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• Vimos que o sistema solar pode ser dividido entre Planetas Internos(rochosos) e Planetas Externos (gasosos/de gelo), porém existem maiscoisas pelo caminho.
• Além dos planetas e luas, existem milhares de outros corpos menoresorbitando o Sol.
• Podemos classificá-los como:• Asteroides• Objetos Transnetunianos• Cometas
• Em 1766, Johann Titius, astrônomo alemão, detectou umaregularidade nas distâncias médias dos planetas do Sol. Embora sejacontroverso se foi ele quem realmente desenvolveu essepensamento, a fórmula que ele apresentou previa bem as distânciasdo Sol até os planetas em AU.
an = 0,4 + 0,3 + 2n
Distância média entre o Sol
e o n-ésimo planeta (AU)
Número relacionado ao
planeta calculado Johann Titius
• Essa lei prevê bem, com pouco erro, asdistâncias dos planetas de Mercúrio atéSaturno, os planetas conhecidos atéentão, e se mostrou bastante correta paraa órbita de Urano, descoberto mais tarde.
• O grande “problema” dessa lei, é que elaprevia que deveria existir mais umplaneta, entre as órbitas de Marte eJúpiter, que não havia sido observadoainda.
• Detalhe: para Mercúrio deve-se usar:
2n = 0, e não 2n = 2-1 = 0,5.
Planeta n a [AU] a real [AU]
Mercúrio -∞ 0.4 0.39
Vênus 0 0.7 0.72
Terra 1 1.0 1.00
Marte 2 1.6 1.52
? 3 2.8
Júpiter 4 5.2 5.20
Saturno 5 10.0 9.58
(Urano) 6 19.6 19.20
(Netuno) 7 38.8 30.05
(Plutão) 8 77.2 39.48
• Essa fórmula matemática foi popularizada mais tarde por JohannElert Bode, também astrônomo alemão, e ficou conhecida como a Leide Titius-Bode.
• Hoje em dia, essa lei é considerada mais umacoincidência matemática do que uma lei física.Ela perdeu muito de sua força com a descobertade Netuno e Plutão que não se respeitam aprevisão.
Johann Elert Bode
Asteroides
• O que existe entre as órbitas deMarte e Júpiter?
• O Cinturão de Asteroides.
http://solarsystem.nasa.gov/images/galleries/Asteroid_Belt.jpg
Asteroides
• A Lei de Titius-Bode prevê um planeta a 2.8 AU doSol, entre Marte e Júpiter.
• Em 1801, Giuseppe Piazzi, padre e astrônomoitaliano, encontrou um objeto a 2.77 AU do Sol como diâmetro de mais ou menos 1000 km, nomeando-ode Ceres, o primeiro asteroide descoberto.
• Desde então, encontraram-se mais de 100.000asteroides na região entre 2 e 3.5 AU do Sol, essaregião é chamada de Cinturão de Asteroides.
Giuseppe Piazzi
Asteroides
• Estudando a orbita dos asteroides em relação à eclíptica, é possívelver algumas semelhanças, podendo classificá-los em famílias.
• Isso sugere que esses asteroides possam ter vindo da fragmentaçãode um asteroide maior.
Asteroides• A maioria dos asteroides se encontra na Cinturão
de Asteroides, mas alguns seguem órbitasdiferentes:
• Os Troianos (e Gregos), pintados de verde,compartilham a órbita de Júpiter, 60°na frente ouatrás do planeta gigante. Essa é uma região comórbitas estáveis, o que faz com que os asteroidesse acumulem nesse ponto.
• Os Amors, Apollos e Atens orbitam no SistemaSolar interno, podendo cruzar as órbitas dosplanetas internos. São possíveis asteroides quesofreram perturbações gravitacionais de Júpiter eforam expulsos do cinturão.
• Alguns formam famílias, que podem ter sidoformadas de fragmentos de corpos maiores queforam destruídas em colisões, por exemplo asfamílias Hirayama.
