Júpiter e a teoria da relatividade são responsabilizados pelas mudanças de curso dos corpos celestes
p A famosa cratera do meteoro Barringer no Arizona, que foi criado por um impacto há cerca de 50 000 anos. Crédito:D. Roddy, Instituto Planetário Lunar, NASA
p No caso de corpos do sistema solar passando perto do sol, existem dois efeitos importantes que desempenham um papel crucial na evolução orbital. Um dos efeitos é da relatividade geral e o outro efeito é da teoria da gravitação newtoniana. p A previsão de uma mudança periódica na órbita (que é tecnicamente chamada de precessão na mecânica celeste) de Mercúrio e a confirmação subsequente dessa mudança adicional na órbita a partir de observações reais, foi um dos maiores triunfos da relatividade geral desenvolvido por Einstein cerca de 102 anos atrás.
p Este é um dos efeitos importantes que ocorrem nos corpos do sistema solar que passam perto do sol porque as velocidades orbitais aumentam consideravelmente quando os corpos se aproximam do sol e quando as velocidades aumentam substancialmente, efeitos relativísticos podem se tornar importantes (Figura 1).
p O outro efeito é das influências gravitacionais periódicas de Júpiter (tecnicamente chamado de mecanismo de Kozai na mecânica celeste) da teoria newtoniana que torna a órbita cada vez mais estreita (ou em outras palavras, cada vez mais elíptico) e fazer com que o corpo orbital se aproxime cada vez mais do sol após cada revolução subsequente.
p Esses efeitos gravitacionais graduais de Júpiter levaram à produção de alguns cometas de pastoreio solar excepcionalmente espetaculares (ou seja, cometas que se aproximam muito do Sol e, portanto, têm uma aparência muito brilhante de nosso planeta) na história da Terra.
p Figura 1. Esquema simples da mudança de órbita do planeta Mercúrio devido a efeitos relativísticos gerais; a própria órbita gira lentamente. Crédito:Cornell University
p Trabalhos anteriores na ciência do sistema solar examinaram esses efeitos separadamente para alguns corpos, mas em nosso presente estudo, olhamos para os cenários interessantes quando temos a combinação de ambos os efeitos nos corpos do sistema solar.
p Nossos cálculos mostram que essas influências gravitacionais periódicas de Júpiter podem levar a um rápido aumento nas mudanças orbitais devido à relatividade geral em virtude dos corpos se aproximarem do sol após cada passagem ao redor do sol. Às vezes, os corpos podem ter abordagens extremamente próximas do sol, o que eventualmente leva à colisão com o sol, induzido por esses efeitos periódicos de Júpiter.
p Um bom exemplo que mostra essa propriedade em nossos estudos é o cometa 96P / Machholz 1, que passa por fases de aproximação rápida do sol e, eventualmente, cai no sol em cerca de 9, 000 anos a partir do presente.
p Figura 2. Mapa de crateras conhecidas encontradas na Terra devido a impactos de corpos do espaço. Crédito:Stephanie Werner
p Durante sua jornada final, pouco antes da colisão com o sol, descobrimos que as mudanças orbitais devido à relatividade geral podem atingir um pico cerca de 60 vezes maior do que as mudanças orbitais de Mercúrio, que é um valor recorde no contexto dos corpos do sistema solar observados até agora.
p Além disso, este cometa sofre uma reversão em sua direção orbital de referência (tecnicamente chamada de inversão de inclinação na mecânica celeste) devido aos efeitos gravitacionais sistemáticos de Júpiter.
p Nosso estudo mostra pela primeira vez um exemplo de um corpo do sistema solar que mostra todos esses efeitos e características mencionados anteriormente se sobrepondo de maneira organizada. Isso torna este estudo novo e exclusivo de estudos de órbita anteriores de objetos semelhantes do sistema solar.
p O cometa C / 1965 S1 (Ikeya-Seki) foi um dos cometas pastores solares mais espetaculares da história. Crédito:Maynard Pittendreigh
p Além disso, descobrimos que a combinação de ambos os efeitos acima mencionados tem consequências importantes no domínio dos estudos de impacto na Terra a partir de pequenos corpos do sistema solar. Nossos cálculos mostram que mesmo uma pequena mudança orbital devido à relatividade geral pode variar muito a distância orbital mais próxima entre o corpo do sistema solar e a Terra.
p Os efeitos periódicos de Júpiter podem aumentar os efeitos relativísticos gerais em algumas órbitas do sistema solar. Isso leva a cenários de abordagem próxima entre os corpos do sistema solar mudando significativamente.
p Isso, por sua vez, desempenha um papel importante no estudo e avaliação de estimativas de ameaças de impacto de longo prazo na Terra, que podem criar características interessantes e notáveis como crateras e tempestades de meteoros em nossa Terra.
p Nosso planeta foi bombardeado com diferentes corpos do sistema solar de diferentes tamanhos ao longo de sua história orbital (Figura 2) e essas assinaturas na forma de crateras atuam como uma ferramenta crucial para entender a evolução e dinâmica de nossa Terra (que é o tema central do CEED com base na UiO).
p O telescópio Pan-STARRS PS1 no Havaí é atualmente o caçador mais ativo de Objetos Próximos à Terra. Crédito:Instituto de Astronomia, Universidade do Havaí
p Os levantamentos telescópicos modernos estão varrendo o céu continuamente para encontrar objetos do sistema solar que poderiam vir muito perto da Terra e se tornar uma ameaça para a nossa Terra no futuro.
p As observações precisas de hoje auxiliadas por grandes telescópios em diferentes partes do mundo e cálculos teóricos detalhados aumentados por instalações de supercomputação (como clusters de computação USIT NOTUR) visam chegar a melhores modelos no contexto de estudos de risco de impacto de curto e longo prazo para fazer a Terra um lugar mais seguro no quadro mais amplo de nossa existência.