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SEQUÊNCIA DIDÁTICA: O ENSINO DE ASTRONOMIA NO ENSINO FUNDAMENTAL ANOS FINAIS COM FOCO NA OLÍMPIADAS BRASILEIRA DE ASTRONOMIA E ASTRONAUTA -OBA PRODUTO EDUCACIONAL Mestrando: Claudio Alexandre Gomes Orientador: Dr. Luis Juracy Rangel Lemos P R O D U T O E D U C A C IO N A L Nível III (Ensino Fundamental- Anos finais) Mestrando: Claudio Alexandre Gomes Unidade 01- Origem e desenvolvimento da Astronomia. Ordenação do Sistema Solar: Modelos Geocêntrico e Heliocêntrico Nesta sequência didática trataremos de um subtópico sobre o desenvolvimento da Astronomia, vamos conhecer a controvérsias e debates sobre a ordenação do Sistema Solar para os defensores dos modelos Geocentrismo e Heliocentrismo ao longo da História. 2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA-SD 01 Unidade 01- Origem e desenvolvimento da Astronomia. Ordenação do Sistema Solar: Modelos Geocêntrico e Heliocêntrico 1.0- Introdução Esta SD aborda a singularidade que existiu entre os dois modelos planetários: geocentrismo e heliocentrismo e como esse tema é sedutor para educadores e educandos, pois trata-se de um tema que desperta no público alvo em geral a evolução da Astronomia ao longo dos séculos. Astronomia é um elemento de motivação, pois atrai e desperta a curiosidade dos alunos, logo no começo da sua vida escolar. Assim, o ensino dessa temática desperta o interesse em aprender sobre as ciências, principalmente porque está no cotidiano de crianças e jovens. 2.0 - Objetivo(s) a) Construir noções de astronomia, principalmente a base e a evolução de conhecimentos ao logo da história; b) Conhecer a evolução dos modelos geocêntrico e heliocêntrico; c) Explicar as diferenças e similaridades entre esses dois modelos; d) Reconhecer a teoria heliocêntrica como a atualmente aceita para o sistema solar; e) Desenvolver o senso crítico e capacidade de argumentação; f) Relacionar esses conceitos aplicados com a prova da OBA. 3.0- Conteúdo(s) Origem e desenvolvimento da Astronomia: Evolução dos modelos dos Cosmo, Geocentrismo e Heliocentrismo. 4.0- Nível Ensino Fundamental- Nível III (6º ao 9º). 5.0 - Tempo estimado 02 (dois) encontros de 120 minutos cada. 6.0- Material necessário Material didático em anexo. 3 1.0 ONDE TUDO COMEÇA ... Desde a antiguidade, é imensa a importância dos astros na vida econômica e social da humanidade. A vida humana está ligada a fenômenos astronômicos e a ciclos naturais, como o dia e o ano, que proporcionaram a confecção de calendários civis e religiosos, nos quais as grandes festas universais, como a Páscoa, o Natal, dentre outras, como aponta Rooney (2018). O homem sempre se encantou ao olhar para o alto e deslumbrar o céu estrelado. Rooney (2018), nos lembra que diariamente somos contemplados com o nascer e o desaparecer do Sol no horizonte. As estrelas não ficam estáticas no céu noturno (nem de dia!), dando a impressão que estão girando em torno de um ponto fixo no céu. Que esses pontos quando ligados formaram figuras imaginárias dando origem a todas as constelações, devido sua presença em posições praticamente idênticas foi possível usa-las como referência definir trajetórias de deslocamento, épocas de plantação, definir estações e um calendário, conforme ilustra a figura 2. Para Mourão (2016), desde então, povos como chineses, babilônicos, maias, gregos, árabes e muitos outros mapearam o céu, observaram a Lua, as estrelas e outros astros luminosos, para tentar compreender o funcionamento do mundo em que habitam. A partir daí o conhecimento sobre o céu foram se acumulando até que descobriram um jeito de enxergar além do que o olho pode ver. Na instigante busca de compreender e explicar todos esses fenômenos, o homem procurou produzir modelos para o cosmo1, isto é, modelos para o Universo, de modo que ele pudesse explicar de forma clara os movimentos dos astros os fenômenos peculiar de cada um deles. No início de nossa jornada, na escola, assimilamos que o modelo mais aceito para compreender os movimentos celestes é o heliocêntrico, em que o Sol ocupa o centro do 1 Cosmo ou cosmos: é um termo que designa o universo em seu conjunto, toda a estrutura universal em sua totalidade, desde o microcosmo ao macrocosmo. Figura 1. Ilustra fascínio pelo céu Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/historia- astronomia.htm Figura 2. A constelação de Touro num globo astronômico alemão da década de 1530. Fonte: Rooney, 2018, pag. 7 4 Universo. No entanto, ao longo da história esse não foi o único modelo proposto. Em épocas passadas sugiram outros modelos igualmente aceitos pela sociedade. Agora vamos conhecer a evolução dos modelos mais debatidos para o cosmo e sobre a maneira como a Ciência da Astronomia é construída. 1.1 O MODELO GEOCÊNTRICO Na Grécia Antiga, começaram a se desenvolver tradições cosmológicas separadas das mitológicas. O surgimento de determinados fenômenos passou a ser visto pelos gregos de forma mais racional. Começaram a formular uma descrição advinda de filósofos de mente científica que não tinha nenhuma raiz no sobrenatural. Deve aos gregos o denominado Modelo geocêntrico do cosmo, no qual considera que o planeta Terra estaria fixo no Centro do Universo, com os outros corpos celestes girando ao seu redor, inclusive o Sol. Rooney (2018) em seu livro A História Da Astronomia, aponta que o astrônomo Anaximandro2 (c.610-546 a.C), foi primeiro a formalizar o pensamento especulativo para tentar explicar o funcionamento do cosmo. Partindo de uma observação elementar, ele concluiu que a Terra na verdade era um cilindro. Ele estabeleceu três pontos básicos, conforme descrito por Rooney (2018, p. 42): 1º) os corpos celestes se movem em círculos completos, e passam sob a terra além de cima dela; 2º) a Terra flutua no espaço sem suporte; 3º) os corpos celestes não estão todos no mesmo plano esférico e ficam uns atrás dos outros. A explicação das estrelas, dos planetas, da Lua e do Sol apresentadas por Anaximandro era bem imaginaria. Ele propôs que os corpos celestes eram como roda de um carro (Fig. 3), cada um com um aro feito de vapor opaco, mas cheio de fogo. Há lacunas no aro, pelas quais a luz brilha. Enquanto a lua e o sol têm uma roda cada, as estrelas, presumivelmente, têm várias, cada uma com mais de uma lacuna (uma roda para cada estrela deixaria tudo muito lotado). As rodas ficam a distâncias fixas da terra, produzindo um modelo do universo com uma Terra central cercada por círculos concêntricos formados por essas rodas celestes. As rodas não se movem todas na mesma velocidade. 2 Anaximandro, (a.C. 610 — 546 a.C.) foi um geógrafo, matemático, astrônomo, político e filósofo pré-Socrático; discípulo de Tales. Os relatos doxográficos nos dão conta de que escreveu um livro intitulado "Sobre a Natureza"; contudo, essa obra se perdeu. Confeccionou o mais antigo mapa-múndi conhecido. Fonte: Rooney (2018, p 43). Figura 3. O modelo do universo de Anaximandro, com as distancias entre os corpos marcados em múltiplos do diâmetro da Terra. 5 Com o passar do tempo e com a disseminação da noção grega clássica de que a esfera é a forma geométrica mais perfeita, a Terra passou a ser considerada uma esfera, teoria que predominou desde então, ao menos entre os mais estudiosos. Embora Anaximandro tenha estabelecido o primeiro modelo científico em torno de uma Terra central (cilíndrico). Foi com Eudoxo de Cnido que formulou um modelo geocêntricodo Universo, dando um tratamento esféricos para os planetas que se moviam em órbitas circulares com a Terra no Centro e as estrelas estavam fixas numa esfera externa. Segundo Nogueira (2009, p.31), Eudoxo formulou em seu modelo, conforme (Fig. 4), estabeleceu: [....] O Universo com a Terra no centro, esférica e imóvel, envolta por diversas outras esferas que explicavam o movimento das estrelas fixas, já mencionado, e dos sete “planetas” (na concepção geocêntrica do mundo, esse termo incluía também o Sol e a Lua), que se posicionavam, a cada dia, ligeiramente diferentes em relação às estrelas e algumas vezes pareciam fazer ziguezagues difíceis de explicar. Uma esfera, é evidente, não era suficiente para explicar todos os movimentos dos astros conhecidos na época. Assim, Eudoxo teve que atribuir 4 esferas para o Sol, 4 para a Lua, e 3 para os demais planetas conhecidos (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno), mais 1 para as estrelas fixas – a última camada do cosmos, visto então como finito. No total, 27 esferas participavam do modelo. Como Eudoxo na época não era muito conhecido e seu modelo, nunca foi capaz de explicar satisfatoriamente todas as observações astronômicas. Seu trabalho foi aperfeiçoado gradativamente por Aristóteles, mas mantendo ainda suas premissas iniciais. Entra em cena o maior dos filósofos gregos.... Aristóteles3 é reconhecido como um dos maiores pensadores de todos os tempos, mas na Astronomia não era seu ponto forte. Ele formulou seu modelo em que o planeta Terra estava fixo e inerte no centro do Universo e todos os demais corpos celestes giravam em movimento circular ao redor dela. A palavra geocêntrica exprime exatamente essa ideia: a Terra (Geo) no centro. 3 Aristóteles, filósofo grego, nasceu em 384 a.C. em Estagira, Macedônia, e morreu em Cálcis, em 322 a.C. Desenvolveu quase todos os ramos de conhecimentos existentes no seu tempo, criou os fundamentos da lógica, da crítica literária e da meteorologia. Sistematizou a astronomia, adotando e desenvolvendo a teoria das esferas concêntricas de Eudóxio.