volume ii

ISBN 978-85-8015-053-7
Cadernos PDE
VOLUME I I
Versão Online
2009
O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOS
DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE
Produção Didático-Pedagógica
SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO
SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO
DIRETORIA DE POLÍTICAS E PROGRAMAS EDUCACIONAIS
PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL - PDE
LUIZ FERREIRA BOMFIM
CADERNO TEMÁTICO
ASTRONOMIA BÁSICA PARA PROFESSORES DE CIÊNCIAS
LONDRINA
2010
2
LUIZ FERREIRA BOMFIM
CADERNO TEMÁTICO
ASTRONOMIA BÁSICA PARA PROFESSORES DE CIÊNCIAS
Caderno Temático apresentado à Secretaria de Estado
da Educação do Paraná, como requisito parcial ao PDE Programa de Desenvolvimento Educacional, pela UEL
– Universidade Estadual de Londrina e NRE - Núcleo
Regional da Educação de Londrina, na área de Ciências.
Orientadora: Profª MsC Patricia de Oliveira Rosa da
Silva.
LONDRINA
2010
3
SUMÁRIO
1. IDENTIFICAÇÃO ..................................................................................................... 5
2. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 5
3. UNIDADES DE MEDIDAS ASTRONÔMICAS .......................................................... 7
3.1. ANO-LUZ .............................................................................................................. 8
3.2. UNIDADE ASTRONÔMICA ................................................................................... 9
4. SISTEMA SOLAR ................................................................................................... 10
4.1. ORIGEM DO SISTEMA SOLAR ........................................................................... 11
4.2. O SOL .................................................................................................................. 11
3. ÓRBITAS DOS ASTROS ......................................................................................... 13
4.4. OS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR ................................................................. 17
4.5. MERCÚRIO ......................................................................................................... 18
4.6. VENUS ................................................................................................................ 19
4.7. TERRA ................................................................................................................ 19
4.8. MARTE ............................................................................................................... 22
4.9. JÚPITER .............................................................................................................. 23
4.10. SATURNO ......................................................................................................... 24
4.11. URANO ............................................................................................................. 25
4.12. NETUNO ........................................................................................................... 25
5. PLANETAS ANÕES................................................................................................ 26
5.1. CERES ................................................................................................................. 28
5.2. PLUTÃO .............................................................................................................. 29
5.3. HAUMEA ............................................................................................................ 30
5.4. MAKEMAKE ....................................................................................................... 31
5.5. ÉRIS .................................................................................................................... 31
6. ASTERÓIDES ......................................................................................................... 32
7. ESTRELAS ............................................................................................................. 33
8. VIA LÁCTEA ......................................................................................................... 34
9. GALÁXIAS ............................................................................................................ 35
9.1. GALÁXIAS ELÍPTICAS ....................................................................................... 36
9.2. GALÁXIAS ESPIRAIS ......................................................................................... 36
9.3. GALÁXIAS LENTICULARES .............................................................................. 37
9.4. GALÁXIAS IRREGULARES ................................................................................ 37
4
10. AGLOMERADOS ................................................................................................. 38
10.1. O GRUPO LOCAL .............................................................................................. 38
10.2. SUPERAGLOMERADOS .................................................................................... 39
11. UNIVERSO ........................................................................................................... 40
12. VIAGEM ESPACIAL............................................................................................. 41
13. O BRASIL NA ERA ESPACIAL ............................................................................. 50
14. ASTRONOMIA NO COTIDIANO .......................................................................... 51
15. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 51
16. REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 52
5
1. IDENTIFICAÇÃO
1.1. Professor PDE: Luiz Ferreira Bomfim.
1.2. Área: Ciências.
1.3. NRE: Londrina.
1.4. Município: Ibiporã-PR.
1.5. Professora Orientadora: Profª. Ms. Patrícia de Oliveira Rosa da Silva.
1.6. IES Vinculada: Universidade Estadual de Londrina – UEL.
1.7. Escola de Implementação: Colégio Estadual do Jardim San Rafael - Ibiporã-PR.
1.8. Público: Professores de Ciências.
2. INTRODUÇÃO
Este caderno tem como objetivo contribuir como um referencial teórico para o ensino
de Astronomia. Trata-se de uma atualização dos conhecimentos astronômicos de modo a
fortalecer a prática docente em sala de aula, buscando amenizar a lacuna existente entre a
formação inicial dos professores de Ciências e as dificuldades encontradas por eles nas aulas,
ao se depararem com conceitos básicos de Astronomia. A abordagem utilizada busca destacar
que a Astronomia não é uma ciência fragmentada ou isolada que acontece somente no céu,
levando o professor a se envolver com os conteúdos de forma a estimular as suas curiosidades
e um novo olhar para o ensino/aprendizagem de Astronomia no dia-a-dia da escola.
