A FORMAÇÃO DO SISTEMA
SOLAR
Daniela LazzaroObservatório Nacional Rio de Janeiro
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
Teorias de formação
50 em 300 anos
Descartes 1644 “turbilhões” Buffon 1755 colisão com cometa Kant 1765 nebulosa “primordial” Laplace 1796 anéis concêntricos Jeans-Jeffreys 1916 colisão com estrela Safronov 1969 planetesimais Cameron 1969 instabilidades
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O método científico
Formulação do problema
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O método científico
Formulação do problema
Obtenção de dados observacionais
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O método científico
Formulação do problema
Obtenção de dados observacionais
Elaboração do modelo
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O método científico
Formulação do problema
Obtenção de dados observacionais
Elaboração do modelo
Comprovação do modelo
novos dados previsões do modelo
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Como criar 9 corpos ?
Formulação do problema
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Como criar 9 corpos ?
quebrar algo grande juntar algo pequeno
Formulação do problema
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Como criar 9 corpos ?
quebrar algo grande juntar algo pequeno
Com que tipo de matéria ?
Formulação do problema
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Como criar 9 corpos ?
quebrar algo grande juntar algo pequeno
Com que tipo de matéria ?
estelar fria
Formulação do problema
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Como criar 9 corpos ?
quebrar algo grande juntar algo pequeno
Com que tipo de matéria ?
estelar fria
Em que momento ?
Formulação do problema
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Como criar 9 corpos ?
quebrar algo grande juntar algo pequeno
Com que tipo de matéria ?
estelar fria
Em que momento ?
congênitos capturados
Formulação do problema
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Dados: órbitas co-planares e circulares
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a (UA) e i (o)
Mercúrio 0.39 0.206 7.0
Vénus 0.72 0.007 3.4
Terra 1.00 0.017 0.0
Marte 1.52 0.093 1.85
Júpiter 5.20 0.048 1.32
Saturno 9.54 0.056 2.50
Urano 19.18 0.046 0.77
Netuno 30.06 0.009 1.78
Plutão 39.44 0.246 17.17
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Dados: direção do movimento e rotação
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Dados: dimensões
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6,40,002Plutão
0,6617,2Netuno
-0,614,5Urano
0,4395,2Saturno
0,41317,9Júpiter
1,030,11Marte
11,00Terra
-2440,82Venus
550,06Mercúrio
27343.000Sol
Rotação(dias)
Massa(MT =
5,98 x 1024kg)
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% Massa Total
Sol 99.8000000
Júpiter 0.1000000
Cometas 0.0500000
Outros planetas 0.0400000
Satélites e anéis 0.0000500
Asteróides 0.0000020
Poeira cósmica 0.0000001
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No de átomos por milhão de átomos de H
Hidrogênio H 1.000.000
Hélio He 68.000
Carbono C 420
Nitrogênio N 87
Oxigênio O 690
Neônio Ne 98
Sódio Na 2
Magnésio Mg 40
Alumínio Al 3
Silício Si 38
Enxofre S 19
Argônio Ar 4
Cálcio Ca 2
Ferro Fe 34
Níquel Ni 2
Dados: composição química
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Composição solar
Direção de rotação
Órbitas co-planares
Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos
Vínculos Observacionais
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Composição solar nebulosa
Direção de rotação nebulosa em rotação
Órbitas co-planares
Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos
Vínculos Observacionais
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Composição solar nebulosa
Direção de rotação nebulosa em rotação
Órbitas co-planares disco
Datação radiativa: solidificação 4.55 x 106 anos
Vínculos Observacionais
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Colapso da nebulosa solar
Nebulosa contrae aumenta rotação (conservação momento angular)
Material dos polos cai rapidamente no centro formação de um disco
No centro corpo massivo e quente materiais sólidos volatilizados
Restante da nebulosa esfria planetesimais
No centro processos nucleares estrelaNo exterior processos de accreção planetas
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Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:(Cameron)
Instabilidades gravitacionais Proto-planetas gigantes gasosos
Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol:(Safronov)
Condensação + accreção Planetesimais Planetas
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Nebulosa massiva, disco ~ 1MSol:(Cameron)
Instabilidades gravitacionais Proto-planetas gigantes gasosos
Nebulosa mínima, disco ~10-2MSol:(Safronov)
Condensação + accreção Planetesimais Planetas
Modelo padrão
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Nebulosa de Orion
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Proplyds em Orion 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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-Pictoris1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Previsões do modelo
Processo de formação estelar comum no universo
Existem muitos outros sistemas planetários
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Planetas Extra-solares
Estatística: ~130 “planetas” detectados 2 sistemas planetários em torno de pulsar 3 discos proto-planetários
Métodos de detecção: Perturbações gravitacionais
• Velocidades radiais, variação de posição, variação na distância Imagem direta Ocultações (transitos) Lentes gravitacionais
Primeiro descoberto 1995
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Perturbação gravitacional
R = 696,000kmR J = 778,000kmR T = 449km 1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Observa P determina VPL
Observa K = V sin i
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Msini= 0.25MJ
a = 0.041 U.A.
P = 3.024 d
e = 0
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nuvem
M > 0.08M T ~ 107 K
Fusão Nuclear H-He
Estrela
T ~106 0.05 < M< 0.08
Lítio, Deutério
Anã Marrom
Definição de Planeta: 1) órbita em torno de uma estrela 2) processo de formação 3) MPL < 0.05 M 13 MJ
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Formação de “Hot-Jupiters”
quente demais condensação ?
pouco material núcleo ~10 MT ?
pouco material tempo < 3 x 106 anos ?
pouco gás gigante?
altas excentricidades disco?
Diferente do “modelo padrão”
0.2 MJ < MPL sin i < 11 MJ 0.04 UA < aPL < 2.5 UA0 < ePL < 0.7
~70% aPL < 1 UA
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Fragmentação da nuvem protoestelar massas > 7 MJ
Fragmentação do disco aglutinação?
Migração planetária interação com disco de gássobrevivência?
Modelos propostos
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SistemaSolar
Sistemapulsar
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