( Nogueira, 2009, p.31) Figura 4. Modelo geocêntrico de Eudoxo de Cnido para os corpos celestes. Fonte: https://pt.slideshare.net/ifuspescola/est- disss 6 Para fundamentar sua própria visão cosmológica, Aristóteles adotou o modelo de Eudoxo, mas fez seus próprios aperfeiçoamentos, de forma ampliar seu poder de preditivo, dando ideia a grosso modo, descrito como uma “cebola”, com diversas camadas concêntricas, conforme a figura 5. Fato que acarretou no aumento do número total de esferas para 56, ante a de Eudoxo que continha 27. Nesse modelo cosmológico de Aristóteles continha até esferas sem nenhum astro nelas, denominadas de anastros. E a interpretação aristotélica também tornava a ideia da “cebola” mais precisa, agora as esferas que comandavam o movimento dos astros não eram apenas um artifício matemático, mas algo real, palpável, que ele chamou de orbes. O modelo de Aristóteles, embora hoje esteja totalmente ultrapassado, para época ele esclarecia e explicava diversos fenômenos. Admitindo-se que a Terra é o centro do Universo justificava-se por exemplos a coexistência de dias e das noites, o Sol ao girar em torno da Terra, nasce em um lado do horizonte e desaparece no lado oposto. Mas havia um problema com esse modelo, segundo Rooney (2009, p.48), aponta que: [...] esse modelo não explicava o movimento retrógrado dos planetas. Para os gregos, o movimento perfeito era circular e os cinco planetas conhecidos na época (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno) pareciam não se mover em movimento circular. Se observados ao longo do tempo, esses planetas pareciam interromper sua trajetória e voltar atrás em seu movimento (Fig. 6). Por isso, eles receberam o nome de planetas (que, em grego, significa errante), pois pareciam “errar o caminho”. Figura 5. Ilustra o modelo geocêntrico proposto por Aristóteles. Fonte: https://aluatristonha.wordpress.com /2013/ 02/18/heliocentrismo-x-geocentrismo-x- egocentrismo/ Fonte: http://www.astro.iag.usp.br/~gastao/Retrogrado/retrogrado.html. Figura 6. Movimento aparente de Marte, quando observado da Terra, tomando como referência a esfera celeste. https://aluatristonha.wordpress.com/ 7 Para tentar solucionar o problema dos planetas no modelo aristotélico, surgiu o matemático e astrônomo grego Apolônio de Perga (262-190 a.C). Segundo Nogueira (2009), cita que ele propôs que a trajetória de cada planeta é definida por dois círculos. Cada planeta está numa pequena orbita circular chamada “epiciclo”. Esse epiciclo está na orbita da Terra. O círculo maior traçado em torno da terra é chamado de “deferente”, como ilustra a figura 7. Mas nem isso explicava direito o movimento, porque as voltas retrógradas não são igualmente espacejadas nem têm tamanho angular igual. O passo seguinte foi deslocar a deferente, para que a Terra não ficasse no centro do círculo. Isso acrescentava um novo problema filosófico: se os planetas não orbitavam a Terra, seu movimento não era uniformemente circular. Então para contornar essa situação, entra em cena o astrônomo Claudius Ptolomeu4, que viveu em Alexandria, no século II d. C., propôs uma alteração no modelo até então existente. A figura 8 ilustra a imagem de Ptolomeu. Ele acrescentou um ponto a mais que permitia pelo menos a ilusão de movimento uniforme e imaginou uma explicação matemática para os movimentos dos corpos celestes em torno da Terra. Essa mudança relativamente pequena assegurou a supremacia do modelo geocêntrico nos séculos seguintes. De acordo com Nogueira (2009), com o deferente deslocado da Terra, seu foco central é um ponto do espaço chamado “excêntrico”. Ptolomeu acrescentou outro ponto, oposto a Terra e equidistante do excêntrico, que chamou de “equante”. A velocidade do planeta era uniforme em relação ao equante. Isso significa que, se pudéssemos ficar no equante e observar, o centro do epiciclo do planeta sempre se moveria com a mesma velocidade angular (cobriria o mesmo ângulo de arco no mesmo período). Em qualquer outro lugar, inclusive na Terra e no excêntrico, o planeta seria visto indo mais depressa em algumas partes da órbita do que em outras. Isso restaurava o movimento circular uniforme de Aristóteles exigia e, ao mesmo tempo, explicava os movimentos aparentes dos planetas quando cisto da Terra, conforme ilustra a figura 9. 4 Cláudio Ptolomeu foi um astrônomo, geógrafo e matemático alexandrino que viveu entre 90 e 168 Sua principal obra é o grande sistema astronômico, em grego, que ficou conhecido como Almagesto na versão árabe. (NOGUEIRA, 2009, p. 33). Figura 7. Modelo matemático de Apolônio de Perga, para representar o movimento dos planetas. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Apol%C 3%B4nio_de_Perga, acesso 18 de fev. 2018. Fonte: Nogueira, 2009, p. 31 Figura 8. Ilustra a imagem de Cláudio Ptolomeu. https://pt.wikipedia.org/wiki/Apol%25C 8 De acordo do Rooney (2018, p.50), descreve que: [...] Ptolomeu pôs cada um dos corpos celestes em sua própria esfera ou orbe, com a Lua mais perto da Terra, seguida por Mercúrio, Vênus, o Sol, Marte, Júpiter e Saturno. Finalmente, as estrelas fixas dividiam a esfera mais externa. Não havia nenhum modo seguro de determinar a sequência, a não ser no caso da Lua, que tinha de estar mais próxima porque pode encobrir todos os outros, e das estrelas fixas, que têm de ficar mais longe porque os outros podem se mover na frente delas. A sequência Marte, Júpiter e Saturno seguem o período sideral progressivamente mais longo, o tempo que leva para se deslocar por toda a sequência zodiáca. No caso de Mercúrio, Vênus e o Sol, todos com período sideralde um ano, não há nenhum modo óbvio de escolher. Vale dizer que não se consideravam que planetas propriamente ditos se movessem; eles estavam fixos em orbes, e os orbes se moviam. Em consequência, havia mais de um orbe por planeta, já que ele tinha que fazer mais de um tipo de movimento. Assim com os movimentos planetários explicados, não havia mais razão para questionar o modelo, e a versão de universo centrado na Terra de Ptolomeu dominou a astronomia até o século XVI. Assim, durante 2000 anos o modelo preferido de Aristóteles praticamente não foi questionado. A terra estava imóvel no centro de uma sucessão de esferas concêntricas transparentes que giravam em velocidades diferentes em torno dela. 2.0 O Modelo Heliocêntrico Após cerca de 2.000 anos surge uma nova teoria a do heliocentrismo. Onde coloca o Sol estacionário no centro do Universo é os planetas orbitando em seu redor. Ou seja, agora o Sol é o centro do universo. Para Nogueira (2009), destaca que o aumento da exatidão das observações, foi inevitável que alguma modificação drástica do modelo ptolomaico se tornasse necessária. A principal mudança ocorreu em 1543, o astrônomo Nicolau Copérnico5 (1473- 1543) ilustrado na figura 10, reconfigurou o universo em torno sol. Hoje seria difícil avaliar como foi revolucionário. 5 Nicolau Copérnico foi um astrônomo polonês nascido em Torum (hoje Thorn) às margens do Vístula, em 19 de fevereiro de 1473, e falecido em Frauenburg, em 24 de maio de 1543. Escreveu “Sobre a Revolução dos Orbes Celestes”. (Nogueira, 2009, p. 36). Fonte: Rooney, 2018, p. 49 Figura 9. Esquema explicativo do sistema ptolomaico, em que o planeta se move ao longo de um pequeno círculo chamado epiciclo, cujo centro se move em um círculo maior chamado deferente. Equante é um ponto ao lado do centro do deferente oposto à posição da Terra, em relação ao qual o centro do epiciclo se move a uma taxa uniforme. Figura 10. Ilustra a imagem de Nicolau Copérnico. Fonte: Nogueira, 2009, p. 36. 9 O modelo ptolomaico já predominava durante 1700 anos é era totalmente apoiado pela Igreja. Questionar o modelo aceito era perigoso. Arrancar a Terra de sua posição central, fazer dela um dentre vários planetas que orbitam o Sol, era um grave desafio a essa posição especial. No entanto, Copérnico que não só ousou colocar o Sol no centro do universo, como também mostrou ter uma capacidade intelectual à frente de seu tempo para que seu modelo prevalecesse. A única exceção era a Lua, que continuava orbitando em torno da Terra. Copérnico apresentou pela primeira vez suas ideias heliocêntricas no folheto commentariolus, que nunca foi impresso, mas circulou sob forma escrita entre 1508 e 1514. Esse folheto propunha sete axiomas que serviam de anúncio de suas ideais, como ilustra a figura 11: 1º. Não há um único centro de todos os orbes ou esferas celestes. 2º. O centro da Terra é o centro da esfera lunar, a órbita da lua em torno da Terra. 3º. O Sol está perto do centro do universo, todos os corpos celestes giram em torno dele. 4º. A distância entre a Terra e Sol é apenas uma fração minúscula da distância entre as estrelas e a Terra o Sol. 5º. As estrelas não se movem; parece mover-se porque a própria Terra está em movimento. 6º. A Terra orbita o Sol, fazendo parecer que o Sol percorre um ciclo anual. 7º. O aparente movimento dos planetas, com movimento que se alterna entre progressivo e retrógrado, é uma ilusão produzida pelo movimento da Terra em torno do Sol. Segundo Nogueira (2009), lembra que Copérnico levou décadas para provar matematicamente sua teoria necessárias para sustentar essas afirmações. Somente em 1543 com a publicação da obra De revolutionibus orbium coelesttium que sua teoria totalmente articulada foi conhecida. Sendo que a Igreja baniu essa obra até o ano de 1758. Mesmo que quase completo o modelo de Copérnico muitos astrônomos não correram para adotar, pois suas previsões para os movimentos planetários não eram mais exatos do que o modelo ptolomaico; ele ainda exigia equantes e epiciclos para se igualar ao que era visto no céu. Tudo isso, pois ele considerava que as órbitas dos planetas eram circunferências perfeitas. Então para corretamente os movimentos observados eram necessários artifícios geométricos, exatamente como acontecia com o modelo geocêntrico de Ptolomeu. Fonte: Nogueira, 2009, p. 36. Figura 11. Modelo simplificado do Cosmos de formulado por Nicolau Copérnico. 