segunda-feira, 6 de abril de 2015

Efeitos das interações gravitacionais nos corpos.

Os corpos do Sistema Solar estão sujeitos a forças gravitacionais e, uma vez que não são objetos perfeitamente rígidos, suas formas e estruturas são alteradas com esse processo. A atração gravitacional entre dois corpos, especialmente quando apresentam grande massa, dá origem à força de maré, que provém da diferença de potencial gravitacional entre pontos distintos num objeto. Além da intensidade de tal força, o grau de deformação dos corpos depende, ainda, de sua constituição interna e de sua velocidade de rotação que, quanto mais elevada, mais promove o achatamento de um objeto. A interação gravitacional desencadeia outros processos que resultam na evolução de um determinado sistema orbital, em geral planeta-satélite. Estas forças recíprocas provocam a dissipação da energia do sistema alterando, a longo prazo, a órbita do próprio satélite e a velocidade de rotação de ambos os corpos.
Dependendo da distância entre o planeta e seu satélite, a força de maré pode atingir níveis dramáticos. Isso acontece quando a órbita de determinado corpo ultrapassa o limite de Roche, além do qual a força exercida pelo planeta sobre o satélite é tão grande que o último não consegue se manter coeso por sua própria força gravitacional e se desintegra. Pelo mesmo motivo, a matéria existente nessa região é incapaz de se agregar para formar um novo corpo, sendo essa a mais provável origem dos sistemas de anéis dos planetas gigantes, já que todos os anéis de Júpiter e Netuno e os principais de Urano e Saturno se encontram além desse limite. A Lua localiza-se vinte vezes mais distante que o limite de Roche no nosso planeta, mas se o ultrapassasse, a Terra possivelmente teria um anel planetário.
A ressonância orbital é um fenômeno que consiste numa relação numérica simples entre as características orbitais de um corpo relativamente a outro. Um dos exemplos mais elementares é a rotação síncrona em que o período de rotação e translação de um corpo encontram-se em ressonância 1:1, como acontece com a Lua e muitos outros satélites naturais que sempre mostram a mesma face para seu planeta. A ressonância 2:3 entre Plutão e Netuno significa que enquanto Plutão orbita o Sol duas vezes, Netuno o faz três vezes, e esta relação impede que os dois corpos se aproximem, apesar de o planeta anão cruzar a órbita do gigante gasoso. Os sistemas de satélites dos planetas gigantes são notáveis exemplos de configurações ressonantes, em que os períodos de translação de praticamente todos os maiores componentes apresentam entre si relações numéricas simples. De fato, nesses sistemas a ressonância orbital previne que os satélites entrem em órbitas caóticas, atuando, assim, como estabilizadora destas.

Pluma vulcânica com 160 km (100 milhas) de altitude, resultante da erupção do vulcão Loki Patera, em Io. Esse satélite de Júpiter é um dos corpos com maior atividade vulcânica do Sistema Solar.


O fato de tantos satélites apresentarem rotação síncrona não é mera coincidência, mas consequência da interação gravitacional decorrente do acoplamento de maré. A rotação dos dois corpos sofre pequenas variações até que se atinja a ressonância 1:1, quando o processo se completa. No sistema Terra-Lua, este processo está apenas parcialmente completo, já que somente a Lua possui rotação síncrona, ao contrário do sistema Plutão-Caronte, que sempre mostram a mesma face um para o outro.
Em sistemas mais complexos, o fenômeno da ressonância orbital aliado às forças de maré provoca o aquecimento interno de um satélite natural, por fricção entre suas camadas. Tal fato deve-se ao diferencial de forças exercidas simultaneamente pelo planeta e pelos outros corpos ressonantes. Um exemplo desse fenômeno é o satélite jupiteriano Io, cujas camadas internas estão em constante atrito por conta da imensa força gravitacional do gigante gasoso em oposição à influência dos outros satélites galileanos ressonantes, com os quais ocorrem sucessivos encontros. Como resultado, o calor gerado no processo mantém uma contínua atividade vulcânica em Io, apesar do seu tamanho relativamente reduzido. Outros exemplos notáveis desse fenômeno conhecido como aquecimento de maré incluem o satélite jupiteriano Europa e a lua saturniana Encélado.



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