Introdução. Aula 10 - Sistema Solar Corpos menores. Aula 10

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1 Aula 10 - Sistema Solar Corpos menores. Aula 10 Alexei Machado Müller, Maria de Fátima Oliveira Saraiva & Kepler de Souza Oliveira Filho Cometa NEAT (C/2001 Q4). Crédito: NASA Introdução Na aula passada fizemos um estudo comparativo dos planetas do sistema solar. Hoje vamos estudar os outros corpos do sistema solar os corpos menores -, englobando tudo o que orbita os planetas e tudo o que orbita o Sol e não é planeta: asteroides, cometas e os planetas anões. Embora a maioria desses corpos tenha tamanho insignificante comparado com os planetas, eles existem em grande número e, no caso de asteroides e cometas, muitas vezes se aproximam da Terra, causando um misto de encantamento e receio por parte da população. Qual o risco desses objetos para a vida na Terra? O que diferencia um planeta anão de um planeta e de um asteroide? Do que são feitos os anéis planetários? Como se formam as caudas dos cometas? Quais os objetos mais distantes do sistema solar? Essas são algumas das perguntas que procuramos responder nesta aula. Bom estudo!

2 Objetivos da aula Listar os tipos de objetos que se enquadram na categoria de corpos menores do sistema solar. descrever e comparar as características gerais de planetas anões, cometas, asteroides do cinturão principal e asteroides do cinturão de Kuiper; descrever a composição e estrutura de um cometa, explicando como se forma e para onde aponta a sua cauda; estabelecer a diferença entre meteoroide, meteoro e meteorito; perceber de forma realista a possibilidade de ocorrerem impactos desses objetos na Terra, e os riscos que tais impactos podem oferecer. Até onde se estende o sistema solar? Corpos menores do sistema solar Aula 10, p.2 Figura 10.01: A maioria dos asteroides conhecidos estão no Cinturão de Asteroides Principal, localizado entre as órbitas de Marte e Júpiter.

3 Sistema solar: Contém, além dos planetas e dos planetas anões, um grande número de corpos menores,entre os quais estão os satélites e os anéis de planetas, os asteroides e os cometas. O sistema solar contém, além dos planetas e dos planetas anões, um grande número de corpos menores, entre os quais estão incluidos os satélites e anéis dos planetas, os asteroides, os meteoroides e os cometas. Como exceção dos satélites e dos anéis, que orbitam os planetas, todos os demais corpos orbitam o Sol. Asteroides Asteroides 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, a uma distância média da ordem de 2,8 unidades astronômicas do Sol. Mais de asteroides têm órbitas bem determinadas. Eles orbitam o Sol aproximadamente na mesma direção dos planetas (de oeste para leste) e a maioria no mesmo plano. A partir de 1992 foram descobertos vários asteroides além da órbita de Netuno, chamados objetos transnetunianos. A maioria desses objetos têm órbitas alinhadas com a eclíptica, formando um anel em torno do Sol, a uma distância média de 40 UA, chamado "Cinturão de Kuiper". Todos os asteroides são menores do que a Lua. Asteroides do Cinturão Principal O Cinturão de Asteroides principal contém asteroides com semi-eixo maior de 2,2 a 3,3 UA, correspondendo a períodos orbitais de 3,3 a 6 anos. Provavelmente mais de 90 % de todos os asteroides estão neste Cinturão. Os asteroides deste cinturão são rochosos, com densidade da ordem de 2,5 g/cm 3. Asteroides: São corpos pequenos, rochosos ou metálicos, com órbitas quase circulares e coplanares com a eclíptica, encontrados principalmente no Cinturão Principal, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Figura 10.02: Diagrama mostrando a localização do Cinturão de Asteroides Principal, entre as órbitas de Marte e de Júpiter (pontinhos amarelos). Aula 10, p.3 O maior asteroide do Cinturão principal é Ceres, descoberto em 1801 pelo italiano Giuseppe Piazzi ( ), com massa de um centésimo da massa da Lua, e diâmetro de 1000 km (aproximadamente metade do diâmetro da Lua). Nessa época os astrónomos estavam procurando insistentemente um planeta que, de acordo