Asteroides• A maioria dos asteroides se encontra na Cinturão
de Asteroides, mas alguns seguem órbitasdiferentes:
• Os Troianos (e Gregos), pintados de verde,compartilham a órbita de Júpiter, 60°na frente ouatrás do planeta gigante. Essa é uma região comórbitas estáveis, o que faz com que os asteroidesse acumulem nesse ponto.
• Os Amors, Apollos e Atens orbitam no SistemaSolar interno, podendo cruzar as órbitas dosplanetas internos. São possíveis asteroides quesofreram perturbações gravitacionais de Júpiter eforam expulsos do cinturão.
• Alguns formam famílias, que podem ter sidoformadas de fragmentos de corpos maiores queforam destruídas em colisões, por exemplo asfamílias Hirayama.
Asteroides
• Podemos classificar os asteroides de acordo com a suas composições, determinadas através de seus espectros.
• Eles apresentam cinco tipos básicos:
• Tipo S • Tipo P
• Tipo M • Tipo D
• Tipo C
Tipo SEstão entre 2 e 3.5 AU doSol, são compostos porsilicatos ricos em ferro emagnésio, contém poucosvoláteis (água, monóxidode carbono, dióxido decarbono, metano, amôniaetc.). Avermelhados ealbedos moderados: 0.1-0.2
Ida
Tipo MVariam entre 2 a 3.5 AU. Compostos por ferro e níquel e também são avermelhados. Albedos moderados: 0.1-0.18
Lutetia
Tipo CCom uma distância entre 2 e 4 AU, mas a maioria perto de 3 AU. São compostos carbonáceos, muitos contêm água, escuros, albedos baixos: 0.03-0.07
Mathilde
Tipo PEntre 3 a 5 AU, comgrande parte entre 4 AU.
Possui compostosorgânicos,avermelhados e albedosbaixos: 0.02-0.06
Cybele
Tipo DSão similares aos tipoP, mas mais vermelhose um pouco maislonges do Sol, amaioria dos Troianossão tipo D.
Concepção artística
Asteroides
• Quanto mais longe do Sol, mais água e outros componentes voláteis existem nos asteroides.
• Essa é a mesma tendência que observamos nos planetas e luas, o que nos da uma dica sobre a formação do Sistema Solar.
Maiores Asteroides Conhecidos
CeresDistância do Sol: 2,7 AUTamanho: 974,6 Km
Imagem em cores naturais de Ceres.Essa imagem foi registrada em maio de
2015, pela sonda Dawn.
VestaDistância do Sol: 2,36 AUTamanho: 529 Km
Imagem de Vesta tirada pela sondaDawn em 24 de julho de 2011, a umadistância de 5 200 km.
PallasDistância do Sol: 2,13 AUTamanho: 544 Km
Uma imagem ultravioleta de 2 Palasmostrando a sua forma achatada, feitapelo Telescópio Espacial Hubble.
HygeiaDistância do Sol: 2,76 AUTamanho: 407 Km
Concepção artística de um modelo 3D.
Meteoroides, Meteoros e Meteoritos
• Existe uma grande confusão sobre o que é um meteoro ou umasteroide.
• O nome varia conforme a “localização” do asteroide, da seguinteforma:
• Em rota de colisão com a Terra→Meteoroides
• Se são queimados na atmosfera→Meteoros (Estrelas cadentes)
• Se cai no chão →Meteoritos
Asteroide
Meteoroide
Meteoro
Meteorito
https://abrilveja.files.wordpress.com/2016/05/arte-asteroide-20130220-original3.jpeg?w=620
Chuva de meteoros
• Quando a Terra cruza a trilha de detritos deixadapor um cometa ocorre um número elevado deestrelas cadentes, chamado de chuva de meteoros.
• Os meteoros parecem vir todos da mesma direção,a direção do movimento dos detritos relativo aomovimento da Terra, chamada radiante.
