SISTEMA SOLAR Origem e Dinâmica. Sérgio Mittmann dos Santos. Astronomia Licenciatura em Ciências da Natureza IFRS Câmpus Porto Alegre 2013

Transcrição

1 SISTEMA SOLAR Origem e Dinâmica Sérgio Mittmann dos Santos Astronomia Licenciatura em Ciências da Natureza IFRS Câmpus Porto Alegre 2013

2 Regularidades desde a formação Distância dos planetas ao Sol: lei de Titius-Bode (1772): { [ ( 0, 3, 6, 12, 24,... ) + 4 ] / 10 } UA = ( 0,4 + 0,3 2 n ) UA, n =, 0, 1, 2, 3, Coplanaridade das órbitas planetárias, exceto Mercúrio (e Plutão) Forma quase circular das órbitas, exceto Mercúrio (e Plutão) Sentido comum do movimento orbital dos planetas e da rotação do Sol Rotação dos planetas no mesmo sentido do movimento orbital, exceto Vênus e Urano Diferenças sistemáticas de composição química que distinguem os planetas internos ou telúricos dos externos ou jovianos 99,87% da massa do Sistema Solar está no Sol, mas 99% do momento angular está nos planetas Origem do Sistema Solar

3 Origem do SS (cont.) TEORIAS COSMOGÔNICAS Origem estelar ou interestelar? Estelar Teorias catastróficas: Sol formado antes dos planetas 1. Cortejo planetário associado aos restos de uma supernova que explodiu perto do Sol 2. Matéria solar arrancada, numa aproximação de outro corpo celeste

4 Origem do SS (cont.) INTERESTELAR Proposta da Nebulosa Solar Primitiva NSP Linhas gerais sugeridas por Laplace, em 1786 Todo SS formado a partir de restos de supernova + matéria interestelar Comprovação através da relativa abundância nos planetas e no meio interestelar de restos de supernova + matéria interestelar, como H, 2 H, Li, Si, Fe Simultaneidade da formação do Sol, dos planetas e de outros corpos atestada através de Evolução estelar, Datação radioativa e Radioatividade fóssil de meteoritos

5 Origem do SS (cont.)

6 Origem do SS (cont.)

7 Origem do SS (cont.) Teoria Nebular Moderna Devido à competição entre a força gravitacional, a pressão do gás e a rotação, a nebulosa, em contração, começa, em rotação, a achatar-se, com um bojo no centro

8 Origem do SS (cont.) Formação do Sistema Solar 1. Alta rotação da nuvem propicia a sua fragmentação 2. Um ponto de um fragmento tem sua atração gravitacional aumentada localmente, promovendo a atração cada vez maior da matéria circunvizinha = colapso gravitacional, ocorrido há 4,6 bilhões de anos = início do SS 3. No início, não há aquecimento central, porque densidade e opacidade são insuficientes para impedir escape de radiação, isto é, temperatura baixa = densidade baixa = transparência alta 4. Decorrido algum tempo, a radiação tem dificuldade para escapar, significando aquecimento e pressão centrais maiores, porque a densidade aumentou, com a contração (atração gravitacional) começando a ficar lenta, isto é, temperatura alta equilíbrio hidrostático = equivalência entre força gravitacional e força de empuxo

9 Ano Grãos até a atual órbita de Mercúrio vaporizam-se Grãos condensados de silicatos e óxidos sobrevivem na região dos planetas telúricos Substâncias mais voláteis (água, dióxido de carbono, metano, amônia) condensam-se apenas a partir da região de Júpiter Ano Formação dos protoplanetas 2. Emissão pelo proto-sol de intenso vento que ejetou considerável massa e dissipou restos de gás e poeira, permitindo a passagem de luz visível 3. Sol na sua forma final 4. Formação de planetas gigantes (quando atingem 15 M Terra, inicia o colapso hidrodinâmico, tendo como conseqüência o aumento de densidade e pressão, visando atingir o equilíbrio hidrostático) antes dos planetas telúricos 5. Formação dos demais corpos do SS Origem do SS (cont.)

10 Origem do SS (cont.)

11 Origem da Vida no Sistema Solar Proteínas e ácidos nucleicos são constituídos de H [água], O, C, N, Ca e K Composição coincide com a composição solar Vida surgiu a partir do que havia à volta? Surgiu a partir da geração espontânea num Universo já evoluído quimicamente há cerca de 3,5 bilhões de anos 1954 Experiência de Stanley Miller não é conclusiva

12 Sistema Solar

13

14 Dinâmica do Sistema Solar O corpo dominante do sistema é o Sol Todos os planetas giram em torno do Sol aproximadamente no mesmo plano e no mesmo sentido Quase todos os planetas giram em torno de seu próprio eixo no mesmo sentido da translação em torno do Sol Componente Sol Júpiter Demais planetas Cometas Satélites e anéis Asteróides Massa 99,85% 0,10% 0,04% 0,01% (?) 0,000 05% 0, % Meteoróides e poeira 0, % (?)

15 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,