Júpiter. Devido a rotação rápida, o planeta não é totalmente esférico: diâmetro(equat.): 11,2 Terras diâmetro(polar): 10,5 Terras

Transcrição

1 PLANETAS EXTERNOS

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3 Júpiter Rotação diferencial Júpiter é gasoso Período de rotação (altas latitudes ): 9h55m30s (Terra=23h56m) Período de rotação (equador): 9h50m Rotação + rápida do sistema solar Translação: 11,87 anos Inclinação: 3,13 graus Devido a rotação rápida, o planeta não é totalmente esférico: diâmetro(equat.): 11,2 Terras diâmetro(polar): 10,5 Terras

4 Júpiter Sua composição é a mesma do Sol: basicamente Hidrogênio (>81%) e Hélio (>17%) com traços de metano, etano, amônia. Sua massa é 2,5 vezes maior do que a de todos os outros planetas juntos, e equivale a 1/1000 da massa do Sol. Faixas coloridas latitudinais, nuvens atmosféricas e tempestades formam o dinâmico sistema meteorológico de Júpiter A Grande Mancha Vermelha

5 Voyager 1 Março de 1979 Júpiter

6 Júpiter A Grande Mancha Vermelha é um imenso ciclone (sentido anti-horário) com período de rotação de seis dias. Mancha vermelha descoberta por Robert Hooke na metade do século XVII = duração pelo menos de 3 séculos

7 Ventos chegam a 400 km/h Diâmetro da mancha = 2 Terra Imagem da Voyager 1 (1977)

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9 2006

10 Baby Red Spot 2008

11 Massa Raio Equatorial 318 x M Terra 11 x R Terra Densidade média 1,33 g/cm 3 Excentricidade orbital 0,048 Gravidade 2,5 x g Terra Albedo 0,52 Pressão atmosférica 0,7 atm

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13 Júpiter irradia duas vezes mais energia do que recebe. O calor é remanescente do colapso gravitacional do planeta. O planeta está esfriando. Quase uma estrela... No topo de sua atmosfera, a temperatura atinge 130 K(-121 o C). O Fim da Galileo Mergulhou em júpiter em 2003 A maior parte do que conhecemos sobre Júpiter foi devido a informações coletadas com as sondas Pioneer 10 e 11 (72 e 73), Voyager 1 e 2 (1977), Galileo (1984) e Cassini-Huygens (1997).

14 Choque do cometa Shoemaker-Levy 9 Aparência do cometa após a primeira aproximação de Júpiter em 1992: Como um colar de pérolas de 1 milhão de km, cada pérola com tamanho ~ 1 km de julho de 1994: fragmentos do cometa atingem as camadas superiores das atmosfera de Júpiter Cada impacto produziu bolas de fogo de centenas de km de T = alguns mil C (maior bola > Terra) Energia envolvida = bilhões de bombas nucleares

15 Buraco aberto pelo choque com o cometa: possibilidade de se observar camadas mais profundas do planeta.

16 Júpiter - Anéis Os anéis de Júpiter foram descobertos em São formados por partículas de poucos microns (0,0001 cm) e têm espessura entre km. Foto tirada pela sonda Galileo, quando o Sol estava exatamente atrás de Júpiter. São compostos por partículas de poeira formadas por meteoróides interplanetários esmagados pelas 4 luas interiores de Júpiter: Métis, Adrástea, Tebe e Amalteia. Anel mais externo vai até km do centro de Júpiter

17 Interior de Júpiter (configuração + provável) 27ºC ATENÇÃO!!! Não existe superfície do planeta somente a atmosfera fica cada vez mais densa a medida que se aproxima do centro por causa da pressão exercida pelas sucessivas camadas Fase líquida devido a pressão Núcleo rochoso (~10xMassa da Terra)

18 Atmosfera de Júpiter Hidrogênio molecular H 2 : 86 % Hélio : 13,8 % Metano CH 4, vapor de água, etc... Abundância de H e He potencial gravitacional forte o suficiente para reter o H

