SISTEMA SOLAR Planetas e outros corpos. Sérgio Mittmann dos Santos. Astronomia Licenciatura em Ciências da Natureza IFRS Câmpus Porto Alegre 2013

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1 SISTEMA SOLAR Planetas e outros corpos Sérgio Mittmann dos Santos Astronomia Licenciatura em Ciências da Natureza IFRS Câmpus Porto Alegre 2013

2 Planetas Terrestres tipo da Terra: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte Jovianos tipo de Júpiter: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno

3 Planetas (cont.) Planetas terrestres têm uma atmosfera gasosa, uma superfície sólida bem definida e um interior na maior parte sólido Planetas jovianos têm uma atmosfera gasosa, nenhuma superfície sólida e um interior líquido na maior parte

4 Superfícies dos Planetas Podem ser conhecidas a partir do albedo ( radiação_refletida / radiação_recebida opacidade ), se o planeta não tem atmosfera espessa (planetas jovianos e Vênus) Alterações ATIVIDADE GEOLÓGICA, EROSÃO, CRATERAMENTO

5 Alterações nas Superfícies dos Planetas ATIVIDADE GEOLÓGICA Vulcanismo e Atividade tectônica: Depende do calor interno do planeta Terra: Vulcões ativos e movimento de placas tectônicas Marte: Grandes vulcões (talvez ativos) e não há evidência de tectonismo Vênus: Menos ativo do que a Terra e mais ativo do que Marte [Lua]: Poucos sismos por ano. No passado, ocorreu um grande vazamento de lava, que se solidificou e formou os mares lunares (regiões escuras, baixas e planas, que contêm muitas crateras) [Io (Júpiter) + Ariel e Titânia (Urano)]: Atividades vulcânicas violentas

6 Alterações nas Superfícies dos Planetas (cont.) EROSÃO Resultado da ação da atmosfera ou da hidrosfera Terra: Erosão evidenciada pela presença de rochas sedimentares Marte: Erosão é mais importante devido às freqüentes tempestades de areia Mercúrio [e Lua]: Erosão ausente

7 Alterações nas Superfícies dos Planetas (cont.) CRATERAMENTO Crateras aparecem em todos os planetas e satélites e podem ter origem vulcânica (menores e mais profundas) ou de impacto (maiores e mais rasas) Número de crateras de impacto observadas Tempo desde que a superfície ficou exposta Terra: Crateras são principalmente de origem vulcânica; atividade geológica + erosão apagaram os efeitos de impactos da época na qual muitos corpos residuais recém formados ainda povoavam o Sistema Solar Marte, Mercúrio [e Lua]: Crateras de impacto são dominantes

8 Atmosferas A retenção das atmosferas é um compromisso entre a energia cinética (ou temperatura) das moléculas do gás e a velocidade de escape do planeta (ou sua massa) v méd 1/6 v esc (para reter a atmosfera) A composição das atmosferas pode ser conhecida pela análise espectral da luz solar que elas refletem Planetas terrestres Não conseguiram reter suas atmosferas. Formaram-se a partir dos gases que escaparam dos seus interiores. O impacto com cometas também contribuiu com alguns elementos. Planetas jovianos possuem uma atmosfera dominada por gases mais leves e mais comuns (H e He), pois foram capazes de reter o gás presente no Sistema Solar na época da formação.

9 Efeito estufa Elevação da temperatura da superfície, devido ao acobertamento pela atmosfera Mais importante para Vênus, por causa da grande quantidade de CO 2 na atmosfera, que é opaco à radiação infravermelha

10 Anéis Os 4 planetas jovianos apresentam sistemas de anéis, constituídos por bilhões de pequenas partículas orbitando muito próximas do planeta Os anéis devem ter se formado pela quebra de um satélite ou a partir de material que nunca se aglomerou para formar um satélite Júpiter Saturno Urano Netuno (Voyager 2)

11 Satélites Em geral, o número de satélites está associado à massa do planeta A maioria dos satélites revolve em torno do respectivo planeta no sentido de oeste para leste e tem órbita aproximadamente no plano equatorial de seu planeta O maior satélite do Sistema Solar é Ganimedes (de Júpiter), com raio de km, seguido por Titan (de Saturno), com km de raio; ambos são maiores do que Mercúrio, que tem km de raio A Lua, com km de diâmetro, é maior do que Plutão, que tem km de diâmetro

12 Planetas Anões São objetos que Estão em órbita em torno do Sol (como os planetas) Têm forma determinada pela auto-gravidade, ou seja, são aproximadamente esféricos (como os planetas) Não têm tamanhos significativamente maiores do que os objetos em suas vizinhanças (ao contrário dos planetas) Não são satélites Diâmetros (km) Éris: Plutão: Makemake: Haumea: Ceres: 950

13 Asteróides Numeroso grupo de pequenos corpos situados, na sua grande maioria, no Cinturão Principal, com órbitas desde 2,2 até 3,3 UA do Sol, entre Marte e Júpiter m Cinturão Principal < 1/1.000 m Terra Centro Cinturão Principal 2,8 UA do Sol Teorias para a formação dos asteróides Explosão de um planeta (abandonada). Asteróides primordiais eram grandes corpos (porém bem menores do que os planetas) e se fragmentaram devido a colisões, resultando nos asteróides atuais. Alguns dos maiores asteróides atuais devem ser corpos originais, que não se quebraram.