4 com a lei de Tiius-Bode, deveria existir entre as órbitas de Marte e Júpiter. Piazzi achou que tinha encontrado tal planeta, mas em seguida as descobertas de novos "pequenos planetas" nessa região se multiplicaram, e todos foram agrupados sob o nome de "asteroides. Pallas foi descoberto em 1802, por Heinrich Wilhelm Mattäus Olbers ( ) e Juno em 1804 por Karl Ludwig Harding ( ). O asteroide Ida, com 50 km de diâmetro, foi fotografado em 1993 pela sonda Galileo e foi então descoberto que ele possui um satélite, Dactyl, de 1,5 km de diâmetro, a 100 km de distância. Aproximadamente 10 % dos asteroides têm satélites. Lembre-se: Exceção feita aos anéis e aos satélites, todos os demais corpos do sistema solar orbitam o Sol.. Figura 10.03: Imagem colorida de Ceres.Fonte: HST Figura 10.04: O asteroide Ida (à esquerda) e sua lua Dactyl (ponto branco à direita). Asteroides do Cinturão de Kuiper Figura 10.05: Gerrit Pieter Kuiper ( ), astrônomo holandês. Descobriu duas luas de planetas de nosso sistema solar (Miranda, em Urano; Nereida, em Netuno). Calculou a existência dos asteróides transnetunianos. Asteroides transnetunianos: São também conhecidos como objetos do Cinturão de Kuiper. São corpos de composição mista entre rocha e gelo que habitam uma região em forma de rosquinha centrada no Sol, com bordas entre 30 e 55 UA. O cinturão de Kuiper é uma região em forma de rosca, centrada no Sol e alinhada com plano do sistema solar, com bordas entre 30 e 55 UA do Sol, portanto logo após a órbita de Netuno. Os asteroides que povoam essa região são compostos de uma mistura de gelo e rocha, e são mais conhecidos como objetos do cinturão de Kuiper, ou objetos transnetunianos. A existência desse cinturão foi predita teoricamente pelos cálculos do astrônomo irlandês Kenneth Essex Edgeworth ( ) em 1949 e do holandês Gerard Peter Kuiper, ( ) em Aula 10, p.4

5 Figura 10.06: Diagrama mostrando a localização do Cinturão de Kuiper, logo além da órbita de Netuno (pontinhos amarelos). O primeiro asteroide transnetuniano do cinturão de Kuiper foi descoberto por David C. Jewitt (1958-) e Jane X. Luu (1963-) em Desde então, mais de 1000 foram descobertos, a maioria com cerca de 100 km de diâmetro. Acredita-se que existam mais de asteroides desse tamanho no cinturão de Kuiper. Figura 10.07: Concepção artística mostrando os tamanhos de alguns objetos do cinturão de Kuiper em comparação com Plutão e a Terra. Xena foi rebatizado como Éris, 2003 EL61 foi batizado como Haumea e 2005 FY9 como Makemake. Assim como Plutão, são classificados atualmente como planetas anões. Fonte: Aula 10, p.5

6 Planetas anões Desde agosto de 2006 o sistema solar tem uma nova categoria de objetos, que são os planetas anões. Enquadramse nessa categoria objetos que: Planetas anões: São objetos que têm massa suficiente para ter formato esférico, mas não são grandes o suficiente para limpar as vizinhanças de suas órbitas, ou seja, não são significativamente maiores e mais massivos do que os demais corpos que orbitam o Sol à mesma distância que se encontram. 1. estão em órbita em torno do Sol (como os planetas); 2. têm forma determinada pela auto-gravidade, ou seja, são esféricos (como os planetas); 3. não tem tamanho significativamente maior do que os outros objetos em sua vizinhança (ao contrário dos planetas). Até o momento, os planetas anões do Sistema Solar são Éris, Plutão, Ceres, Haumea e Makemake. Éris, cujo nome homenageia a deusa da discórdia na mitologia grega, tem um satélite, que recebeu o nome Dysnomia, que na mitologia é o espírito demoníaco da falta de lei. Pela órbita de Dysnomia se mede que Éris é 27 % mais massivo que Plutão. A Fig mostra Éris e Dysnomia. Figura 10.08: Éris e seu satélite,dysnomia, fotografados pela primeira vez por Michael E. Brown com telescópio de 10m do W.M. Keck Observatory. Plutão tem três satélites: Caronte, Nix e Hydra (Fig ). Haumea tem dois satélites e Makemake não tem nenhum conhecido até o momento. Figura 10.09: Imagens de maio de 2005 obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble mostraram Plutão, além do satélite Caronte descoberto em 1978, dois outros objetos menores orbitando Plutão. Em fevereiro de 2006 novas observações confirmaram estes dois novos satélites, chamados de Hydra (monstro com corpo de serpente e nove cabeças) e Nix (deusa da escuridão). Aula 10, p.6