19 Atmosfera de Júpiter Na ausência de uma superfície sólida, adotou-se o topo da troposfera como sendo 0 km. Estratosfera: temperatura começa a crescer por causa da radiação UV vinda do Sol Neblina: reações fotoquímicas (envolvendo a lua do Sol) [parecido com o smog] Clima é regido pela convecção na Troposfera (qualquer planeta). Nuvens associadas com o sistema climático estão abaixo. -73ºC +127ºC Sonda galileo chegou até a altitude de -150 km e mediu T e composição química das camadas

20 Atmosfera de Júpiter Na ausência de uma superfície sólida, adotou-se o topo da troposfera como sendo 0 km. Cores do planeta : Branca = topo das nuvens de amônia (NH 3 ) Amarelo, vermelho e marrom = gelo de hidrosulfeto de amônia H 5 NS -73ºC +127ºC

21 Júpiter - Luas Io Europa Júpiter possui, no mínimo, 67 luas (até 2013). Ganimedes Mas quase todas possuem raio < 300 km. Calisto As maiores luas são os chamados Satélites Galileanos. Seus tamanhos são comparáveis ao da Lua ou de Mercúrio. Eles foram descobertos em 1610 por Galileu Galilei, e podem ser vistos até com bons binóculos.

22 Observação de um telescópio na Terra.

23 Fotografias tiradas pela sonda Galileo (mostradas em escala)

24 Vulcão ejetando matéria a uma altitude de 100 km (sonda Galileo) Júpiter - Io Io é um pouco maior que a Lua. Sua principal característica é a intensa atividade vulcânica, maior que a da Terra. A causa: forças de maré causadas por Júpiter, Europa e Ganimedes. Basicamente, a força de maré causa fricção no interior do satélite, que se transforma em calor, e por conseqüência, causa jatos enormes de gás e rocha derretida. A superfície de Io está sempre sendo renovada. Atmosfera tênue de SO 2.

25 Júpiter - Europa Europa é o menor dos satélites Galileanos (pouco menor que a Lua). O satélite possui a superfície coberta de gelo, possui um imenso oceano de água líquida em seu interior (100 km de profundidade). A temperatura na superfície é de -160ºC, mas devido aos efeitos de maré pode ser maior em seu interior. Candidato a existência de vida. A descoberta do oceano de Europa só foi possível com as observações da Galileo.

26 Júpiter - Europa Oceano por baixo da cobertura de gelo Se existirem vulcões submarinos = fonte de calor!!! Água+calor+substâncias químicas = POSSIBILIDADE DE VIDA

27 Júpiter - Ganimedes Ganimedes é a maior lua do Sistema Solar (5300 km de diâmetro, maior que Mercúrio). 50% de sua massa é formada de gelo, e a outra metade por silicatos (rochas). A densidade de crateras em sua superfície varia, indicando que existem áreas com idades diferentes. Possibilidade de água líquida abaixo da superfície de gelo

28 Júpiter - Calisto Calisto é a lua galileana mais distante do planeta. Sua superfície também é uma mistura de rocha e gelo. A superfície é marcada por crateras de meteoritos, indicando uma idade antiga.

29 INTERIORES DO SATÉLITES Europa e Ganymedes: Possibilidade de água líquida

30 Missão Juno Lançamento: 5 de Agosto de 2011 Entrou na órbita de Jupiter: 4 de Julho de 2016

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32 Saturno Rotação: 10h30m Translação: 29,45 anos Inclinação: 26,73 graus Diâmetro: 9,45 Terras Saturno possui densidade média de apenas 0,7 g/cm 3, menor que a água. É o único planeta menos denso do que a água. A estrutura interna de Saturno é similar a de Júpiter, assim como sua composição química. A temperatura no topo de sua atmosfera atinge -180ºC. Imagens feitas pela sonda Cassini ( )

