros do relógio, já que seria assim que a nuvem primordial estaria a rodar).

      1. Nuno Almeida

        Sim, eu percebi que era sobre as órbitas de translação.
        De facto, Vénus é o único planeta do nosso Sistema Solar que tem o ano maior que o dia :) e um dos dois únicos planetas (juntamente com Mercúrio) que não possuem luas catalogadas. :P

  3. Luís Lopes

    Olá Carlos,

    os mecanismos propostos para explicar a existencia de Jupiteres Quentes são essencialmente:

    — interacção com o material do disco protoplanetário que faz o planeta perder energia orbital e aproximar-se da estrela. Os Jupiteres Quentes assim formados teriam de ter orbitas cujo plano seria sensivelmente o mesmo do disco e perpendicular ao eixo de rotação da estrela. Observaram-se vários Jupiteres Quentes com este alinhamento.

    — interacção gravitacional secular (ao longo de muito tempo) com estrela companheira da estrela hospedeira. Produz Jupiteres Quentes com orbitas inclinadas relativamente ao plano perpendicular ao eixo de rotação da estrela. Alguns com orbitas de elevada excentricidade. Foram observados alguns Jupiteres Quentes com estas caracteristicas. **No entanto, este mecanismo, designado de Kozai, não dá origem a planetas com órbitas retrógradas**.

    — interacção (secular) entre planetas no sistema planetário. Sabia-se já que interacções gravitacionais muito ligeiras quando continuadas ao longo de muito tempo poderiam provocar a migração de planetas para a proximidade da estrela com órbitas de elevada excentricidade e periastro muito próximo da estrela. A estrela faz o resto através das forças de maré, retirando energia orbital ao planeta e circularizando a órbita. **Pensava-se que este mecanismo não permitia explicar as órbitas retrógradas**.

    O novo estudo publicado na Nature demonstra que de facto este último processo, a simples interacção gravitacional ao longo de milhões ou milhares de milhões de anos pode dar origem a Júpiteres Quentes com órbitas retrógradas. Na realidade, em certas circunstâncias a inclinação da órbita do planeta pode ser tão grande e o seu momento angular orbital tão baixo, que o mínimo “piparote” gravitacional pode fazer a inclinação ultrapassar os 90 graus, e colocá-lo numa órbita retrógrada.

    O interessante nisto é que qualquer sistema com uma configuração adequada de planetas gigantes pode ficar com um Jupiter Quente, basta esperar tempo suficiente e deixar a gravidade fazer o seu trabalho :-)

    Ab.

    Luis

    1. Carlos Oliveira

      Olá Luis,

      Penso que disseste o mesmo que eu no post… certo? :P

      A única diferença diz respeito a sistemas binários… em que dizes que não produz órbitas retrógradas, mas eu li que sim :)
      http://io9.com/5655581/retrograde-world-could-mean-there-are-tons-of-planets-around-binary-stars
      http://news.softpedia.com/news/Binary-Star-System-Can-Support-Retrograde-Planets-159688.shtml
      :)

      abraço! ;)

  4. Luís Lopes

    Olá Carlos,

    os dois links que referes não estão relacionados com o artigo da Nature. Além disso, o que eles dizem é que, **se existirem planetas com órbitas retrógadas num sistema binário** eles poderão sobreviver com mais facilidade às interacções gravitacionais num tal sistema. Não demonstram que sistemas binários podem dar origem a planetas com órbitas retrógradas.

    Quanto ao texto restante esqueceste-te do mecanismo de interacção com o disco protoplanetário que historicamente foi dos primeiros a ser propostos e que tem tido algum suporte nas observações. Por esse motivo preferi sistematizar no meu comentário anterior.

    Ab. ;-)

    Luís

    1. Carlos Oliveira

      Olá,

      Pois não. Os links do post é que estão :)

      O artigo da Nature não tem a ver com sistemas binários. O artigo da Nature assume que é possível existirem esses planetas com órbitas retrógradas em sistemas binários, mas que os processos de interação da estrela-companheira podem não ser suficientes para explicar, por isso eles fizeram simulações para explicar por outro mecanismo… que podem ser complementares em alguns sistemas ;)

      Claro, isto são simulações de computador. Só demonstram que é possível existir. Mas não demonstram que existe mesmo. ;)

      “Quanto ao texto restante esqueceste-te do mecanismo de interacção com o disco protoplanetário (…)”
      < — Sim, tens razão :)

      abraço

  5. Ana Guerreiro Pereira

    Uiii, olhem, não se esqueçam que alguns dos vossos leitores não entendem astronomiquês… :D

    “mecanismo de interacção com o disco protoplanetário ” :P agora queria saber qual é ele… :)

    1. Carlos Oliveira

      Vê o primeiro mecanismo que o Luis falou no comentário #3.
      Compara com o mecanismo que eu falei em 1º lugar no post.

