A influência da gravidade nas trajetórias dos objetos celestes, particularmente no que diz respeito às suas órbitas, é uma consideração crucial na mecânica celeste e na astrofísica. Veja como a gravidade afeta substancialmente as órbitas:

1. Determinação da Órbita:A força gravitacional entre os corpos celestes determina principalmente seus caminhos orbitais. A atração gravitacional de um corpo mais massivo, como um planeta ou uma estrela, atrai objetos menores, como luas ou planetas, para trajetórias orbitais ao seu redor.

2. Órbitas circulares e elípticas:A gravidade leva a órbitas elípticas para a maioria dos corpos astronômicos. Ele determina a forma, o tamanho e a excentricidade dessas órbitas. O caminho orbital preciso depende da massa do corpo central e do momento angular do objeto em órbita. As órbitas circulares ocorrem quando a velocidade do objeto e a força gravitacional que atua sobre ele estão perfeitamente equilibradas.

3. Leis de Kepler:As três leis do movimento planetário, formuladas por Johannes Kepler no século XVII, fornecem insights fundamentais sobre como a gravidade influencia as órbitas planetárias:
- A lei das órbitas afirma que as órbitas dos planetas em torno de um corpo central são elípticas, com o corpo central num dos focos da elipse.
- A lei das áreas afirma que uma linha que liga um planeta ao corpo central varre áreas iguais em intervalos iguais de tempo, destacando a conservação do momento angular nas órbitas.
- A lei dos períodos afirma que o quadrado do período orbital de um planeta (tempo que leva para completar uma órbita completa) é proporcional ao cubo do comprimento do semieixo maior de sua órbita elíptica.

4. Equilíbrio Gravitacional:A gravidade atua como contrapeso à força inercial causada pela velocidade de um objeto em órbita. O equilíbrio entre a atração gravitacional e o movimento inercial determina a órbita estável do objeto em torno do corpo central.

5. Perturbações e Ressonâncias:A presença de múltiplas influências gravitacionais pode causar desvios das órbitas Keplerianas simples. Objetos massivos ou corpos celestes nas proximidades exercem influências gravitacionais sobre um objeto em órbita, levando a perturbações orbitais. Essas perturbações podem causar variações sutis nos elementos orbitais, como mudanças na excentricidade, inclinação e comprimento do semieixo maior. As ressonâncias orbitais ocorrem quando os períodos orbitais de dois objetos estão em uma proporção precisa, resultando em interações gravitacionais repetitivas que influenciam suas órbitas.

6. Velocidade de escape:Superar a atração gravitacional de um corpo celeste requer atingir a velocidade de escape, uma velocidade mínima necessária para se libertar de sua influência gravitacional. Este conceito é essencial em empreendimentos de exploração espacial que visam sair da esfera de influência gravitacional de um planeta.

7. Efeitos de maré:As forças gravitacionais entre corpos em órbita podem induzir efeitos de maré. Essas forças de maré deformam os corpos celestes, causando fenômenos como marés oceânicas na Terra, marés elevadas na lua de Júpiter devido à influência de Júpiter e rotação síncrona onde o período de rotação de uma lua corresponde ao seu período orbital, como no caso da Terra e seu lua.

Compreender o papel da gravidade nas órbitas celestes é fundamental para vários campos da astronomia e astrofísica, desde o estudo de sistemas planetários e estrelas binárias até a previsão do comportamento de satélites artificiais e sondas espaciais em órbita ao redor de corpos celestes.