O Sistema Solar: seus componentes e características. Roberto Ortiz EACH/USP

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1 OSistemaSolar: seuscomponentesecaracterísticas RobertoOrtiz EACH/USP

2 ComponentesdoSistemaSolar: Sol:umaestrela. Planetas(eseussatélites): Telúricos(Mercúrio,Vênus,TerraeMarte) Gasosos(Júpiter,Saturno,UranoeNetuno) Planetasanões(eseussatélites): NaregiãoentreMarteeJúpiter(Ceres,Pallas,etc.) NaregiãoalémdeNetuno(Eris,Plutão,Sedna,etc.) Corposmenores: Cometas(Halley,Encke,West,etc.) Demaiscorposnão esféricos(juno,ida,vesta,etc.)

3 OSol ObjetocentraldoSistemaSolar, seudiâmetroequivalea109 diâmetrosterrestres. Eleécompostomajoritariamente porhidrogênio(73%)ehélio (25%).Todososdemais elementosquímicossomados perfazem2%(emmassa) OSolgiraemtornodeseueixo emcercade25dias. Suascaracterísticasequivalem àsdeuma estrelamédia.

4 Aatmosferasolar Afotosferaéacamadamais evidentenaregiãovisíveldo espectro. Suacoréamarelada,oque indicaquesuatemperaturaé decercade5800k(ou 5500oC). Vistaaotelescópio,apresenta umaspectogranulado,devido àconvecção. Nafotosferaobserva se tambémoescurecimento centro limbo.

5 Acromosfera Acromosferaéumacamada imediatamentesuperiorà cromosfera. Suacorespessuraédecerca de1,5milkm.suadensidade equivaleaapenas10 4da densidadedafotosfera. Suatemperaturavariaentre 3800e35milK. Asprotuberânciassãoum fenômenotipicamente cromosférico. Acromosferaévisívelduranteoseclipses solarescomoumcírculomuitovermelho emtornododiscosolar.

6 Alémdacromosfera... Acimadacromosfera situa sea zonade transição. Acredita sequeocampo magnéticosejao responsávelpela aceleraçãodoselétronse portantodoaquecimento daatmosferasolaralém dazonadetransição.

7 Acoroasolar Tambémchamadadecorona éacamadamaisexternado Sol. Suatemperaturavariaentre1 e4milhõesdekelvin,mas suadensidadeequivalea apenas10 12xadensidade dafotosfera. Durantealgunsperíodos,a coronapodeseestenderaté aváriosraiossolares.

8 Algunsfenômenossolares: Manchassolares: Ocorremnafotosfera.Sãoregiõesdetemperaturamaisbaixa (T=4500K)doqueavizinhança(T=5800K).Porissoas manchasbrilhammenoseaparecemescurasvistascontraum fundobrilhante. Protuberânciassolares: Ocorrenacromosfera.Gásionizado(H,Heeelétrons)é lançadoagrandesdistâncias.aconfiguraçãodocampo magnéticodeterminaoaspectodasprotuberâncias. CicloSolar: Aatividadesolar(ocorrênciademanchas,ejeçõesdematéria, protuberâncias,etc.)aumentaemintervaloscíclicosde11 anos.acadacicloospólosmagnéticossolaresseinvertem.

9 ManchasSolares Coronaeprotuberânciassolares Protuberância

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11 PlanetasTelúricos Mercúrio,Vênus,TerraeMarte. Situados a uma distância de até 2 U.A. do Sol, caracterizam se por possuirem uma superfície sólida, rochosa,semelhanteàdaterra. DuranteaépocadaformaçãodoSistemaSolar,amatéria volátil desses planetas foi perdida por sublimação. Restaramátomosmaispesados,principalmentemetálicos (Fe,Al),silicatos,etc. Devido à enorme perda inicial de massa composta por átomosleves principalmentehehe suasmassasnão excedemàmassaterrestre,tampoucoseusdiâmetros.

12 Algunsdadossobreosplanetastelúricos:

13 ATerraéomaiorplanetatelúricodoSistemaSolar A pequena massa implica em força gravitacional fraca. Como resultado, eles geralmente possuem poucos ou nenhumsatélite.

