teorico (4)

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Introdução à Astronomia 
e à Astrofísica
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Jaime Sandro da Veiga
Profa. Ms. Rachel Zuchi Faria
Revisão Textual:
Prof. Esp. Claudio Pereira do Nascimento
Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros 
• Introdução
• Mercúrio (Hermes)
• Vênus (Afrodite)
• Terra (Gaia)
• Nosso Satélite Natural: a Lua
• Marte (Ares)
• Júpiter (Zeus)
• Saturno (Cronos)
• Urano (na mitologia romana Caelus ou Coelus – Céu)
• Netuno (Poseidon)
• Leis de Kepler
 · Conhecer e compreender os mecanismos que deram origem ao 
Sistema Solar. 
 · Identificar algumas características dos planetas e de seus satélites naturais. 
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Os Planetas do Sistema Solar
e seus Companheiros 
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Introdução
Figura 1
Fonte: nasa.org
Nosso sistema solar encontra-se na periferia da Galáxia, mais precisamente no 
braço de Órion, que está bem distante do centro galáctico. 
Figura 2 - O Sol e o sistema solar na Via Láctea
Fonte: nasa.org
Desde o surgimento do Sol há aproximadamente 4,5 bilhões de anos, já 
transladamos ao redor da Galáxia 22 vezes, ou seja, levamos cerca de 200 milhões 
de anos para dar uma volta em torno do seu centro.
Você é capaz de dizer quais são os objetos celestes que compõem o Sistema Solar?
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Se sua resposta foi: uma estrela conhecida como Sol, oito planetas, cinco planetas 
anões, centenas de satélites naturais, meteoroides, asteroides, centauros, cometas e 
poeira cósmica. Parabéns!
Figura 3 - O Sistema Solar com as órbitas previstas
Fonte: nasa.org
E como será que se deu a formação do nosso sistema?
Essa história começa há mais ou menos 4,5 bilhões de anos. A teoria mais aceita 
para a formação do sistema é conhecida como modelo padrão e é fundamentada 
na teoria nebular de Kant e Laplace. Vamos entender como isso aconteceu. 
Figura 4 - Representação esquemática da formação do Sistema Solar
Fonte: Wikimedia Commons
Uma nuvem difusa formada por gás e poeira situava-se na região onde hoje se 
localiza nosso sistema. Esse material seria restos deixados pela morte de uma estrela. 
Essa nuvem girava lentamente e foi chamada de nebulosa protossolar. A nebulosa 
protossolar começa a se contrair como resultado de sua própria força gravitacional 
aumentando assim a velocidade de rotação e provocando um achatamento em for-
ma de disco com bojo central. Nesse disco, começa a ter um acúmulo de massa, 
aumentando de maneira progressiva sua temperatura em comparação com o disco. 
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Essa massa ao atingir uma temperatura bastante elevada inicia a fusão nuclear 
(transformação de hidrogênio em hélio) nascendo assim o Sol. Os planetas tiveram 
sua origem no disco onde gás foi se condensando com grãos de poeira que existiam 
por ali, originando corpos cada vez maiores que atraiam corpos menores, formando 
assim os planetas e o resto do sistema.
Figura 5 - Comparação entre o tamanho dos Planetas e o Sol
Fonte: nasa.org
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Solar System Exploration - https://goo.gl/csGa5w
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Por falar em planeta, você saberia enumerar os requisitos necessários para que 
um objeto celeste seja considerado um planeta?
Desde 2006, a União Astronômica Internacional (IAU) afirma que para um cor-
po celeste ser considerado planeta é preciso: 
• Orbitar uma estrela. 
• Ter forma determinada pelo equilíbrio hidrostático (arredondado) resultante 
do fato de sua força de gravidade superar as forças de coesão dos materiais 
que o constituem. 
• Ter limpado sua vizinhança e ser o objeto predominante de sua órbita. 
Nosso sistema apresenta oito planetas separados em duas categorias: telúricos 
(também terrestres) ou rochosos, e jovianos ou gigantes gasosos. 
Os planetas rochosos (ou terrestres) são os mais densos do sistema, possuem pou-
co ou nenhum satélite natural, têm pequeno diâmetro e massa, possuem atmosfera 
fina ou nenhuma atmosfera, nenhum anel e sua composição é predominantemente 
composta por materiais pesados como metais e silicatos. São representantes dessa 
categoria os planetas: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. 
Já os gigantes gasosos possuem muitos satélites naturais, todos possuem anéis, 
são menos densos, têm grande massa e diâmetro, sua atmosfera é bastante espessa 
e sua composição é predominantemente composta por elementos leves como o 
hidrogênio, hélio, amônia e metano. São eles: Júpiter, Saturno Urano e Netuno.
A seguir, alguns dados comparativos sobre os planetas. Os dados estão aproximados.
Tabela 1 - Dados comparativos
Planeta Mercúrio Vênus Terra Marte Júpiter Saturno Urano Netuno
Distância média ao Sol
(órbita em km)
57909227 108209475 149598262 227943824 778340821 1426666422 4498396441 2870658186
Duração do ano (período de 
revolução ou translação) **
88 dias 225 dias 365 dias 687 dias 12 anos 29 anos 84 anos 165 anos
Duração do dia (período de 
rotação)
59 dias
–* 243 
dias
24 horas 25 horas 10 horas 11 horas 16 horas – *17 horas
Massa (kg) 3,3.1023 4,9.1024 6,0.1024 6,4.1023 1,9. 1027 5,7.1026 1,0. 1026 8,7. 1025
Densidade (g/cm3) 5,427 5,243 5,513 3,934 1,326 0,687 1,638 1,270
Temperatura (ºC)
– 
173/427
(super-
fície)
462
(superfície)
– 88/58
(superfície)
– 153 a 20
(superfície)
–148 
(efetiva)
–178 
(efetiva)
– 214
(efetiva)
– 216
(efetiva) 
Aceleração da gravidade (m/s2) 3,70 8,87 9,81 3.71 24,8 10,4 11,1 8,87
Componentes da atmosfera N2, O2 CO2, N2 N2, O2 CO2, N2, Ar H2, He H2, He H2, He, CH4 H2, He, CH4
* Sinal negativo demostra o movimento retrógrado. ** Tirado de OLIVEIRA, K. de; SARAIVA, M.de F. Astronomia e Astrofísica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2013. 780 p.
