O SISTEMA SOLAR

Prévia do material em texto

O Sistema Solar:
seus componentes e características
Roberto Ortiz ­ EACH/USP
   
Componentes do Sistema Solar:
● Sol: uma estrela.
● Planetas (e seus satélites):
– Telúricos (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte)
– Gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno)
● Planetas anões (e seus satélites):
– Na região entre Marte e Júpiter (Ceres, Pallas, etc.)
– Na região além de Netuno (Eris, Plutão, Sedna, etc.)
● Corpos menores:
– Cometas (Halley, Encke, West, etc.)
– Demais corpos não­esféricos (Juno, Ida, Vesta, etc.)
   
O Sol
● Objeto central do Sistema Solar, 
seu diâmetro equivale a 109 
diâmetros terrestres.
● Ele é composto majoritariamente 
por hidrogênio (73%) e hélio 
(25%). Todos os demais 
elementos químicos somados 
perfazem 2% (em massa)
● O Sol gira em torno de seu eixo 
em cerca de 25 dias.
● Suas características equivalem 
às de uma “estrela média”.
   
A atmosfera solar
● A fotosfera é a camada mais 
evidente na região visível do 
espectro.
● Sua cor é amarelada, o que 
indica que sua temperatura é 
de cerca de 5800 K (ou 
5500oC).
● Vista ao telescópio, apresenta 
um aspecto granulado, devido 
à convecção.
● Na fotosfera observa­se 
também o escurecimento 
centro­limbo.
   
A cromosfera
● A cromosfera é uma camada 
imediatamente superior à 
cromosfera.
● Sua cor espessura é de cerca 
de 1,5 mil km. Sua densidade 
equivale a apenas 10–4 da 
densidade da fotosfera.
● Sua temperatura varia entre 
3800 e 35 mil K.
● As protuberâncias são um 
fenômeno tipicamente 
cromosférico.
A cromosfera é visível durante os eclipses
solares como um círculo muito vermelho
em torno do disco solar.
   
Além da cromosfera...
● Acima da cromosfera 
situa­se a “zona de 
transição”.
● Acredita­se que o campo 
magnético seja o 
responsável pela 
aceleração dos elétrons e 
portanto do aquecimento 
da atmosfera solar além 
da zona de transição.
   
A coroa solar
● Também chamada de corona 
é a camada mais externa do 
Sol.
● Sua temperatura varia entre 1 
e 4 milhões de Kelvin, mas 
sua densidade equivale a 
apenas 10–12 x a densidade 
da fotosfera.
● Durante alguns períodos, a 
corona pode se estender até 
a vários raios solares.
   
Alguns fenômenos solares:
● Manchas solares:
– Ocorrem na fotosfera. São regiões de temperatura mais baixa 
(T=4500 K) do que a vizinhança (T=5800 K). Por isso as 
manchas brilham menos e aparecem escuras vistas contra um 
fundo brilhante.
● Protuberâncias solares:
– Ocorre na cromosfera. Gás ionizado (H, He e elétrons) é 
lançado a grandes distâncias. A configuração do campo 
magnético determina o aspecto das protuberâncias.
● Ciclo Solar:
– A atividade solar (ocorrência de manchas, ejeções de matéria, 
protuberâncias, etc.) aumenta em intervalos cíclicos de 11 
anos. A cada ciclo os pólos magnéticos solares se invertem.
   
Corona e protuberâncias solares
Manchas Solares
Protuberância
   
   
Planetas Telúricos
● Mercúrio, Vênus, Terra e Marte.
● Situados  a  uma  distância  de  até  2  U.A.  do  Sol, 
caracterizam­se  por  possuirem  uma  superfície  sólida, 
rochosa, semelhante à da Terra.
● Durante a época da formação do Sistema Solar, a matéria 
volátil  desses  planetas  foi  perdida  por  sublimação. 
Restaram átomos mais pesados, principalmente metálicos 
(Fe, Al), silicatos, etc.
● Devido  à  enorme  perda  inicial  de  massa  composta  por 
átomos leves ­ principalmente H e He ­ suas massas não 
excedem à massa terrestre, tampouco seus diâmetros.
   
Alguns dados sobre os planetas telúricos:
   
● A Terra é o maior planeta telúrico do Sistema Solar
● A  pequena  massa  implica  em  força  gravitacional  fraca. 
Como  resultado,  eles  geralmente  possuem  poucos  ou 
nenhum satélite.
   
● Os 4 planetas telúricos 
possuem uma estrutura 
geológica parecida: núcleo, 
manto e crosta.
● O núcleo constitui apenas 
cerca de 15% do volume 
desses planetas e é 
constituido de Fe e Ni.
● O manto ocupa mais de 80% 
do volume do planeta e é 
composto principalmente por 
diversos tipos de silicatos e 
óxidos de Mg.
   
