Para apreciar verdadeiramente as órbitas dos cometas, é útil ter uma compreensão das órbitas planetárias. Mesmo que não haja falta de espaço disponível ao redor do Sol, todos os planetas se confinam a uma faixa bastante fina e nenhum deles, exceto Plutão, se distancia mais do que alguns graus dela.
A órbita de um cometa, por outro lado, pode ter um grande ângulo de inclinação em relação a essa banda e pode até orbitar perpendicularmente a ela, dependendo de onde vem. Esse é apenas um dos muitos fatos interessantes sobre cometas.
De acordo com a primeira lei de Kepler, todos os objetos orbitam o sol em trajetórias elípticas. As órbitas dos planetas, exceto Plutão, são quase circulares, assim como as dos asteróides e objetos gelados no cinturão de Kuiper, que está logo além da órbita de Netuno. Os cometas que se originam no cinturão de Kuiper são conhecidos como cometas de período curto e tendem a permanecer na mesma faixa estreita que os planetas.
Cometas de longo período, que se originam na nuvem de Oort, que está além do cinturão de Kuiper e na periferia do sistema solar, são uma questão diferente. Suas órbitas podem ser tão elípticas que os cometas podem desaparecer completamente por centenas de anos. Os cometas de além da nuvem de Oort podem até ter órbitas parabólicas, o que significa que eles fazem uma única aparição no sistema solar e nunca mais voltam.
Nenhum desses comportamentos é misterioso, uma vez que você entenda como os planetas e cometas surgiram ali. Tudo tem a ver com o nascimento do sol.
Tudo começou em uma nuvem de poeira
O mesmo processo de nascimento de estrelas que os cientistas hoje são capazes de observar acontecendo na nebulosa de Órion ocorreu em nossa vizinhança do universo cerca de 5 bilhões de anos atrás. Uma nuvem de poeira espacial, flutuando sem intercorrências no vasto nada, gradualmente começou a se contrair sob a força da gravidade. Pequenos aglomerados se formaram e eles grudaram, formando aglomerados maiores que foram capazes de atrair ainda mais poeira.
Gradualmente, um desses aglomerados predominou e, à medida que continuou a atrair mais material e a crescer, a conservação de momento angular fez com que girasse, e toda a matéria ao seu redor formou um disco que girou na mesma direção.
Por fim, a pressão no núcleo do aglomerado predominante tornou-se tão grande que se acendeu, e a pressão externa criada pela fusão do hidrogênio impediu que mais matéria se acumulasse. Nosso jovem sol atingiu sua massa final.
O que aconteceu com todos os aglomerados menores que não estavam presos no central? Eles continuaram a atrair a matéria que estava perto o suficiente de suas órbitas, e alguns deles se transformaram em planetas.
Outros grupos menores, na extremidade do disco giratório, estavam longe o suficiente para evitar serem presos no disco, embora ainda estivessem sujeitos a força gravitacional suficiente para mantê-los em órbita. Esses pequenos objetos se tornaram planetas anões e asteróides, e alguns se tornaram cometas.
Cometas não são asteróides
A composição dos cometas é diferente da dos asteróides. Enquanto um asteróide é principalmente rocha, um cometa é essencialmente uma bola de neve suja cheia de bolsões de gás espacial.
Um grande número de asteróides é encontrado no cinturão de asteróides entre as órbitas de Marte e Júpiter, que também é o lar do planeta anão Ceres, mas eles também orbitam na periferia do planeta sistema. Os cometas, por outro lado, tendem a vir exclusivamente do cinturão de Kuiper e além.
Um cometa que está longe do Sol é virtualmente indistinguível de um asteróide. Quando sua órbita o aproxima do sol, porém, o calor vaporiza o gelo e o vapor se expande para formar uma nuvem ao redor do núcleo. O núcleo pode ter apenas alguns quilômetros de diâmetro, mas a nuvem pode ser milhares de vezes maior, fazendo com que o cometa pareça muito maior do que realmente é.