33 Massa Saturno Raio Equatorial Densidade média Excentricidade orbital Gravidade 95 x M Terra 9,5 x R terra 0,7 g/cm 3 0,056 1,1 x g Terra Albedo 0,47 Pressão atmosférica 0,4 atm Massa Júpiter Raio Equatorial 318 x M Terra 11 x R Terra Densidade média 1,33 g/cm 3 Excentricidade orbital Gravidade 0,048 2,5 x g Terra Albedo 0,52 Pressão atmosférica 0,7 atm

34 Nuvens mais grossas e cores não são tão marcantes como as vistas em Júpiter (aparência mais uniforme). Júpiter -173ºC 27ºC -73ºC +127ºC

35 Sonda Cassini-Huygens

36 Saturno - Anéis Os anéis são formados por partículas de gelo e poeira. O tamanho das partículas, em sua maioria variam de alguns cm até metros. Também foram descobertos por Galileu, em 1610, que no entanto não conseguiu entendê-los. Tal tarefa coube a Huygens em Os anéis têm comprimento da ordem do raio de Saturno, km, e uma espessura de, no máximo, 100 m. A massa total das partículas dos anéis é 10 milhões de vezes menor que a massa do planeta, sendo possível concentrar toda a matéria em uma bola de gelo de 600 km de diâmetro. Desenhos de Galileu (1610) Acredita-se hoje em dia que os anéis tenham se formado junto com o planeta. Uma hipótese muito estudada também era a de uma lua destruída por forças de maré.

37 Saturno - Luas Titã é o maior satélite de Saturno, com diâmetro de 5100 km (um pouco menor que Ganymede). Saturno possui, no mínimo, 34 luas. Suas observações foram feitas pela Pioneer 11, Voyager 1 e 2, e agora, a sonda Cassini.

38 Anéis internos <= 100 m Rs= km

39 Saturno - Titã Titã é a única lua do Sistema Solar que possui atmosfera. A composição: 98% N 2 2% CH 4 traços de Ar e outros gases A pressão em sua superfície é entre 1,5 2 vezes a pressão ao nível do mar na Terra atmosfera mais densa do que a da Terra

40 Atmosfera retida pelo fraco potencial gravitacional da lua por causa da baixa temperatura superficial v gas km s = 0, 157 T do gás (K) massa molecular(u) Atmosfera se estende mais do que a da Terra Região de interação com a luz vinda do Sol Presença de moléculas orgânicas -173 o C

41 SUPERFÍCIE DE TITÃ Vulcão congelado Imagens no IR mostram: a) Sinais de atividade geológica (titãmotos) b) plateaus gelados de hidrocarbonetos

42 Descida & Pouso - Huygens

43 Em 14 de janeiro de 2005, a sonda Huygens aterrissou em sua superfície. Foto de Titã tirada pela Huygens: As rochas mostram erosão por líquido Sonda pousou numa superfície tipo neve de etano. Em azul = lagos de etano líquido (75%), metano (10%) e propano (7%) (imagem em radio)

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46 Numerosas medidas da gravidade de Titã: oceano de água e amônia líquida abaixo da crosta de gelo (como Europa e Ganymedes)

47 LUAS DE TAMANHO MÉDIO Composição química semelhante a Titã: rocha e água congelada

48 ENCELADUS Coberta praticamente de gelo: albedo chega a 100% Geologia bastante ativa: presença de geysers

49 Saturno Outros Satélites Mimas possui uma cratera gigantesca, com 100 km de diâmetro e 9 km de profundidade. Lapetus possui um de seus lados extremamente escuro, e o outro cinco vezes mais claro. A razão para isso ainda é desconhecida.

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53 Cassini Grand Finale

54 Urano O planeta foi descoberto por William Herschel em Rotação: 17,3h (Voyager 2) Translação: 84 anos Diâmetro: 4 Terras Inclinação: 98 graus Devido a inclinação de seu eixo, um dos pólos é iluminado e o outro não pelo Sol por décadas seguidas. Urano não possui características marcantes em sua atmosfera. Sua temperatura no topo das nuvens atinge 84 K (-189ºC).

