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por Equipe Horóscopo Virtual

A primeira Lei de Kepler: Órbitas elípticas

Johannes Kepler foi um dos nomes mais ilustres não só da Astronomia, mas de outras áreas científicas. Seus estudos confirmaram o modelo heliocêntrico desenvolvido pelo astrônomo e matemático polonês Nicolau Copérnico. Segundo esse modelo, os planetas giram em torno do Sol, contrariando a tese anterior – formulada pelo astrônomo grego Claudio Ptolomeu – de que os astros orbitavam a Terra.

Aprofundando seus estudos e fazendo algumas correções nos achados copernicanos, Kepler deu origem às três leis que regem os movimentos planetários, conhecidas como “Três leis de Kepler”. Elas foram fundamentais para o desenvolvimento da Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton.

Para entender melhor

Ilustração dos planetas do sistema solar alinhados

Vale conferir, antes de mais nada, uma breve teoria dos movimentos planetários, para que possamos entender melhor essas leis.

Os movimentos planetários podem ser de dois tipos. A translação é o movimento que um astro faz em torno de outro (ou outros) astros. No Sistema Solar, esse é o movimento que a Terra e os demais planetas fazem em torno do Sol. Cada volta resulta no ano de cada planeta. No nosso caso, cada translação dura 365 dias, 5 horas e 48 minutos. Já a rotação é o movimento que um astro faz em torno dele mesmo. Na Terra, a rotação dura 23 horas, 56 minutos, 4 segundos e 0,9 décimos, originando a sucessão de dias e noites.

Há 12 outros movimentos menos conhecidos realizados pela Terra. São eles: precessão, nutação, deslocamento do periélio, obliquidade da eclíptica, variação da excentricidade da órbita, movimento de centro de massa Terra-Lua, movimento em torno do centro de massa do Sistema Solar, movimento das marés, perturbações planetárias, movimento helicoidal, rotação com a galáxia e translação com a galáxia.

Primeira lei – a Lei das Órbitas

Ilustração do movimento de translação da Terra ao redor do Sol

Essa é a primeira Lei de Kepler, publicada na sua segunda obra, “Astronomia Nova”, com a segunda lei.

Esse postulado estabelece que cada planeta revolve em torno do Sol em uma órbita elíptica. Toda elipse tem dois focos, com o Sol sendo um dos pontos focais. É com essa lei que Kepler faz a correção da ideia defendida por Copérnico, de que as órbitas eram circulares.

Mas o que são órbitas elípticas?

Desenho de uma pessoa traçando uma elipse em papel

O significado de órbita elíptica primeiramente nos leva a saber a definição do conceito de “elipse” e as partes que o compõem. A elipse é uma figura plana obtida pela intersecção entre um plano e um cone. Em outras palavras é uma forma ovalada, mais ou menos como um círculo achatado ou alongado, como se estivesse esticada nas suas extremidades.

Dessa forma, órbitas elípticas são aquelas que descrevem um caminho em forma oval de um corpo celeste em torno de outro. No Sistema Solar, todos os planetas seguem esse formato de órbita, sendo o Sol um desses pontos focais, e não o centro.

Esse conceito de “órbita elíptica” foi descoberto e difundido por Kepler. Para entendermos melhor o funcionamento das órbitas, primeiro é preciso saber que elementos compõem uma elipse, conforme explicamos a seguir.

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Focos: os pontos-chave, ou seja, os pontos centrais da elipse. A elipse tem dois focos, que, ao contrário dos círculos, não ficam sobrepostos.

Centro: é o ponto médio entre os focos.

Eixo maior: segmento de reta que passa pelos dois focos.

Eixo menor: segmento de reta que passa pelo ponto médio do eixo maior, sendo perpendicular a ele.

Distância focal: distância entre os focos da elipse.

Excentricidade: razão entre a semidistância focal e o semieixo maior. Para facilitar: quanto mais excêntrica for a elipse, mais alongada ela é (a excentricidade define a “aparência” da elipse). Numa órbita elíptica, a excentricidade pode ser considerada uma medida de desvio de uma órbita circular padrão. Quando a órbita é uma circular perfeita, essa razão tem zero como resultado. A Terra atualmente tem uma excentricidade orbital medindo 0,0167. É um valor considerado baixo, o que faz com que sua órbita esteja bem próxima de um círculo perfeito. Já a excentricidade orbital de Mercúrio é a maior de todos os planetas do nosso sistema (medindo 0,2056). Se Plutão ainda fosse considerado um planeta, seria aquele com a maior excentricidade orbital (medindo 0,25).

Vale ainda ressaltar os pontos da trajetória nessa elipse, em que um planeta está menos ou mais perto do Sol: afélio (ponto mais afastado do Sol) e periélio (ponto mais próximo do Sol). Assim como com os planetas ao redor do Sol, a trajetória da Lua ao redor da Terra também é elíptica. Os pontos dessa trajetória da Lua são: apogeu (ponto mais afastado) e perigeu (ponto mais próximo).

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