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Convido vocês agora para que façam um pequeno tour pelos planetas desse 
nosso peculiar sistema planetário.Já na antiguidade, cinco planetas, além da Terra, eram conhecidos: Mercúrio, Vênus, 
Marte, Júpiter e Saturno se faziam presentes e eram facilmente vistos. O céu de nossos 
antepassados era sem poluição de fumaça de carros e de indústrias e sem poluição lumi-
nosa também, de forma que podiam ser vistos facilmente a olho nu.
Mercúrio (Hermes)
Figura 6 - Estrutura interna de Mercúrio
Fonte: Doo Novaes
Figura 7 - Superfície real de Mercúrio
Fonte: nasa.org
Apesar de apresentar uma superfície escura, é um dos objetos celestes mais bri-
lhantes do céu devido a sua proximidade com o Sol.
Aqui da Terra vemos esse planeta em dois momentos: assim que o Sol nasce e 
assim que ele se põe, pois sua elongação1 é sempre menor do que 28°. 
Recebeu esse nome em homenagem ao mensageiro dos deuses por sua rapidez. 
Mercúrio leva aproximadamente 88 dias terrestres para completar uma volta em 
torno do Sol. Sua rotação e revolução são acopladas. Esse acoplamento é de 3 por 
2, ou seja, a cada duas rotações siderais2 realiza três revoluções ao redor do Sol. Seu 
dia solar é de 2 anos mercurianos, ou seja, 176 dias terrestres.
1 Elongação: é a distância angular entre um planeta e o Sol ao ser observada da Terra.
2 Rotações: Rotações medidas em relação às estrelas distantes e não ao Sol. Segundo Milone, 
dia solar corresponde ao intervalo de tempo entre duas passagens consecutivas do Sol pelo 
Meridiano Celeste do lugar.
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Mercúrio: Rotação e Translação - https://youtu.be/HPcwVaB5Xc4
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Esse planeta nos lembra em muito nosso satélite natural, a Lua, já que como ela 
possui uma fina atmosfera e por isso sua superfície é cheia de crateras e escarpas. 
Sua maior cratera de impacto é a bacia Caloris com cerca de 1300 km de diâmetro.
 Provavelmente, sua formação se deve ao impacto de algum meteorito em sua 
superfície. Essa cratera foi fotografada em 1974 pela sonda americana Mariner 10.
Por sua proximidade com o Sol, sua temperatura chega a 427ºC durante o dia e por 
falta de atmosfera para reter o calor, sua temperatura chega a – 173ºC durante a noite.
 Não possui nenhum satélite natural.
 A sonda Messenger descobriu que o campo magnético de Mercúrio está deslocado 
perto ao polo norte e que seu lado noturno apresenta grandes concentrações de 
magnésio e cálcio. Em colaboração, as agências ESA (europeia) e JAXA (japonesa) 
enviarão em 2018 a sonda BepiColombo para estudar a atmosfera, a geofísica e a 
composição química e geológica do planeta.
Vênus (Afrodite)
Figura 8 - Estrutura interna de Vênus
Fonte: Doo Novaes
Figura 9 - Planeta Vênus
Fonte: Doo Novaes
Também conhecido como Estrela d’Alva, Estrela do Pastor, Estrela da Manhã 
ou Estrela Vespertina, durante um bom tempo acreditou-se que Vênus fosse dois 
objetos celestes distintos (Estrela da Manhã e Estrela Vespertina). 
Na mitologia representa a deusa da beleza e do amor.
Considerado o mais quente do sistema em função de sua atmosfera extremamente 
densa e rica em dióxido de carbono (cerca de 96%), parte da radiação solar que incide 
em Vênus é absorvida e como sua atmosfera é muito espessa, essa radiação não tem 
como escapar para o espaço, causando assim, um aumento em sua temperatura.
Suas nuvens apresentam um tom amarelado por causa do enxofre e seus 
compostos. Nelas também são encontradas gotículas de ácido sulfúrico.
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Não possui água líquida em sua superfície, sendo demasiadamente seco e, portan-
to, um ambiente hostil ao desenvolvimento de vida. Apresenta estruturas parecidas 
com a Terra: núcleo de ferro, manto rochoso e crosta.
Depois do Sol e da Lua, é o objeto celeste de maior brilho no céu noturno. Sua 
magnitude3 pode chegar a – 4,4. Sempre visível no amanhecer acima do horizonte 
leste e, no anoitecer, no horizonte oeste.
3 Magnitude: é o parâmetro que mede o brilho dos objetos celestes. Quanto menor seu valor, 
maior é o brilho.Ex
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Assim como Mercúrio, Vênus também não possui satélites naturais. A duração de 
seu dia é maior do que a de seu ano. Sua rotação é retrógrada, ou seja, de leste para 
oeste. Sendo assim, um observador em Vênus veria o Sol nascer no horizonte oeste 
e se pôr no horizonte leste.
Como nossa Lua, Vênus também possui fases e foram observadas por Galileu 
Galilei em 1610.
O eixo de rotação Vênus está praticamente perpendicular ao plano da órbita ao 
redor do Sol (177°). Nesse planeta não ocorrem as estações do ano.
Figura 10 - Regra da mão direita para observar o ângulo de inclinação do eixo de rotação
Fonte: Wikimedia Commons
Ficou conhecido como planeta irmão (ou gêmeo) da Terra por ser similar em 
densidade, tamanho e massa.