14 Os4planetastelúricos possuemumaestrutura geológicaparecida:núcleo, mantoecrosta. Onúcleoconstituiapenas cercade15%dovolume dessesplanetaseé constituidodefeeni. Omantoocupamaisde80% dovolumedoplanetaeé compostoprincipalmentepor diversostiposdesilicatose óxidosdemg.

15 Composiçãoatmosféricados planetastelúricos: Mercúrio: nãotematmosfera Vênus: 97%CO2,3%N2,traçosdeSO2eAr. Terra: 78%N2,21%O2,0.9%Ar. Marte: 95%CO2,3%N2,0.3%deCO,0.1%O2.

16 Temperaturanasuperfíciedos planetastelúricos: Mercúrio: T=170oC Vênus: T=460oC Terra: T=15 20oC (Lua:T= oC) Marte: oc T= 90 5

17 Mercúrio

18 A estrutura do planeta Mercúrio é semelhante à dos demaisplanetastelúricos. Estima se que seu núcleo tenha 1800 km de raio (comparativamente maior que oterrestre);seumanto600km de espessura e sua crosta de 100a300km. Enquanto seu núcleo é extremamentericoemfe,sua crosta é bastante semelhante à da Lua, com crateramento severo e predominância de rochasbasálticas.

19 Aausênciadeatmosfera(baixagravidadealiadaàalta temperaturadoplaneta)favoreceugrandementeo crateramento. Impactosdecorposmenoresdosistemasolarno passado,quandoerammaisfrequentes,salpicaramsua superfíciedecraterasdeimpacto.

20 Vênus

21 Nuvens Popularmentedenominado estrelad'alva,vênusésempre avistadoaumaelongação máximade47odosol. Vistoaotelescópio,nãose distinguedetalhealgum,pois suasuperfícieestásempre cobertadenuvensdeso2 (emboraoconstituinteprincipal desuaatmosferasejaoco2).

22 Missõesnão tripuladas Diversasmissõesnão tripuladas foramenviadasavênus:venera (Russia, ),Mariner(EUA, ),Pionner(EUA,1978), etc. Aaltíssimapressãoatmosférica(90 atmnoníveldosolo)implodiu quasetodasassondasespaciais antesqueelastocassemosolo. Mariner2(1962)

23 Em1975asprimeirasimagens tomadasdasuperfíciedevênus foramenviadasporduassondas: Venera9e10. Atemperaturamedidafoide cercade500oc,muitomaisalta doqueademercúrio,devidoao efeitoestufa. Venera10(lander)

24 AsuperfíciedeVênus Acima:imagemdosolovenesiano(sondaVenera13).

25 Solo: Asamostrascoletadaspelassondasespaciaismostraram queasuperfíciedevênuséconstituidaprincipalmentede rochasbasálticas,semelhanteàsencontradasnaterra. Imagem:sondaVenera14

26 Marte

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30 Solo A análise de amostras do solo feita pelas sondas espaciaisviking,spirit,oportunity e Phoenix revelou que a superfície marciana é composta principalmente por basalto(tipoderochavulcânica). Acoravermelhadaécausadapelapresençadepoeirade óxidodeferro.

31 Intemperismo Existemdiversossítios marcianosque visivelmentesofreram processoerosivo. Asimagensobtidaspelas sondasespaciaismostram queoventoeaágua(no passado)contribuiram fortementeparao intemperismo. HojeMartedeveabrigar águasomenteemseu subsolo.

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33 Calotaspolares Oeixoderotaçãode Marteéinclinado25ocom relaçãoàverticaldoplano desuaórbita. Agrandequantidadede CO2naatmosferafavorece aformaçãodegelonas regiõespolares,fenômeno análogoaoterrestre.