10 Rooney (2018), enfatiza que o modelo de Copérnico não era completamente original, ou seja, ele não foi o primeiro a desenvolver um sistema heliocêntrico. Segundo o autor Na Índia teve seu protagonismo com Astrônomo, matemático Ariabata (c. 476- c. 550 a.C), que propôs uma teoria Heliocêntrica gravitacional, com cerca de 1000 anos antes de Copérnico. Ainda conforme Rooney (2018), aponta que Ariabata descreveu em livro "Ariabatiia" um modelo em que aparecia a Terra girando em seu próprio eixo e os períodos dos planetas eram dados em referência ao Sol. Propôs que os brilho advindos da Lua e dos planetas eram decorrentes da reflexão da luz do Sol. Ainda, ele acreditava que as órbitas dos planetas seriam elípticas. Foi o primeiro astrônomo a explicar como acontece os fenômenos dos eclipses solar e lunar com precisão. Na Grécia, Rooney (2018) relata que Aristarco de Samos (c. 310- c. 230 a.C.) defendeu um sistema quase idêntico ao coperniciano, onde propôs que a Terra gira diariamente no próprio eixo e percorre uma órbita de um ano em torno do Sol. Os outros planetas e as estrelas fixas também ocupam círculos ou esferas concêntricas em torno sol, além disso Aristarco formulou que as estrelas são sóis, mas distantes umas das outras. No entanto, apesar de sua teoria está avançada para época o modelo de Aristarco não pegou, não havia provas convincentes de nenhum dos modelos, faltaram tratamento matemático, o que só foi realizado por Copérnico. 2.1 Rumo as órbitas elípticas .... Tudo isso foi resolvido pelo astrônomo alemão Johannes Kepler6 (1571-1630), aluno, assistente e sucessor de Tycho Brahe. Ilustrado na figura 12. Para Nogueira (2009), relata que o maior erro de Copérnico foi supor que os planetas percorriam órbitas circulares em torno do Sol. A partir dos dados meticulosos e abrangentes das observações de Brahe, Kleper deduziu em 1605 que as órbitas planetárias são elípticas7 e não circulares. Ele não foi primeiro a propor isso. Tanto o astrônomo indiano Ariabata (476-550) quanto o astrônomo muçulmano Abu Ma’ shar al-Balkhi (787-886) já tinham descrito a Terra numa órbita elíptica em torno do Sol. Mas nenhum deles tinha influência e apoio matemático suficientes para que a ideia fosse amplamente aceita. Nesta mesma linha temos Rooney (2018), onde cita que Kepler adotou o modelo heliocêntrico de Copérnico como dado, mas se perguntou por que haveria seis planetas e por que estavam onde estavam. Por acreditar que o movimento dos planetas era determinado pela matemática e por meio dela poderia ser descoberto, ele abordou o problema usando geometria. Isso levou a um modelo cosmológico estranho, conforme ilustra a figura 13. 6 Johannes Kepler (1571 -1630) foi um astrônomo, astrólogo e matemático alemão. Considerado figura-chave da revolução científica do século XVII. Célebre por ter formulado as três leis fundamentais da mecânica celeste, denominadas por Leis de Kepler. 7 Elipse: conjunto de todos os pontos cujas somas das distâncias a dois dados pontos (chamados focos) é uma constante. O círculo é o caso particular da elipse quando os dois focos estão no mesmo lugar. (NOGUEIRA, 2009, p. 40). Fonte: Nogueira, 2009, p. 38. Figura 12. Ilustra a imagem de Johannes Kepler. 11 De acordo com Rooney (2018),cita que a concepção de esferas concêntricas de Ptolomeu, Kepler também imaginou as órbitas de cada planeta fixa numa esfera, mas dessa vez em torno do Sol e não da Terra. Mas as esferas não eram as únicas formas tridimensionais envolvidas. A partir do planeta mais esterno (Saturno), ele descobriu que, se definisse a órbita de Saturno como uma esfera e depois desenhasse dentro dela um cubo que apenas a tocasse e depois desenhasse outra esfera dentro desse cubo, a esfera menor definiria a órbita de Júpiter, o planeta seguinte. A forma seguinte, conforme citado por Rooney (2018) foi usar o tetraedro, um sólido de base triangular. Se desenharmos um tetraedro dentro de esfera da órbita de Júpiter e outra esfera dentro do tetraedro, a esfera inferior define a órbita de marte. Entre as órbitas de marte e da Terra e da Terra e Vênus e, finalmente, um octaedro entre Vênus e Mercúrio. Isso respondia à questão de Kepler: só poderia haver seis planetas porque, de acordo com Euclides, só há cinco sólidos convexos regulares, e havia um deles entre cada par de planetas. Por mais improvável que pareça, o modelo de sólidos concêntricos de Kepler dava distâncias entre as órbitas planetárias que era extraordinariamente próximas das medições de Copérnico, baseadas na observação, a diferença nunca era maior do que 10%. Foram esses 10% que levaram à comunicação com Tycho Brahe e a uma frutífera parceria. (ROONEY, 2018, p. 63). 2.2 CONHECENDO O ASTRÔNOMO TYCHO BRAHE O dinamarquês Tycho Brahe8 (1546-1601), ilustrado na figura 14. Em 1572, Brahe avistou uma nova estrela e, em 1577, viu um cometa brilhante. Que segundo Rooney (2018) aponta que as descrições e explicações que publicou foram um desafio importante para à astronomia. Os dois fenômenos discordavam da noção proposta por Aristóteles e pela Igreja de que o céu é eternamente imutável. A supernova e o cometa estavam claramente além da Lua, provavelmente entre as estrelas fixas. 8 Tycho Bhahe (1546-1601) foi um astronômo dinamarquês. Sua primeira e mais importante observação foi a descoberta de uma estrela nova em novembro de 1572, na constelação de Cassiopéia, exposta no livro “Sobre a Estrela Nova”, de 1576. Foi quem primeiro corrigiu suas observações de refração e redigiu um catálogo de estrelas. As observações do movimento do planeta Marte (dez oposições) efetuadas por Brahe permitiram o estabelecimento das três leis de Kepler, que reformularam toda a astronomia.(NOGUEIRA, 2009, p.49). Figura 13. Modelo de esferas concêntricas de Kepler, imaginado antes que ele determinasse a órbita elíptica dos planetas. Fonte: Rooney, 2018, p. 63 Figura 14. Ilustra o astrônomo Tycho Brahe. Fonte: Nogueira, 2009, p.49 12 Brahe demostrou que o cometa definitivamente não estava na atmosfera da Terra. Ele fez isso, segundo Nogueira (2009), comparando suas observações do cometa perto de Copenhague com as de Tadeas Hajek, em Praga, ao mesmo tempo. Essas observações de Tycho dessa estrela nova estrela e de um cometa traria como consequência a questionamentos do modelo aristotélico-ptolomaico. Mesmo assim, o dinamarquês era resistente em ir até o final na revolução e dispensar o modelo geocentrismo. No entanto, Bhahe não se dispunha a renunciar totalmente do modelo ptolomaico. Em vez disso, ele desenvolveu um tipo de esquema intermediário ao de Aristóteles e Ptolomeu, o modelo ticônico, conforme ilustra a figura 15. Por esse modelo, segundo Rooney (2018), todos os planetas, com exceção da Terra, orbitavam o Sol, e o Sol e Lua orbitavam a Terra. A esfera das estrelas fixas também girava em torno da Terra. Tycho Brahe estava comprometido com a ideia de Terra estacionária e reclamava que o modelo coperniciano “atribui à Terra, esse corpo volumoso e preguiçoso, inadequado para o movimento, um movimento tão rápido quanto o das tochas etéreas”, o que ele considerava implausível. Ele pôs o cometa recém-descoberto na órbita do Sol, entre Vênus e Marte. Ainda assim, segundo Nogueira (2009) Tycho tomou o passo decisivo que colocou a humanidade no caminho do heliocentrismo, ao contratar o jovem e promissor Kepler, em 1600, para trabalhar com ele no castelo de Benátky, para onde sua equipe havia se mudado dois anos antes. 2.3 As leis de Kepler Por meio das observações realizadas sobre o movimento do planeta Marte realizadas por Tycho Brahe, proporcionou a Kepler a formular três leis que reformularam toda a astronomia. Segundo Nogueira (2009), ao explicar esses dados, primordialmente os da órbita de Marte, que não eram explicado com o modelo de Copérnico com suas órbitas circulares. Então ele propôs três leis que descrevem corretamente os movimentos planetários: as Leis de Kepler. As duas primeiras foram apresentadas em 1609, decorrentes do resultado de sua tentativa de descrever corretamente os movimentos dos planetas. A última lei foi publicada muito depois, em 1619. Ela surgiu do trabalho posterior de Kepler com dados de Brahe e foi chamada de lei das harmonias. Com essas obras, Kepler finalmente concluiu a busca instigante que desde do início dos tempos motivou vários astrônomos, que era explicar os movimentos vistos no céu. Fonte: Nogueira, 2009, p. 39. Figura 15. Modelo alternativo do cosmo proposto por Tycho Brahe, com a Terra no centro do Universo e os planetas girando ao redor do Sol. 13 As três leis de Kepler, são conceituadas de acordo com Oliveira Filho (2014), da seguinte forma: 1. Lei das órbitas elípticas (1609): a órbita de cada planeta é uma elipse, com o Sol em um dos focos. Como consequência da órbita ser elíptica, a distância do Sol ao planeta varia ao longo de sua órbita, conforme ilustrado na figura 16. 2. Lei da áreas (1609): a reta unindo o planeta ao Sol varre áreas iguais em tempos iguais. O signicado físico dessa lei é que a velocidade orbital não é uniforme, mas varia de forma regular: quanto mais distante o planeta está do Sol, mais devagar ele se move. Dizendo de outra maneira, essa lei estabelece que a velocidade areal é constante, ilustrada na figura 17. 