Asteroides próximos à Terra podem permanecer em órbitas estáveis por mais tempo, descobre Unesp

Um fenômeno gravitacional pode ajudar determinados asteroides a permanecerem por mais tempo em órbitas estáveis e diminuir a probabilidade de encontros próximos com a Terra e outros planetas. A descoberta é resultado de um estudo liderado pelo pesquisador Valerio Carruba, da Faculdade de Engenharia e Ciências da Unesp, câmpus de Guaratinguetá, que recebeu o CELMEC IX Prize, concedido a trabalhos científicos de destaque na área de mecânica celeste.

A pesquisa investigou os chamados asteroides co-orbitais de Vênus, Terra e Marte. Esses objetos percorrem trajetórias próprias ao redor do Sol, mas levam aproximadamente o mesmo tempo que determinado planeta para completar uma volta. Essa sincronização ocorre por uma interação gravitacional conhecida como ressonância de movimento médio 1:1.

O desafio é que muitos desses objetos apresentam grande instabilidade. Um asteroide pode permanecer durante determinado período nessa configuração e posteriormente assumir outra trajetória ou até deixar aquela região, dificultando previsões sobre seu comportamento futuro.

Uma espécie de coreografia entre planeta e asteroide

Ser co-orbital não significa que o asteroide percorra exatamente o mesmo caminho do planeta. As órbitas podem apresentar formatos e posições diferentes, enquanto os períodos necessários para completar uma volta ao redor do Sol permanecem aproximadamente sincronizados.

O estudo procurou entender o que acontece quando essa ressonância 1:1 é combinada com outro fenômeno gravitacional, conhecido como mecanismo von Zeipel-Lidov-Kozai (ZLK).

Esse mecanismo provoca oscilações relacionadas na excentricidade e na inclinação da órbita. De maneira simplificada, quando uma dessas características aumenta, a outra tende a diminuir. Para investigar o comportamento, os pesquisadores realizaram simulações considerando perturbações gravitacionais provocadas por todos os planetas do Sistema Solar e pela Lua.

“Estamos investigando essa dinâmica complicada porque muitos desses objetos co-orbitais são extremamente instáveis”, explica Carruba.

Fenômeno pode evitar aproximações em determinadas situações

As simulações indicaram que, para determinados asteroides e configurações orbitais, o mecanismo ZLK consegue alterar a geometria da trajetória de uma maneira que reduz a probabilidade de encontros próximos com planetas e aumenta o tempo de permanência do objeto naquela configuração.

A excentricidade é particularmente importante nesse comportamento. Quando ela se torna muito elevada, podem ocorrer aproximações com a Terra ou outros planetas, além da possibilidade de o asteroide ser expulso da ressonância e passar a seguir outra configuração orbital.

“É esse o papel que a ressonância ZLK desempenha: ela pode estabilizar esse objeto. Em vez de ser ejetado, ele pode permanecer em uma órbita estável por um tempo maior”, afirma o pesquisador.

O resultado não significa que o mecanismo possa ser utilizado para alterar artificialmente a trajetória de um asteroide. O estudo descreve uma dinâmica gravitacional que ocorre naturalmente e ajuda os cientistas a compreender por que determinadas configurações podem permanecer estáveis por mais tempo.

Entender instabilidade ajuda no acompanhamento de asteroides

Compreender essas mudanças é relevante porque asteroides próximos são regularmente mapeados e simulados por instituições como a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Nasa.

“Muitos desses asteroides são perdidos. Isso significa que passam um tempo nessa configuração co-orbital mas depois vão para outra configuração ou até mesmo saem da região. Justamente por essa instabilidade é difícil prever qual será a nova rota”, explica Carruba.

Quanto melhor os pesquisadores compreendem os mecanismos capazes de modificar ou estabilizar essas trajetórias, maior é o conhecimento sobre a evolução orbital desses pequenos corpos ao longo do tempo.

Pesquisa brasileira recebe prêmio internacional

O artigo Co-orbital asteroids of terrestrial planets affected by the von Zeipel-Lidov-Kozai mechanism foi publicado na revista científica Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.

O trabalho recebeu o CELMEC IX Prize, distinção destinada aos melhores artigos originais publicados nas coleções especiais da revista

A pesquisa será apresentada no Encontro Internacional de Mecânica Celeste, realizado entre 14 e 18 de setembro, em San Martino al Cimino, na Itália. O evento é organizado pela Sociedade Italiana de Mecânica Celeste e Astrodinâmica.