El cinturó d’asteroides té distàncies «prohibides». Les va descobrir Daniel Kirkwood el 1866. Els asteroides d’aquestes zones podrien haver estat desviats cap a la Terra i els altres planetes interiors.
Kepler ja estudiava les òrbites dels planetes i en 1618 va enunciar la seua tercera llei que relacionava el període orbital (T) d’un astre amb el semieix major de la seua òrbita (a):
T2 proporcional a a3
Posteriorment, Newton (1685) va demostrar que les òrbites són el·líptiques i que la tercera llei de Kepler era conseqüència de la gravitació universal.
Després es va trobar la llei de Titius-Bode (1766) que va trobar que les distàncies dels planetes al Sol s’adapten a la seqüencia de distàncies (en Unitats Astronòmiques) 0,4 – 0,7 – 1,0 – 1,6 – 2,8 – 5,2 – 10,0 …
No es coneixia cap justificació per aquesta llei empírica.
Però no es coneixia cap planeta de semieix 2,8 UA entre Mart (1,6 realment 1,52) i Júpiter (5,2 realment 5,204).
El 1801 es va trobar l’asteroide Ceres d’uns 950 km de diàmetre i que tenia una òrbita de semieix major 2,77 UA. Aquest el van pujar de categoria quan es va baixar la categoria de Plutó. Ara es consideren planetes nans.
A l’any següent (1802) es va trobar Palas, de 530 km de diàmetre i semieix major també 2,77 UA.
El 1849 ja s’havien trobat 10 asteroides, el 2005 ja passaven de cent mil i el 2020 es va passar del milió d’asteroides.
La zona on es troben entre 2,1 i 3,3 UA és coneix ara com a primer cinturó d’asteroides ja que s’han trobat altres.
Aquí es mostra la distribució per distàncies entre 2,0 i 3,5 UA.
Estudiant aquesta distribució, Kirkwood va veure cap a 1866 que hi havia 4 distàncies «prohibides» (buides d’asteroides).
Justament a distàncies 2,5 – 2,82 – 2,96 i 3,28 UA, i també les zones pròximes a aquestes distàncies.
El problema del moviment de 3 cossos amb la gravetat no s’ha resolt però amb simulacions s’ha vist que la gravetat de Júpiter afecta al cinturó d’asteroides i fa net d’asteroides aquestes zones pel fet d’estar en ressonància asteroide-Júpiter.
Les quatre zones buides corresponen a ressonàncies (relació entre els dos períodes) de
3:1 – 5:2 – 7:3 – 2:1
Per exemple, la primera (3:1) coincideix en que quan l’asteroide fa tres voltes, Júpiter en fa una, i amb cada òrbita de Júpiter es troben relativament a prop i Júpiter pot anar alterant l’òrbita de l’asteroide, que pot fer que passi prop dels planetes interiors (i entre ells la Terra).
Es creu que molts impactes que ha tingut la Terra són d’asteroides expulsats amb el temps per la gravetat de Júpiter.
Si l’asteroide no impacta amb cap planeta, pot tornar a una òrbita semblant a la inicial per una temporada llarga però que amb el temps tornarà a canviar.
La composició del asteroides que han fet impacte a la Terra confirma que poden venir del cinturó d’asteroides.
El comportament dels asteroides d’aquestes zones buides ve determinat per la gravitació però és aparentment caòtic i per tant imprevisible. Els asteroides, entres ells no afecten pràcticament les seves òrbites. Les alteracions només es produeixen entre astres de masses molt diferents. El gran altera l’orbita del petit però el petit no altera l’òrbita del gran.
També la gravetat de la Terra alterarà l’òrbita d’Apofis quan ens passi a prop, a una distància d’una tercera part de la distància de la Lluna, el dia 14 d’abril de 2029.