3. Lei harmônica (1619): o quadrado do período orbital dos planetas é diretamente proporcional ao cubo de sua distância média ao Sol. Essa lei estabelece que planetas com órbitas maiores se movem mais lentamente em torno do Sol e, portanto, isso implica que a força entre o Sol e o planeta decresce com a distância ao Sol. Onde: T = período orbital, D = raio e K= constante Figura 16. Ilustra a 1ª lei de Kepler Fonte: Rooney, 2018, p.64. Figura 17. A 2ª lei de Kepler Fonte: Rooney, 2018, p.64. 14 2.4- As observações de Galileu Mas foi com um contemporâneo de Kepler, Galileu Galilei9 (1564-1642) ilustrado na figura 18, que deu novo direcionamento à Astronomia. Ao observar o céu pela primeira vez com instrumento o Telescópio. Para Nogueira (2009), esse foi o grande divisor de águas da história da Astronomia. A passagem da observação a olho nu para o uso do telescópio em 1609 revolucionou e redefiniu a ciência. Ao observar o planeta Júpiter, Galileu descobriu, que o mesmo era orbitado por quatro pequenos satélites, assim ficou afastado de vez que nem tudo orbitava nosso planeta Terra, como acreditavam Aristóteles e Ptolomeu. É extraordinário que a verdadeira natureza do sistema solar e sua relação com as estrelas fixas já fossem conhecidas, ainda que não universalmente aceitas. A Astronomia ainda tinha muito a avançar, mas o reconhecimento importantíssimo de que os planetas orbitam o Sol em trajetórias elípticas e que a matemática e não as deidades guarda o segredo de seu movimento já existia. De acordo com Rooney (2018), cita que a era do telescópiotraria muito mais conhecimentos sobre o que há no universo. Ainda segundo o autor, contudo, que apenas 400 anos se passaram desde a revelação da órbita elíptica por Kepler e menos de 500 anos desde da publicação da obra De revolutionibus de Corpénico. O modelo aristotélico-ptolomaico reinou pelos menos por cerca de 2000 anos. E, embora a comunidade científica se sentisse cada vez mais atraída pelo modelo coperniciano, a Igreja Católica ficou cada vez mais hostil e ele no decorrer do século XVII. De revolutionibus foi banido em 1613, e Galileu foi excomungado em 1633 por ensinar o modelo coperniciano a figura 19 ilustra esse julgamento, em seu livro também foi banido (“diálogo sobre os dois principais sistemas do mundo”). Havia muito caminho a percorrer. 9 Galileu Galilei (1564-1642), Físico, astrônomo e filósofo florentino. Galileu melhorou significativamente o telescópio refrator e com ele descobriu as manchas solares, as montanhas da Lua, as fases de Vénus, quatro dos satélites de Júpiter os anéis de Saturno, as estrelas da Via Láctea. Figura 18. Ilustra a imagem de Galileu Galilei. Fonte: Nogueira, 2009, p. 44. Figura 19. Ilustra o julgamento de 1633, Galileu foi considerado culpado de ensinar que a Terra se move em torno do Sol. Foi excomungado e passou o resto da vida em prisão domiciliar. Fonte: Rooney, 2018, p. 67. https://pt.wikipedia.org/wiki/Astr%C3%B4nomo https://pt.wikipedia.org/wiki/Fil%C3%B3sofo https://pt.wikipedia.org/wiki/Ducado_de_Floren%C3%A7a https://pt.wikipedia.org/wiki/Telesc%C3%B3pio_refrator https://pt.wikipedia.org/wiki/Telesc%C3%B3pio_refrator https://pt.wikipedia.org/wiki/Sol https://pt.wikipedia.org/wiki/Lua https://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%A9nus_(planeta) https://pt.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_natural https://pt.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_(planeta) 15 2.5 Newton põe os corpos celestes em seu lugar Apesar que desde Kepler os movimentos planetários tenham se tornado razoavelmente determináveis, o principal enigma do estudo do céu ainda não havia sido desvendando: o de que as leis físicas que operavam lá, fossem quais fossem, não correspondiam às leis que operavam aqui na Terra. De um ponto de vista prático, céu e Terra continuavam tão distantes quanto estavam na época de Aristóteles. Nesse cenário já aparentemente tão preditível em definir os movimentos planetários, surge em 1666, o físico e matemático inglês Isaac Newton10 (1643-1727) imagem ilustrada na figura 20, que concebeu a ideia de que a gravidade da Terra influenciava a Lua, contrabalançando a força centrífuga que faria sair girando pelo. Esse foi o começo de uma abordagem do universo nova e revolucionária, denominada pela mecânica. Com a publicação da obra Principia em 1687 Newton resolveria de vez esse enigma dos movimentos dos corpos celestes. De acordo com Nogueira (2009), cita que nessa obra ele explorou o impacto das forças sobre os corpos em movimento e trata das órbitas, projéteis, pêndulos e objetos em queda. Ou seja, Newton mostrou que todos os corpos celestes são atraídos uns pelos os outros e explicou que o Sol mantém os planetas em órbitas com a força Gravitacional, que funciona no espaço vazio. A partir de sua lei da força centrífuga, que explica a força que age sobre um corpo em movimento circular uniforme, e da terceira lei de Kepler, Newton elaborou a lei do inverso do quadrado da distância, que explica que a força que age entre dois corpos é inversamente proporcional às distâncias entre eles, de modo que, quando a distância dobra, a força reduz a um quarto. Ele provou por que a trajetória dos corpos em órbita é elíptica e aplicou isso a planetas, satélites e cometas. Assim, conforme aponta Rooney (2018), Newton com suas teorias uniram fenômenos diferentes, como as marés, a órbitas dos cometas, a trajetória da Lua e a precessão axial, e explicaram o movimento de todos os corpos celestes, dentro e fora do Sistema Solar. Desde modo, com todo esse conjunto de ideias, evidências e proposições acabou por levar os cientistas a adotarem o modelo heliocêntrico do cosmo como o mais adequado. 10 Isaac Newton (1642-1727) é tido como o pai da física moderna. Excêntrico e genial, ele só pode ser comparado a Albert Einstein no quesito façanhas individuais. Formulou a Lei da Gravitação Universal, criou uma teoria da luz que a via como partículas, fez grandes avanços em óptica e inventou a técnica matemática conhecida como cálculo. (NOGUEIRA, 2009, p. 43). Figura 20. Ilustra a imagem de Isaac Newton. Fonte: Nogueira, 2009, p.43. 16 3.0 Sugestão para trabalhar essa sequência didática: Tempo sugerido: 10 minutos. Sistematização: Sugerimos ao colega professor a elaborar um quadro (como da imagem abaixo). Em seguida junto dos os alunos preeche-lo enumerando as caracteriticas mais marcates de cada modelo, bem como citar como foi a transição de um para o outro? Orientações: Divida a lousa em duas partes: heliocentrismo e geocentrismo. Junto com com a turma elabore, no formato de tópicos, um quadro resumo sobre as principais características e formações sociais da época em que esses modelos planetários foram discutidos. Depois convide os alunos para acrescentar suas próprias ideias no quadro. É importante que apareçam nesses itens pontos que representam a evolução histórica das teorias, como foram disseminadas e de que forma passaram a ser aceitas. Por fim, sugira que a turma registre nos cadernos este resumo resumo. Como sugestão, você pode elaborar esse quadro em um papel madeira/cartolina, assim, poderá deixá-lo exposto na sala pelo tempo que julgar necessário. Fonte: https://novaescola.org.br/plano-de-aula/2585/geocentrismo-e-heliocentrismo, acesso 15 de fev. 2018. https://novaescola.org.br/plano-de-aula/2585/geocentrismo-e-heliocentrismo 17 4.0- Modelos de questões abordadas na Olimpiadas Brasileira de Astronomia - OBA Questão 01) Antes do século XVII já tinham sido propostos dois modelos sobre a posição da Terra no Universo. Atribua a cada uma das afirmações, uma das letras chaves. Chaves A- Modelo heliocêntrico; B- Modelo geocêntrico; C- Galileu Galilei; D- Cláudio Ptolomeu; E- Nicolau Copérnico. Afirmações: 1- A Terra é o centro do Universo........ 2- O Sol é imóvel. ............. 3- Todos os planetas giram em torno do planeta Terra. ...... 4- Todos os planetas giram em torno do Sol. ....... 5- O Sol é o centro do Universo. ......... 6- Astronômo polaco de Alexandria defensor do modelo geocêntrico. ...... 7- Astronômo polaco defensor do modelo Heliocêntrico. ..... 8- Físico e astronômo italiano que por defender o modelo heliocêntrico foi condenado pela Igreja católica romana. ...... Fonte: https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste-intermedio-de-ciencias- naturais, Acesso em 18 de fev. 2018. Questão 02) Com as suas descobertas, Galileu ficou mais feliz do que você quando ganha medalha na OBA! Em 1609 ele começou a usar lunetas e 1610 já publicou suas descobertas num livro chamado Sidereus Nuncius. Veja a capa do livro na figura ao lado. Pergunta-se: a) Em que país viveu Galileu Galilei? Quantos anos tinha Galileu (1564- 1642) quando publicou o livro Sidereus Nuncius? b) Na época de Galileu estava em discussão se o Sol ou a Terra era o centro do Universo. Ele observou ass fazes de Vênus durante um ano todo e colocou no livro Sidereus Nuncius o desenho ao lado no qual argumentava que, pelas observações que fez, as fases de Vênus só seriam explicadas se o Sol estivesse no centro do Universo. Pinte o Sol no desenho que representa o Heliocentrismo (= Sol no centro). Observação: Sun = Sol e Earth = Terra. Fonte: http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/provas_gabaritos/2009/Prova%20nivel%203%20da%20XII%20OBA_2009.pdf, Acesso em 18 de fev. 2018. 