• Esse fenômeno é periódico, acontecendoanualmente. As chuvas de meteoros ganham onome da constelação de onde parecem vir.
• As mais conhecidas e intensas são as Perseidas, queocorrem em agosto, e as Leônidas, em novembro.
Meteoritos
• São objetos muito antigos, com mais ou menos 4,5 bilhões de anos.São resquícios dos primórdios da formação do Sistema Solar,embora em muitos casos, tenham tido suas propriedades alteradaspor processos térmicos-metamórficos ao longo do tempo.
• São de grande valia para o estudo da formação e da evolução doSistema Solar, nos dando informações importantes.
• Podemos classificá-los em três grupos.
Meteoritos Rochosos• São a grande maioria dos meteoritos, cerca de 94% dos conhecidos.
Podem ser de dois tipos:• Condritos: mais ou menos 86% dos meteoritos
rochosos. Possuem esse nome por conterem côndrulos,que são pequenas esferas compostas, em sua maioriapor silicatos. Alguns podem possuir material orgânico.Há indícios de que se formaram através de objetos queflutuavam livremente pelo espaço.
• Acondritos: Correspondem a 8% dos meteoritos dessetipo. Não contêm côndrulos, e foram formados peloderretimento e recristalização. Vêm de crostas deplanetesimais, asteroides, ou corpos maiores como aLua e Marte, por exemplo.
Condrito
Meteoritos Ferrosos
• Ferrosos (sideritos): São ~5% dos meteoritos,constituídos por ligas metálicas de Fe e Ni, comquantias secundárias de carbono, enxofre, efósforo. A maioria deles pode ter sido formadanos núcleos de planetesimais que estavamderretidos algum dia.
• Ferrosos rochosos (siderólitos): Representam emtorno de 1%, são constituídos por uma misturade minerais silicáticos e liga metálica, tambémde Fe + Ni. Parcialmente formados nas zonas defronteira entre os núcleos e crostas deplanetesimais.
Meteoritos – Esquema de Formação
Meteorito “Brasileiro”
O meteorito de Bendegó,um siderito, foiencontrado em 1784perto do riacho do mesmonome, na Bahia. É o maiormeteorito já encontradono Brasil e o 16º maior domundo. Hoje é exposto noMuseu Nacional, no Riode Janeiro.
Meteoro “Russo”
• No dia 15/02/2013, era esperado a passagem de um asteroidepróximo à Terra, que caiu perto da cidade Челябинск (Chelyabinsk),na Rússia. Um meteorito entre 17 a 20 metros de diâmetro e 11 miltoneladas, que gerou uma onda de choque que feriu mais de 1200pessoas e danificou centenas de residências.
Alguns eventos históricos
• Em 1908, uma gigantesca explosão, equivalente a mil vez a bomatômica que caiu em Hiroshima, aconteceu em Tunguska na Sibéria.A explosão derrubou 80 milhões de árvores em uma área de2150km². É o maior corpo celeste que já atingiu a Terra na históriaregistrada.
A extinção dos dinossauros
• A teoria mais aceita sobre a extinção Cretáceo-Paleogeno, uns 65 milhões de anos atrás, é oimpacto de um meteorito deaproximadamente 10Km de diâmetro. Esseevento levou a grandes mudanças climáticas,extinguindo os dinossauros.
• A provável cratera deste impacto fica emChicxulub, no México. É um cratera de 180 kmde diâmetro descoberta em 1978.
Quais as chances de um Meteorito devastador
• A NASA possui o programa Near Earth Objects (NEO,objetos próximos à Terra; às vezes chamadas NEA, NearEarth Asteroids).
• É o monitoramento de corpos celestes como cometas easteroides, que possuem órbitas próximas do nossoplaneta. Um objeto é classificado como NEO quando,possui periélio menor que 1.3AU.
• Dentre eles existem os Potentially Hazardous Asteroids,PHAs (asteroides potencialmente perigosos), são os quepossuem maior risco de colidir com a Terra, devido àssuas baixas distâncias de passagem pela órbita doplaneta.
