O novo Sistema Solar. Daniela Lazzaro Observatório Nacional

Transcrição

1 O novo Sistema Solar Daniela Lazzaro Observatório Nacional Março

2 Em toda a história da humanidade existirá apenas uma geração que será a primeira a explorar o Sistema Solar. Uma geração para a qual em sua infância os planetas eram discos distantes e indistintos em movimento no céu noturno e para a qual em sua velhice estes mesmos planetas serão lugares, novos mundos distintos em fase de exploração Carl Sagan Cosmic Connection (1973)

3 asteroide cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko 21/09/1969

4 Nos últimos anos a exploração espacial e aprimoramento instrumental mudaram nosso entendimento do Sistema Solar, sua estrutura, sua formação e sua evolução 26/09/2014 asteroide cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko 21/09/1969

5 VLT 2014/ago. Rosetta 2014/ago. 67P/Churyumov-Gerasimenko

6 asteroide cometa

7 asteroide cometa modelos

8 asteroide cometa modelos

9 Nos últimos anos a exploração espacial, o aprimoramento instrumental e teórico mudaram nosso entendimento do Sistema Solar, sua estrutura, sua formação e sua evolução. Planetas - Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Plutão Satélites/Binários Anéis Pequenos corpos - Asteroides Cometas

10 Planetas Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano (W. e C. Herschel) 1846 Netuno (J.G. Galle) 1930 Plutão (C.W. Tombaugh)

11 Planetas Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano (W. e C. Herschel) 1801 Ceres (G. Piazzi) 1846 Netuno (J.G. Galle) 1930 Plutão (C.W. Tombaugh)

12 Asteroides 1766 Titus e Bode: lei das distâncias planetárias d = x n, n = 0, 1, 2, 4, 6, descoberta de Urano corrobora lei procura do missing planet entre Marte e Júpiter 1º janeiro de 1801 Piazzi descobre Ceres 28 março de 1802 H. Olbers descobre Pallas 1803, Olbers: Ceres e Pallas = restos da explosão de um planeta Hershel: asteroids = quase-estrela 1807: Juno e Vesta 4 planetas até ~ : 15 novos asteroides em 1974: ~ com órbita bem determinada em 2016: >

13 Ceres 945km, Pallas,Vesta 515, 520km, cerca de 25 asteroides D>200km cerca de 600 asteroides D>50km Pallas Vesta Ceres variações de brilho em Eros Oppolzer, 1901 Forma, Período... asteroides com a > 3AU sistematicamente mais azuis (UBV) dos com a < 2.3UA Chapman, 1971

14 Gaspra Galileo 10/1991 Mathilde NEAR 06/1997 Itokawa Hayabusa 2005 Steins Rosetta 2009

15 4 Vesta Dawn Ceres Dawn

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18 Anéis Saturno (Galileo 1610) Hyugens anos Urano Elliot

19 Júpiter Voyager Netuno Sicardy et al. 1985

20 Detectado um sistema de anéis em torno do Centauro (10199) Chariklo

21 Satélites planetários desde antiguidade Lua 1609 Galileo satélites Galileanos 1974 Marte: 2 Júpiter: 15 Saturno: 7 Urano: 5 Netuno: 2 (31) 2016 Marte: 2 Júpiter: 67 Saturno: 62 Urano: 27 Netuno: 14 (172) + 5 Plutão + 1 Eris

22 Chandrayaan anos depois da Apollo 8

23 Galileo

24 Phoebe Cassini 2006 Hyperion

25 Cometas desde antiguidade periodicidade Halley 1758 crosta escura, áreas ativas Giotto 1986

26 Stardust 1 Wild Tempel 1 Deep Impact 2005

27 67P/Churyumov-Gerasimenko Rosetta 2014

28 Reservatórios de pequenos corpos Distribuição dos 91 asteroides conhecidos em 1867 (Kirkwood) reservatório regiões vazias Lacunas de Kirkwood

29 reservatório de cometas além de UA Nuvem de Oort Distribuição da energia orbital (1/a) dos 46 cometas conhecidos em 1950 (Jan Oort)

30 Sistema Solar em planetas ~2000 asteroides 31 satélites planetários 1 sistema de anéis ~60 cometas 2 reservatórios peq. corpos Sistema Solar hoje 8 planetas > asteroides 172 satélites planetários 6 sistemas de anéis ~200 cometas 3 reservatórios peq. corpos 489 Centauros/SDO 1453 TNOs ~160 satélites de asteroides ~80 satélites de TNOs 5 planetas anões 12 Troianos de Netuno

31 Centauros / SDO (Objetos Espalhados) 1977 descoberto (2060) Chiron: asteroide mais distante 1989 descoberta atividade cometária: cometa P/Chiron