18 Questão 03) Considere os modelos planetários, representados nas figuras 1-A e 1-B disseminados ao longo da história, que representam a posição do Sol e de alguns planetas, a) identifique os modelos representados nas figuras 1-A e 1-B. b) qual o modelo (1-A ou 1-B) que perdurou desde a Antiguidade até a Idade Média. Fonte: https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste-intermedio-de-ciencias- naturais, Acesso em 18 de fev. 2018. Questão 04) Lê com atenção o seguinte texto: “Graças ao uso do telescópio com fins científicos, Galileu realizou numerosas observações do Sistema Solar que o levaram a apoiar publicamente o modelo proposto por Copérnico, com uma Terra móvel...” a) Indique o nome do modelo proposto por Copérnico, que se encontra descrito no texto. b) Quais eram as ideias aceitas para organização do Universo na época de Galileu? Fonte: http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/provas_gabaritos/2009/Prova%2 0nivel%203%20da %20XII%20OBA_2009.pdf Questão 05) O modelo Ticónico híbrido propõe que o Sol gira em torno da Terra ao longo de um período de 365 dias. Enquanto isso, os demais planetas giram ao redor do Sol. Essa tese, que tenta alicerçar o modelo geocêntrico, foi proposto por: a) Issac Newton b) Cláudio Ptolomeu c) Johannes Kepler d) Tycho Brahe e) Galileu Galilei Fonte:https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste-intermedio-de-ciencias- naturais, acesso 18 de fev. 2018. http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/provas_gabaritos/2009/Prova%252 19 Questão 05) Coloque CERTO ou ERRADO na frente de cada uma das afirmações abaixo: a) ___Galileu observou que a Lua tinha montanhas e crateras, e o Sol tinha manchas escuras. b) ___ Galileu descobriu que a Via Láctea era construída por uma infinidade de estrelas. c) ___ Galileu descobriu que Júpiter tinha quatro satélites. d) ___ Galileu inventou a luneta astronômica. e) ___ Galileu observou as fases de Vênus. Fonte: http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/provas_gabaritos/2009/Prova%2 0nivel%203%20da%20 XII%20OBA_2009.pdf http://www.oba.org.br/sisglob/sisglob_arquivos/provas_gabaritos/2009/Prova%252 20 5.0 Referencias bibliograficas Apolônio de Perga. pt.wikipedia.org, 2018. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki/Apol%C3%B4nio_de_Perga>. Acesso em: 18, fev. 2018. BUFFON, Fábio. Plano de aula - Geocentrismo e Heliocentrismo. Nova escola, 2018. Disponível em:< https://novaescola.org.br/plano-de-aula/2585/geocentrismo-e-heliocentrismo #atividade-sistematizacao>. Acesso em: 18, fev. 2018. Exercícios de preparação para teste intermédio de Ciências Naturais. pt.scribd.com, 2018. Disponível https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste- intermedio-de-ciencias-naturais. Acesso em: 18, fev. 2018. História da astronomia. Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponivel em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%B3ria_da_astronomia> Acesso em 20 fev. 2018. História da Astronomia. Brasil escola, 2018. Disponível em: < https://brasilescola.uol.com.br/fisica/historia-astronomia.htm> Acesso em 18, fev. 2018. Johannes Kepler. In: Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponivel em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Johannes_Kepler> Acesso em 20 fev 2018. MOURÃO, Ronaldo Rogério de Freitas. O livro de ouro do Universo. 2ed. Rio de Janeiro: Harpercollins Brasil, 2016. NOGUEIRA, Salvador. Astronomia: ensino fundamental e médio / Salvador Nogueira, João Batista Garcia Canalle. Brasília: MEC, SEB; MCT; AEB, 2009. OBA-Olimpíadas Brasileira de Astronomia. Provas e gabaritos. Disponível em: < http://www.oba.org.br/site/?p=conteudo&idcat=9&pag=conteudo&m=s/> Acesso em: 23 de fev. de 2018. OLIVEIRA FILHO, Kepler de Souza: Saraiva, Maria de Fátima Oliveira. Astronomia e astrofísica. Porto Alegre: Ed. Universidade /UFRGS, 2000. ROONEY, Anne. A História da Astronomia: Dos planetas aos pulsares e buracos negros/Anne Rooney. São Paulo: M. Books do Brasil Editora ltda, 2018. UFRGS, Movimento dos Planetas, Tycho, Kepler e Galileu, disponível em : http://astro.if.ufrgs.br/movplan2/movplan2.htm, acesso fev. de 2018. https://pt.wikipedia.org/wiki/Apol%C3%B4nio_de_Perga https://novaescola.org.br/plano-de-aula/2585/geocentrismo-e-heliocentrismo#atividade-sistematizacao https://novaescola.org.br/plano-de-aula/2585/geocentrismo-e-heliocentrismo#atividade-sistematizacao https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste-intermedio-de-ciencias-naturais https://pt.scribd.com/document/89982754/exercicios-de-preparacao-para-teste-intermedio-de-ciencias-naturais https://brasilescola.uol.com.br/fisica/historia-astronomia.htm http://astro.if.ufrgs.br/movplan2/movplan2.htm Nível III- (Ensino Fundamental – Anos Finais) Mestrando: Claudio Alexandre Gomes Unidade 02- Sistema Solar: Origem, Sol, Lua, Planetas e planetas anões, Movimentos (translação e rotação) de alguns astros do sistema solar 21 Sequência Didática -SD 02 Unidade 02- Sistema Solar: Origem, Sol, Lua, Planetas e planetas anões, Movimentos (translação e rotação) de alguns astros do sistema solar 1.0- Introdução Esta sequência aborda a importância do Ensino de Astronomia na Escola. Astronomia é um elemento motivador, uma vez que atrai e desperta a curiosidade dos alunos, logo no começo da sua vida escolar. Assim, o ensino dessa temática desperta o interesse em aprender sobre as ciências, principalmente porque está no cotidiano das crianças. 2.0 - Objetivo(s) a) Entender conceitos básicos de Astronomia, como rotação e translação; b) Identificar todos os planetas do sistema solar e o satélite da Terra (a Lua); c) Estabelecer as características que definem os planetas em categorias: rochosos, gasosos e anões; c) Relacionar esses conceitos aplicados com a prova da OBA. 3.0- Conteúdo(s) a) Componentes do Sistema Solar: Origem, Sol, Lua, Planetas e planetas anões; b) Movimentos (translação e rotação) de alguns astros do sistema solar. 4.0- Público alvo Ensino Fundamental- Nível III (6º ao 9º ano). 5.0 - Tempo estimado 02 (dois) encontro de 120 minutos. 6.0- Material necessário Material didático em anexo. 22 1.- DESCRIÇÃO Durante quase 2000 anos, tinha-se que nosso planeta Terra ocupava centro do Universo. Que todos os copos celestes, inclusive o Sol, girava na órbita de nosso planeta. Mais tarde, com Nicolau Copérnico, foi levantada que seria o Sol o centro do Universo. O tempo passou e o homem passou cada vez mais a evoluir no seu vasto conhecimento sobre o espaço, se apropriando de resposta antes impensáveis como a existência de um imenso infinito, tais como galáxias, estrelas maiores e menores, mais quentes e mais frias do que o Sol, existência de outros planetas, buracos negros, etc. Por fim, hoje sabemos que o Sol influência de forma direta nas órbitas dos planetas de nosso sistema solar, entre eles, nosso planeta Terra. O sistema solar é o nome dado ao sistema planetário constituído do Sol e o conjunto de corpos celestes que se encontra girando a sua volta: os oitos planetas, os seus 166 satélites naturais conhecidos (geralmente chamado de “luas”), os cinco planetas anões e milhões de pequenos corpos (asteroides, objetos gelados, cometas, meteoroides, poeira interplanetária etc.). (Mourão, 2016, p.144). Mourão (2016) aponta, que esquematicamente, o sistema solar é composto pelo Sol, quatro planetas terrestres internos, um cinturão de asteroides composto de pequenos corpos rochosos, quatro gigantes gasosos e um segundocinturão externo chamado Cinturão Kuiper, composto por objetos gelados. Para além deste cinturão encontra-se um disco de objetos dispersos, nomeados de nuvem de Oort. Os planetas do sistema Solar, segundo aponta Oliveira Filho (2014), do mais próximo ao mais distante do Sol são denominados Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Seis desses planetas têm satélites em órbita e cada planeta exterior está rodeado por um sistema de anéis de poeira e outras partículas. A figura 1, ilustra esquematicamente a organização do sistema solar. Figura 1: ilustra esquematicamente a organização do sistema solar Fonte: https://revistapesquisa.fapesp.br/2016/07/14/jupiter-pos-mercurio-na-linha/ 23 2. - ORIGEM DO SISTEMA SOLAR A hipótese moderna, conforme aponta Oliveira Filho (2014), mais aceita dentro da comunidade científica, é a que diz que há 4,6 bilhões de anos existia uma nuvem de poeira e gás – uma nebulosa1, que começou a se contrair devido a autogravidade. A explosão de uma estrela, uma supernova2, pode ter acabado com o equilíbrio gravitacional da nuvem, iniciado a contração, mas o colapso gravitacional pode ter surgido de maneira espontânea também. Daí infere-se que a origem do sistema solar é baseada na HIPÓTESE NEBULAR, conforme ilustrado na figura 2. Essa hipótese foi sugerida em 1755 pelo filósofo alemão Immanuel Kant (1724-1804), e desenvolvida em 1796 pelo matemático francês Pierre-Simon de Laplace (1749-1827). Segundo Oliveira Filho (2014) foi Laplace, que desenvolveu a teoria das probabilidades, calculou que como quase em todos os planetas estão no mesmo plano, giram em torno do Sol na mesma direção, e giram em torno de si mesmo na mesma direção (com exceção de Vênus), só poderiam ter se formado de uma mesma grande nuvem discoidal de partículas em rotação, a nebulosa solar. 1 Nebulosa – uma nuvem de poeira ou gás que ao sofrer uma instabilidade. Está instabilidade pode ser gerada devido eventos externos como a explosão de uma estrela ou interno de origem da própria nuvem. Esses eventos podem resultar em três consequências: pode se expandir e dispersar, ou pode contrair. E apenas nesta última possibilidade que pode formar uma ou várias estrelas. 