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56 Massa URANO Raio Equatorial 14 x M Terra 4 x R Terra Densidade média 1,3 g/cm 3 Excentricidade orbital Gravidade 0,046 0,9 x g Terra Albedo 0,51 Pressão atmosférica 1,2 atm

57 ATMOSFERA O metano na alta atmosfera absorve a luz vermelha cor azulesverdeada. A atmosfera está organizada em nuvens que se mantêm em altitudes constantes, semelhantes à orientação das faixas latitudinais de Júpiter e Saturno. Os ventos a meia-latitude sopram na direção da rotação do planeta. Estes ventos sopram a velocidades de 40 a 160 m/s. Hidrogênio = 83% Hélio = 15% Metano = 2%

58 Urano - Anéis Nove anéis em Urano foram descobertos em 1977 (abaixo). À eles juntaramse outros dois com as observações da Voyager 2 (1986). O tamanho das partículas é da ordem de 1m. Ao contrário de Júpiter e Saturno, os anéis possuem pouca poeira. São formados basicamente por blocos de gelo. O anel mais externo observado fica a ~ km do centro de Urano e a espessura média dos anéis é em torno de 0.1 km

59 Urano - Luas Urano possui, no mínimo, 27 luas. As duas maiores, Titania e Oberon, foram descobertas por Herschel em William Lassel (1851) descobriu outras duas, Umbriel e Ariel. 480 km 1160 km 1170 km 1580 km 1520 km Lua ~ 3400 km Miranda, descoberta em 1948, parece ser o resultado de uma colisão que quebrou a lua.

60 Netuno O planeta foi descoberto a partir de perturbações gravitacionais em Urano. Foi observado pela primeira vez em Rotação: 16h7m Translação: 165 anos Diâmetro: 3,9 Terras Inclinação: 28,32 graus

61 Netuno Anéis de Netuno Possui 5 anéis (3 são muito estreitos) O último anel vai até km do planeta.

62 NETUNO Massa Raio Equatorial 17 x M Terra 3,9 x R terra Densidade média 1,6 g/cm 3 Excentricidade orbital Gravidade 0,0097 1,1 x g Terra Albedo 0,41 Pressão atmosférica 1-3 atm

63 ATMOSFERA 85% de H, 13% de He e 2% de metano Os primeiros dois terços: mistura de rocha fundida, água, amônia líquida e metano. O terço externo é uma mistura de gases compostos por hidrogênio, hélio, água e metano. O metano dá a Netuno a sua cor azul-esverdeada como Urano. Netuno é um planeta dinâmico com diversas manchas grandes e escuras, lembrando as tempestades, tipo furacões, de Júpiter. A maior mancha, conhecida por Grande Mancha Escura, tem ~ o tamanho da Terra e é semelhante à Grande Mancha Vermelha de Júpiter. A Voyager mostrou uma nuvem pequena, de forma irregular, movendo-se para leste dando uma volta no planeta a cada 16 horas ou quase. Esta scooter tal como foi denominada pode ser uma bruma que se eleva acima de um conjunto de nuvens mais escuras.

64 Netuno - Luas Netuno possui, no mínimo, 13 luas. A maior de todas se chama Tritão e foi encontrada apenas 17 dias após a descoberta de Netuno. diâmetro =2700 km Tritão também possui atividade vulcânica: geysers de nitrogênio líquido espalham-se pela superfície. Há uma tênue atmosfera de nitrogênio, com traços de metano.

65 INTERIORES A pressão interna em Urano e Netuno não é suficiente para transformar o H no estado metálico, então somente o H 2 (molecular) existe. Slush = mistura de cristais de gelo (neve) com água líquida.

66 INTERIORES Núcleo interno sólido de ferro Núcleo externo líquido de ferro Manto de silicato Crosta de silicato Núcleo interno de silicato Núcleo externo de gelo H metálico líquido H molecular líquido H molecular gasoso Metano, amônia, água (sólidos)

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