7 Cometas Figura 10.10: Cometas Hale-Bopp (C/1995 O1) e West (C/1975 V1). Fonte: Wikipédia Cometas: São objetos compostos de materiais voláteis congelados, têm órbitas altamente elípticas e não confinadas ao plano da eclíptica. Apresentam poeira (silicatos) em sua composição,(daí serem considerados bolas de gelo sujo. Ao se aproximarem do Sol, parte do gelo derrete, formando uma grande nuvem de gás e poeira ao redor do cometa, chamada coma. Os cometas constituem outro conjunto de pequenos corpos orbitando o Sistema Solar. Suas órbitas são elipses muito alongadas. Eles são muito pequenos e fracos para serem vistos mesmo com um telescópio, a não ser quando se aproximam do Sol. Nessas ocasiões eles desenvolvem caudas brilhantes que algumas vezes podem ser vistas mesmo a olho nu. Estrutura: Os cometas são feitos de uma mistura de gelo e poeira, como uma bola de gelo sujo, segundo o modelo proposto por Fred Lawrence Whipple ( ) em À medida que eles se aproximam do Sol, parte do gelo sublima, formando uma grande nuvem de gás e poeira ao redor do cometa, chamada coma, com diâmetro da ordem de 100 mil km. A parte sólida e gelada no interior é o núcleo e normalmente tem 1 a 10 km de diâmetro. A radiação e o vento solar (as partículas carregadas emitidas pelo Sol) empurram o gás e a poeira da coma formando a cauda, que sempre aponta na direção oposta à do Sol. Figura 10.11: Componentes de um cometa: núcleo, coma, cauda ionizada, cauda de poeira, envelope de hidrogênio. Aula 10, p.7 Normalmente podem ser observadas duas caudas, uma cauda de gás e uma cauda de poeira. A cauda de poeira em geral é mais larga, curva e amarela, pois brilha devido à reflexão da luz solar na poeira. A poeira segue a órbita kepleriana, isto é, quanto mais distante do Sol mais devagar movem-se as partículas, por isso a cauda fica curva. A cauda de gás é composta de partículas leves que, a serem empurradas, se afastam em linha reta, formando uma cauda reta e azul, pois seu brilho se deve ao monóxido de carbono

8 ionizado que emite no azul. O envelope de hidrogênio, formato por átomos de hidrogênio, embora não seja visível no ótico, é a componte mais extensa, podendo chegar a ter 1 UA de comprimento. Por ser composta das partículas mais leves, é a mais afetada pela pressão de radiação. Algumas vezes é observada também uma anti-cauda, isto é, uma cauda na direção do Sol. Essa cauda é um efeito de perspectiva, causado por partículas grandes (0,1 a 1 mm de diâmetro), ejetadas do núcleo, que não são arrastadas pela pressão de radiação do Sol, permanecendo na órbita. Figura 10.12: A cauda do cometa sempre aponta em direção oposta à do Sol. Figura 10.13: Núcleos cometários. Á esquerda, o núcleo do cometa Borrelly, imageado pela sonda Deep Space 1, em À direita, a imagem do núcleo do cometa Halley, obtida pela sonda Giotto. O núcleo do Halley mede 13 km por 8 km, e o núcleo do Borrelly mede 8 km em comprimento. Figura 10.14: Edmund Halley ( ), astrônomo britânico amigo de Isaac Newton, foi o primeiro a mostrar que os cometas vistos em 1531, 1607 e 1682 eram na verdade o mesmo cometa o Cometa Halley. Origem: Aula 10, p.8 Acredita-se que os cometas sejam corpos primitivos, presumivelmente sobras da formação do sistema solar.