2 Supernova – são o “último suspiro” de uma estrela agonizante. São explosões tão poderosas que mesmo que ocorressem bem longe de nós, faria um grande estrego na Terra. Fonte: Oliveira Filho, 2014, p. 160. Figura 2: Hipótese de formação do Sistema Solar- Nebulosa Solar 24 3. - O SOL O Sol é o principal corpo celeste do sistema solar, detém 99,8% da massa desse sistema. Segundo Horvvath (2008), o Sol como toda estrela tem o formato de uma esfera de gás ionizado brilhante, que se encontra em equilíbrio hidrostático é mantido por sua própria gravidade e por foças geradas por fusões nucleares. Ele é composto principalmente por hidrogênio (74%) e hélio (24%), além de outros elementos químicos (oxigênio e carbono). Sua estrutura interna é composta por 8 camadas, sendo as principais o Núcleo, a Zona de radiação e Zona de convecção, conforme ilustra a figura 3. 3.1 - Dimensionando nosso astro-rei O Sol é aproximadamente 1,3 milhões de vezes maior que a Terra, ou seja, caberia aproximadamente 1,3 milhões de Terras dentro do Sol. A distância da Terra ao Sol é de cerca de 150 milhões de Km, ou seja 1 Unidade Astronômica (UA). A luz emitida pelo Sol leva cerca de 8 minutos para chegar até nosso planeta. Sua temperatura nas camadas externas pode chega a 6.000ºC. De acordo com Horvath (2008), a cor Sol é branca, e o enxergamos como amarelo devido a dispersão da luz na nossa atmosfera. 3.2 - Evolução De acordo com Horvath (2008), aponta que Sol possivelmente tenha se formado há cerca 4,57 bilhões de ano. É considerado uma estrela de sequência principal e está próximo da metade da etapa de vida desse tipo de astro, pois, cerca de 50% do hidrogênio do núcleo solar já foi queimado. Assim, como acontece na natureza onde todo ser vivo nasce, cresce e morre, o mesmo destino vale para as estrelas, mas com um “pouquinho” mais de tempo. O Sol ainda tem combustível para queimar por menos de 4 a 5 bilhões de anos. A figura 4 mostra o ciclo de vida do Sol. Figura 3: Estrutura do Sol Fonte: https://pt.wikipedia.org/ wiki/Sol Figura 4: Ilustra o ciclo de vida do Sol. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Sol https://pt.wikipedia.org/ 25 4. - A LUA: SATÉLITE NATURAL DA TERRA A Lua é o satélite natural da Terra, é o lugar mais distante para o qual o homem já viajou. Oliveira Filho (2014), afirma que a Lua não tem atmosfera, não emite luz própria e sua superfície é marcada por impactos de corpos celestes, nos dois lados no visível e não visível, na verdade planícies basálticas formadas por antigas erupções vulcânicas a figura 5, ao lado ilustra a parte visível da Lua. A rotação da Lua é sincronizada com a da Terra, fato que vemos sempre a mesma face, ou seja, a lua apresenta um período de translação igual ao período rotação em torno de seu próprio eixo. Portanto, a Lua tem rotação sincronizada com a translação. 4.1 - Dimensionando a Lua De acordo com Fressin (2018), destaca que a nossa Lua é o 5º (quinto) maior satélite do sistema solar. Possui um diâmetro que mede 3.478 km. Seu tamanho representa cerca de 25% do tamanho do planeta Terra. A distância da Terra à Lua é cerca de 384 mil km. Foi formada a cerca de 4,53 bilhões anos. 4.2 - Hipótese da criação da Lua A hipótese mais aceita sobre a formação da Lua é a Teoria do Grande Impacto, que aponta que a Lua teria sido arrancada do planeta Terra cerca de 100 milhões de anos depois que o Sistema Solar começou a se formar, dando à Lua uma idade de 4,53 bilhões anos (contra 4,54 bilhões de anos da Terra). Para essa teoria, um corpo do tamanho do planeta Marte, chamado de Theia teria se chocado com a recém-formada Terra, lançando no espaço uma grande quantidade de material que se juntou e formou a Lua, a figura 6 ilustra a simulação dessa teoria (HORVATH, 2008, p.61). Essa teoria é sustentada por pesquisas realizadas por Rooney (2018), das rochas e da poeira trazidas da Lua pelas missões Apolo nas décadas de 1960 e 1970 constataram que essas as amostras possuíam composição semelhante à da Terra, mas não idênticas. Parece que a Lua combinou partes de Theia e da Terra. Figura 5: Ilustra a Lua Fonte: Fressin, 2018, p.21 Ilustra a Lua Figura 6: Ilustra os eventos da Teria do Grande Impacto, Theia colidindo com a Terra e dando origem a Lua. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Lua 26 4.3 – Influência da Lua sobre as marés A influência mais notável da Lua sobre a Terra é a força de maré, que faz os oceanos do nosso planeta apresentarem uma expansão na direção do satélite, graças à força gravitacional mais forte que afeta a parte da Terra que está mais próxima da Lua e, em menor escala, da atração gravitacional exercida pelo Sol sobre a Terra. A ideia básica da maré provocada pela Lua, por exemplo, é que a atração gravitacional sentida por cada ponto da Terra devido à Lua, depende da distância do ponto à Lua. Assim, a atração gravitacional sentida no lado da Terra que está mais próximo da Lua é maior do que a sentida no centro da Terra, e a atração gravitacional sentida no lado da Terra que está mais distante da Lua é menor do que a sentida no centro da Terra. Portanto, em relação ao centro da Terra, um lado está sendo puxado na direção da Lua, e o outro lado está sendo puxado na direção contrária. Como a água flui muito facilmente, ela se “empilha” nos dois lados da Terra, que fica com um bojo de água na direção da Lua e outro na direção contrária (OLIVEIRA FILHO, 2014, p. 115). A figura 7, ilustra esse movimento de marés decorrente da força gravitacionalexercida reciprocamente por esses dois corpos celestes. 4.4 - Fases da Lua A Lua ao executar sua trajetória em torno da Terra sofre uma gradual mudança de fases. As fases referem-se na verdade na mudança aparente da parte visível iluminada da Lua, pois, a Lua durante este ciclo vai tendo uma variação de sua posição em relação à Terra e ao Sol. O ciclo completo é conhecido como lunação e dura um em torno de 29,5 dias para se completar. Essa gradual mudança de fases é classificada em quatro fases mais características desse ciclo, os quais são: Lua Nova, Quarto-Crescente, Lua Cheia e Quarto-Minguante. Oliveira Filho (2014, p.79), conceitua cada uma dessas fases de forma objetiva, como sendo: Figura 7: A força gravitacional da Lua cria um bojo de maré no lado da Terra mais próximo do satélite. Fonte: Stuart, 2018, p. 83. 27 Lua Nova: É quando a face visível da Lua não recebe luz do Sol, pois os dois astros estão na mesma direção. Nessa face, a Lua está no céu durante o dia, nascendo e se pondo aproximadamente junto com o Sol. Durante os dias subsequentes, a Lua vai ficando cada vez mais a leste do Sol, e portanto o lado oeste da face visível vai ficando crescentemente mais iluminado, até que, aproximadamente uma semana depois, temos o Quarto-Crescente, com 50% da face iluminada. Lua Quarto-Crescente: É quando a metade oeste da face voltada para a Terra está iluminada. Lua e Sol, vistos da Terra, estão separados de aproximadamente 90º. A Lua nasce aproximadamente ao meio-dia e sepõe aproximadamente à meia-noite. Após esse dia, a fração iluminada da face visível continua a crescer pelo lado oeste, pois a Lua continua a leste do Sol, até que atinge a fase Cheia. Lua Cheia: 100% da face visível está iluminada. A Lua está no céu durante toda a noite, nasce quando o Sol se põe e se põe ao nascer do Sol. Lua e Sol, vistos da Terra, estão em direções opostas, separados de aproximadamente 180º, ou 12h. Nos dias subsequentes a porção da face iluminada passa a ficar cada vez menor à medida que a Lua cada vez mais a oeste do Sol, que a ilumina pelo lado leste. Aproximadamente 7 (sete) dias depois, a fração iluminada já se reduziu a 50%, e temos o Quarto-Minguante. Lua Quarto-Minguante: A Lua está aproximadamente 90º a oeste do Sol, e vemos iluminada a metade leste de sua face visível. A Lua nasce aproximadamente à meia-noite e se põe aproximadamente ao meio-dia. Nos dias subsequentes a Lua continua a minguar, até atingir o dia 0 (zero) do novo ciclo. Essas fases da Lua estão ilustradas na figura 8, abaixo. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Lua. 28 5. - ECLIPSE Eclipse é um evento astronômico que ocorre no céu, quando a posição de um corpo celeste em circulação, que normalmente é visível, fica momentaneamente impedido de ser visto. Existem dois tipos principais de eclipse: o solar e o lunar. 5.1- Eclipse solar Nesse tipo de eclipse a sombra da Lua é projetada em nosso planeta, ou seja, o disco lunar oculta o disco solar total ou parcialmente e ficamos impedidos de ver o Sol momentaneamente. Esse tipo de eclipse acontece durante a fase da lua nova, pois nessa fase a Lua encontra-se entre o Sol e a Terra. (Oliveira Filho, 2014, p. 57) A sombra da Lua projetada sobre a superfície da Terra e dividida em duas zonas principais: a umbra e a penumbra, conforme ilustra a figura 9. A partir destas duas regiões podemos observar dois tipos de eclipse solar: o total e o parcial. O eclipse total do Sol ocorre quando todo disco do Sol está atrás da Lua e consequentemente a umbra da Lua é projeta na Terra. Caso contrário temos o eclipse parcial, quando a penumbra da Lua atinge a Terra, conforme ilustra a figura 9. Para Stuart, a forma mais espetacular de eclipse é o eclipse solar total, onde comenta que em qualquer localidade da Terra sob o ponto de vista do observador, são acontecimentos raros, mas um eclipse total ocorre em nosso planeta a cada 18 meses mais ou menos. A rápida passagem da Lua pelo céu faz com que o espetáculo nunca consiga durar mais que 7 minutos e 32 segundos (STUART, 2018, p. 18). 