Uma Visão Geral do Sistema Solar

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1 Aula 5 Uma Visão Geral do Sistema Solar O sistema solar consiste do Sol oito planetas oficiais pelo menos 4 planetas anões mais de 130 satélites pertencentes aos planetas um grande número de pequenos corpos (cometas, asteróides ou planetóides) meio interplanetário

2 órbitas Sistema solar interno Sol Mercúrio Vênus Terra Marte Planetas terrestres Planeta anão CERES o cinturão de asteróides (pequenos corpos de rocha) situa-se entre as órbitas de Marte e Júpiter.

3 Sistema solar externo Planetas jovianos Planeta anão Cinturão de Kuiper (planetóides congelados)

4 Muitos dos objetos pertencentes ao cinturão de Kuiper tem sido encontrados em órbitas ao redor de 55 UA do Sol, mas alguns estão em órbitas bem mais distantes.

5 EXTENSÃO DO SISTEMA SOLAR : A UA (além do cinturão de Kuiper)

6 Os planetas giram ao redor do sol no sentido anti-horário (com o pólo norte solar visto de cima) As órbitas estão aproximadamente no mesmo plano (eclítica) exceto Plutão. As órbitas são elipses com o Sol ocupando um dos focos, exceto Vênus, Terra e Netuno que são praticamente circulares

7 Distânci a(ua) Incl. Orbital Exc. Orbital Eixo de Rot. Sol Mercúrio º Vênus º Terra Marte º Júpiter º Saturno º Urano º Netuno º Plutão º

8 Notas Excentricidade orbital: É uma medida de como uma órbita se desvia de ser circular. Uma órbita perfeitamente circular tem uma excentricidade zero. Números maiores que zero indicam órbitas elípticas, parabólicas e hiperbólicas. Uma excentricidade entre 0 e 1 representa uma órbita elíptica. Uma órbita parabólica tem uma excentricidade igual a 1. Uma órbita hiperbólica tem uma excentricidade maior do que 1. Netuno, Vênus e a Terra são os planetas com as órbitas menos excêntricas em nosso Sistema Solar. Plutão e Mercúrio são os planetas com as órbitas mais excêntricas em nosso Sistema Solar.

9 TAMANHOS RELATIVOS Raio (Terra) Sol 109 Mercúrio 0.38 Vênus 0.95 Terra 1.00 Marte 0.53 Júpiter 11 Saturno 9 Urano 4 Netuno 4 Plutão 0.18

10 D (UA) R (Terra) M (Terra) Rot (dia Terra) n o Luas Incl. Orbital Excent. Orbital Obliq. Dens. g/cm 3 Sol , * Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno Plutão * O período de rotação do Sol na sua superfície varia de aproximadamente 25 dias no equador até 36 dias nos pólos.

11 CLASSIFICAÇÃO DOS 8 PLANETAS DO SISTEMA SOLAR Por COMPOSIÇÃO QUÍMICA : Planetas terrestres ou rochosos : Mercúrio, Vênus, Terra e Marte são compostos por rochas e metal, possuindo altas densidades relativas, rotação + lenta, superfícies sólidas, sem anéis e poucas luas. Planetas jovianos ou gasosos : Júpiter, Saturno, Urano e Netuno são compostos por H e He, possuem baixas densidades, rotação rápida, camadas atmosféricas espessas, anéis e muitos satélites

12 CLASSIFICAÇÃO DOS 8 PLANETAS DO SISTEMA SOLAR Por TAMANHO: Planetas pequenos : Mercúrio, Vênus, Terra e Marte possuem diâmetros < km Planetas gigantes ou gigantes gasosos : Júpiter, Saturno, Urano e Netuno possuem diâmetros > km

13 CLASSIFICAÇÃO DOS 8 PLANETAS DO SISTEMA SOLAR Pela sua POSIÇÃO RELATIVA AO SOL: Planetas internos : Mercúrio, Vênus, Terra e Marte Planetas externos : Júpiter, Saturno, Urano e Netuno O cinturão de asteróides situado entre Marte e Júpiter marca os limites do sistema solar interno e externo

14 CLASSIFICAÇÃO DOS 8 PLANETAS DO SISTEMA SOLAR Pela sua POSIÇÃO RELATIVA A TERRA: Planetas inferiores : Mercúrio e Vênus + perto do Sol do que da Terra mostram fases do tipo da Lua quando vistos da Terra Planetas superiores : Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno + perto da Terra do que do Sol os planetas superiores sempre aparecem na fase cheia

