Mini-Curso Livre de Sistema 3Solar

Transcrição

1 Mini-Curso Livre de Sistema 3Solar Nuno Peixinho Grupo de Astrofísica da Universidade de Coimbra Observatório Astronómico da Universidade de Coimbra Departamento de Matemática Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade de Coimbra

2 Cometas, Asteróides e outros pequenos corpos

3 Cintura de Asteróides Essencialmente entre 2 e 3.5 AU. Distribuição não uniforme. O efeito gravítico de Júpiter não permitiu a formação de um planeta. Conhecem-se mais de M total 3.5 x kg ( M ). Missões: Galileo (NASA) ; NEAR (NASA) ; Deep Space 1 (NASA) ; Stardust (NASA) ; Rosetta (ESA) ; Dawn (NASA)

4 Descoberta dos Asteróides Em 1801, Piazzi descobre Ceres, o maior asteróide (D=940 km). Foi considerado um planeta durante 50 anos. Ceres: parâmetros a = AU q = AU Q = AU e = D = 940 km (0.07 D ) M = 9.5x10 20 kg ( M ) ρ = 2.1 g/cm 3 P rot = 9h04m T med = 167 K (-106 C)

5 Famílias de Asteróides Asteróides principais: Ceres (D=933 km), Pallas (D=525 km), Vesta (D=510 km)... e Portugal. Famílias dinâmicas da Cintura Principal: Flora, Hungaria, Phocaeda, Eos, Koronis, Themis, Cybeles e Hildas. Os NEA (Near-Earth Asteroids) possuem periélios entre as e AU, portanto, passam muito próximo da Terra: Atens, Apollos, Amors. Taxonomia (classes espectrais): Tipo C: carbonáceos (75%) Tipo S: rochosos (17%) Tipo M: metálicos

6 Cometas entre os Asteróides Em 2006, Hsieh & Jewitt, descobrem 3 cometas entre os asteroides. Estes cometas (MBC: Main Belt Comets) aparentam ser nativos e não de origem migratória, alterando a visão que se tem da Cintura de Asteróides. Os MBC podem ser uma fonte da água na Terra.

7 Asteróides com luas Em 1993, a sonda Galileo observou a lua Dactyl (1.4 km), em torno de Ida (D=31.3 km) a uma distância de 108 km, com um período orbital de 1.54 d. Presentemente conhecem-se 60 asteróides com um satélite natural.

8 Visitas Em 1997 a sonda NEAR passa por Mathilde e em 2000 por Eros Eros é, provavelmente, um fragmento de uma colisão primordial; é um corpo consolidado e não uma pilha de cascalho ; e está coberto por uma fina camada de poeiras.

9 Visitas Em 1997 a sonda NEAR passa por Mathilde e em 2000 por Eros Eros é, provavelmente, um fragmento de uma colisão primordial; é um corpo consolidado e não uma pilha de cascalho ; e está coberto por uma fina camada de poeiras.

10 Cometas Bolas de gelos e poeiras (Whipple 1950). Classificam-se normalmente em: de curto período (P<200 a) de longo período (P>200 a) Originários da Cintura de Kuiper e da Nuvem de Oort (confins do Sistema Solar). Missões: Sakigake (Japão), Suisei (Japão), Vega 1-2 (URSS), Giotto (ESA) ; Deep Space 1 (NASA) ; Stardust (NASA) , Deep Impact (NASA) , Rosetta (ESA)

11 Caudas Ao aproximarem-se do Sol os gelos sublimam, libertando também as poeiras que aprisionam, criando: uma coma densa uma cauda de poeiras (branca) uma cauda de gases ionizados (azulada) uma nuvem de hidrogénio. As caudas apontam no sentido contrário ao do Sol. A cauda de poeiras é arqueada, sendo a de iões direita.