Foi estudado pelo programa russo Venera entre os anos de 1961 a 1983.
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Terra (Gaia)
Figura 11 - Estrutura interna de Terra
Fonte: Doo Novaes
É o único planeta conhecido até o momento em que existe vida da forma que 
a conhecemos. Encontra-se na zona de habitabilidade do Sistema Solar. É um 
planeta rochoso de forma esférica, mas com leve achatamento nos polos. Sua 
superfície está em constante mudança em função de processos que ocorrem em 
seu interior, nos seus oceanos e em sua atmosfera. 
Em sua superfície é encontrada água no estado líquido e sua atmosfera é rica 
em oxigênio (tem cerca de um quinto da atmosfera em abundância) e mais rica em 
nitrogênio (71%), gases essenciais para vida complexa, como é o caso do ser humano.
Possui um satélite natural situado a aproximadamente 348.000 km de distância 
que é chamado de Lua. É o planeta mais denso do sistema solar. 
A Terra possui vários tipos de movimentos sendo que os principais são: a rotação 
em torno de seu eixo, a revolução ou translação em torno do Sol, a precessão (movi-
mento em forma de cone, como a de um pião que está parando) e o movimento de 
nutação (composição de um movimento de oscilação entre dois cones de precessão 
com o próprio movimento de precessão). 
A rotação é o movimento realizado em torno do seu próprio eixo e leva cerca de 
23 horas 56 minutos e 04 segundos para completar uma rotação completa. Este 
intervalo de tempo é conhecido como dia sideral. Esse movimento explica o dia 
e a noite, já que somente uma porção metade da esfera é iluminada pelo Sol.
 A revolução ou translação é o movimento em que a Terra dá uma volta com-
pleta em torno do Sol e demora em média 365 dias 5 horas 48 minutos (e mais 
um tempinho, mas que só interessa em casos particulares e muito necessários). 
Chamamos a isto de ano tropical. As estações são consequência da inclinação do 
eixo de rotação do planeta Terra em relação ao eixo perpendicular à sua órbita (o 
plano da órbita em que estão os planetas e o Sol é conhecido por eclíptica). 
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
O movimento de precessão é semelhante ao movimento de um pião e é provocado 
por torques gravitacionais devido à Lua e ao Sol. O eixo do planeta muda de posição 
apontando para pontos diferentes e acompanha a superfície de um cone. 
O tempo da precessão é de aproximadamente 26.000 anos ou um grau a cada 
72 anos. Um dos efeitos desse movimento é que a posição aparente das constela-
ções muda ao longo do período. 
Hoje, para encontrar o polo celeste norte, basta olhar nas proximidades da es-
trela Polar na constelação da Ursa Maior. Daqui a 13.000 anos o polo celeste norte 
estará próximo a estrela Vega na constelação da Lira. 
Finalmente, a nutação é um movimento oscilatório do eixo de rotação da Terra. 
Pode-se dizer que é a componente de pequeno período da precessão. Tem uma 
amplitude de 18’’ e um período de 18,6 anos. A Terra realiza mais de 1.300 ciclos 
de nutação durante uma volta completa de precessão.
Nosso Satélite Natural: a Lua
Figura 12 - Face oculta da Lua
Fonte: Wikimedia Commons
Figura 13 - LuaTerrestre
Fonte: Wikimedia Commons
Quatro Teorias acerca de como a Lua se formou
A Lua era um viajante celestial que veio parar por aqui ou ela foi ela foi arran-
cada da Terra?
Além dos mistérios e efeitos naturais que a Lua possui e o impacto que causa 
nos românticos, ela pode ser considerada realmente misteriosa, pois não sabemos 
sua exata origem. 
Galileu foi o primeiro cientista a acusar que a Lua possuía crateras, vales e mon-
tanhas, um relevo bastante parecido com o que temos aqui na Terra.
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Com o passar do tempo, outros cientistas construíram uma variedade de teorias 
acerca do que a Lua é e de onde ela vem. A partir das principais hipóteses levantadas 
até à teoria atual que vem prevalecendo, há um debate envolvendo vários cenários, 
cada um poderia explicar a formação da Lua, mas nenhum sem falhas.
Teoria da Fissão
No século XIX, o filho de Charles Darwin, chamado George Darwin, sugeriu que 
a Lua se parecia tanto com a Terra que provavelmente essa semelhança não era 
uma simples coincidência. Sugeriu que a Lua havia sido lançada da Terra por causa 
de alguma rotação irregular que acelerou o planeta para velocidades angulares mui-
to altas e houve uma fissão, uma quebra em dois pedaços, em que a maior parte 
ficou, mas uma parte menor foi lançada para fora e acabou ficando em órbita, pois 
ainda era atraída por gravidade para a parte maior do planeta que hoje é a nossa 
Terra atual. Todos os que aceitam essa teoria da fissão ou outra qualquer de que 
a Lua foi ejetada da Terra acreditam que o Oceano Pacífico seria o lugar de onde 
a Lua saiu. Tudo muito bonito, todavia, após a análise da composição das pedras 
lunares e a comparação com as rochas do Oceano Pacífico, os cientistas tenderam 
a descartar essa teoria. Em resumo, o Oceano Pacífico é muito jovem comparado 
com a Lua e não pode ter sido o local de onde ela foi criada. 
Teoria da Captura
De acordo com a teoria da captura da 
Lua pela Terra, a Lua viajava pelo sistema 
solar quando passou perto da Terra e foi 
capturada pelo campo gravitacional ter-
restre. Essa teoria sugere que a Lua tem 
sua origem em algum lugar da Via Láctea, 
de forma completamente independente 
da Terra. Então, enquanto viajava antes 
de se ligar à Terra, a Lua foi presa pela 
armadilha formada pelo campo gravita-
cional terrestre. Os furos dessa teoria vão 
desde sugestões de que a Lua acabaria por 
se libertar da gravidade da Terra porque a 
gravidade da Terra teria sido massivamente 
alterada pela captura da Lua, até que os 
componentes químicos de ambas sugerem 
que elas foram formadas no mesmo lugar.