Quais as chances de um Meteorito devastador?
• Existe uma escala declassificação de perigo para osNEO de acordo com o risco deimpacto com a Terra, e pelospossíveis estragos quecausariam. Essa escala échamada de Escala de Torino.
Quais as chances de um Meteorito devastador?• Um NEO que está mais ou menos em rota de colisão com a Terra é
Apophis, com mais ou menos 350m de diâmetro, que poderia colidirconosco em 2036, causando tsunamis, mudanças climáticas emilhões de mortos.
• Quando descoberto, o asteroide era umnº4 na escala de Torino (1% de risco decolisão), recorde até hoje.
• Felizmente, a órbita foi determinada commelhor precisão, e o risco de colisãobaixou para menos que 1:1.000.000,tornando Apophis um nº 0.
O que fazer em caso de impacto
• Se identificarmos o corpo celeste com antecedência, bastariaforçar uma pequena mudança na sua velocidade e direção,assim, desviando sua trajetória da Terra.
• Como a distância é grande, qualquer pequena mudançasignifica um grande desvio.
• Não seria necessário destruir o asteroide. Isso pode, inclusive,ser perigoso, uma vez que não há certeza se os pedaçosrestantes seriam desviados e poderia causar a queda de váriosmeteoritos.
• Para fazer o desvio, bastaria levar pequenos foguetes àsuperfície do asteroide, ancora-los à superfície e fazer acorreção necessária em sua órbita.
Objetos Transnetunianos• Como o nome sugere, são corpos
gelosos além da órbita de Netuno.
• Estão distribuídos em duas regiões:
• O Cinturão de Kuiper, entre 30 a100AU do Sol, onde se encontram osobjetos do Cinturão de Kuiperclássicos, e de onde se originam oscometas de curto período.
• A hipotética Nuvem de Oort, entre300 e 100.000AU do Sol, lugar deorigem dos cometas de longoperíodo.
Plutão
• Distância até o Sol: 40,7 AU
• Tamanho: 2370 km
• Atmosfera: Nitrogênio e metano
• Núcleo: Rochoso
• Número de Satélites Conhecidos: 5
• Densidade: 2,03 g/cm³
• Rotação: 6d 9h 17m 36s
• Translação: 248 anos
• Temperatura: -229°CFotografia em cores de Plutão, obtida pela sonda New Horizonsem 14 de julho de 2015, de uma distância de 450 milquilômetros.
Plutão
• Talvez o mais famoso objeto transnituniano,Plutão foi descoberto em 1930 por ClydeTombaugh, astrônomo americano, na procurapor um nono planeta.
• Possui 5 luas conhecidas, Caronte, Hydra, Nix, P4e P5 (esses nomes são provisórios).
• Foi considerado o nono planeta, mas devido asuas propriedades muito diferentes dos outros,foi “rebaixado” para planeta anão.
Clyde Tombaugh
Plutão
• Com uma órbita inclinada em 17° com relação a eclíptica e umaexcentricidade de e = 0.25, além de cruzar a órbita de Netuno, emressonância 3:2. Plutão é realmente muito diferente dos demaisplanetas.
• Possui composição química similar a dosobjetos transnitunianos e a Tritão, lua deNetuno, mas não aos planetas.
• Em 2005 foi descoberto um objetotransnituniano maior que Plutão, Éris, o quedeixou sua classificação ainda mais confusa.
Cometas
• São pequenos objetos transnetunianos compostos por gelo (água,metano, amônia e dióxido de carbono), poeira e às vezes materialorgânico e podendo ter um núcleo rochoso.
• São chamadas de “Bolas de gelo sujo”, que entram no Sistema Solarinterior.
• Apresentam caudas de até 1AU decomprimento quando passam peloSistema Solar interior.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/94/Encke_tail_rip_of.gif
Cometas• Ao se aproximar do Sol,
a uma distância menorde 5AU, o gelo contidono cometa sublima,formando um coma degás evaporado e poeiraem torno do núcleosólido.