      Pronto, é isso :)

    2. Luís Lopes

      Olá Ana,

      “mecanismo de interacção com o disco protoplanetário” refere-se ao seguinte. Durante a fase de formação de um planeta gigante este encontra-se em movimento orbital em torno da estrela, mas embebido no disco protoplanetário que contém ainda quantidades significativas de gás e poeiras. A atracção mútua entre o planeta e o material desse disco, e o facto do planeta estar em movimento, obriga o planeta a transferir alguma da sua energia orbital para o material no disco. A perda de energia orbital faz com que a órbita do planeta fique mais pequena. Este processo, ao longo de alguns milhões de anos, pode mover um gigante de gás que se formou longe da estrela para uma órbita próxima da mesma transformando-o num Júpiter Quente. Se imaginares um filme com esses milhões de anos, vês o planeta a descrever **muito lentamente** uma espiral desde o lugar onde se formou até próximo da sua órbita final.

      1. Denis

        Luis, se realmente fosse isso o que ocorresse voce não acha que esse processo tambem ocorreria aqui no nosso sistema solar? Afinal Jupiter ta ao lado praticamente em termos astronomicos e provavelmente sua “proto-massa” teria sucumbido ao nosso sol e estaria agora como um “mercurio”, mas o que eu vejo é justamente o oposto: Planetas que provavelmente se formaram perto do sol como netuno e urano foram jogados para fora, e o pior que suas inclinações no plano da eclipticas são minusculas (alias todos são) e isso me “encuca”, pois interações planetarias não resultariam em eclipticas mais caóticas?Afinal eles se “empuram’ espaço afora! Se realmente a interação do disco protoplanetario for exata, pq n aconteceu aqui?Afnial é facil vc explicar as condições de um outro sistema solar, porem esquecemos q o nosso faz parte do contexto e se lá o jupteriano foi alterado devido a interações com a estrela, porque aqui não aconteceu? Afinal um jupteriano necessita de uma longa distancia da estrela para se formar, entao o jupteriano de la provavelmente estaria na mesma distancia do nosso ou maior ainda e la ele foi “sugado” e aqui não” Porque?Afinal com 4 gasosos imenso e pra piorar 2 ultimos no lugar errado do sistema solar. E mais um detalhe: Me corrija se eu estiver errado, mas até hoje a maioria esmagadoras de Jupterianos quentes são visto em estrelas parecidas ou maiores que a nossa e não em anãs vermelhas ou laranjas, será que o fato desses gigantes serem arremessados para dentro do sistema solar deles n é devido a variações graviticas da estrela?Como uma ana vermelha possui uma gravidade praticamente constante pq perde muito lentamente sua massa, talvez isso seja a respostas, acho que deveriamos ir a captura dessas jupterianos quente em anas vermelhas e fazermos um comparativo. Porque pra mim nesse mato tem coelho! Tem peça ai q n ta se encaixando!A terra se afasta 15cm por ano, os cientistas dizem que é efeito de maré, mas como sempre só avaliaram a terra, e vênus? e mercurio? Venis tem quase a mesma massa, entao o efeito de mare lá é bem maior que o nosso por estar mais perto do sol e provavelmente ao inves de 15 cm por ano como aqui, devido a proximidade da estrela e massa comparativa a nossa ele se afastaria uns 17, 18 cm por ano, e pq ele não se afasta a uma distancia maior?Me corrija se estiver errado, mas nunca ouvi cientista nenhum dizer que venus tambem se afasta a uma distancia maior que anoss por ano!
        Para terminar, será que esses gasoso em orbitas reversas não são planetas errantes que se chocaram com outro planeta la, freiando sua velocidade a um ponto de serem capturado pela estrela? Isso tambem explicaria o fato de anas vermelhar raramente terem jupterianos quentes e pra piorar em orbitas reversas. O que vc acha?

  6. Carlos Oliveira

    Li o artigo do DN sobre este assunto:
    http://www.dn.pt/inicio/ciencia/interior.aspx?content_id=1849704

    Um péssimo artigo carregado de erros básicos.

    O artigo científico não tem a ver com a rotação dos planetas (girar), mas sim com a sua órbita.
    A rotação do planeta Terra demora 1 dia. A órbita do planeta Terra demora 1 ano. São movimentos completamente diferentes!
    Isto é básico… excepto para quem escreveu este artigo no DN.

    Por outro lado, o artigo científico não tem a ver com a perturbação de outros planetas, mas sim com a interação entre a estrela e o planeta.

    Ou seja, este artigo no DN é completamente disparatado, cheio de erros e mentiras sobre a descoberta.