Figura 14 - A Lua poderia ter sido capturada pela Terra
Fonte: Doo Novaes
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
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Sol
Terra
Lua
Figura 15 - Captura Lunar
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Sol
Terra
Lua
Teoria da Condensação ou da Acreção Conjunta
 
Figura 16 - Terra, Lua e um Buraco Negro em que as duas orbitavam
Fonte: iStock / Getty Images
A teoria da condensação postula que ambas, Terra e Lua foram formadas juntas 
enquanto orbitavam em torno de um buraco negro. 
Essa hipótese, contudo, não oferece uma explicação do porquê a Lua orbita a 
Terra e nem explica a diferença em densidades que existe entre as duas.
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Hipótese de um Impacto Gigante com um Meteorito
 
Figura 17 - Representação artística da colisão de um grande meteorito com a Terra
Fonte: nasa.org
A teoria mais aceita atualmente é a de que um meteorito do tamanho de Marte co-
lidiu com a Terra ainda em formação, aproximadamente há 4,5 bilhões de anos. Esse 
meteorito foi apelidado pelos cientistas de Theia lembrando a mitologia grega. Theia 
era mãe da deusa lua Selena. Quando Theia golpeou a Terra, uma parte do planeta 
foi lançada para fora e, eventualmente, endureceu formando a Lua. Essa teoria ajusta-
-se melhor do que as outras ao explicar as semelhanças nas composições químicas da 
Terra e da Lua. Contudo, não explica o porquê a Lua e a Terra são quimicamente idên-
ticas. Os cientistas sugeriram que, entre outras alternativas, Theia poderia ter sido feita 
de gelo, ou que Theia poderia ter derretido na Terra, não deixando nenhum traço em 
separado, um sobre a Terra e outro sobre a Lua; ou Theia poderia ter compartilhado 
uma composição química próxima àquela que é hoje a da Terra. 
Enquanto não pudermos determinar quão grande foi Theia, em qual ângulo 
atingiu a Terra e precisamente do que era quimicamente constituído, a hipótese do 
impacto colossal terá de permanecer como sendo apenas uma hipótese. 
Um possível refinamento da hipótese de impacto gigante foi publicado na Nature 
Geoscience em 2017. O novo estudo postula que múltiplos objetos do tamanho 
que variava entre o tamanho da Lua e o tamanho de Marte atingiram a Terra, e os 
restos dessas colisões formaram discos ao redor da Terra – imagine os discos de 
Saturno - antes de se transformarem em mini-Luas. Essas mini-Luas eventualmente 
se afastaram da Terra e se fundiram para criar a Lua que conhecemos hoje. Os 
autores do estudo afirmam que essa hipótese de múltiplos impactos ajuda a explicar 
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
as semelhanças da composição química. Se vários objetos colidiram com a Terra, 
as assinaturas químicas entre esses objetos e a Terra iriam mais longe à medida em 
que a Lua se formou do que se tivesse sido apenas um único evento de impacto.
Novos achados lunares irão fornecer 
informações para continuar a discussão 
acerca das origens da Lua.
Também conhecida como Selena, a 
Lua companheira de jornada da Terra é 
um objeto celeste cravado de crateras de 
impacto em razão da escassa atmosfera 
que a envolve. Suas crateras foram ob-
servadas pela primeira vez em 1610 por 
Galileu Galilei em seus estudos utilizando 
uma pequena luneta. São encontrados 
também em solo lunar mares vulcânicos 
de coloração escura. Figura 18: Lua 
Fonte:iStock /Getty Images
Um dos mares da Lua que ficou muito conhecido por nós foi o Mar da Tran-
quilidade, onde ocorreu o pouso da Missão Apollo 11. Até o momento, é o único 
objeto celeste do nosso sistema solar que já recebeu a visita do homem.
Recomendamos a leitura do livro “A conquista do Espaço: do Sputnik à Missão Centenário” 
dos organizadores Othon Cabo Winter e Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado para 
conhecer um pouco mais sobre Astronáutica. 
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O tempo que nosso satélite leva para efetuar seu movimento de rotação ao 
redor de seu eixo coincide com o tempo que demora em sua revolução em torno 
da Terra. Portanto, ele nos mostra sempre a mesma face. Dizemos então que seu 
movimento de translação em torno da Terra é sincronizado com o movimento de 
rotação de nosso planeta. Esse tempo é de aproximadamente 28 dias.
Faz também o movimento de translação ao redor do Sol em parceria com a Terra, 
porém é o movimento de translação em torno da Terra que determina suas fases. 
São várias as fases da Lua e elas mudam constantemente, sendo que as principais 
são conhecidas por: cheia, quarto minguante, nova e quarto crescente. Cada fase 
principal está separada uma da outra por 7 dias em média.
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Figura 19: Fases da Lua
Fonte:iStock /Getty Images
A Lua nova não pode ser vista por nós aqui da Terra à noite. A Lua se situa 
entre o Sol e a Terra, portanto a parte iluminada pelo Sol fica do lado oposto ao 
lado que enxergamos aqui da Terra. Em sua fase nova a Lua acompanha o Sol, 
nascendo por volta das 6 horas e se pondo em torno das 18 horas. Em geral, ao 
meio dia se encontra no ponto mais alto do céu. 
A Lua quarto crescente é designada assim somente quando uma porção do 
disco é iluminada pelo Sol. Nessa fase, ela nasce por volta do meio dia e se põe 
aproximadamente à meia noite. Encontra-se no ponto mais alto do céu em torno 
das 18 horas. Essa é umaótima fase para fazer observação do nosso satélite por 
meio de telescópio.