Desde a antiguidade, período em que os conhecimentos eram repassados aos jovens
através da família ou pelos “chefes das comunidades“ até os dias atuais, o conhecimento
adquirido, inclusive o astronômico, vem sendo transmitido ao longo do tempo, cada vez
tomando proporções devidas, a fim de satisfazer a necessidade humana com a criação de
escolas em todos os países do mundo.
6
A Educação no Brasil surgiu de um interesse privado, onde o dever de
educar cabia apenas às famílias, portanto era privilégio de poucos. Até o
século XVIII, a educação brasileira era caracterizada pela presença dos
Jesuítas e o ensino tinha como ênfase a religião. Os Jesuítas foram os
pioneiros em ensinar conhecimentos astronômicos no Brasil a partir da
“escola de ler e escrever” e mais tarde com os “colégios”, deram grandes
contribuições para a Astronomia e o seu ensino, e para as Ciências em geral.
(QUEIROZ, 2008, p. 25).
A importância do estudo da Astronomia deve estar intimamente ligada à educação
escolar, pois é por meio dela que cientistas e professores procuram explicar os diversos
fenômenos observados no universo. Tal importância se confirma nas Diretrizes Curriculares
de Ciências para o Ensino Fundamental da rede pública paranaense, que considera o estudo da
Astronomia como Conteúdo Estruturante.
De acordo com esse documento, o objeto de estudo da disciplina de Ciências é o
conhecimento científico que resulta da investigação da natureza, entendendo natureza como
um conjunto de elementos interligados que constitui o Universo e sua complexidade
(PARANÁ, 2008). Desse ponto de vista, o ensino de Astronomia ganha destaque como
conteúdo estruturante da disciplina o qual se integra com outros que se somam para formar o
currículo da disciplina. O conceito de conteúdo estruturante é dado como “conhecimentos de
grande amplitude que identificam e organizam os campos de estudo de uma disciplina escolar,
considerados fundamentais para a compreensão de seu objeto de estudo e ensino”.
(PARANÁ, 2008, p. 63). As diretrizes apresentam para o ensino/aprendizagem da
Astronomia, os seguintes conteúdos básicos: Universo, Sistema Solar, movimento celestes e
terrestres, astros, origem e evolução do Universo e gravitação universal, enfatizando-os como
conceitos necessários para o entendimento das questões astronômicas.
Caniato (1990) afirma que uma das tarefas mais importante do educador é a de mostrar
aos educandos a relevância do estudo da Astronomia, que abre o “apetite” para o início de
qualquer trabalho na área, trazendo a beleza do Universo atrelado à construção do
conhecimento pela humanidade ao longo dos tempos. Sabemos que a Astronomia está
intimamente ligada a todos os acontecimentos naturais do nosso planeta, seja o problema do
aquecimento global, seja na alteração das marés, seja na força gravitacional do primeiro passo
de uma criança ao lançamento de um satélite e visitas a outros astros do cosmos.
Nessa
perspectiva,
professores
devem
estar
preparados
para
lidar
com
questionamentos sobre Astronomia vindos de seus alunos. Devem compreender corretamente
os conceitos básicos utilizados nessa ciência e a maneira adequada de usá-los na relação com
7
os demais conteúdos, fazendo com que o aluno possa construir seu conhecimento escolar, a
partir da análise do conhecimento popular refinado pelo conhecimento científico.
A Astronomia oferece um vasto e rico ingrediente para aguçar a curiosidade de
qualquer pessoa na tentativa de compreender o funcionamento do Universo e os fenômenos
observados em nosso planeta e fora dele, questões que devem fazer parte do cotidiano de
educandos e educadores de todos os níveis de ensino, especialmente do ensino fundamental,
ou seja, as tantas curiosidades e busca do conhecimento para a compreensão do ambiente que
os rodeiam.