A cauda de um cometa é sua característica mais marcante. Pode ser longo o suficiente para abranger a distância entre a Terra e o sol, e sempre aponta para longe do sol, não importa a direção em que o cometa esteja viajando. Isso porque ele é criado pelo vento solar, que está soprando o gás da nuvem de vapor que envolve o núcleo.
Fatos do cometa: nem todos vêm daqui
Cometas de longo período podem ter órbitas altamente elípticas que podem ser tão excêntricas que o período entre avistamentos da Terra pode durar mais de uma vida. A segunda lei de Kepler implica que os objetos se movem mais lentamente quando estão mais longe do sol do que quando estão perto dele, de modo que os cometas tendem a ser invisíveis por muito mais tempo do que são visíveis. No entanto, não importa quanto tempo leve, um objeto em órbita sempre retorna, a menos que algo o tire de sua órbita.
Alguns objetos nunca retornam, no entanto. Eles vêm aparentemente de lugar nenhum, viajando a velocidades atípicas de corpos em órbita, girando em torno do sol e disparando para o espaço. Esses objetos não se originam no sistema solar; eles vêm do espaço interestelar. Em vez de uma órbita elíptica, eles seguem um caminho parabólico.
O misterioso asteroide em forma de charuto 'Oumuamua era um desses objetos. Ele apareceu no sistema solar em janeiro de 2017 e sumiu de vista um ano depois. Talvez fosse um OVNI, mas mais provavelmente, era um objeto interestelar atraído pelo sol, mas movendo-se rápido demais para ser colocado em órbita.
Um estudo de caso: o cometa Halley
O cometa Halley é talvez o mais conhecido de todos os cometas. Foi descoberto por Edmund Halley, um astrônomo britânico amigo de Sir Isaac Newton. Ele foi a primeira pessoa a postular que os avistamentos de cometas em 1531, 1607 e 1682 foram todos do mesmo cometa, e ele previu seu retorno em 1758.
Ele provou que estava certo quando o cometa fez uma aparição espetacular na noite de Natal de 1758. Essa noite foi, infelizmente, 16 anos após sua morte.
O cometa Halley tem um período entre 74 e 79 anos. A incerteza se deve às influências gravitacionais que encontra ao longo de seu caminho - particularmente o planeta Vênus - e a um sistema de propulsão intrínseco que todos os cometas possuem. Quando um cometa como o de Halley se aproxima do sol, os bolsões de gás no núcleo se expandem e disparam através pontos fracos no núcleo, fornecendo impulso que pode empurrá-lo em qualquer direção e criar perturbações em seu órbita.
Astrônomos mapearam a órbita do cometa Halley e descobriram que é altamente elíptica, com uma excentricidade de quase 0,97. (Excentricidade neste caso, significa quão oblonga ou redonda é uma órbita; quanto mais próxima de zero a excentricidade, mais redonda será a órbita.)
Considerando que a órbita da Terra tem uma excentricidade de 0,02, o que a torna quase circular, e que a excentricidade da órbita de Plutão é de apenas 0,25, a excentricidade do cometa Halley é extrema. No afélio, está bem fora da órbita de Plutão e no periélio está a apenas 0,6 UA do sol.
Pistas da origem do cometa
A órbita do cometa Halley não é apenas excêntrica, mas também inclinada 18 graus em relação ao plano da eclíptica. Isso é evidência de que não foi formado da mesma forma que os planetas, embora possa ter coalescido na mesma época. Ele poderia até ter se originado em outra parte da galáxia e simplesmente ter sido pego pela gravidade do Sol enquanto ele passava.
O cometa Halley exibe outra característica que é diferente dos planetas. Ele gira na direção oposta à de sua órbita. Vênus é o único planeta que faz isso, e Vênus gira tão lentamente que os astrônomos suspeitam que colidiu com algo de seu passado. O fato de o cometa Halley girar na direção que faz é mais uma evidência de que não foi formado da mesma forma que os planetas.