• Também forma-se umhalo de hidrogênio emtorno do coma. Esse gásé parcialmente ionizadopela radiação solar.
Cometa Halley, 8 de Março de 1986.
Núcleo
Coma
Cauda de gelo
Cauda de poeira
Cometas
• A pressão da radiação do vento solar empurra a poeira para longe doSol, formando uma cauda de poeira.
• Quando o cometa sai da vizinhança do Sol, sua cauda some, mas não ocometa podendo voltar algum dia.
• O vento solar e o campo magnético do Solempurram o gás ionizado para longe,formando a cauda de íons.
• Essas caudas estão sempre voltadas para olado contrário do Sol, como uma bandeira aovento.
Cometas
• Os cometas podem apresentar três comportamentos:
• Periódico de curto período: são vistos a cada 200 anos ou menos, como ocometa Halley, que volta a cada 76 anos, vindos do Cinturão de Kuiper.
• Periódico de longo período: vistos em períodos maiores de 200 anos,podendo chegar até mais de 1 milhão de anos. Vêm da Nuvem de Oort. Háteorias, de que estes são defletidos rumo Sol por estrelas passando pertodo limite do Sistema Solar.
• Não-periódicos: Vistos apenas uma vez passando pelo Sistema Solar eindo para fora dele.
Cometas• No passado, cometas colidiram
frequentemente com planetas, luas easteroides.
• Com a detecção de moléculas orgânicas noscometas, teorizou-se de que cometas oumeteoritos podem ter trazidos os elementosprecursores da vida ou mesmo os primeiroselementos vivos para a Terra.
• Essa teoria é chamada de Panspermia, a origemextraterrestre da vida.
• É possível que os cometas e asteroides tambémtenham trazido água para a Terra.
Origem e Evolução do Sistema Solar• Proposto já por René Descartes, filósofo, físico e matemático francês (1596-
1650), Immanuel Kant, filósofo prussiano (1724-1804) e o Marquês de Laplace,matemático, astrônomo e físico francês (1749-1827): O Sol e os planetas seformaram simultaneamente da mesma nuvem de material, a Nébula Solar.
• Este material já continha cerca de 2% de elementos mais pesados que H e He,formadas por estrelas que precediam o Sol.
René Descartes Immanuel Kant Marquês de Laplace
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Houve um colapso gravitacional da Nébula Solar, mais ou menos uns 4.6bilhões de anos atrás.
• O disco de acreção, parecido com os anéis de Saturno, mantiveram seumomento angular. Isso explica, por que boa parte de todo o Sistema Solarse encontra no mesmo plano, a eclíptica, e gira no mesmo sentido.
• O calor do proto-Sol, o Sol em nascimento, conferiu um gradiente detemperatura no disco protoplanetar, ou seja, uma variação de temperaturapelo disco.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Nesse período houve a formação de corpos de até 1km, os planetesimais,por forças de coesão, responsáveis pode unir a poeira na nébula.
• Na interior do disco protoplanetar as temperaturas eram altas, só materialrochoso conseguiu condensar. Os poucos planetesimais que existiam,eram rochosos.
• Na parte mais externa do disco as temperaturas eram baixas, o quepermitiu a materiais rochosos e gelos condensarem. Isso formou muitosplanetesimais, rochosos e gelosos. A fronteira entre as duas regiões, maisou menos a 5AU do Sol, tem uma temperatura de 150K =-123,2°C e sechama linha de congelamento.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Protoplanetas surgiram da atração gravitacionalentre os planetesimais.
• No disco interior: Protoplanetas rochosos de massanão muito alta, uma vez que foram formados porpoucos planetesimais. Não conseguiam atrair eacumular atmosferas, que foram formadas apenasmais tarde, provavelmente por vulcanismo, ventosolar ou trazidas por planetesimais, cometas e/ouasteroides). Deram origem aos Planetas terrestres.