Na Lua cheia ocorre o momento em que a Terra se encontra entre o Sol e a 
Lua, portanto todo seu disco é iluminado pelo Sol. Seu nascer é aproximadamente 
às 18 horas e seu por é em torno das 6 horas. Por volta da meia noite se encontra 
no ponto mais alto do céu. 
A Lua quarto minguante possui nessa fase, assim como na fase de Lua crescente, 
só metade do disco que fica iluminado pelo Sol. A Lua nasce por volta da meia 
noite, ascende no céu no ponto mais alto aproximadamente às 6 horas, e se põe 
em torno do meio dia. 
As Fases da Lua - https://youtu.be/q904EEU2-VU
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O balé realizado pelo sistema Sol-Terra-Lua faz com que em determinados mo-
mentos esses corpos fiquem alinhados e então temos um dos mais belos fenôme-
nos astronômicos: os eclipses. 
Os eclipses acontecem em duas fases específicas da Lua, ou seja, em sua fase 
cheia e em sua fase nova.
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
São nessas fases que acontecem os alinhamentos entre Sol, Terra e Lua já que, 
a Lua tem uma inclinação de aproximadamente 5° em relação a órbita da Terra. 
Se não fosse essa inclinação, sempre que tivéssemos a Lua em sua fase cheia ou 
nova, teríamos eclipses. 
Em sua fase cheia, a Terra encontra-se entre a Lua e o Sol e então temos o 
eclipse lunar. Nesse eclipse, a Lua entra no cone de sombra da Terra. Ele pode ser 
parcial ou total. Ao entrar totalmente no cone da sombra da Terra, a Lua adquire 
um tom avermelhado devido ao espalhamento da luz pela atmosfera e nesse mo-
mento nosso satélite é conhecido como Lua de sangue ou Lua sangrenta.
Figura 20: Eclipse Lunar 
Fonte: iStock/Getty Images
Já no eclipse solar, a Lua fica entre o Sol e a Terra e projeta um cone de sombra 
na superfície da Terra. Nesse cone de sombra, também conhecido como umbra, 
ocorrem os eclipses solares totais. Na penumbra temos os eclipses solares parciais. 
Quando a Lua se encontra no apogeu, ponto mais distante de sua órbita em 
relação a Terra, temos o eclipse anular, já que devido ao aumento da distância entre 
a Terra e a Lua, esta não consegue ocultar todo o disco solar.
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Figura 21: Eclipse Anular 
Fonte: Wikimedia Commons
Outro fenômeno envolvendo esses três corpos são as marés. Elas acontecem 
devido a atração gravitacional da Lua e Sol e o planeta Terra. Essa atração é mais 
perceptível em porções fluidas e isso pode ser presenciado em nossa costa. 
A lei da gravitação de Newton mostra que quanto mais massivo um corpo se 
mostra, maior a força de atração, já que estas grandezas são diretamente proporcio-
nais. Em contrapartida, quanto menor a distância entre os corpos, maior também 
será a força de atração, já que estas grandezas são inversamente proporcionais. 
Resumindo, a lei da Atração Universal de Newton é dada por:
1 2
2
G.m .m
F
d
=
Sendo G a constante de gravitação universal e seu valor é G = 6,67.10-11 
N.m²/kg².
Apesar do Sol ser mais massivo (1,989.1030kg) que a Lua (7,3477.10²² kg) 
ou seja, cerca de 27 milhões mais massivo que nosso satélite, sua influência 
gravitacional durante o fenômeno das marés é menor do que o da Lua, pois ele se 
encontra a 149,6 milhões de km da Terra enquanto a Lua se situa a 384.400 km 
de nosso planeta, ou seja, o Sol se encontra cerca de 389 vezes mais distante do 
que a Lua. Portanto, sua participação nos efeitos de marés é menos perceptível.
O que são preia-mar, baixa-mar, marés vivas e marés mortas? Para fi car por dentro desse 
assunto recomendamos acessar o link abaixo:
https://goo.gl/0K5LLa
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Marte (Ares)
Figura 22 - Estrutura interna de Marte 
Fonte: Doo Novaes
Planeta desértico e gelado de coloração avermelhada devido ao óxido de ferro 
em sua superfície, muitas vezes vemos ele ser chamado de planeta vermelho. Por 
causa de sua coloração, recebeu o nome do deus da guerra.
Possui duas luas pequenas e irregulares Fobos (medo) e Deimos (terror), que 
podem ser asteroides capturados pela gravidade do planeta. 
Marte possui o maior vulcão extinto do Sistema Solar, o Monte Olympus, com 
cerca de aproximadamente 25 km de altura, situado na região de Tharsis. 
Possui também um gigantesco desfiladeiro conhecido como Valles Marineris, situ-
ado no equador do planeta vermelho e que foi descoberto pela sonda espacial Mariner 
9 (1971-1972) do programa Mariner. Sua extensão é de aproximadamente 4.000 km.
O Programa Mariner foi desenvolvido pela NASA para explorar os planetas interiores Mercúrio, 
Vênus e Marte. Primeiro programa de exploração interplanetária americano. Ficou ativo de 
1962 a 1973, mas nem todas as missões tiveram sucesso.
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Marte, assim como a Terra, possui também calotas polares e estações do ano. 
Suas tempestades de poeira podem durar meses. 
Que tal fazer um tour pelo planeta vermelho? - https://goo.gl/FzBi9o
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Fobos e Deimos companheiros de Marte
Em agosto de 1877 o astrônomo Asa-
ph Hall descobre dois satélites de Marte. 
São nomeados de Fobos e Deimos em 
homenagem ao deus da guerra. São obje-
tos celestes pequenos e irregulares de pe-
quena densidade e com muitas crateras.