Composição atmosférica dos
planetas telúricos:
Mercúrio:
não tem atmosfera
Vênus:
97% CO
2
, 3% N
2
, traços de SO
2
 e Ar.
Terra:
78% N
2
, 21% O
2
, 0.9% Ar.
Marte:
95% CO
2
, 3% N
2
, 0.3% de CO, 0.1% O
2
.
   
Temperatura na superfície dos
planetas telúricos:
Mercúrio:
T = 170oC
Vênus:
T = 460oC
Terra:
T = 15 – 20oC
(Lua: T = ­150 ­ +110oC)
Marte:
T = ­90 ­ ­5oC
   
Mercúrio
   
● A  estrutura  do  planeta 
Mercúrio  é  semelhante  à  dos 
demais planetas telúricos.
● Estima­se  que  seu  núcleo 
tenha  1800  km  de  raio 
(comparativamente  maior  que 
o terrestre); seu manto 600 km 
de  espessura  e  sua  crosta  de 
100 a 300 km.
● Enquanto  seu  núcleo  é 
extremamente rico em Fe, sua 
crosta   é  bastante semelhante 
à  da  Lua,  com  crateramento 
severo  e  predominância  de 
rochas basálticas.
   
● A ausência de atmosfera (baixa gravidade aliada à alta 
temperatura do planeta) favoreceu grandemente o 
crateramento.
● Impactos de corpos menores do sistema solar no 
passado, quando eram mais frequentes, salpicaram sua 
superfície de crateras de impacto.
   
Vênus
   
Nuvens
● Popularmente denominado 
“estrela d'Alva”, Vênus é sempre 
avistado a uma elongação 
máxima de 47o do Sol.
● Visto ao telescópio, não se 
distingue detalhe algum, pois 
sua superfície está sempre 
coberta de nuvens de SO
2
 
(embora o constituinte principal 
de sua atmosfera seja o CO
2
).
   
Missões não­tripuladas
● Diversas missões não­tripuladas 
foram enviadas a Vênus: Venera 
(Russia, 1961­1982), Mariner (EUA, 
1962­1969), Pionner (EUA, 1978), 
etc.
● A altíssima pressão atmosférica (90 
atm no nível do solo) implodiu 
quase todas as sondas espaciais 
antes que elas tocassem o solo.
Mariner 2 (1962)
   
● Em 1975 as primeiras imagens 
tomadas da superfície de Vênus 
foram enviadas por duas sondas: 
Venera 9 e 10.
● A temperatura medida foi de 
cerca de 500oC, muito mais alta 
do que a de Mercúrio, devido ao 
efeito estufa.
Venera 10 (lander)
   
A superfície de Vênus
Acima: imagem do solo venesiano (sonda Venera 13).
   
Solo:
● As amostras coletadas pelas sondas espaciais mostraram 
que a superfície de Vênus é constituida principalmente de 
rochas basálticas, semelhante às encontradas na Terra.
Imagem: sonda Venera 14
   
Marte
   
   
   
   
Solo
● A  análise  de  amostras  do  solo  feita  pelas  sondas 
espaciais Viking, Spirit, Oportunity  e Phoenix  revelou que 
a  superfície  marciana  é  composta  principalmente  por 
basalto (tipo de rocha vulcânica).
● A cor avermelhada é causada pela presença de poeira de 
óxido de Ferro. 
   
Intemperismo
● Existem diversos sítios 
marcianos que 
visivelmente sofreram 
processo erosivo.
● As imagens obtidas pelas 
sondas espaciais mostram 
que o vento e a água (no 
passado) contribuiram 
fortemente para o 
intemperismo.
● Hoje Marte deve abrigar 
água somente em seu 
subsolo.
   
   
Calotas polares
● O eixo de rotação de 
Marte é inclinado 25o com 
relação à vertical do plano 
de sua órbita.
● A grande quantidade de 
CO
2
 na atmosfera favorece 
a formação de gelo nas 
regiões polares, fenômeno 
análogo ao terrestre.
   
Planetas Gasosos
   
Planetas Gasosos
● Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
● Situados  a  uma  distância  além  de  4  U.A.  do  Sol, 
caracterizam­se  por  possuirem  uma  superfície  gasosa,composta  primariamente  por  H  e  He.  A  existência  de 
campo magnético indica a existência de um núcleo sólido 
de Fe.
● Durante a época da formação do Sistema Solar, os gases 
leves  (H  e  He)  foram  preservados  devido  à  baixa 
temperatura e alta velocidade de escape.
● Devido  a  sua  enorme  massa  a  pressão  sobre  o  núcleo 
sólido é altíssima, mas este perfaz apenas uma pequena 
parte do volume do planeta.
   