12 Composição A radiação e o vento solar ionisam as moléculas gasosas que se libertam.

13 Núcleo Os núcleos tem dimensões de 1 a 50 km.

14 Núcleo Os núcleos tem dimensões de 1 a 50 km. Wild 2 Borrelly

15 Rebentando com um cometa Em 2005 a sonda Deep Impact lançou um projéctil contra o cometa Tempel 1. O ejecta criado pelo impacto leva a concluir que os cometas são mais bolas de poeira cheias de gelos do que bolas de gelos com poeiras.

16 Fragmentação de cometas Em 1994 o Shoemaker-Levy 9 foi observado a fragmentar-se e cair sobre Júpiter. Neste momento a fragmentação do Schwassman-Wachmann 3 está a ser observada.

17 Fragmentação de cometas Em 1994 o Shoemaker-Levy 9 foi observado a fragmentar-se e cair sobre Júpiter. Neste momento a fragmentação do Schwassman-Wachmann 3 está a ser observada.

18 Os cometas hélio-roçagantes Em 1998, ao estudar o Sol, a sonda Soho detecta dois cometas roçando-o, tendo detectado mais de 1000 até hoje.

19 Gregos e Troianos Pontos de Lagrange - no problema de três corpos existem 5 pontos nos quais uma pequena massa não sentirá nenhuma força: L 1, L 2 e L 3 estão na linha das duas massas m 1 e m 2 (pontos instáveis); L 4 e L 5 estão 60 à frente e atrás da massa m 2, respectivamente (pontos estáveis). Em 1906, Max Wolf descobre Achilles, o primeiro Troiano (Grego) de Júpiter Júpiter tem 2042 Troianos. Neptuno tem 4 Troianos. Marte tem 5 candidatos. Existem Troianos no sistema Saturno- Tethys e Saturno-Dione.

20 Centauros E nunca cheguei a acabar o curso. Em 1977, Kowall, descobre o primeiro Centauro: 1977UB (2060 Chiron) Chiron era já visível em chapas fotográficas que remontam a 1895!

21 Centauros: cometas ou asteróides? Os Centauros possuem órbitas caóticas entre Júpiter e Neptuno. São a fase de transição entre a Cintura de Kuiper e os Cometas de Curto Período. Presentemente conhecem-se cerca de 60. Em 1989, Meech et al. descobrem uma coma em Chiron, i.e. um comportamento de cometa.

22 Plutão Aparentemente era necessário um outro planeta, para além de Neptuno, para explicar algumas perturbações orbitais. Odeio teóricos! No início do séc. XX, Persival Lowell procurou, sem sucesso, o Planeta-X. Em 1930, Clyde Tombaugh descobre Plutão, mas muito afastado da região prevista e muito pequeno para explicar as perturbações, continuando a busca por mais 13 anos. Em 1993, Standish, demonstra que afinal as alegadas perturbações eram apenas erros. Plutão foi descoberto por insistência e sorte!

23 Plutão Parâmetros a = 39.5 AU q = 29.7 AU Q = 49.3 AU e = i = 17.1 Eixo = P tra = 248 a À semelhança de Úrano também roda deitado. Tem uma ténue atmosfera de Azoto e Metano que congela quando está próximo do afélio. D = 2306 km (0.18 D ) M = 1.3x10 22 kg ( M ) ρ = 2.0 g/cm 3 P rot = d (retrógrado) P atm T med = 3x10-6 atm = 44 K (-229 C)

24 Caronte Parâmetros d PL = km P orb = d Tem uma possível atmosfera de Azoto ou Metano muito ténue. D = 1212 km (0.095 D ) M = 1.5x10 21 kg ( M ) ρ = 1.6 g/cm 3 P rot = d (síncrono) P atm T med < 1x10-7 atm = 53 K (-220 C)

25 As novas luas de Plutão Em 2005, Canup demonstra que o sistema Plutão-Caronte se formou com uma colisão. Em 2005, Weaver et al. detectam duas novas luas em Plutão (D km): S/2005P1 (d PL =6500 km) S/2005P2 (d PL =49000 km) Em 2006, Stern et al., demonstra que as novas luas também se formaram desta colisão.