Ao que tudo indica, esses satélites de-
vem tratar-se de asteroides do grupo Amor 
(são os asteroides que mais se aproximam 
do planeta) capturados pela força da gravi-
dade de Marte.
Tanto Fobos como Deimos apresen-
tam sempre a mesma face voltada para o 
planeta. Em Marte não há eclipses totais, 
já que seus satélites são muito pequenos 
para cobrir a superfície do Sol por inteiro.
Um observador em solo marciano ve-
ria Fobos cruzar o céu aproximadamente 
três vezes mais do que Deimos. Figura 23 - Fobos e Deimos, os satélites de Marte
Fonte: Wikimedia Commons
Fobos está aproximadamente a 6.000 km da superfície do planeta e a cada 100 
anos essa distância diminuiu cerca de 2 metros. Essa aproximação entre os corpos 
acontece porque a velocidade orbital do satélite é maior que a velocidade de rota-
ção de Marte e vem causando várias ranhuras e fraturas na superfície de Fobos. 
Pesquisadores acreditam que dentro de 30 a 50 milhões de anos esse satélite 
será destruído. Duas são as hipóteses para sua destruição: cair sobre Marte ou ser 
fragmentado pela força gravitacional do planeta, criando um fino anel ao redor do 
mesmo. Essa segunda hipótese é a mais provável de acontecer. 
Um observador na superfície de Marte veria Fobos nascer no oeste e se pôr no 
leste, já que o tempo que o satélite leva para dar uma volta ao redor do planeta 
(cerca de 7 horas e 42 minutos) é menor que a noite marciana (cerca de 12 horas 
e 18 minutos). 
Deimos é o menor dos dois satélites e se encontra cerca de 23.500 km de Marte. É 
muito parecido com asteroides do tipo C (condritos carbonáceos escuros) que existem 
no cinturão exterior de asteroides. Sua superfície é mais lisa, sem grandes crateras. 
Leva cerca de 30 horas para orbitar Marte. 
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Júpiter (Zeus)
Figura 24 - Estrutura interna de Júpiter
Fonte: Doo Novaes
Esse gigante gasoso é o maior planeta do nosso sistema e seu brilho o coloca 
entre os quatro mais brilhantes.
Sua massa de 1,8981.1027 kg chega a ser 2,5 a massa combinada de todos os 
outros planetas do sistema. 
Comparado com o nosso planeta, sua massa é 318 vezes maior, em seu diâmetro daria para 
alinhar 11 planetas Terra e se Júpiter fosse um planeta oco seria capaz de abrigar cerca de 
1321 Terras.
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Ao orbitar o Sol, demora cerca de 12 anos terrestres e sua rotação é a mais rápida 
de todo o Sistema Solar, sendo o seu dia de apenas 9h50 min 30s. Essa rapidez faz 
com que os polos se achatem e o equador se alongue. 
Não possuisuperfície sólida, portanto não temos como pousar uma nave no pla-
neta. Em sua atmosfera, encontramos hélio e hidrogênio e em menor escala metano, 
água, amônia. 
Seus anéis e luas encontram-se em seu campo magnético, a magnetosfera. 
 Foi visitado pelas sondas Voyager 1, Voyager 2 e Galileo.
Calisto, Europa, Ganímedes e Io são os quatro maiores dos muitos satélites que 
Júpiter possui, observados por Galileu em 1610.
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Uma de suas características mais marcantes é sua Grande Mancha Vermelha. 
Está em constante mudança, seja de cor, tamanho ou forma. Observada há mais de 
300 anos é maior do que nosso planeta, chegando inclusive em algumas ocasiões 
ter três vezes seu tamanho. 
A rotação dos gases na Grande Mancha Vermelha nos faz lembrar dos furacões 
que acontecem aqui na Terra. Essa tormenta que acontece na mancha vem acompa-
nhada de descargas elétricas.
Figuras 25 e 26 - A grande mancha de Júpiter
Fonte: Wikimedia Commons
Por ser bastante massivo, Júpiter acaba perturbando a órbita dos pequenos cor-
pos celeste, alterando a dinâmica do sistema. Em 1994, o mundo pode acompanhar 
a aniquilação do cometa Shoemaker-Levy ao se chocar com Júpiter após ter sido 
fragmentado ao passar muito perto do Sol. 
Segundo Horvath, a energia cinética liberada foi cerca de 800 vezes maior do 
que todo arsenal nuclear disponível no planeta. 
Os Satélites Naturais de Júpiter
Planeta com maior número de satélites, em 2017 já são 53 confirmados e 16 
à espera de confirmação. Os quatro maiores e mais importantes são conhecidos 
desde 1610. Descobertos por Galileu Galilei (1564-1642), eles são chamados 
de galileanos.
A descoberta dos satélites galileanos contribuiu como prova de que a Terra não 
estava no centro do Universo, já que outros objetos giravam ao redor do planeta 
Júpiter. A existência de satélites orbitando outro planeta é um excelente argumen-
to, mesmo que indireto, em prol do heliocentrismo.
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Vamos conhecer esses satélites mais de perto.
Figura 27 - Satélites Galileanos
Fonte: nasa.org
Io
Satélite mais próximo ao planeta. É 
o objeto celeste do Sistema Solar que 
apresenta maior atividade vulcânica. 
Essa atividade pode ser causada pelas 
interações gravitacionais entre Io e Jú-
piter, além de Ganimedes e Europa. Seu 
diâmetro é de 3.643 km. Em sua super-
fície são encontrados dióxido de enxofre 
e enxofre, dando ao satélite uma colora-
ção amarelada. Orbita Júpiter a cada 43 
horas, aproximadamente.
Figura 28 - Io, satélite de Júpiter
Fonte: Wikimedia Commons
Europa
Um dos satélites do sistema que apre-
senta probabilidade de desenvolver vida. 
