Qual é a distância máxima que dois objetos podem orbitar um ao outro?

Na galáxia NGC 1128 que está a 310 milhões de anos-luz da Terra na constelação Cetus, há dois buracos negros supermassivos orbitando um ao outro a uma incrível distância de aproximadamente 25 mil anos-luz, ou 1.5 bilhão de vezes a distância Terra Sol. 

Imagem dos dois buracos negros supermassivos na galáxia NGC 1128,
capturada pelo telescópio espacial de raio-x Chandra da NASA.

Então qual é a distância máxima que dois objetos podem orbitar um ao outro? 

Essa distância é determinada pela Esfera de Influência Gravitacional (GsI) que um objeto possui. A gravidade de qualquer objeto se estende infinitamente pelo espaço, assim como a luz, porém, o que importa é a relevância dessa gravidade, e tal relevância será determinada pela quantidade de gravidade de outros objetos ali presentes.

Quando um objeto possui relevância gravitacional, ele é capaz de hospedar um ou mais objetos em torno de si, orbitando-o. E essa relevância gravitacional possui um limite, chamado de Esfera de Influência Gravitacional (GsI); uma vez que você passa desse limite, você não estará mais orbitando o objeto em questão. Por exemplo, a GsI da Terra é de 1.5 milhão de quilômetros de raio, se você atingir essa distância da Terra, a gravidade do Sol será mais relevante para você do que a gravidade da Terra. 

Como neste exemplo na imagem abaixo...

A GsI da lua está destacada pela linha vermelha.

GsI = Gravitational Sphere of Influence (raio da GsI da Lua em metros); 

a= Semi Major Axis (distância média entre a Terra e a Lua em metros); 

m= Massa da Lua em kg; 

M= Massa da Terra em kg; 

3= Constante da equação.

∛= Raíz cúbica. 

Como podem ver, o raio da GsI da Lua é 61 milhões de metros, ou 61 mil quilômetros, ou seja, para orbitar a lua você precisa estar dentro desse raio, caso contrário, você estará orbitando a Terra e sofrendo uma leve, mas insignificante, influência da gravidade da Lua.

[Escrito por: @jonathantorres19]

Fonte da imagem da galáxia NGC 1128: NASA's Chandra X-Ray Observatory Website