Sistema Solar - if

SISTEMA SOLAR
Origem e Dinâmica
Sérgio Mittmann dos Santos
Astronomia
Licenciatura em Ciências da Natureza
IFRS − Câmpus Porto Alegre
2013
Origem do Sistema Solar
Regularidades desde a formação
Distância dos planetas ao Sol:
lei de Titius-Bode (1772):
{ [ ( 0, 3, 6, 12, 24, ... ) + 4 ] / 10 }
UA = ( 0,4 + 0,3·2n ) UA,
n = −•, 0, 1, 2, 3, …
Coplanaridade das órbitas
planetárias, exceto Mercúrio (e
Plutão)
Forma quase circular das
órbitas, exceto Mercúrio (e
Plutão)
Sentido comum do movimento
orbital dos planetas e da rotação
do Sol
Rotação dos planetas no mesmo
sentido do movimento orbital,
exceto Vênus e Urano
Diferenças sistemáticas de
composição química que
distinguem os planetas internos
ou telúricos dos externos ou
jovianos
99,87% da massa do Sistema
Solar está no Sol, mas 99% do
momento angular está nos
planetas
Origem do SS (cont.)
TEORIAS COSMOGÔNICAS
Origem estelar ou interestelar?
Estelar Teorias catastróficas: Sol formado antes
dos planetas
1. Cortejo planetário associado aos restos de uma
supernova que explodiu perto do Sol
2. Matéria solar arrancada, numa aproximação de
outro corpo celeste
Origem do SS (cont.)
INTERESTELAR Proposta da Nebulosa Solar Primitiva
NSP
Linhas gerais sugeridas por Laplace, em 1786
Todo SS formado a partir de restos de supernova +
matéria interestelar
Comprovação através da relativa abundância nos
planetas e no meio interestelar de restos de
supernova + matéria interestelar, como H, 2H, Li, Si,
Fe
Simultaneidade da formação do Sol, dos planetas e
de outros corpos atestada através de Evolução
estelar, Datação radioativa e Radioatividade fóssil
de meteoritos
Origem do SS (cont.)
www.if.ufrgs.br/~mittmann/formacao_do_sistema_solar.mpg
Origem do SS (cont.)
Origem do SS (cont.)
Teoria Nebular Moderna Devido à competição entre a
força gravitacional, a pressão do gás e a rotação, a
nebulosa, em contração, começa, em rotação, a
achatar-se, com um bojo no centro
Origem do SS (cont.)
Formação do Sistema Solar
1. Alta rotação da nuvem propicia a sua fragmentação
2. Um ponto de um fragmento tem sua atração gravitacional
aumentada localmente, promovendo a atração cada vez maior
da matéria circunvizinha = colapso gravitacional, ocorrido há
4,6 bilhões de anos = início do SS
3. No início, não há aquecimento central, porque densidade e
opacidade são insuficientes para impedir escape de radiação,
isto é, temperatura baixa = densidade baixa = transparência
alta
4. Decorrido algum tempo, a radiação tem dificuldade para
escapar, significando aquecimento e pressão centrais
maiores, porque a densidade aumentou, com a contração
(atração gravitacional) começando a ficar lenta, isto é,
temperatura alta ≡ equilíbrio hidrostático = equivalência entre
força gravitacional e força de empuxo
Origem do SS (cont.)
Ano 1.000
Grãos até a atual órbita de Mercúrio
vaporizam-se
Grãos condensados de silicatos e
óxidos sobrevivem na região dos
planetas telúricos
Substâncias mais voláteis (água,
dióxido de carbono, metano,
amônia) condensam-se apenas a
partir da região de Júpiter
Ano 100.000.000
1.
Formação dos protoplanetas
2.
Emissão pelo proto-Sol de intenso
vento que ejetou considerável
massa e dissipou restos de gás e
poeira, permitindo a passagem de
luz visível
3.
Sol na sua forma final
4.
Formação de planetas gigantes
(quando atingem 15·MTerra, inicia o
colapso hidrodinâmico, tendo como
conseqüência o aumento de
densidade e pressão, visando
atingir o equilíbrio hidrostático)
antes dos planetas telúricos
5.
Formação dos demais corpos do
SS
Origem do SS (cont.)
Origem da Vida no Sistema Solar
Proteínas e ácidos
nucleicos são constituídos
de H [água], O, C, N, Ca e K
Composição coincide com a
composição solar
Vida surgiu a partir do que
havia à volta?
Surgiu a partir da geração
espontânea num Universo
já evoluído quimicamente
há cerca de 3,5 bilhões de
anos
1954 Experiência de Stanley
Miller não é conclusiva
Sistema Solar
Dinâmica do Sistema Solar
O corpo dominante do sistema é o Sol
Todos os planetas giram em torno do Sol
aproximadamente no mesmo plano e no mesmo sentido
Quase todos os planetas giram em torno de seu próprio
eixo no mesmo sentido da translação em torno do Sol
Componente
Massa
Sol
99,85%
Júpiter
0,10%
Demais planetas
0,04%
Cometas
0,01% (?)
Satélites e anéis
0,000 05%
Asteróides
0,000 000 2%
Meteoróides e poeira
0,000 000 1% (?)
Referências
K. S. Oliveira Fo. e M. F. O. Saraiva. Astronomia e
astrofísica, 2a. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004
W. J. Maciel (ed.). Astronomia e astrofísica. São
Paulo: EdUSP, 1991
H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen e K. J.
Donner. Fundamental astronomy, 5a. ed. Berlim:
Springer, 2007
www.if.ufrgs.br/~riffel/formacaodosistsolar.pdf