15 Vênus nas suas diversas fases Nas fotos 1 a 6, nessa ordem, Vênus está se aproximando da Terra e por essa razão seu diâmetro aumenta à medida que sua fase evolui de minguante para nova. A partir da foto 7 tem início a fase crescente e, consequentemente, o afastamento do planeta que será máximo na fase cheia. Vênus não é visível da Terra na fase nova pois está situado entre a Terra e o Sol. Na fase cheia ele também não é visível pois está situado no alinhamento Terra-Sol-Vênus, do outro lado do Sol. (Calvin College Observatory)

16 Vista dos planetas pela Voyager 1 a 40 UA do Sol.

17 ERIS PLANETAS ANÕES (candidatos)

18 PLANETAS ANÕES eris Nome Distância do Sol (UA) Ceres 2,766 Plutão 39,482 Eris 67,668 Região do Sistema Solar Cinturão de asteróides Cinturão de Kuiper Disco disperso Diâmetro Massa (Lua=7.36x10 22 kg) km kg 2306±20 km ~ kg 2400 km ± 100 km desconhecido

19 PLANETAS ANÕES

20 PLANETAS ANÕES no cinturão de asteróides Ceres é um planeta anão que se encontra no cinturão de asteróides, entre Marte e Júpiter. Ceres tem um diâmetro de cerca de 950 km e é o corpo mais maciço dessa região do sistema solar, contendo cerca de 1/3 do total da massa do cinturão. 25% de gelo Composição parecida com planetas terrestres

21 DEFINIÇÃO DE PLANETA ANÃO segundo a união astronômica internacional (IAU) Planeta anão é um corpo celeste situado dentro do sistema solar e que satisfaz 4 condições: [1] orbitar ao redor do Sol [2] tenha massa suficiente para assumir uma situação de equilíbrio hidrostático que o leve a ter forma aproximadamente esférica. [3] compartilhar sua órbita com outros corpos de massa semelhante (não são dominantes na sua órbita) [4] não é um satélite

22 EXOPLANETAS OU PLANETAS EXTRA-SOLARES Planetas fora do domínio do Sol Já foram identificados tipos planetários, como: Superterras (2 a 10 M ) planetas rochosos maiores do que o nosso. Júpiters planetas da ordem de grandeza de júpiter Júpiter quente um gigante gasoso cuja órbita situa-se muito próxima de sua estrela-mãe, o que torna sua atmosfera turbulenta e aquecida. ~ 10% das estrelas terão planetas

23 Numerosos pequenos corpos também habitam o sistema solar : satélites dos planetas (luas) asteróides (pequenos corpos rochosos) cometas (pequenos corpos de gelo) planetóides ou asteróides congelados do cinturão de Kuiper (além da órbita de Netuno = objetos transnetunianos) Com poucas exceções, os satélites planetários orbitam no mesmo sentido dos planetas e aproximadamente no plano da eclítica (não é geralmente verdadeiro para asteróides e cometas).

24 Asteróides Piazzi (1801) descobriu pela determinação de sua órbita o asteróide CERES (atualmente classificado de planeta anão). Outros anos foram descobertos Pallas, Vesta e Juno. Final do século XIX havia algumas centenas de asteróides identificados Hoje : alguns milhares tem sido descobertos a cada ano, muitos são pequenos demais para serem vistos da Terra

25 Asteróides Tamanhos (diâmetro): 26 maiores do que 200 km os demais catalogados estão entre 200 e 100 km (99%) metade entre 10 e 100 km estão catalogados poucos de 1 km são conhecidos (estimase que a sua quantidade é da ordem de milhões ) massa total de todos os asteróides reunidos não ultrapassa a massa da Lua.

26 Asteróides Composição química: semelhante a solar (a menos de H, He e outros materiais mais voláteis) 75% dos asteróides conhecidos mistura de níquel-ferro, magnésio e silicatos 17% dos asteróides conhecidos níquel-ferro puro o restante Posição no sistema solar Cinturão principal = entre Marte e Júpiter (cerca de 2-4 UA do Sol) Próximos a Terra = cerca de 0.98 a 1,3 UA Troianos = próximos a Júpiter (algumas centenas)

27 Cometas Movimentam-se até as partes mais internas do sistema solar em órbitas bem elongadas e com qualquer inclinação em relação a eclítica.