9 Esses corpos formariam uma vasta nuvem circundando o sistema solar, em órbitas com afélios a uma distância de UA do Sol: a "Nuvem de Oort". Haveria 100 bilhões de núcleos cometários nessa nuvem. Eventualmente, a interação gravitacional com uma estrela próxima perturbaria a órbita de algum cometa, fazendo com que ele fosse lançado para as partes mais internas do Sistema Solar. Uma vez que o cometa é desviado para o interior do Sistema Solar, ele não sobrevive mais do que passagens periélicas antes de perder todos os seus elementos voláteis. Figura 10.15: Jan Hendrik Oort ( ). Astrofísico e astrônomo holandês. Figura 10.16: Tamanhos relativos entre o Cinturão de Asteroides Principal (quadro superior esquerdo), o cinturão de Kuiper (quadro superior direito), a órbita do objeto transnetuniano Sedna (quadro inferior direito) e a nuvem de Oort (quadro inferior esquerdo). Meteoros Aula 10, p.9 Meteoros são fenômenos que acontecem quando meteoroides asteroides muito pequenos - são atraídos pela Terra. Ao penetrar na atmosfera, o calor gerado pelo atrito faz com que se incendeiem, deixando um rastro brilhante facilmente visível a olho nu, chamados de estrelas cadentes. O termo vem do grego meteoron, que significa fenômeno no céu. Existem aproximadamente asteroides com diâmetro maior de 1 km, que se aproximam da Terra, colidindo com uma taxa de aproximadamente 1 a cada 1 milhão de anos. Dois a três novos são descobertos por ano e suas órbitas são muitas vezes instáveis, devido a interações gravitacionais com os vários corpos (planetas e asteroides).

10 Chuvas de meteoros Quando a Terra cruza a órbita de um cometa, encontra a poeira ejetada deste e uma chuva de meteoros ocorre. Meteoroide, meteoro e meteorito: Meteoroide: pequeno asteroide, geralmente pedaço arrancado de asteroide ou de cometa ou da Lua ou de outro planeta. Meteoritos Figura10.17: Fotografia de uma chuva de meteoros. Meteoro: fenômeno luminoso resultante do incendeamento de um meteoroide ao entrar na atmosfera da Terra. É popularmente chamado estrela cadente. Meteorito: resíduo petrificado do meteoroide que atravessou a atmosfera da Terra sem ser completamente vaporizados, caindo ao solo. Figura 10.18: Fotos de meteoritos tirada na Antártica. Na Antártica encontrase a maioria dos meteoritos estudados, pois lá estão melhor preservados. Meteoritos são meteoroides que atravessam a atmosfera da Terra sem serem completamente vaporizados, caindo ao solo. Do estudo dos meteoritos pode-se aprender muito sobre o tipo de material a partir do qual se formaram os planetas interiores, uma vez que são fragmentos primitivos do Sistema Solar. Existem três tipos de meteoritos: os metálicos, os rochosos, e os metálico-rochosos. Os rochosos são os mais abundantes, compreendendo 90 % de todos meteoritos conhecidos. Um tipo de meteoritos rochosos são os condritos carbonáceos, que representam o tipo mais antigo de meteoritos, com aproximadamente 4,5 bilhões de anos e parecem não ter sofrido qualquer alteração desde a época de sua formação. Os metálicos são compostos principalmente de ferro e níquel. Na Terra caem aproximadamente 25 milhões por dia, a grande maioria com alguns microgramas. Aula 10, p.10

11 O meteorito ALH84001 (Fig ), de 1,9 quilogramas, é um dos 30 meteoritos já coletados na Terra que acredita-se foram arrancados de Marte por colisões de asteroides. ALH84001 cristalizou-se no magma de Marte há 4,5 bilhões de anos, foi arrancado de Marte há 16 milhões de anos e caiu na Antártica há 13 mil anos. Ele mostra traços de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e depósitos minerais parecidos com os causados por nanobactérias na Terra e, portanto, indicando que poderia ter havido vida em Marte no passado remoto. Esta é a primeira evidência da possível existência de vida fora da Terra e levanta a questão de se a vida começou em outros pontos do Universo além da Terra, espontaneamente. Figura 10.19: Meteorito ALH84001, vindo de Marte no qual foram encontrados evidências inderetas de fósseis microscópicos. A denominação do meteorito significa que ele é o meteorito número 001, colectado em 1984, na região chamada Allan Hills, na Antártica. Impactos na Terra Figura 10.20: A foto acima é da 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. Aula 10, p.11 Duas vezes no século XX grandes objetos colidiram com a Terra. Em 30 de junho de 1908, um asteroide ou cometa de aproximadamente 100 mil toneladas explodiu na atmosfera perto do Rio Tunguska, na Sibéria, derrubando milhares de km 2 de árvores e matando muitos animais.

