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sexta-feira, 1 de novembro de 2024

Sobre as órbitas

Um sistema solar surge de uma nuvem gigantesca que lentamente se condensa para formar uma estrela e planetas que a orbitam, além de asteroides, cometas e planetas-anões. A razão pela qual todos estes objetos orbitarão no mesmo sentido é que eles são feitos da matéria que formava a nuvem gigantesca original e, por isso, mantém seu momento angular.

Vamos visualizar esta nuvem:

Sabemos que o momento angular se conserva. Todos já vimos imagens de patinadores no gelo girando lentamente com seus braços abertos, e quando os braços se aproximam dos corpos, o giro aumenta de velocidade. Quanto mais o patinador concentra sua massa próxima de seu corpo, mais rápido gira. Esta lei também se aplica à nossa nuvem estelar.

Começamos com uma nuvem gigantesca, que possui algum momento angular. Por conta disto, ela gira muito, muito lentamente em um sentido. Conforme começa a se condensar devido à gravidade, o momento angular se torna mais evidente, já que a nuvem passa a girar mais rapidamente.

O centro da nuvem é onde a massa passa a se concentrar mais, e é lá que a estrela se forma. Tudo o que sobra vai orbitar esta massa central. Um objeto de massa menor orbita um de massa maior próximo de seu centro - na verdade, de seu baricentro, mas é bem perto. Isto significa que a matéria da nuvem não pode orbitar o objeto central assim:

Já que ela orbitará o centro do objeto maior, as órbitas seriam mais parecidas com isto:

Um sistema assim pode existir, mas não por muito tempo. As duas camadas inclinadas possuem componentes verticais de movimento, fazendo com que se cruzem na camada central. Ou seja, teremos colisões. Com o tempo estas colisões não-elásticas acabarão com o componente vertical do movimento, fazendo com que todas as partículas passem a girar num plano bastante estreito, como este:

Com a passagem do tempo, as partículas neste plano também se condensarão em corpos maiores, e aí aparecerão os planetas. E os planetas anões, asteroides e cometas.

Se um sistema solar possui um corpo que não gira neste plano nem na mesma direção do resto do sistema, ele provavelmente foi capturado de outro sistema solar

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