Em 2014, o Telescópio Espacial Hubble 
observou atividade no planeta ao se depa-
rar com gêiseres de vapor d’água. Ao que 
tudo indica existe um oceano líquido abaixo 
de sua superfície. Apresenta uma superfície 
cheia de estrias. Sua rotação é sincronizada 
com a rotação de Júpiter, portanto somen-
te uma face é vista do planeta. 
Figura 29 - Europa, satélite joviano
Fonte: Wikimedia Commons
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Calisto
Dos satélites vistos por Galileu, Calisto é 
o mais distante e sua idade é aproximada-
mente a mesma do planeta. De acordo com 
pesquisadores da NASA, é composto por 
rocha, gelo e núcleo de silicato. Muito pro-
vavelmente exista água em sua forma líquida 
logo abaixo de sua superfície. 
Figura 30 - Satélite galileano Calisto
Fonte: Wikimedia Commons
Ganimedes
Apresenta um diâmetro de 5.262 
km, o que o torna a maior lua do Sis-
tema Solar. Nesse corpo já foi com-
provada a existência de água salgada 
em seu subsolo. Muitos acreditam que 
haja mais água nessa lua do que em 
nosso planeta. 
Figura 31 - Ganimedes, satélite de Júpiter
Fonte: Wikimedia Commons
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Saturno (Cronos)
Figura 32 - Estrutura interna de Saturno
Fonte: Doo Novaes
O que aconteceria com o planeta Saturno se conseguíssemos colocá-lo dentro de um dos 
oceanos da Terra, onde a densidade é de 1,03 g/cm3?Ex
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O deus do tempo, conhecido como senhor dos anéis, é o mais belo planeta dos gi-
gantes gasosos. Seus anéis são compostos por matéria congelada e rochas, e os que 
possuem maior reflexibilidade entre os planetas jovianos por serem constituídos de 
materiais claros. Esses anéis são perceptíveis aqui da Terra por meio de telescópios. 
Seus anéis concêntricos são separados em intervalos. Possui mais de mil anéis.
Saturno é formado essencialmente por hidrogênio e alguma quantidade de hélio.
Já foi visitado pelas sondas Voyager 1, Voyager 2 e Cassini-Huygens. 
Figura 33 - Estrutura interna de Saturno
Fonte: Wikimedia Commons
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Titã e Encélado, luas de Saturno
Titã
Titã, a maior lua de Saturno, nos cha-
ma atenção por sua atmosfera ser pa-
recida com a atmosfera da Terra primi-
tiva, composta de metano e carbono e, 
principalmente, nitrogênio. É um mundo 
congelado com oceano salgado. 
Figura 34 - Titã, Lua de Saturno
Fonte: Wikimedia Commons
A aterrissagem da sonda Huygens em Titã - https://youtu.be/1pk3UyPInw0
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Encélado
Descoberto por William Herschel 
em 1789, Encélado é uma das luas do 
nosso sistema com possibilidades de 
abrigar algum tipo de vida. Abaixo de 
sua superfície congelada encontra-se 
um oceano de água líquida. 
Figura 35 - Encélado, Lua de Saturno
Fonte: Wikimedia Commons
Encélado, lua de Saturno, está “sangrando” água após impacto. - https://goo.gl/fdLixs
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Figura 36 - Gêiser de água em Enceladus
Fonte: Wikimedia Commons
Urano (na mitologia romana 
Caelus ou Coelus – Céu)
Figura 37 - Estrutura interna de Urano
Fonte: Doo Novaes
Figura 38 - Planeta Urano
Fonte: nasa.org
Descoberto por William Herschel em 1781 com auxílio de telescópio. Sua com-
posição química é muito parecida com a de Netuno. Em sua atmosfera encontramos 
hidrogênio, hélio, metano e pequena quantidade de amônia. Sua coloração azulada 
é devido a presença de gás metano em sua superfície.
Esse gigante gasoso apresenta um eixo de rotação, quase noventa graus em relação 
a uma perpendicular ao plano de sua órbita; essa inclinação não é somente do planeta, 
mas estende-se também para seus anéis, satélites naturais e campo magnético. 
Essa estranha inclinação pode ser consequência de um choque com outro objeto 
celeste no período de sua formação.
Possui um movimento de rotação retrógrado, similar ao de Vênus. 
Foi visitado pela sonda Voyager 2. 
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Satélites de Urano e a Literatura Inglesa
Enquanto a maioria dos satélites do nosso sistema faz uma homenagem a seres 
mitológicos, os satélites de Urano homenageiam os personagens criados por 
William Shakespeare e Alexander Pope. 
Dos 27 satélites encontrados em Urano até 2017; William Herschel descobriu 
Oberon e Titania, William Lassell descobriu Ariel e Umbriel e Gerard Kuiper en-
controu Miranda. 
Dez deles foram encontrados em 1986 pela nave espacial Voyager 2 e os demais 
pela ação conjunta do Telescópio Espacial Hubble e telescópios baseados em terra.
A maior parte de seus satélites são pequenos e muito escuros e ficam muito dis-
tante do Sol, a cerca de 2,9 bilhões de km. 
Ariel possui uma grande quantidade de pequenas crateras e possui superfície 
brilhante. Umbriel é escuro e possui grandes crateras e um anel brilhante. Oberon 
além de ter uma superfície acraterada, apresenta vestígios de atividade em seu 
interior. Miranda é o menor dos cinco principais satélites e alguns locais de sua 
superfície se mostram muito antigos, enquanto outras regiões têm aparência 
bem mais novas.
