Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza Observatório do Valongo Semana dos Planetas Gigantes 2015 PLANETAS GIGANTES Gustavo F. Porto de Mello
NOSSO SISTEMA SOLAR: AS ÓRBITAS PLANETÁRIAS
FORMAÇÃO PLANETÁRIA
AS DIFERENTES CLASSES DE PLANETAS rochosos gigantes de gás gigantes de gelo 0,05 0,8 1,0 0,1 318 95 14 17 massas terrestres LINHA DE NEVE Plutão foi rebaixado para a Segundona! Um planeta é apenas uma ideia... A Natureza não se preocupa com sistemas classificatórios e muito menos com definições!
ESTRUTURA DE UM PLANETA GIGANTE Gigantes gasosos são diferenciados, de dentro para fora: Núcleo metálico/ rochoso com gelos Sopa de gelos sob altíssima pressão Hidrogênio (plasma) de alta pressão Hidrogênio metálico Atmosfera Exemplos no nosso Sistema Solar: Júpiter e Saturno
Tamanhos Relativos
Tamanhos Relativos
istância ao Sol = 5.2 UA eríodo Orbital = 11.9 anos isitado pelas sondas: Pioneer 10 e 11, oyager 1 e 2, Galileo e Cassini JÚPITER Diâmetro = 142.800 km (Terra: 12.740 km) Período de Rotação = 9.9 horas Diâmetro de 11 vezes o da Terra Massa 318 vezes maior que a da Terra Um total de 67 satélites conhecidos
Os quatro satélites galileanos de Júpiter, descobertos por Galileu Galilei em 1609, são facilmente visíveis mesmo em pequenos telescópios e até em binóculos! São os quatro maiores satélites de Júpiter. Sua sequência de distância orbital, de dentro para fora é: Io, Europa, Ganimedes e Calisto Ganimedes Io Europa Calisto
Atmosfera de Júpiter A composição da atmosfera jupiteriana é completamente dominada por hidrogênio e hélio, muito semelhante à composição do Sol Temperatura no topo das nuvens: -150 o C Outros compostos minoritários são: metano, amônia, vapor de água, etano e outros Nuvens de hidrosulfeto de amônia Nuvens de cristais de gelo de amônia
Atmosfera de Júpiter Júpiter é coberto por nuvens de várias cores, arranjadas em cinturões escuros e zonas brilhantes, paralelas ao equador Algumas tempestades são duradouras, como a Grande Mancha Vermelha, que persiste já por mais de 400 anos, ou seja, desde o início da observação telescópica
Satélites Galileanos Todos os satélites galileanos são muito grandes e de dimensões planetárias Os dois maiores, Ganimedes e Calisto, são maiores do que o planeta Mercúrio! São mundos muito diferentes entre si, complexos e diferenciados, com personalidade própria!
Satélites Galileanos e outros bichos
Io Io é o corpo vulcanicamente mais ativo de todo o Sistema Solar, por conta do violento efeito de maré entre Júpiter, Io, Europa e Ganimedes Seu calor interno livrou-o de boa parte da água e demais voláteis, deixando a superfície rica em enxofre As cores das lavas sulfurosas em Io indicam sua temperatura: lavas quentes são negras/vermelhas; as frias são brancas/amarelas um satélite vulcânico
Europa um satélite congelado É o menor dos galileanos Tem a superfície totalmente coberta de gelo, a maior parte gelo de água A superfície parece ser muito jovem
Europa Foto da Sonda Galileo
Europa: oceanos de água?
Ganimedes um satélite congelado É o maior dos galileanos Tem também a superfície totalmente coberta de gelo, a maior parte gelo de água A superfície parece ser parcialmente jovem Também pode possuir um oceano subsuperficial
Ganimedes um satélite congelado Exemplo de superfície com evidência de reciclagem e menos craterização em Ganimedes.
Calisto um satélite congelado O mais distante dos galileanos, está fora dos efeitos de maré entre Júpiter e os demais satélites Não possui aquecimento interno capaz de promover atividade Sua superfície é escuro, Sua superfície é escuro, extremamente antiga, e com crateras esbranquiçadas onde o gelo foi exposto por impactos de meteoritos
Famoso por seus enormes anéis Distância ao Sol = 9.5 UA, Período Orbital = 29.5 anos Visitado pelas Pioneer 10 e 11, Voyager 1 e 2 e Cassini SATURNO Diâmetro = 120.540 km (Terra: 12.740 km) Rotação = 10.1 horas Diâmetro de 9 vezes o da Terra Massa 95 vezes maior que a da Terra Um total de 62 satélites conhecidos
Saturno e Titã vistos em um telescópio amador modesto Saturno e Titã
Descobertos por Huygens (1659) Anéis de Saturno Foto da Voyager II Os anéis possuem várias divisões e uma estrutura bastante complexa Compostos por partículas de gelo que orbitam Saturno, independentemente. São produto de uma lua que, no passado, foi destruída por forças de maré
Anéis de Saturno Os anéis se dispõe no plano equatorial: sua aparência muda drasticamente a cada estação, devido à inclinação do eixo de rotação do planeta Os anéis são muito estreitos poucas dezenas de metros! e desaparecem por completo quando o planeta está de perfil para um observador na Terra, o que ocorre a cada 15 anos mais ou menos
Atmosfera de Saturno É bem mais fria, menos ativa e menos colorida do que a de Júpiter Temperatura no topo das nuvens: -180 o C Ventos no equador são mais intensos do que aqueles em Júpiter Composição: 92% de hidrogênio, 7% de hélio, e mais metano, amônia e traços de etano Nuvens de cristais de gelo de amônia Nuvens de hidrosulfeto de amônia
O maior satélite de Saturno, tem quase metade do tamanho da Terra, e uma atmosfera mais densa que a terrestre, rica em nitrogênio e hidrocarbonetos. Uma densa névoa oculta completamente a superfície do satélite à observação Huygens Titã Cassini Sonda Cassini-Huygens Disco de Titã em trânsito sobre Saturno Desde 2004 a missão Cassini-Huygens (NASA-ESA) explora Saturno, a maior e mais ambiciosa missão espacial jamais lançada na história da exploração planetária
Titã Imagem da sonda Huygens Fragmentos de gelo de água e neve de hidrocarbonetos Por conta da densa atmosfera e baixas temperaturas de -180 o C, suspeita-se que existam regiões cobertas por lagos ou mesmo oceanos de metano e etano Titã poderia possuir um ciclo metanológico, do mesmo modo que a Terra possui um ciclo hidrológico: condensação, evaporação, precipitação, etc Imagem de radar ~15 cm Lagos de hidrocarbonetos?
Titã: oceanos de água? Experimentos gravimétricos da Cassini revelam partes do interior de Titã como sendo não-sólidas. Interpretação: oceanos de água líquida Cálculos sugerem a existência de um imenso oceano de água acima de uma camada de gelo de alta pressão e abaixo de uma camada de gelo normal As medidas sugerem que esse oceano poderia ser altamente salino
Encélado Encélado: a nova fronteira Pequeno satélite de Saturno com 500 km de diâmetro Sem atmosfera e com a superfície dominada por gelo de água Até 2006, não atraiu praticamente nenhum tipo de atenção...
Encélado e seus gêiseres de água A análise espectroscópica revelou a presença de sais, poeira e carbonatos nas plumas de água, fato que é melhor explicado pela presença de água em grande quantidade
Encélado e seus gêiseres de água