28 Cometas Conhecidos desde a antiguidade notas sobre a passagem do Cometa Halley feitas pelos Chineses em 240 AC A partir de 1995, 878 cometas tem sido catalogados e alguns tiveram suas órbitas calculadas: 184 são periódicos (períodos < 200 anos) Composição química: mistura de água + gases congelados + poeira

29 Cometas Hyakutake 1996 PARTES : NÚCLEO : região central, é formado por gases congelados, gelo e restos de rochas. Tamanho de aproximadamente uma montanha da Terra. Quando está bastante afastado do Sol, o cometa só possui o núcleo. COMA : nuvem da gás aproximadamente esférica que circunda o núcleo. Esta nuvem é produzida quando o cometa se aproxima do Sol, e o calor vaporiza o material congelado. É formada por vapor d água, CO 2 e outros gases neutros que sublimaram a partir do núcleo sólido. Estes gases brilham bastante (luz solar refletida nas moléculas do gás). Pode se estender até cerca de meio milhão de km a partir do núcleo.

30 Cometas CAUDA : é formada quando o núcleo começa a se desintegrar, produzindo uma trilha com material que é arrancado da sua superfície. Os cometas possuem duas caudas: 1) cauda de poeira : trilha de poeira arrancada do cometa que é deixada para trás a medida que ele se desloca (situa-se ao longo da sua trajetória orbital). Parte mais visível a olho nú. 2) Cauda de íons ou gás : aponta na direção contrária ao Sol (interação com o vento solar). As caudas podem se estender por milhões de km. Hale-Bopp 1997

31 Cometas 2) Cauda de íons ou gás : aponta na direção contrária ao Sol (interação com o vento solar). A caudas podem se estender por milhões de km. Hale-Bopp 1997 Os gases presentes na coma são ionizados pelas partículas do vento solar, e carregadas pelo campo magnético solar. O íon mais comum é o CO+, que espalha a luz azul melhor do que a vermelha, o que geralmente dá uma cor azulada à cauda de íons. O vento solar atinge o cometa a uma velocidade de aproximadamente 500 km/s, fazendo com que a cauda ionizada seja direcionada na direção oposta ao Sol.

32 Cometas Cometas extintos e cometas adormecidos Os cometas não possuem um material inesgotável para ser volatizado. Durante cada aproximação do Sol, os cometas perdem material. Cometa extinto: aquele que esgotou o material que pode ser volatizado. Como conseqüência, este cometa não consegue mais formar a coma e o cauda tão características deste tipo de objeto. Cometa adormecido: aquele que durante as suas viagens interplanetárias acumulou uma espessa crosta de grãos de poeira interestelar sobre a sua camada de material volátil de modo que, agora, a radiação proveniente do Sol não consegue mais atingir e arrancar seu material volátil para formar a cauda e a coma. Esta manta espessa de poeira acumulada sobre sua superfície volátil dá ao cometa uma aparência externa de asteróide mas, sob esta manta, está o núcleo de um cometa. Acredita-se que o "asteróide" Phaeton possa ser um objeto deste tipo, um cometa extinto ou mesmo adormecido, que apresenta características de asteróide. Explosão de Tunguska (junho 1908) 10 a 20 Mtons (1000 vezes Hiroshima)

33 Cometas Alguns cometas Data da descoberta Última passagem Próxima passagem Período (anos) Halley 240 A.C ,00 Encke ,28 Biela rompeu-se 6,62 Faye ,34

34 FORMAÇÃO DO SISTEMA SOLAR (a) A medida que uma nuvem de gás e poeira se contrai, ela se põe a girar (maneira semelhante à água de uma pia quando escorre pelo ralo). (b) Quanto mais uma nuvem interestelar se contrai, mais rápido se põe a girar. À medida que gira, vai se "achatando" em um plano (formação de um disco) anos alguns 10 6 anos (c) Colisões formam pequenos corpos chamados planetesimais a partir do disco de poeira e gás. (d) A seqüência das colisões forma corpos cada vez maiores (aglutinação de pequenos corpos que colidem), no centro forma-se o proto-sol (e) A ignição termonuclear do Sol (tornase uma estrela) aquece o disco, fazendo com que os corpos + próximos, menores e + voláteis evaporem (f) O sistema solar é formado com a configuração que é observada atualmente

35 Idade do sistema solar = anos Sucesso do modelo de formação do sistema solar : as órbitas dos planetas e satélites seguem a rotação original da mesma nuvem de gás e poeira que os formou. as órbitas dos planetas estão aproximadamente no mesmo plano (formação do disco)