Por Kenrick Vezina – Atualizado em 24 de março de 2022

Na astrofísica, o periélio é o ponto em uma órbita onde um corpo celeste se aproxima do Sol. O termo se origina das palavras gregas peri (perto) e Helios (Sol). Sua contraparte, o afélio , marca a maior distância do Sol. Embora os cometas sejam o exemplo mais icônico – exibindo comas e caudas brilhantes quando próximos do periélio – os mesmos princípios se aplicam a todos os objetos em órbita.

Excentricidade:por que a maioria das órbitas não são circulares

A nossa imagem comum da trajetória da Terra como um círculo perfeito é uma simplificação. Na realidade, quase todas as órbitas planetárias, incluindo a da Terra, são ligeiramente elípticas. O desvio de um círculo perfeito é quantificado pela excentricidade da órbita , um número adimensional entre 0 e 1. Uma excentricidade de 0 denota um círculo perfeito; valores mais altos indicam elipses cada vez mais alongadas. Por exemplo, a excentricidade da Terra é de cerca de 0,0167, enquanto a órbita do cometa Halley tem uma excentricidade de 0,967.

Principais propriedades de uma elipse

• Focos :Dois pontos que definem a forma da elipse; o Sol ocupa um foco em uma órbita heliocêntrica.
• Centro :o ponto médio da elipse.
• Eixo Principal :O maior diâmetro que passa pelos focos e pelo centro; seus pontos finais são os vértices.
• Semi-eixo maior :Metade do eixo maior, a distância do centro a um vértice.
• Vértices :Os pontos mais extremos da elipse; correspondem ao periélio e ao afélio em termos orbitais.
• Eixo Menor :O menor diâmetro, perpendicular ao eixo maior e passando pelo centro; seus pontos finais são os co-vértices.
• Eixo Semimenor :Metade do eixo menor, a distância mais curta do centro até um co-vértice.

Cálculo da excentricidade a partir dos eixos

Quando os comprimentos dos semieixos maiores e semieixos menores são conhecidos, a excentricidade pode ser calculada com:

\(\text{excentricidade}^2 =1,0-\frac{\text{semi-eixo menor}^2}{\text{semi-eixo maior}^2}\)

As distâncias astronômicas são geralmente expressas em unidades astronômicas (UA), onde 1 UA ≈ 149,6 milhões km. As unidades dos eixos devem ser consistentes, mas não precisam ser UA.

Determinando as distâncias do periélio e do afélio

Uma vez conhecidos o semieixo maior (a) e a excentricidade (e), as distâncias orbitais mais próximas e mais distantes do Sol são calculadas como:

\(\text{periélio} =a(1- e)\)

\(\text{afélio} =a(1+ e)\)

Exemplo:Marte

Marte tem um semieixo maior de 1,524 UA e uma excentricidade de 0,0934.

\(\text{periélio}_{\text{Marte}} =1,524\,(1-0,0934) =1,382\,\text{AU}\)

\(\text{afélio}_{\text{Marte}} =1,524\,(1+0,0934) =1,666\,\text{AU}\)

Estas variações modestas mantêm Marte a uma distância relativamente estável do Sol, e a excentricidade igualmente baixa da Terra mantém uma irradiância solar consistente ao longo do ano.

Exemplo:Mercúrio

O semieixo maior de Mercúrio é 0,387 UA e sua excentricidade é 0,205.

\(\text{periélio}_{\text{Mercúrio}} =0,387\,(1-0,205) =0,307\,\text{AU}\)

\(\text{afélio}_{\text{Mercúrio}} =0,387\,(1+0,205) =0,467\,\text{AU}\)

A órbita de Mercúrio aproxima-o quase dois terços do Sol no periélio, em comparação com o afélio, causando mudanças dramáticas na temperatura e no fluxo solar ao longo da sua órbita.

Por que a excentricidade é importante

Compreender a excentricidade orbital e seu impacto nas distâncias do periélio e do afélio é essencial para a modelagem precisa dos climas planetários, o planejamento da trajetória de espaçonaves e o estudo da atividade cometária. Embora a ligeira excentricidade da Terra tenha efeitos diários mínimos, órbitas mais excêntricas – como a de Mercúrio – produzem extremos sazonais significativos.