26 As novas luas de Plutão Em 2005, Canup demonstra que o sistema Plutão-Caronte se formou com uma colisão. Em 2005, Weaver et al. detectam duas novas luas em Plutão (D km): S/2005P1 (d PL =6500 km) S/2005P2 (d PL =49000 km) Em 2006, Stern et al., demonstra que as novas luas também se formaram desta colisão.

27 Os Trans-Neptunianos Leonard (1930), Edgeworth (1943, 1949) e Kuiper (1951) especulam sobre a existência de pequenos corpos para além de Neptuno ou Plutão. Após várias tentativas por diferentes grupos nos anos 80, eis que em 1992 Luu e Jewitt descobrem o primeiro TNO: 1992QB 1. Quero ouvir Música Clássica. Eu é que sou o chefe e quero Dead Metal.

28 Os Trans-Neptunianos TNOs 1200 (Binarios = 14) M EKB 0.1 M N(D>1 km) N(D>100 km) 10 5 N(D>1000 km) 10

29 Os Trans-Neptunianos TNOs 1200 (Binarios = 14) M EKB 0.1 M N(D>1 km) N(D>100 km) 10 5 N(D>1000 km) 10

30 Os Trans-Neptunianos Os TNOs subdividem-se em famílias dinâmicas: Clássicos, Plutinos e Objectos do Disco Disperso (SDOs). Parecem também consistir na sobreposição de duas populações, gerada durante a migração dos planetas gigantes (Gomes 2003, Levison & Morbidelli 2003).

31 O décimo planeta : 2003UB 313 Em 2005, Ortiz e Santos-Sanz anunciam a descoberta de um TNO maior que Plutão. O objecto já era conhecido desde 2003 por Brown et al. e estala a polémica. Parâmetros a = 67.7 AU q = 37.8 AU Q = 97.6 AU e = i = 44 P tra = 557 a D 2400 km (1.05 D PL ) P rot =? Número de satélites = 1

32 O décimo planeta : 2003UB 313 Em 2005, Ortiz e Santos-Sanz anunciam a descoberta de um TNO maior que Plutão. O objecto já era conhecido desde 2003 por Brown et al. e estala a polémica. Parâmetros a = 67.7 AU q = 37.8 AU Q = 97.6 AU e = i = 44 P tra = 557 a D 2400 km (1.05 D PL ) P rot =? Número de satélites = 1

33 O objecto mais distante: Sedna (2003VB 12 ) Descoberto em 2003 por Brown et al., acreditou-se, ao princípio, ser um planeta. Hoje crê-se ser apenas um SDO ou um membro de uma Nuvem de Oort Interior. Parâmetros a = 489 AU q = 76.1 AU Q = 902 AU e = i = 12 P tra a D 1800 km (0.78 D PL ) P rot = 10.3h (?)

34 O objecto mais distante: Sedna (2003VB 12 ) Descoberto em 2003 por Brown et al., acreditou-se, ao princípio, ser um planeta. Hoje crê-se ser apenas um SDO ou um membro de uma Nuvem de Oort Interior. Parâmetros a = 489 AU q = 76.1 AU Q = 902 AU e = i = 12 P tra a D 1800 km (0.78 D PL ) P rot = 10.3h (?)

35 A Nuvem de Oort Em 1950, Oort conclui que deveria existir uma nuvem, muito distante, em torno do Sistema Solar que seria a fonte dos cometas (em 1932 Öpik ja o tinha sugerido). Criada pelo grande número de objectos ejectados do Sistema Solar pelos planetas gigantes. Parâmetros A nuvem deverá estar entre as e as AU ( 1 ano-luz). Estrelas próximas poderão empurrar os seus cometas para o interior do Sistema Solar. Número de cometas 10 12

36 Fim