12 Figura 10.21: Foto a 20 km do centro da explosão na região do Rio Tunguska, no centro-norte da Sibéria, tirada em 1927 (20 anos depois da explosão). O asteroide, rochoso, explodiu no ar e somente pequenos pedaços, encrustados nas árvores, foram encontrados. Simulações indicam que o asteroide deveria ter 30 a 60 metros de diâmetro e energia equivalente de 5 a 15 Mton TNT, uma bomba de hidrogênio. (A primeira bomba de hidrogênio, chamada Bravo, foi testada em 1 de março de 1954, pelos americanos, no Atol de Bikini, e tinha 15 Mton TNT. A bomba de hidrogênio mais poderosa foi testada pelos russos e atingiu 50 Mton TNT). Várias testemunhas viram quando o meteorito/meteoro explodiu no ar. O segundo impacto ocorreu em 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 ton 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 m de profundidade. Foram recuperados meteoritos metálicos perfazendo um total de 28 ton de massa. Em 18 de janeiro de 2000, um meteoro explodiu sobre o território de Yukon, no Canadá, gerando uma bola de fogo brilhante detectada por satélites de defesa e também por sismógrafos. A energia liberada foi da ordem de 2 a 3 kton TNT. Denominado Tagish Lake, em referência ao local da queda, foram recuperados alguns pedaços, 850 g, do meteoro que deve ter tido massa de 200 ton (1 ton = 1000 kg) e 5 m de diâmetro. Aula 10, p.12

13 Figura 10.22: Gráfico mostrando a relação entre o intervalo de tempo decorrido entre impactos e o diâmetro do objeto impactante. Os eixos estão em escala logaritmica. Objetos de 100 m, como o que caiu em Tunguska em 1908, caem a cada anos; objetos de 10 km, como o que caiu em Chicxulub, caem a cada 50 milhões de anos. No eixo vertical superior é mostrada a energia do impacto de acordo com o diâmetro do objeto. Figura : Concepção artística dos impactos que teriam ocorrido à época extinção dos dinossauros. A extinção dos dinossauros, 65 milhões de anos atrás, é consistente com um impacto de um asteroide ou cometa de mais de 10 km de diâmetro, que abriu uma cratera de 200 km de diâmetro perto de Chicxulub, na península de Yucatan, no México. O impacto liberou uma energia equivalente a 5 bilhões de bombas atômicas como a usada sobre Hiroshima em A imagem da Figura mostra as variações gravimétricas do local. Outras crateras com a mesma idade têm sido descobertas, como a cratera Boltysh, de 24 km de largura na Ucrânia e a cratera Silverpit, no fundo do Mar do Norte na costa da Inglaterra, com 19 km de largura. Aula 10, p.13

14 A proposta de que a grande extinção de organismos terrestres e marinhos, vertebrados e invertebrados que ocorreu há 65 milhões de anos (transição do período Cretáceo para o Terciário) tem origem num grande impacto é do físico americano Luis Walter Alvarez ( ), ganhador do prêmio Nobel em 1968 por seus estudos de partículas subatômicas, e seu filho Walter L. Alvarez (1940-), geólogo americano, que notaram que a extinção se deu por alterações climáticas que atingiram toda a Terra, com um esfriamento na superfície e pela existência de uma fina camada de argila com uma alta taxa de irídio (um metal raro, similar à platina), com uma concentração 30 vezes maior do que a média de 0,3 partes por bilhão, em mais de cem partes do globo nesta época, consistente com uma grande nuvem de pó que se espalhou por todo o planeta, cobrindo a luz do Sol. Com a queda da fotossíntese, as plantas morreriam e os dinossauros morreriam por falta de alimentos. Um evento similar poderia ser uma grande explosão vulcânica, mas isto não explicaria a deposição de irídio, nem a existência da cratera de Chicxulub. Irídio é encontrado no interior da Terra, mas os asteroides são mais ricos em irídio do que a crosta da Terra. Outros grandes impactos sobre a Terra podem ter causado o rompimento do grande supercontinente, Pangea, 250 milhões de anos atrás, e outro há 13 mil anos, cerca de 10 mil a.c., no fim do último período glacial, quando os mamutes desapareceram. Satélites Em geral, o número de satélites de um planeta está associado à sua massa. O maior satélite do sistema solar é Ganimedes, (Fig.10.24) um dos quatro satélites galileanos de Júpiter, com raio de km. O segundo é Titan, de Saturno, com km de raio (5.150 km de diâmetro). Ambos são maiores do que o planeta Mercúrio, que tem km de raio (4.878 km de diâmetro). Note que a Lua, com km de diâmetro, é maior do que Plutão, que tem km de diâmetro. Satélites: Orbitam os planetas e o número de satélites de um planeta está relacionado à massa de cada planeta. Figura 10.24: Ganimedes, um dos 4 satélites galileanos de Júpiter. A maioria dos satélites revolve em torno do respectivo planeta no sentido de oeste para leste e a maioria tem órbita aproximadamente no plano equatorial de seu planeta. Aula 10, p.14