• Neste período também ocorreram as colisões queresultaram na Lua terrestre e nas inclinações doseixos rotacionais dos planetas.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Disco exterior: protoplanetas rochosos e gelosos de massa alta, formados pormuitos planetesimais. Conseguiam atrair e acumular atmosferas, como osGigantes gelosos, e atmosferas massivas como os Gigantes gasosos.
• Em torno dos planetas gigantes formaram-se algumas de suas luas, através deum processo similar ao dos planetas em torno do Sol, ou seja, em pequenosdiscos de acreção, como as Luas Galileanas de Júpiter.
• Como o disco era mais denso na região de Júpiter, foi este gigante que acabouacumulando a maior massa.
• A formação de Júpiter e suas luas deve ter levado em torno de 1 milhão de anos.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Entre as duas regiões do disco protoplanetar, pouco dentro da região da formação degelo, entre o que se tornariam Marte e Júpiter, os planetesimais rochosos nãoconseguiram formar um planeta grande, somente corpos menores. Essa região é oCinturão de Asteroides.
• A soma de toda a massa do Cinturão de Asteroides corresponde a apenas 4% da massada nossa Lua.
• Quanto mais para o exterior, menor o calor, logo, mais gelo podia ser integrado nosasteroides, o que explica as posições dos vários tipos deles.
• Para além dos protoplanetas gigantes, a densidade era menor e os planetesimaisgelosos também só conseguiram formar corpos menores. Esse é o Cinturão de Kuiper.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Por interações gravitacionais e demaré com o disco de acreção e comos planetesimais, Júpiter acaboumigrando mais para dentro do proto-Sistema Solar, enquanto Saturno,Urano e Netuno migraram mais proexterior do disco.
• No caminho, os planetas gigantescapturaram alguns planetesimais, edefletiram outros, para dentro oupara fora do disco, ganhando algumasde suas luas no processo.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Os planetesimais defletidos paradentro do disco do Sistema Solarcaíram em cima dos planetas e dasluas recém-formados, causandocrateras de impacto.
• Isto continua em escala menor atéhoje, e deve ter sido bastanteintenso por volta de 700 milhões deanos após a formação do SistemaSolar, quando Júpiter e Saturnopassaram a “colaborar”gravitacionalmente, amplificando asdeflexões.
Origem e Evolução do Sistema Solar
• Os defletidos para fora do disco formaram a Nuvem de Oort, ouforam expelidos do Sistema Solar.
• No caminho pra fora, Netuno ainda capturou alguns objetos doCinturão de Kuiper, os plutinos atuais.
Referências
• Infográfico com as missões espaciais à asteroides (inglês) - http://goo.gl/x4tgDP
• Infográfico Asteroides vs Cometas (inglês) - http://i.imgur.com/ifkune9.jpg
• Infográfico Cinturão de asteroides (inglês) - http://goo.gl/m71zCP
• Ficha com principais informações sobre o Sistema Solar (inglês) -https://imgur.com/R7ooUue
• Terminologia dos meteoros (inglês) - http://www.amsmeteors.org/fireballs/faqf/
Referências
• Aula do Professor Pieter Westera sobre Origem e Evolução do Sistema Solar -http://professor.ufabc.edu.br/~pieter.westera/AstroAula05.pdf
• Infográfico sobre o Cinturão de Kuiper (inglês) - https://goo.gl/ILrf9n
• Infográfico sobre Cometas (inglês) - http://goo.gl/lVNjSH
• Asteroids: Basic Facts (inglês)- http://solarsystem.nasa.gov/planets/asteroids/basic
• Vídeo sobre os asteroides e cometas (inglês) - https://www.youtube.com/watch?v=xYOPnqB-9j8
• Vídeo sobre o Sistema Solar (com legendas) - https://www.youtube.com/watch?v=KsF_hdjWJjo