5.2- Eclipse lunar Eclipse lunar é um fenômeno astronômico que ocorre quando a Lua entra na sombra do Planeta Terra. Nesse tipo de eclipse a Lua pode ficar ocultada total ou parcialmente pela sombra da Terra. Esse tipo de eclipse ocorre sempre durante a fase da lua cheia. De acordo com a posição da Lua na sombra projetada pela Terra temos três tipos básicos de eclipse lunar: total, parcial e penumbral (OLIVEIRA FILHO, 2014, p.52). Ainda segundo Oliveira Filho (2014), no eclipse lunar total a Lua fica totalmente imersa na umbra da Terra. O eclipse parcial acontece quando parte da Lua passa na intersecção entre a umbra e a penumbra. Já o eclipse penumbral a Lua passa somente sobre a penumbra. Figura 09: Ilustra o eclipse solar total e parcial. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Eclipse_solar 29 Diferentemente dos eclipses solares, que são mais raros, os eclipses lunares são razoavelmente mais frequentes e duram mais tempo. A duração máxima de um eclipse lunar, incluindo as fases de parcialidade, é 3,8 horas. Em contraste com um eclipse do Sol, que só é visível em uma pequena região da Terra, um eclipse da Lua é visível por todos que possam ver a Lua, ou seja, por todo o hemisfério da Terra onde é noite. Devido a isso, os eclipses da Lua são vistos com maior frequência que eclipses do Sol, de um dado local na Terra. A figura 10 ilustra esse tipo de eclipse. 6.- PLANETAS DO SISTEMA SOLAR De acordo do Stuart (2018), conceitua que planetas são corpos celestes que orbitam uma estrela ou remanescente de estrela e não têm ou nunca tiveram reações nucleares. Em nosso sistema solar, orbitam em torno do Sol oito planetas. Na ordem de proximidade com sol, temos Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, conforme ilustra a figura 11. Lembrando que Plutão até 2006, era tido como o 9º (nono) planeta do sistema solar, mas foi rebaixado para planeta-anão. Figura 10: Ilustra os tipos de eclipse lunares Fonte: http://astro.if.ufrgs.br/eclipses/eclipse.htm Fonte: https://super.abril.com.br/ciencia/por-dentro-dos-planetas/. Figura 11: Ilustra os planetas do nosso sistema solar na sequência a partir do Sol. 30 6.1- O que define um planeta Um corpo celeste para merecer o título de planeta quando apresentar três características definidas pela União Astronômica Internacional- UAI, segundo Stuart (2018) esses três requisitos são: 1º) orbitar ao redor de uma estrela; 2º) tem forma determinada pelo equilíbrio hidrostático (arredondada) resultante do fato de que sua força de gravidade supera as forças de coesão dos materiais que o constituem; e 3º) ter a sua órbita livre, ou seja, não receber a influência direta da gravidade de outros planetas que modifique os seus movimentos. 6.2 - Tipos de planetas Os planetas se dividem em dois grupos: Os telúricos ou terrestres e os gasosos, conforme ilustrado na Figura 12. 6.2.1- Planetas telúricos/terrestres ou internos Nessa classificação são enquadrados os planetas mais densos dos ditos rochosos. Suas principais características é que orbitam mais próximo do Sol, são menores, sua principal composição e de metal e rochas e apresentam uma estrutura interna composta de três camadas (crosta, manto e núcleo). Pertencem a esse grupo os planetas: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte. 6.2.1 - Planetas gasosos/jovianos ou externos Nessa divisão entram os maiores planetas do sistema solar, também chamados de planetas gigantes ou jovianos. Sua provável composição são os gases (hidrogênio, hélio, metano), mas assumem diferentes estados físicosdependendo de temperatura e pressão. Estão localizados em órbitas mais afastado do Sol. Os planetas desse grupo possuem vários satélites naturais ao seu redor, também é comum a presença de sistema de anéis. Nesse grupo temos os planetas: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Figura 12: Ilustra os tipos de planetas do sistema solar. Fonte: próprio autor. 31 6.3 - Características dos planetas Agora iremos abordar as características dos planetas do sistema solar: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. 6.3.1- Mercúrio De acordo com Stuart (2018), destaca que Mercúrio é o menor planeta do sistema solar, possui diâmetro de 4.879 km. Mesmo sendo o planeta mais próximo do Sol, ele não é mais quente, essa proeza fica para o planeta Vênus. A temperatura em sua superfície estima-se que pode chagar ao absurdo de 450ºC. Devido à ausência de atmosfera para reter todo esse calor, a noite em Mercúrio a temperatura cai para menos de 170ºC negativos, ou seja, uma variação de mais de 600º graus. Seu movimento de rotação dura 59 dias terrestres, já seu movimento de translação dura 88 dias terrestres. Mercúrio possui uma superfície provavelmente sólida e repleta de crateras, bem similar a Lua. Seu núcleo é formado basicamente por ferro e níquel que ocupa cerca de 75% do planeta, a figura 13 ilustra a estrutura interna desse planeta. 6.3.2 – Vênus O planeta Vênus é o segundo planeta partindo do Sol, orbitando região inferior da Terra. Assim como a Terra, possui uma atmosfera, mas ela é quente, densa, e consiste principalmente em dióxido de carbono. Vênus possui um núcleo metálico envolto por um manto de mais 3 mil km de rochas derretidas, coberto por uma crosta que é composta basicamente por basalto, ver a figura 14. Vênus é o planeta mais quente do Sistema Solar, a temperatura na superfície pode chegar a 470º, quente suficiente para derreter o Zinco. Vênus não possui satélite natural. A pressão atmosférica em Vênus é superintensa. Vênus possui um diâmetro de 12.102 km, seu movimento de rotação equivale a 243 dias terrestres, já o movimento de translação leva 224 dias terrestres para completar (STUART, 2018, p. 104). Figura 13: Ilustra a formação interna do planeta Mercúrio. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por- dentro-dos-planetas Figura 14: Ilustra a estrutura interna do planeta Vênus. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por- dentro-dos-planetas 32 6.3.3-Terra O planeta Terra é o 3º planeta mais próximo do Sol e possui uma atmosfera ideal para a existência e proteção da vida trataremos sobre nosso planeta na SD 03. 6.3.4 - Marte O planeta Marte é o 4º (quarto) planeta mais próximo do Sol. É conhecido também como o planeta vermelho, tem essa acunha devido à cor avermelhada de sua superfície, proveniente do óxido de ferro presente em seu solo. Possui uma atmosfera rarefeito, sua temperatura varia entre 143º negativo até 35º positivo. Nesse planeta que encontramos o maior vulcão conhecido do sistema solar, o Monte Olimpo, com 27 km de altura e 600 de diâmetro. Marte possui dois satélites naturais (Luas), chamadas de Phobos e Deimos. Ele tem 6.794 km de diâmetro, seu movimento de rotação dura cerca de 24 horas e 37 minutos terrestres, tem movimento de translação que dura 687 dias. Segundo Stuart (2018), o planeta Marte apresenta uma estrutura interna composta por uma crosta de rochas sólidas, seu núcleo é formado por ferro e enxofre, seu manto é formado por rochas derretidas, conforme ilustra a figura 15 ao lado. 6.3.5 – Júpiter O planeta Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, fica 5 vezes mais longe do Sol do que da Terra. É o 5º planeta a partir do Sol. Júpiter quebra todos os recordes de grandeza entre os planetas do Sistema Solar. Tem um raio de 71.492 km, 11 vezes maior que o raio do nosso planeta. Seu movimento de translação leva quase 12 anos terrestres para completar sua órbita. Só para dimensionar, se Júpiter fosse oco, caberia de 1.321 Terras dentro dele (STUART, 2018, p.116). Júpiter, segundo Mourão (2016), acredita-se que sua atmosfera é composta principalmente pelo hidrogênio, sendo 25% de sua massa composta de hélio. Sua estrutura interna possui um núcleo denso formado por uma mistura de elementos, embora, como os outros planetas gasosos, não possua uma superfície sólida bem definida. A figura 16 ilustra a possível estrutura interna desse planeta. Figura 15: Ilustra a estrutura interna do planeta Marte. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por- dentro-dos-planetas Figura 16: Ilustra a estrutura interna do gigante planeta Júpiter. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por- dentro-dos-planetas 33 Esse gigante gasoso, de acordo com Stuart (2018), possui 69 satélites naturais (Luas) confirmados ao redor em sua órbita. Dentre esses satélites quatro se destaca pelo tamanho é são chamados satélites galileanos, pois foram observados pela primeira vez por Galileu Galilei, em 1610. Eles são: Io, Europa, Ganímedes e Calisto. Sendo que Ganímedes é a maior Lua do Sistema Solar seu diâmetro é maior que o do planeta Mercúrio. Júpiter também possui um sistema de anéis, mas não são tão evidentes como os anéis de Saturno. 6.3.6 - Saturno O planeta Saturno é o 2º maior planeta do sistema solar, segundo Stuart (2018), caberia nele mais de 750 Terras, em tamanho só perde para Júpiter. O movimento de translação desse planeta dura cerca de 30 anos terrestres. Saturno possui a menor densidade entre todos os planetas, menor que a da água da Terra. Sua atmosfera é composta principalmente por hidrogênio e hélio e provavelmente tem um núcleo rochoso, circundado por uma espessa camada de hidrogênio metálico e hélio, como ilustra a figura 17. Ele tem ainda, um sistema de anéis que são visíveis até por uma luneta, esses anéis são compostos de pedaços de gelo e rocha, possivelmente os detritos de uma pequena lua despedaçada por forças gravitacionais há cerca de 100 milhões de anos atrás. Esse planeta possui mais de 80 satélites naturais já catalogados a maioria sendo corpos menores capturados por sua força gravitacional. As Luas mais conhecidas desse gigante são; Titã, Encélado, Mimas, Tétis, Febe e Japeto. Titã é o maior dos satélites naturais de Saturno, que é um pouco maior que o planeta Mercúrio e é a 2ª maior Lua do sistema solar, ficando atrás apenas de Ganímedes, uma lua de Júpiter (STUART, 2018, p. 123). Figura 17: Ilustra a estrutura interna do planeta Saturno e de seus anéis. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por-dentro- dos-planetas 34 6.3.7 -Urano De acordo com Stuart (2018) o planeta Urano é terceiro maior do sistema solar e o sétimo planeta a partir do Sol. É uma esfera gigante de líquido e gás. Urano possui uma cor azulada devido à presença do gás metano em sua superfície. A atmosfera de Urano é composta possivelmente por hidrogênio e hélio. Sua estrutura interna acredita-se que seja composta por gelo e rachas, conforme ilustra a figura 18. A temperatura mínima nesse planeta pode chegar aos 220ºC negativos é um planeta de frio extremo. Esse planeta possui 27 luas conhecidas, sendo que o satélite chamado de Titânia a maior delas. Urano tem uma inclinação Axial muito acentuada, fato que realiza sua rotação parcialmente de lado, seus polos são quase que totalmente virado para o Sol. A singularidade, que faz com seu período orbital (translação) dure cerca de 84 anos terrestres, permitindo que os polos de Urano tenham 42 anos de dias sempre iluminados, seguidos de outros 42 anos de total escuridão. Urano também apresenta um conjunto de anéis, comum neste tipo de planeta gasoso (STUART, 2018, p. 125). 6.3.8 –Netuno Netuno é um planeta gasoso é o oitavo do sistemasolar e o último a partir do Sol. De acordo com Mourão (2006), aponta que o diâmetro desse planeta é 50 mil km, Netuno efetua seu movimento de translação em torno do Sol em cerca de 164 anos. Possui 17 vezes a massa da Terra e 58 vezes seu volume. É constituído basicamente por hidrogênio e hélio em sua densa atmosfera, possuem uma porcentagem mais alta de camadas de água, amônia e metano, elementos que acabam contribuído para a sua cor azulada. Seu núcleo e formado por rochas e gelo, conforme ilustra a figura 19. Uma característica marcante de Netuno, segundo Stuart (2018), são seus ventos fortes, que chegam a enormes velocidades, cerca de 2.000 km/h. A temperatura nesse planeta chega aos 218ºC negativos. De acordo Schwarza (2018), aponta que Netuno tem 14 satélites naturais conhecidos. O maior recebe o nome de Trintão. Um fato curioso e que Trintão orbita Netuno na direção oposta se comparadas às outras luas e é a única Lua esférica que orbita Netuno. Figura 18: Ilustra a estrutura interna do planeta Urano, descoberto em 1781. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por-dentro- dos-planetas Figura 19: Ilustra a estrutura interna do planeta Netuno. Fonte: https://super.abril.com.br/tecnologia/por- dentro-dos-planetas 35 7.- SATÉLITES NATURAIS Oliveira Filho (2014), define um satélite natural como sendo um corpo celeste que orbita em torno de um planeta ou outro corpo celeste. No Sistema Solar existem vários desses corpos orbitando planetas. Quase todos os planetas possuem uma ou mais luas, as exceções são Mercúrio e Vênus. Alguns se assemelham a pequenos planetas enquanto outros possuem apenas algumas dezenas de metros de diâmetro. Entre os maiores satélites destacam-se a Lua (satélite da Terra), Io, Europa, Ganimedes e Calisto (os quatro maiores satélites de Júpiter, chamados coletivamente de satélites Galileanos), Titã (satélite de Saturno), e Tritão (satélite de Netuno). A figura 20, ilustra as principais luas de cada planeta. 8. - PLANETAS ANÕES Segundo Stuart (2016), Planeta anão é uma definição proposta pela União Astronómica Internacional (UAI), para definir um novo grupo de corpos celestes do nosso Sistema Solar, para essa organização engradar-se como planeta-anão todo corpo celeste que: orbite em torno do Sol, que tenha formato esférico devido a sua própria gravidade, que não possua fusão nuclear interna e cuja órbita esteja localizada em uma região do Sistema Solar que possua outros corpos orbitando em torno do Sol. Com a definição desses pré-requisitos para se definir um planeta como anão, Plutão que foi rebaixado em 2006 para planeta anão pela UAI. Figura 20: Ilustra as luas mais importantes do sistema solar e seu respectivo planeta. Fonte:http://www.observatoriodumont.com.br/2018/04/os-10-maiores-satelites-do-sistema- solar.html . 36 Pela essa classificação temos hoje seis corpos celestes no sistema solar nomeados como planetas anões que são: Ceres, Plutão, Haumea, Makemake, Éris e Sedna. Com exceção de Ceres, todos os outros têm suas órbitas localizadas além da órbita de Netuno. A figura 21, ilustra a localização dos Planetas anões no sistema solar. 8.1 - Características dos planetas anões 8.1.1 Plutão De acordo com Stuart (2016), Plutão pertence agora ao grupo dos planetas anões. Ele foi descoberto em 18 de fevereiro de 1930 por Clyde Tombaugh, e desde da sua descoberta não deu uma volta ao redor do Sol, já que um ano em Plutão dura 248 anos terrestres. Plutão tem apenas cerca de 2/3 dois terços do diâmetro da Lua terrestre e sua massa corresponde a apenas um sexto da massa do satélite, a figura 22, ilustra esse planeta anão. Platão faz parte do cinturão de Kuipe, uma área do sistema solar que está localizada além da orbita de Netuno. Ainda conforme Stuart (2016) destaca que esse Cinturão abriga milhares de outros corpos celestes. Plutão está muito longe do Sol, só para ter uma ideia a luz do Sol demora cerca de 5 horas para chegar nele. Seu movimento de rotação dura mais de 6 dias terrestres. Plutão tem cinco satélites naturais conhecidos: Caronte, Nix, Hidra, Cérbero e Estige. Sendo que Caronte é a maior delas, tendo a metade do tamanho de Plutão. Figura 21: Ilustra na ordem a partir do Sol a localização dos planetas anões do nosso sistema solar Fonte: https://www1.folha.uol.com.br/1401483-telescopio-ve-agua-no-planeta-anao-ceres.shtml Figura 22: Fotografia em cores de Plutão, obtida pela sonda New Horizons em 14 de julho de 2015, de uma distância de 450 mil quilômetros. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/ Plut%C3%A3o. 37 8.1.2 Ceres Ceres foi descoberto em 1801. De acordo com Stuart (2016), aponta que Ceres maior corpo celeste do cinturão de asteroides, localizado entre Marte e Júpiter. Ceres tem um formato arredondado, sua superfície é cheia de crateras. Ele tem cerca 1000 km de diâmetro e massa de um centésimo da Lua. Seu núcleo possivelmente é rochoso, envolto em um manto de gelo. O período orbital de Ceres é de 4,6 anos terrestres, para girar em torno seu próprio eixo leva 9 horas e 4 minutos. 8.1.3- Haumea O planeta anão Haumea é membro de um grupo de objetos que orbitam em uma zona semelhante a um disco além da órbita de Netuno chamada cinturão de Kuiper, localizado a 43,3 UA (Unidade Astronômica) do Sol, ou seja, um pouco mais de 43 vezes a distância da Terra ao Sol. Para Stuart (2016), aponta que Haumea possui dois pequenos satélites naturais, Hiʻiaka e Namaka, que, acredita-se, sejam destroços que se separaram de Haumea devido a uma antiga colisão. Apesar de ter sido descoberto em 2004, só em 2008 é que se confirmou pertencer à categoria de planeta anão, recebendo o nome da deusa havaiana do nascimento e fertilidade. 8.1.4 - Makemake Makemake é o terceiro maior planeta anão do sistema solar e o maior objeto transnetuniano, com um diâmetro de cerca de 2/3 (dois terços) ao de Plutão. Possui um satélite conhecido, MK2. Sua superfície é possivelmente coberta por metano, etano e nitrogênio. Sua temperatura média de cerca de -243,2°C (MAKEMAKE, 2018). Makemake foi descoberto em 2005 no Observatório Palomar, por uma equipe liderada por Michael Brown, e anunciado em julho de 2005. Recebeu o nome do deus rapanui Makemake. Foi formalmente classificado como plutoide e planeta anão em julho de 2008 (STUART, 2016, p. 132). 8.1.5 - Éris Éris é um planeta anão, localizado na periferia do sistema solar, além do Cinturão de Kuiper. É o astro natural, situado no sistema solar, mais distante que os astrônomos já localizaram. A descoberta deste planeta anão foi confirmada por astrônomos norte-americanos em 2005. Sua distância do Sol é cerca de 13.500.000.000 km (cerca de 90 UA). Possui um satélite natural conhecido, chamado Disnomia. Apresenta uma temperatura média em torno de -230°C. Seu diâmetro é cerca de 2.325 quilômetros. Possui um Período orbital de 560 anos terrestres (ÉRIS (PLANETA ANÃO), 2018). 38 8.1.6 - Sedna Sedna foi descoberto em 2003, está cerca de três vezes mais longe do Sol que Netuno. Sua órbita é extremamente excêntrica, com um afélio3 de cerca de 937 UA (31 vezes a distância de Netuno), tornando-o um dos objetos mais distantes conhecidos no sistema solar além de cometas de longo período. Mesmo com aproximadamente 1.000 km de diâmetro, sua distância do Sol dificulta a determinação de sua forma, então não se sabe se está em equilíbrio hidrostático. Análises espectroscópicas revelaram que a composição da superfície de Sedna é parecida à de outros objetos transnetunianos, sendo principalmente uma mistura de gelo de água, metano e nitrogênio com tolinas. Sua superfície é uma das mais vermelhas no sistema solar (SEDNA, 2018).
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