15 Tabela 10.01: Alguns satélites com suas características: diâmetro, massa e densidade. Os três maiores satélites têm a mesma densidade e aproximadamente o mesmo tamanho e, portanto, devem ter a mesma composição química; provavelmente têm um interior estratificado, com um núcleo rochoso do tamanho da Lua cercado por uma camada espessa de gelo ou possivelmente água. Titan apresenta a notável característica de possuir uma atmosfera densa, rica em compostos de carbono e metano. Titan, como Vênus, é cercado por uma camada opaca de nuvens. Figura 10.25: Titan, o maior satélite de Saturno e o segundo maior satélite do sistema solar, é o único satélite a ter uma atmosfera densa. Anéis Os quatro planetas jovianos apresentam um sistema de anéis, constituídos por bilhões de pequenas partículas orbitando muito próximo de seu planeta. Nos quatro planetas, os anéis estão dentro do limite de Roche e devem ter se formado pela quebra de um satélite ou a partir de material que nunca se aglomerou para formar um satélite. Saturno é, de longe, o que possui anéis mais espetaculares. Eles são constituídos principalmente por pequenas partículas de gelo, que refletem muito bem a luz. Já os anéis de Urano, Netuno e Júpiter (nesta ordem de massa constituinte), são feitos de partículas escuras, sendo invisíveis da Terra. A massa total dos anéis de Saturno é menor do que 3 milionésimos da massa de Saturno. Já em 1857, James Clerk Maxwell ( ) demonstrou que os anéis só poderiam permanecer em órbitas estáveis se fossem constituídos de pequenas partículas. Aula 10, p.15 Figura 10.26: Os brilhantes anéis de Saturno,feitos de partículas de gelo.

16 Figura 10.27: Anéis de poeira em torno de Júpiter e Urano. Asteroides próximos à Terra Os asteroides próximos à Terra (Near Earth Asteroides) são aqueles que têm órbitas que os aproximam da Terra e portanto têm maior chance de colidir com a Terra. A maioria tem uma probabilidade de 0,5% de colidir com a Terra no próximo um milhão de anos. O número total de asteroides maiores que 1 km é da ordem de a 2.000, que corresponde a uma probabilidade de 1% de colisão no próximo milênio. A atmosfera da Terra não oferece proteção para objetos maiores que 100 m de diâmetro. Corpos maiores que 1 km causam efeitos globais na Terra. Mesmo que caiam nos oceanos, as ondas gigantescas que causariam destruiriam as cidades costeiras. Aula 10, p.16 Figura 10.28: Número de asteroides que passam próximos à Terra em relação a seu diâmetro, conforme cálculos de David Rabinowitz et al. (2000), Nature, 403, 165. Os círculos abertos mostram as observações. Os quadrados e triângulos mostram a amostra corrigida pela dificuldade de observar os mais fracos.