34 PlanetasGasosos

35 PlanetasGasosos Júpiter,Saturno,UranoeNetuno. Situados a uma distância além de 4 U.A. do Sol, caracterizam se por possuirem uma superfície gasosa, composta primariamente por H e He. A existência de campomagnéticoindicaaexistênciadeumnúcleosólido defe. DuranteaépocadaformaçãodoSistemaSolar,osgases leves (H e He) foram preservados devido à baixa temperaturaealtavelocidadedeescape. Devido a sua enorme massa a pressão sobre o núcleo sólidoéaltíssima,masesteperfazapenasumapequena partedovolumedoplaneta.

36 Devidoàgrandedistância dosol,os4planetas gasosospossuemanéis, semelhantesaosde Saturno. Devidoàsuagrande massa,elesmantémum grandenúmerode satélitesaprisionadosem seucampogravitacional.

37 Algunsdadossobreosplanetasgasosos:

38 Composiçãoatmosféricados planetasgasosos: Júpiter: 90%H,10%He,0.3%CH4,0.03%NH3 Saturno: 96%H,3%He,0.4%CH4,0.01%NH3. Urano: 83%H,15%He,2.3%CH4,. Netuno: 80%H,19%He,1.5%CH4.

39 Temperaturanasuperfíciedos planetasgasosos: Júpiter: T= 160oC Saturno: T= 190oC Urano: T= 220oC Netuno: T= 220oC

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41 Júpiter

42 Diversassondasespaciais visitarampassaram próximasajúpiter: Pionner(1973,1974), Voyager(1979),Cassini (2000),etc. Elasrealizarammedidas docampomagnéticoe tomaramimagensde Júpiter,seussatélitese anéis.

43 Os 4 maiores satélites de Júpiter podem ser vistos da Terra através de um pequeno telescópio. Foram descobertos por GalileuGalileiem1609. Os anéis de Júpiter são compostos por fragmentos derochaegeloenãosão facilmente observáveis da Terra.

44 EmIoháumvulcãoativo, cujaerupçãofoiobservada porváriassondas.durante aserupçõeshá derramamentodelavana superfíciedosatélite. Iopossuiatmosfera muitíssimorarefeita compostaporso2.

45 PartículasoriundasdoSol(prótonseelétrons)viajampelo SistemaSolar. Ao se aproximarem de planetas com campo magnético, são direcionadas em direção aos pólos magnéticos desses. Acolisãodessaspartículascomosátomosdaatmosfera produzemumefeitoluminoso:asauroras. Naimagemabaixo,auroraborealisemJúpiter.

46 Saturno

47 Suacaracterísticamais marcantesãoseusanéis. OsanéisdeSaturnosão pedaçosderochaegelo comdimensõesentre fraçãodomilímetroaté váriosmetros.

48 Visãointernadosanéis(concepçãoartística)

49 Titãéomaiorsatélitede Saturno,maiorqueoplaneta Mercúrio. ÉvisíveldaTerraatravésdeum pequenotelescópio. Suasuperfícieérelativamente plana,compoucascraterasde impacto. AsondaCassiniobteveimagens deumlagodemetanopróximo aopólo. Titã(cornatural)

50 AatmosferadeTitãé compostapor98%den2, 1.6%CH4etraçosde hidrocarbonetos. AlémdaTerraéaúnica atmosferacomposta majoritariamenteporn2 nosistemasolar.

51 Urano

52 Uranopossuianéis, descobertosapartirde observaçõesfeitasnaterra, em1977. Assimcomoosanéisde Saturno,osanéisdeUranosão feitosderochaegelode diversostamanhos. Emsuasuperfíciepodemser avistadasnuvensdemetanoe outroshidrocarbonetos,assim comoemjúpiteresaturno.

53 Uranopossuimaisde27satélites. Elessãocompostospor50%derochae50%degelo, possivelmentedenh3eco2.

54 Netuno

55 Muitosemelhantea Urano,Netunotemcor azuladagraçasà presençadech4. Tambémpossuianéise maisde13satélites. Suaestruturainterna deveincluirumpequeno núcleometálicoeum extensomantodegelo. Acima:aestruturadoplanetaNetuno, muitosemelhanteàdeurano.

56 Parasabermais: Astronomia&Astrofísica, S.O.Kepler&Mariade FátimaSaraiva,Cap.14.