14 METEOROS Meteoros e Meteoritos Pequenos asteróides que se chocam com a Terra e, ao penetrarem na atmosfera, geram calor por atrito, deixando um rastro brilhante, facilmente visível a olho nu METEORITOS Meteoros que atravessam a atmosfera, sem serem totalmente vaporizados 3 tipos: Rochosos (90%), Metálicos e Metálico-rochosos

15 Cometas Asteróides que apresentam uma atmosfera volátil visível Formados por gelo (água, metano, etc.) e poeira Tamanho típico = 10 km Órbitas muito alongadas Coma Nuvem de gás e poeira ao redor do cometa, devido à sublimação do gelo pela radiação solar. Aparece quando o cometa está a 2 UA do Sol. Núcleo Parte sólida. Gelado no interior. Cauda O vento solar e a pressão de radiação empurram o gás e a poeira da coma, formando a cauda do cometa, que pode ter até 1 UA de comprimento

16 Cometas (cont.) Cauda de gás Resultado da interação do vento solar com o gás. Ocorre principalmente devido à emissão de átomos excitados. É reta e azul, pois grande parte de seu brilho deve-se à emissão de monóxido de carbono ionizado em ångstroms. Cauda de poeira Causada pela pressão de radiação. Geralmente é curvada e tem largura maior e velocidade de suas partículas menor, quando comparada com a cauda de gás. Possui cor amarelada devido à reflexão da luz solar.

17 Cometas (cont.)

18 Corpos Ressonantes

19 Distribuição dos Asteróides Cinturão Principal Asteróides Apollo-Amor Periélio interno à órbita da Terra (Apollo) e entre a órbita da Terra e a de Marte (Amor). 433 Eros (de Amor) é usado para determinar a UA e tem um periélio de 20 milhões de km. Asteróides Troianos Órbitas a 60 de Júpiter. Estão próximos dos pontos especiais L 4 e L 5, da solução do problema de 3 corpos.

20 Cinturão de Kuiper Proposto por Gerard Kuiper em 1951, para explicar a existência de cometas com períodos curtos (T < 200 anos) e órbitas menos excêntricas Até os anos 1970, acreditava-se que cometas de curto período eram cometas de longo período com órbitas modificadas pela interação com algum planeta, mas simulações numéricas mostraram que esta teoria não se aplica para um grande número de objetos Está no plano do Sistema Solar Estende-se desde a órbita de Netuno 30 UA do Sol (Plutão 40 UA do Sol ) até 150 UA do Sol Forma achatada indica que os objetos que o constituem são remanescentes dos planetesimais formados no disco da nebulosa solar

21 Cinturão de Kuiper: Objetos Trans-netunianos Objetos Clássicos (KBOs: Kuiper Belt Objects) Objetos típicos do Cinturão de Kuiper: 2/3 do total; 40 UA < a < 50 UA Plutinos, Troianos de Netuno e outros ressonantes Estão em ressonância orbital com Netuno, pois seus períodos são múltiplos inteiros do período de Netuno (Plutinos 1/3 do total; = 3:2) Espalhados Objetos com órbitas altamente excêntricas (e 0,6), por causa de perturbações associadas a encontros com Netuno. a > 50 UA. Centauros Objetos com órbitas instáveis (parte são asteróides e parte são cometas) Colisionais Origem em uma colisão

22 Proposta por Jan Hendrik Oort em 1950, como explicação à existência dos cometas de longo período (T > 200 anos) Nuvem esférica com raio de UA, que contém bilhões de núcleos cometários Perturbações gravitacionais de uma estrela ou do disco da Via Láctea sobre a órbita de um cometa da Nuvem de Oort podem lançá-lo a regiões mais internas do Sistema Solar, caracterizando-o como um cometa de longo período, que mantêm seus elementos voláteis em, no máximo, passagens periélicas Nuvem de Oort

23 Referências K. S. Oliveira Fo. e M. F. O. Saraiva. Astronomia e astrofísica, 2a. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004 W. J. Maciel (ed.). Astronomia e astrofísica. São Paulo: EdUSP, 1991 H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen e K. J. Donner. Fundamental astronomy, 5a. ed. Berlim: Springer,