● Devido à grande distância 
do Sol, os 4 planetas 
gasosos possuem anéis, 
semelhantes aos de 
Saturno.
● Devido à sua grande 
massa, eles mantém um 
grande número de 
satélites aprisionados em 
seu campo gravitacional.
   
Alguns dados sobre os planetas gasosos:
   
Composição atmosférica dos
planetas gasosos:
Júpiter:
90% H, 10% He, 0.3% CH4, 0.03% NH3
Saturno:
96% H, 3% He, 0.4% CH4, 0.01% NH3 .
Urano:
83% H, 15% He, 2.3% CH4, .
Netuno:
80% H, 19% He, 1.5% CH4.
   
Temperatura na superfície dos
planetas gasosos:
Júpiter:
T = ­ 160oC
Saturno:
T = ­ 190oC
Urano:
T = ­ 220oC
Netuno:
T = ­ 220oC
   
   
Júpiter
   
● Diversas sondas espaciais 
visitaram passaram 
próximas a Júpiter: 
Pionner (1973, 1974), 
Voyager (1979), Cassini 
(2000), etc.
● Elas realizaram medidas 
do campo magnético e 
tomaram imagens de 
Júpiter, seus satélites e 
anéis.
   
● Os  4  maiores  satélites  de 
Júpiter  podem  ser  vistos 
da  Terra  através  de  um 
pequeno  telescópio. 
Foram  descobertos  por 
Galileu Galilei em 1609.
● Os  anéis  de  Júpiter  são 
compostos por  fragmentos 
de rocha e gelo e não são 
facilmente  observáveis  da 
Terra.
   
● Em Io há um vulcão ativo, 
cuja erupção foi observada 
por várias sondas. Durante 
as erupções há 
derramamento de lava na 
superfície do satélite.
● Io possui atmosfera 
muitíssimo rarefeita 
composta por SO
2
.
   
● Partículas oriundas do Sol (prótons e elétrons) viajam pelo 
Sistema Solar.
● Ao  se  aproximarem  de  planetas  com  campo  magnético, 
são  direcionadas  em  direção  aos  pólos  magnéticos 
desses.
● A colisão dessas partículas com os átomos da atmosfera 
produzem um efeito luminoso: as auroras.
● Na imagem abaixo, aurora borealis em Júpiter.
   
Saturno
   
● Sua característica mais 
marcante são seus anéis.
● Os anéis de Saturno são 
pedaços de rocha e gelo 
com dimensões entre 
fração do milímetro até 
vários metros.
   
Visão interna dos anéis (concepção artística)
   
● Titã é o maior satélite de 
Saturno, maior que o planeta 
Mercúrio.
● É visível da Terra através de um 
pequeno telescópio.
● Sua superfície é relativamente 
plana, com poucas crateras de 
impacto.
● A sonda Cassini obteve imagens 
de um lago de metano próximo 
ao pólo.
Titã (cor natural)
   
● A atmosfera de Titã é 
composta por 98% de N2 , 
1.6% CH4 e traços de 
hidrocarbonetos.
● Além da Terra é a única 
atmosfera composta 
majoritariamente por N2  
no Sistema Solar.
   
Urano
   
● Urano possui anéis, 
descobertos a partir de 
observações feitas na Terra, 
em 1977.
● Assim como os anéis de 
Saturno, os anéis de Urano são 
feitos de rocha e gelo de 
diversos tamanhos.
● Em sua superfície podem ser 
avistadas nuvens de metano e 
outros hidrocarbonetos, assim 
como em Júpiter e Saturno.
   
● Urano possui mais de 27 satélites.
● Eles são compostos por 50% de rocha e 50% de gelo, 
possivelmente de NH3 e CO2.
   
Netuno
   
● Muito semelhante a 
Urano, Netuno tem cor 
azulada graças à 
presença de CH4.
● Também possui anéis e 
mais de 13 satélites.
● Sua estrutura interna 
deve incluir um pequeno 
núcleo metálico e um 
extenso manto de gelo.
Acima: a estrutura do planeta Netuno,
muito semelhante à de Urano.
   
Para saber mais:
● Astronomia & Astrofísica, 
S.O. Kepler & Maria de 
Fátima Saraiva, Cap. 14.
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Slide 7
	Slide 8
	Slide 9
	Slide 10
	Slide 11
	Slide 12
	Slide 13
	Slide 14
	Slide 15
	Slide 16
	Slide 17
	Slide 18
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23
	Slide 24
	Slide 25
	Slide 26
	Slide 27
	Slide 28
	Slide 29
	Slide 30
	Slide 31
	Slide 32
	Slide 33
	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
	Slide 38
	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56