32 NEA Objetos em órbita próxima da Terra Júpiter Marte Terra Vênus Mercúrio

33 Mercúrio Vênus Terra Marte Apollo Aten Amor IEO a > 1.UA / Q < 1.02UA a < 1.0 UA / Q < UA 1.02 < q < 1.3 Q < 0.98 Cruzadores da órbita da Terra Grande aproximação á órbita da Terra

34 Tanto os NEAs quanto os Centauros são populações transientes Não podem ter estado onde estão desde a formação Vem de algum lugar e vão para algum lugar

35 Tanto os NEAs quanto os Centauros são populações transientes Não podem ter estado onde estão desde a formação Vem de algum lugar e vão para algum lugar NEA Cinturão Principal Sistema Solar exterior Colisão com um planeta Colisão com o Sol Sistema Solar exterior

36 Tanto os NEAs quanto os Centauros são populações transientes Não podem ter estado onde estão desde a formação Vem de algum lugar e vão para algum lugar Centauros Cinturão transnetuniano Nuvem de Oort Colisão com planeta Sistema Solar exterior Sistema Solar interior

37 TNO Objetos Transnetunianos Pelo modelo de formação do Sistema Solar, porque o disco deveria terminar abruptamente em Plutão? Edgeworth (1948) e Kuiper (1951) propõem a existência de um cinturão de objetos além de Plutão

38 Análise das órbitas cometárias 1980 (J. Fernandez) LP CP

39 TNOs - q ~> 40: predominantemente avermelhados - clássicos (entre 3:2 e 2:1) com alta e predominantemente azuis 1992 D. Jewitt descobre 1992 QB1 1º objeto do Cinturão Transnetuniano (Cinturão de Kuiper ou de Edgeworth-Kuiper) 2016: ~1400 objetos

40 Março 2003: descoberto 2003 EL61 D = 1200km Dezembro 2003: descoberto 2003 UB313 D = 2400km Março 2005: descoberto 2005 FY9 D = 1250km

41 Agosto 2006, Praga

42 2 Λ=kM P M-massa P-período k- ~const. Λ=1 Quantifica a capacidade de um corpo espalhar pequenos corpos de sua zona orbital UB313 Stern & Levinson 2002 Soter, 2006

43 planetas planetas anões Plutão Eris (13 setembro 2006)

44 planetas planetas anões Plutão Eris planetas anões (13 setembro 2006) 2006: 3 Ceres, Plutão, Eris 2016: 5 Ceres, Plutão, Eris, Makemake, Humea (2005 FY EL61)

45 Evolução colisional Satélites de pequenos corpos

46 Ida Galileo (agosto 1993) Dactyl

47 Charon 1978 Plutão - Caronte D (km): Binários Nix, Hydra 2005

48 binários

49 Rubble-pile Asteroide reacumulado Itokawa Hayabusa 2005

50 Mercúrio Vênus Cinturão de asteroides

51 Sol Planetas - Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno Ceres Planetas Anões Plutão Eris Makemake Humea Asteroides Pequenos Corpos TNO Cometas Poeira

52 Sol Planetas - Mercúrio Vênus Terra Marte Satélites/Binários Júpiter Saturno Urano Netuno Anéis Ceres Planetas Anões Plutão Eris Makemake Humea Asteroides Pequenos Corpos TNO Cometas Poeira Satélites/Binários Satélites/Binários

53 nestes últimos anos aprendemos muito sobre os objetos do Sistema Solar fazendo coisas impensáveis 40 anos atrás...

54 Pousando na superfície de um asteroide NEAR m 700m 250m 120m

55 Colidindo com um cometa Deep-Impact

56 Recolhendo e trazendo para a Terra poeira de cometa Wild-2 Stardust 2007 encontrados cristais apenas formados em altas temperaturas!!

57 Pousando na superfície de Titan (sobrevivendo à passagem por sua densa atmosfera) Cassini 2007

58 Escavando a superfície de um planeta Phoenix Maio 2008

59 Recolhendo fragmentos da superfície de um asteroide, trazendo-os para a Terra e analisando-os em laboratório Hayabusa

60 Pousando na superfície de um cometa 12 de novembro Philae

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62 Mosaico de imagens obtidas em 15/out. a uma distância de 9,9km do cometa. Cada imagem mostra uma região de cerca de 650 metros.

63 As missões espaciais e as novas tecnologias nos mostraram um novo Sistema Solar. Isso nos obrigou a ter que corrigir definições e modelos. Novas descobertas certamente virão nos obrigando novamente a rever definições e modelos. Assim é a ciência, nunca para, nunca conhecemos tudo... A beleza da ciência reside exatamente nisso.