17 Resumo Aula 10, p.17 O sistema solar contém, além dos planetas e dos planetas anões, um grande número de corpos menores, entre os quais estão incluídos os satélites e anéis dos planetas, os asteroides, os meteoroides e os cometas. Comoexceção dos satélites e dos anéis, que orbitam os planetas, todos os demais corpos orbitam o Sol. Os planetas anões são objetos que têm massa suficiente para terem adquirido forma esférica, mas não grande o suficiente para "limpar" as vizinhanças de sua órbita, ou seja, não são significativamente maiores e mais massivos do que os demais corpos que orbitam o Sol à mesma distância em que se encontram. Até o momento, os planetas anões do sistema solar são Éris, Plutão, Ceres, Haumea e Makemake. Ceres é o maior objeto do cinturão de asteroides principal; os outros quatro são objetos transnetunianos. Os asteroides do cinturão principal são corpos pequenos, rochosos ou metálicos, com órbitas quase circulares e coplanares com a eclíptica, encontrados principalmente no cinturão principal, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Os asteroides transnetunianos são corpos de composição mista entre rocha e gelo, que habitam uma região em forma de rosquinha centrada no Sol, com bordas entre 30 e 55 UA, chamado cinturão de Kuiper. Os asteroides transnetunianos são também conhecidos como objetos do cinturão de Kuiper. Os cometas são objetos compostos de materiais voláteis congelados, que, ao contrário da maioria dos demais corpos do sistema solar, têm órbitas altamente elípticas e não confinadas ao plano da ecliptica. Eles também apresentam poeira (silicatos) em sua composição, por isso são considerados "bolas de gelo sujo". À medida que eles se aproximam do Sol, parte do gelo derrete, formando uma grande nuvem de gás e poeira ao redor do cometa, chamada coma, com diâmetro da ordem de 100 mil km. A parte sólida e gelada no interior é o núcleo e normalmente tem 1 a 10 km de diâmetro. O calor e o vento solar proveniente do Sol sopram o gás e a poeira da coma formando a cauda. Essa cauda sempre aponta na direção oposta à do Sol e pode estender-se até 1 UA de comprimento. Acredita-se que os cometas são corpos primitivos, presumivelmente sobras da formação do sistema solar, que residem na "Nuvem e OOrt", uma vasta nuvem esférica circundando o Sistema Solar, com borda a aproximadamente UA do Sol. Meteoroides são pequenos asteroides, em geral com menos de 100 m de diâmetro. Meteoros são meteoroides (mas podem ser também pedaços de cometa) que são atraídos pela Terra e se incendeiam ao entrarem na atmosfera, devido ao atrito com o ar - o rastro brilhante popularmente conhecido como "estrela cadente". Se o objeto não é completamente vaporizado na atmosfera, o pedaço sobrevivente que atinge o solo é chamado meteorito.

18 Existem três tipos de meteoritos: os rochosos (os mais abundantes), os metálicos e os metálico-rochosos. Um tipo de meteorito rochoso é o condrito carbonáceo, que representa o tipo mais antigo de meteorito, com aproximadamente 4,5 bilhões de anos e parecem não ter sofrido qualquer alteração desde a época de sua formação. A cada dia a Terra é atingida por corpos interplanetários, a maioria deles microscópicos, sem qualquer risco para a Terra. No entanto, a cada 100 milhões de anos, em média, acontece um impacto devastador, como o que atingiu a Terra há 65 milhões de anos e que está associado à extinção dos dinossauros. Os satélites orbitam os planetas e o número de satélites está relacionado à massa de cada planeta. Os quatro planetas jovianos apresentam um sistema de anéis, constituídos por bilhões de pequenas partículas orbitando muito próximo de seu planeta. Nos quatro planetas, os anéis estão dentro do limite de Roche e, devem ter se formado pela quebra de um satélite ou a partir de material que nunca se aglomerou para formar um satélite. Questões de fixação 1. Que objetos são englobados na categoria de corpos menores do sistema solar? 2. Onde se localiza e o que é: a) o Cinturão de Kuiper? b) o Cinturão de asteróides? c) a Nuvem de Oort? 3. Por que os cometas são considerados bolas de gelo sujo? Como é a estrutura geral de um cometa? De que é feita e para onde aponta a cauda de um cometa? 4. Quais são as diferenças entre meteoroide, meteoro e meteorito? Qual a importância de estudar os meteoritos? 5. Segundo a definição de planeta anão, qual é o critério que diferencia esses objetos de planetas? Qual o critério que diferencia os planetas anões de asteroides? 6. Existe relação entre o número de satélites de um planeta e a massa do planeta? Se existe, qual é? 7. Um satélite pode ser maior do que um planeta? Exemplifique. 8. Qual a constituição dos anéis dos satélites? Qual a possível origem dos anéis e qual sua relação com o conceito de limite de Roche 9. Cientistas calculam que asteroide que caiu em Tunguska, em 1908, tinha um diâmetro de 50 m. Supondo que a densidade do asteroide era de 3000 kg/m³, e que sua velocidade no impacto era igual à velocidade de escape da Terra, qual a energia liberada, em Joules? Sabendo que 1ton = 4,2 x 109 J, verifique se o valor que encontrou é parecido com o indicado na figura (Para calcular a massa do asteróide, considere que ele tem forma esférica.) Aula 10, p.18

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