Universidade Federal Fluminense

Transcrição

1 Universidade Federal Fluminense Curso de Formação continuada em Astronomia Para professores de Educação Básica Prof. Dr. Tibério Borges Vale Projeto de Extensão O uso da Astronomia como elemento didático no ensino de Ciências e de Física

2 Planetologia Comparada

3 Características Gerais dos Planetas Terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (4 mais próximos do Sol); Jovianos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Lei de Kepler

4 Características Gerais dos Planetas Terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (4 mais próximos do Sol); Jovianos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

5 Como se determinam estas características? Massa: determinada a partir da terceira lei de Kepler, se o planeta tem satélites. Se não tem, é determinada a partir de perturbações causadas nas órbitas de outros planetas ou de satélites artificiais que são enviados até estes planetas. Raio: medido diretamente do tamanho angular, quando se conhece a distância. Distância ao Sol: determinada a partir da paralaxe geocêntrica do planeta, ou, mais modernamente, por medidas de radar. Composição química: pode ser estimada a partir da densidade média do planeta, e por Espectroscopia. Rotação: todos os planetas apresentam rotação, detectada a partir da observação de aspectos de sua superfície, por medidas de efeito doppler ou de taxas de rotação do campo magnético. Temperatura: como os planetas obtém a maior parte de sua energia da luz solar, suas temperaturas dependem basicamente de sua distância ao Sol. Reflectividade: parte da energia solar incidente sobre o planeta é refletida, e parte é absorvida.

6 Estrutura Interna A estrutura interna dos planetas sólidos pode ser estudada através de ondas sísmicas; Essas ondas podem ser produzidas por terremotos naturais ou por impactos artificiais. Até o momento apenas a terra e a Lua foram estudadas com esta técnica. O que mostrou que a Terra tem um núcleo metálico e a Lua não.

7 Estrutura Interna A estrutura interna dos planetas JOVIANOS NÃO pode ser estudada através de ondas sísmicas; Pode se estudar a estrutura interna do planeta mapeando se a orbita de uma sonda espacial quando ela passa próxima ao planeta. Outra opção é estudar a estrutura interna dos planetas jovianos utilizando o formalismo Hidrostático (como em estrelas); Equação de equilíbrio hidrostático Integrando (em volume) e supondo que a densidade aproximadamente constante é P

8 Estrutura Interna Em resumo a Estrutura interna dos planetas pode ser descrita pelas figuras:

9 Superfícies As superfícies planetárias podem ser conhecidas de forma preliminar a partir do albedo, se o planeta não tem atmosfera espessa. Em planetas com atmosfera espessa, como os planetas jovianos e Vênus, o albedo não se refere à superfície. Júpiter, Saturno e Netuno emitem quantidade significativa de energia própria, às custas de seus calores residuais de contração. (manchas e convecção). As superfícies da Lua e de Mercúrio são parecidas, com grande número de crateras e grandes regiões baixas e planas. Marte apresenta uma superfície com montanhas, vales e canais. A superfície de Vênus não é visível devido às densas nuvens de ácido sulfúrico que cobrem o planeta. Estudos de radar mostram que o planeta tem superfície plana (algumas montanhas);

10 Cálculos Mec. Est. Atmosferas Velocidade média

11 Corpos Menores do Sistema Solar Asteróides: são um grupo numeroso de pequenos corpos (planetas menores) com órbitas situadas na grande maioria no Cinturão Principal de Asteróides, entre as órbitas de Marte e Júpiter; # Desde 1992 vários asteróides foram identificados além da órbita de Netuno (transnetunianos, 40 UA, Cinturão de Kuiper) Cinturão Principal (2 4 UA) Ceres, primeiro asteróide (cinturão principal, 2.8 UA); 90% dos asteróides estão no cinturão principal; 1000 Km 1/100MLua

12 Corpos Menores do Sistema Solar Cinturão de Kuiper (30 50 UA) Este cinturão foi predito pelos cálculos do astrônomo irlandês Kenneth Essex Edgeworth ( ) em 1949 e do holandês Gerard Peter Kuiper ( ) em O asteróide transnetuniano 2001 KX76, com 1200 km de largura

13 Corpos Menores do Sistema Solar Cinturão de Kuiper O asteróide Quaoar foi descoberto em Tem cerca de 1250 km de diâmetro. Está localizado a cerca de 1,6 bilhões de km além de Plutão, no cinturão de Kuiper.

14 Corpos Menores do Sistema Solar O asteróide Sedna, com diâmetro entre 1300 e 1600 km, com 3/4 do tamanho de Plutão, que tem 2240 km de diâmetro, estava a uma distância de 13 bilhões de km, além do cinturão de Kuiper, pois sua distância de periélio é de 76 UA

15 Corpos Menores do Sistema Solar Eris: descoberto em 2005; # Diâmetro de 2398 ± 97 Km; # entre 38 UA e 98 UA do Sol; Até mar/2008 existiam asteróides catalogados, e cometas.

16 Asteróides imageados pelo Sloan Digital Sky Survey, dos 204 mil objetos com movimento detectados até Abaixo temos objetos no Sistema Solar observados pelo SDSS em cores ugriz em Ivezić et al. (2002). semi eixo maior de órbita (a) versus inclinação própria sin(l)

17 Planetas Anões Desde agosto de 2006 o sistema solar tem uma nova categoria de objetos, que são os planetas anões. Enquadram se nessa categoria objetos que: a) estão em órbita em torno do Sol (como os planetas); b) têm forma determinada pela auto gravidade, ou seja, são esféricos (como os planetas); c) não tem tamanho significativamente maior do que os outros objetos em sua vizinhança (ao contrário dos planetas). diâmetros Ceres, Éris, Plutão, MakeMake e Haumea 950km 2400km 2350km km 1300km

18 Meteoros São pequenos asteróides (meteoróides) que se chocam com a Terra Quando a Terra cruza a órbita de um cometa, encontra poeira ejetada deste e uma chuva de meteoros ocorre.

19 Meteoros Impactos na Terra Meteor Crater, ou Cratera Barringer [Daniel Moreau Barringer ( ), que demonstrou que a cratera era devido ao impacto de um meteorito], no Arizona, tem 1,2 km de diâmetro e 50 mil anos. Em 30 de junho de 1908, um asteróide ou cometa de aproximadamente 100 mil toneladas explodiu na atmosfera perto do Rio Tunguska, na Sibéria, derrubando milhares de km2 de mata.

20 Meteoros Impactos na Terra 12 de fevereiro de 1947, na cadeia de montanhas Sikhote Alin, perto de Vladivostok, também na Sibéria. O impacto, causado por um asteróide de ferro níquel de aproximadamente 100 toneladas que se rompeu no ar, foi visto por centenas de pessoas e deixou mais de 106 crateras, com tamanhos de até 28 m de diâmetro e 6 metros de profundidade. (28 toneladas recuperadas) 1745 kilos

21 Anéis (Poeira) Júpiter Saturno e Urano

22 Asteróides Próximos à Terra Os asteróides próximos à Terra são aqueles que têm órbitas que os aproximam da Terra e portanto têm maior chance de colidir com a Terra. A maioria têm uma probabilidade de 0,5% de colidir com a Terra no próximo um milhão de anos. O número total de asteróides maiores que um km é da ordem de 1000 a 2000, que corresponde a uma probabilidade de 1% de colisão no próximo milênio. Lista de Asteróides que passarão perto da Terra: