Enquanto viajam pelas veredas do Sistema Solar, alguns asteroides estabelecem uma espécie de coreografia que tem como referência a Terra, e também Vênus e Marte. Embora seu percurso não coincida exatamente com o trajeto que os planetas rochosos percorrem, esses corpos celestes levam o mesmo intervalo de tempo para completar uma viagem em torno do Sol.

Eles recebem a classificação de asteroide co-orbital, e isso ocorre devido a um fenômeno gravitacional chamado ressonância orbital. Existem muitos tipos diferentes de ressonância, estabelecidos quando um corpo exerce força gravitacional sobre o outro, influenciando sua movimentação. No caso dos planetas e seus asteroides co-orbitais, o tipo de ressonância envolvida é a 1:1, indicando que eles compartilham uma órbita muito semelhante ao redor do Sol e possuem aproximadamente o mesmo período orbital em torno do astro-rei.

Um estudo liderado pelo pesquisador Valerio Carruba, da Faculdade de Engenharia e Ciências (FEG) da Unesp, câmpus de Guaratinguetá, investigou como esse tipo de influência pode se combinar com outra forma de ressonância gravitacional, o mecanismo von Zeipel–Lidov–Kozai (ZLK), e descobriu que essa interação pode ajudar a manter alguns desses objetos protegidos de encontros próximos com os planetas.

O trabalho, intitulado “Co-orbital asteroids of terrestrial planets affected by the von Zeipel–Lidov–Kozai mechanism”, foi publicado na revista científica Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy e reconhecido com o CELMEC IX Prize. A distinção premia os melhores artigos originais publicados nas coleções especiais da revista Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy. O trabalho será apresentado durante o Encontro Internacional de Mecânica Celeste que será realizado entre 14 e 18 de setembro, em San Martino al Cimino, Itália, organizado pela Sociedade Italiana de Mecânica Celeste e Astrodinâmica.

Para entender o estudo, é preciso primeiro imaginar o que significa um asteroide ser co-orbital. Em vez de pensar em um corpo que simplesmente gira ao redor do Sol de maneira independente, pode-se imaginar um objeto que se desloca de forma sincronizada com o movimento de um dado planeta. Embora suas órbitas possam ter formatos e posições diferentes, os dois levam aproximadamente o mesmo tempo para completar uma volta ao redor da nossa estrela. Essa sincronização é consequência da chamada ressonância de movimento médio 1:1.

A pergunta central do estudo envolvia estabelecer o que ocorre quando os asteroides co-orbitais, já envolvidos na ressonância de movimento médio 1:1, também apresentam a dinâmica associada ao mecanismo von Zeipel–Lidov–Kozai, ou ZLK.

Esse mecanismo descreve oscilações na excentricidade e na inclinação das órbitas dos asteroides decorrentes de perturbações gravitacionais. Nas simulações realizadas pelos pesquisadores, foram consideradas as perturbações de todos os planetas do Sistema Solar e da Lua, permitindo investigar como essa dinâmica afeta a estabilidade dos co-orbitais de Vênus, da Terra e de Marte.

Enquanto a ressonância 1:1 faz com que os asteroides mantenham seu movimento médio sincronizado com o planeta, o mecanismo ZLK pode produzir alterações relacionadas na excentricidade e na inclinação de suas órbitas. De forma simplificada, o mecanismo ZLK faz essas duas características oscilarem de maneira correlacionada: quando a excentricidade aumenta, a inclinação tende a diminuir, e vice-versa. “Estamos investigando essa dinâmica complicada porque muitos desses objetos co-orbitais são extremamente instáveis”, conta o pesquisador Valerio Carruba.

A busca por compreender essas incertezas é relevante para o acompanhamento desses corpos. Agências espaciais como a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Nasa realizam regularmente simulações e mapeamentos de asteroides que podem se aproximar da Terra. “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 o pesquisador da Unesp.

Os resultados do estudo indicam que, no caso de determinados asteroides e determinadas configurações orbitais, a ressonância ZLK pode alterar a geometria da trajetória de modo a diminuir a probabilidade de encontros próximos e aumentar o tempo de sobrevivência daquela configuração.

“Quando existe uma excentricidade muito alta, é possível que comecem a ocorrer encontros próximos com a Terra ou com outros planetas, ou que o objeto possa ser ejetado para fora da ressonância… Enfim, é possível que a configuração do objeto seja completamente alterada. 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 Carruba.

Leia a reportagem completa no Jornal da Unesp.