  7. Alexandre Chiavaro

    Olá, Carlos Oliveira!
    Apesar de eu não estudar Astronomia a fundo, sempre gostei de pesquisar sobre os planetas, estrelas e o Universo em geral. Sempre tive uma dúvida e acredito que você poderia me ajudar. Eu soube que a densidade do Sol no seu centro pode chegar a aproximadamente 150g/cm3, correto? Fico me perguntando como um gás pode se compactar desta forma. Como seria a aparência desta matéria, se pudéssemos ver um cubo de 1 cm3 com ela? Pergunto isto por que a densidade do ferro aqui na Terra é de aproximandamente 7,86g/cm3. Como um gás pode pesar muito mais que isto e como seria sua aparência se pudéssemos visualisar isto? Posso paracer meio louco perguntando isto, mas tenho muitas dúvidas, assim como esta, que não encontro resposta em nenhum site de Astronomia. Não sei se eu sou curioso de mais para alguém que não é físico, ou se os site realmente são muito superficiais em suas explicações.
    Abraço!

    1. Carlos Oliveira

      Não pesquisei sobre densidades ou os seus números no centro do Sol.
      No entanto, desde já posso-lhe dizer que a sua pergunta sofre de um erro: o Alexandre assume que o Sol é feito de um gás. Não é. O Sol é constituído por plasma, que é o 4º estado da matéria.
      http://pt.wikipedia.org/wiki/Plasma
      http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Plasma_scaling.svg
      http://pt.wikipedia.org/wiki/Plasma#Faixas_dos_par.C3.A2metros_do_plasma

      abraços!

  8. Alexandre Chiavaro

    Oi, Carlos!
    Gostaria de saber se um satélite artificial, ao ser colocado em órbita no sentido de rotação do planeta Terra ou no sentido oposto, ficaria em órbita da mesma forma e pelo mesmo tempo, ou uma órbita no sentido contrário ao da rotação sofreria influência, ocorrendo desaceleração constante até a queda do satélite. Sempre pensei que a rotação de um corpo (planeta, estrela ou outro de grandes proporções) influenciasse na órbita de um satélite, seja ele artificial ou natural, “empurrando ele” no mesmo sentido. Mas quando li seu artigo “Órbitas em sentido contrário”, fiquei em dúvida.
    Obrigado!

    1. Carlos Oliveira

      Oi Alexandre,

      Está a falar de rotação (de um corpo) ou de uma órbita (em que há interacção entre dois corpos) ou de ambos simultaneamente, e na relação entre eles? Penso que é este último caso, certo?

      Vou falar de corpos naturais, e não artificiais, para assim ver que não é algo produzido por nós mas a própria natureza faz isso.
      Por exemplo, a Terra orbita o Sol na direcção da rotação solar. Isso faz com que a Terra se afaste progressivamente do Sol. O mesmo se passa da Lua em relação à Terra. Isto é devido às forças de maré gravitacionais.
      http://www.astropt.org/2011/05/14/terra-esta-a-fugir-do-sol/
      A Terra roda mais depressa que a Lua, “transmitindo” alguma dessa energia para a Lua. A Lua passa a orbitar mais depressa, o que quer dizer uma órbita mais longa, ou seja, mais afastada da Terra. Simultaneamente a Terra perde alguma energia, diminuindo a sua velocidade de rotação.

      abraços!

      1. Alexandre Chiavaro

        Carlos…
        Peço que considere, por favor, duas situações hipotéticas em relação a satélites artificiais:
        1) Um satélite é colocado em órbita no sentido de rotação da Terra a uma altitude, por exemplo, de 30.000 Km;
        2) Um satélite é colocado em órbita no sentido contrário ao da rotação da Terra na mesma altitude de 30.000 Km.
        Minha pergunta: Em princípio, nesta altitude não há qualquer influência da atmosfera terrestre, e, assim, acredito que, teoricamente, nos dois casos eles ficariam eternamente em órbita. Isto faz sentido, ou, naquele caso da órbita no sentido oposto ao de rotação, o objeto tende a diminuir sua velocidade até cair em direção da Terra?
        Esta é minha maior dúvida: Há ou não influência da rotação da Terra no corpo que está em órbita dependendo do sentido desta órbita (mesmo sentido da rotação ou oposto)?
        No link http://www.astropt.org/2011/05/14/terra-esta-a-fugir-do-sol/ , vi que a Terra está se afastando do Sol. Porém, no caso da Terra, ela orbita no mesmo sentido do Sol. E se a Terra orbitasse no sentido inverso, o mesmo aconteceria?
        Agradeço sua atenção de sempre, desde já!
        Abraço!

      2. Carlos Oliveira

        Se está a falar exclusivamente de satélites artificiais, a diferença de massa é tão grande, que eles “cairão” gradualmente para a Terra, independentemente da forma como orbitam.

        abraços

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