Figura 39 - Miranda
Fonte: nasa.org
Figura 40 - Oberon
Fonte: nasa.org
Figura 41 - Ariel
Fonte:nasa.org
Figura 42 - Umbriel
Fonte: nasa.org
Figura 43 - Titânia
Fonte: nasa.org
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Netuno (Poseidon)
Figura 44 - Estrutura interna de Netuno
Fonte: Doo Novaes
Descoberto em 1846, por meio de cálculos matemáticos, pelo astrônomo fran-
cês Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811 – 1877). 
Conhecido como deus dos oceanos, é o menor e mais distante dos planetas 
gasosos. Se encontra cerca de 30 UA do Sol e por essa razão recebe pouquís-
sima radiação solar. Essa radiação recebida pelo Sol não consegue explicar o clima 
violento, com tempestades fortes e ventos que podem chegar até 2.000 km/h. 
Acredita-se que o planeta possua uma fonte interna de calor.
Assim como a Terra, Netuno também possui quatro estações que duram mais 
de 40 anos cada. 
Sua coloração azul, assim como Urano, é devido ao metano, mas Netuno nos 
parece mais azul devido a um componente desconhecido.
Hoje são conhecidos seis anéis, treze satélites confirmados e um esperando con-
firmação, afirma Dunford. 
Em 2011, Netuno completou sua primeira volta ao redor do Sol desde sua des-
coberta em 1.846.
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Figura 45 - Planeta Netuno
Fonte: nasa.org
Tritão e Nereida companheiros de Netuno
Tritão foi descoberto um mês após Netuno por William Lassell, em 1846. 
É seu maior satélite e possui uma forma arredondada diferente dos outros 
que possuem formas irregulares. Como gira ao redor do planeta em direção 
contrária aos demais satélites, tudo leva a crer que ele foi capturado por 
Netuno. O planeta está atraindo Tritão e daqui a milhões de anos ele estará tão 
próximo que as forças gravitacionais de Netuno irão destruí-lo.
Figura 46 - Tritão
Fonte: nasa.org
Nereida foi descoberta em 1849 por Gerard Kuiper. Por estar muito longe, demora 
aproximadamente 360 dias para dar uma volta completa ao redor de Netuno.
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Leis de Kepler
1ª Lei de Kepler (Lei das Órbitas)
“As órbitas dos planetas em torno do Sol são elipses nas quais ele ocupa um 
dos focos.”
Numa elipse existem dois focos e a soma das distâncias aos focos é constante. 
a + b = c + d
São definidos: semieixo maior é metade do “diâmetro” maior e semieixo me-
nor é a metade do “diâmetro” menor.
Foco
a + b = c + d
Foco
a b
c d
ELIPSE
Figura 47
2ª Lei de Kepler (Lei das Áreas)
“A área desrita pelo raio vetor de um planeta (linha imaginária que liga o planeta 
ao Sol) é diretamente proporcional ao tempo gasto para descrevê-la”.
• Velocidade Areolar - velocidade com que as áreas são descritas.
A2 A1
Velocidade Areolar = 
A
∆t
Figura 48
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A2 A1
Velocidade Areolar = 
A
∆t
Figura 49
Afélio
Afélio ��ponto de maior afastamento
entre o planeta e o sol
Figura 50
Periélio
Periélio ��ponto de maior proximidade
entre o planeta e o sol
Figura 51
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
A2 A1
Com isso, tem-se que a velocidade no
periélio é maior que no afélio
Afélio = 29,3 km/s
Periélio = 30,2 km/s
Figura 52
Geocentric model and Heliocentrism - https://goo.gl/vKCs1N
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3ª Lei de Kepler (Lei dos Períodos)
“O quadrado do período do período da revolução de um planeta em torno do 
Sol é diretamente proporcional ao cubo do raio médio de sua elipse orbital.” 
• Raio Médio - média aritmética entre as distâncias máximas e minímas do 
planeta ao Sol.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
As Surpresas de Netuno
https://goo.gl/pi6Huc
Mercúrio tem Campo Magnético mais antigo do Sistema Solar
https://goo.gl/nBdbv9
Como as fases da Lua influenciam as marés? 
https://goo.gl/uCwcrv
 Leitura
As variações dos Intervalos de Tempo entre as principais da Lua
https://goo.gl/s3b95J
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UNIDADE Os Planetas do Sistema Solar e seus Companheiros
Referências
DUNFORD, B. Solar System Exploration. Disponível em: <https://solarsystem.
jpl.nasa.gov/planets/>. Acesso em: 01 jul. 2017.
__________, B. Solar System Exploration. Disponível em: < https://solarsystem.
nasa.gov/planets/sun/facts >. Acesso em: 01 jul. 2017.
__________, B. Solar System Exploration. Disponível em: < https://solarsystem.
nasa.gov/planets/moon/facts>. Acesso em: 01 jul. 2017.
FERREIRA, R. S. O que há na lua Europa? NASA descobriu aberturas para o ocea-
no líquido. Diário de Notícias (DN). Disponível em: <http://www.dn.pt/sociedade/
interior/o-que-ha-em-europa-nasa-faz-anuncio-de-atividade-surpreendente-5410276.
html>. Acesso em: 01 jul. 2017.
HORVATH, J. E. O ABCD da Astronomia e Astrofísica. 1 ed. São Paulo: Editora 
Livraria da Física, 2008. 232 p.
MILONE, A. de C. Introdução à Astronomia e Astrofísica. Disponível em: 
<http://www.das.inpe.br/ciaa/cd/HTML/dia_a_dia/dia_a_dia.html>. Acesso 
em: 01 jul. 2017. 
MOURÃO, R. R. de F. O Livro de Ouro do Universo. Rio de Janeiro: Ediouro, 
2000. 509 p.
OLIVEIRA FILHO, K. de S.; SARAIVA, M.de F. O. Astronomia e Astrofísica. 3 
ed. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2013. 780 p.
RIDPATH, I. Guia Ilustrado Zahar: Astronomia. 3. ed. Rio de Janeiro: Zahar, 
2011. 300 p. 
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