M1 Mecânica e Ressonâncias Orbitais

Tópico

O elemento central deste modelo é a órbita de dois ou mais corpos gravitacionalmente ligados.

Quando os períodos orbitais de dois desses corpos estão em uma proporção simples, conhecida como ressonância, as forças gravitacionais que ambos os corpos exercem um sobre o outro durante cada aproximação são sempre repetidas na mesma fase orbital. É precisamente essa repetição na mesma fase que faz com que essas forças, em vez de se anularem ao longo do tempo, se reforcem mutuamente ciclo após ciclo, amplificando seu efeito muito além do que uma aproximação isolada entre os dois corpos produziria.

Essa amplificação por ressonância pode estabilizar certas configurações orbitais, como ocorre com algumas luas que permanecem fixas em proporções simples entre si, ou pode, inversamente, desestabilizá-las a ponto de esvaziar completamente uma região orbital inteira, como acontece nas lacunas que as ressonâncias com Júpiter abrem no cinturão de asteroides.

O acoplamento de maré atua nessa mesma órbita, muito mais lentamente do que a ressonância: a atração gravitacional que um corpo exerce sobre as marés que provoca em seu companheiro diminui gradualmente a rotação deste último até que seu período de rotação corresponda exatamente ao seu próprio período orbital. Uma vez alcançado esse acoplamento, a protuberância de maré permanece fixa, sempre voltada para o corpo que a causa, e a força de frenagem que antes atuava sobre a rotação cessa completamente, fechando o ciclo no mesmo estado de acoplamento que o originou. Assim, da órbita gravitacionalmente ligada com a qual este documento começa até o acoplamento de maré com o qual termina, passando pela ressonância orbital que amplifica as forças ciclo após ciclo e pelas lacunas que essa mesma ressonância pode abrir no cinturão de asteroides, a mecânica orbital faz com que dois corpos ligados eventualmente se estabilizem em alguma configuração que a própria gravidade acaba por fixar.

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