Os professores, provavelmente, não estejam preparados para responder a estas e outras
questões. Será que o conhecimento científico dos professores está amparado em conceitos
corretos sobre as diversas áreas da Astronomia? Em quais conteúdos os professores
apresentam dificuldades de formulação de conceitos? O que causou essa lacuna na formação
dos professores de Ciências em relação à Astronomia? É através do estudo da Astronomia,
que os professores poderão responder a esses questionamentos e esclarecer dúvidas sobre
essas e outras indagações, tendo como base o desenvolvimento dessa ciência, sua evolução
teórica, instrumental e experimental, assim como o avanço tecnológico da humanidade na
construção do seu conhecimento cientifico.
Leite e Hosoume (2007) apresentam a diferença entre a visão cientifica e do senso
comum em seu artigo “Os professores e suas formas de pensar astronomia”. As autoras
destacam alguns aspectos da forma pela qual os professores de Ciências concebem o
Universo, as características de seus elementos e como se articulam no espaço, tendo como
uma das questões fundamentais a constatação de que a compreensão do ensino de astronomia
exige um conhecimento espacial, ou seja, baseado na tridimensionalidade do espaço, diferente
da forma tradicional de verificação de conhecimento. Esse trabalho mostra claramente a
despreparação dos professores na utilização do conhecimento científico em suas atividades
docentes, ou seja, ensina-se Astronomia de forma plana e tradicional nas escolas. Elas
enfatizam que a observação é um dos principais instrumentos para a compreensão dos
conceitos astronômicos e também a necessidade de cursos de formação continuada para os
docentes de Ciências.
3. UNIDADES DE MEDIDAS ASTRONÔMICAS
As medidas utilizadas para o estudo da astronomia são grandes demais para
representarmos com números usados em nosso cotidiano, por este motivo vamos apresentar
8
algumas unidades de medidas que servem como base para o estudo da astronomia. Para
facilitar a leitura de números com uma grande quantidade de dígitos, a ciência se utiliza de
uma forma de escrever estes números através de notação científica.
Notação Científica é a escrita de números utilizando-se a multiplicação por uma
potência de 10.
Na notação científica, podemos escrever a distância seguindo algumas regras,
lembrando que 1 = 100 e 10 = 101.
a) Se a distância for menor que 1:
Multiplicamos o número sem a vírgula e multiplicamos por uma base 10 cujo
expoente será o valor correspondente ao número de algarismos à direita da vírgula acrescido
do sinal negativo.
Exemplos:
0,25 = 25 x 10-2
0,00038 = 38 x 10-5
b) Números maiores que 1:
Multiplicamos o número por uma base 10 cujo expoente será o valor correspondente
ao número de zeros a direita do número.
Exemplos:
15.000.000 = 15 x 106
12.800 = 128 x 102
Usualmente, a notação científica separa um número em duas partes: uma decimal,
normalmente entre 1 e 10, e uma potência de 10. Coloca-se, ou desloca-se, a vírgula no
número, contando as casas decimais que ficaram a sua direita que será o valor correspondente
ao expoente da base 10.
Exemplos:
150.000.000 = 15 x 107 = 1,5 x 108
300.000.000 = 3 x 108
3.1. ANO-LUZ
Ano-luz é uma unidade de medida que sempre causa confusão nas pessoas,
principalmente nos iniciantes ao estudo da astronomia. Trata-se de uma medida de
comprimento equivalente à distância que um raio de luz percorre em um ano.
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Ano-luz é a distância que um raio de luz percorre durante um ano terrestre.
Para calcular esse valor devemos multiplicar a velocidade de luz, aproximadamente
300.000.000 metros por segundo, pela quantidade de segundos que tem em um ano
31.536.000 segundos que será 9.460.800.000.000.000 de metros ou 9.460.800.000.000 Km. O
valor exato calculado pelos físicos e astrônomos é de 9.460.528.410.545.436,2688 metros.
Mas usualmente é utilizado um valor arredondado de 9,5 trilhões de quilômetros. Utilizando a
notação científica usa-se como unidade de medida ano-luz o valor 9,5 x 1012 km.
Assim como outras medidas de comprimento, o ano-luz também possui suas
subunidades: o a hora-luz, o minuto-luz e o segundo-luz.
Tabela 1 – Submúltiplos ano-luz
1 ano-luz
9.460.528.410.545,4362688 km
9,5 x 1012 km
1 hora-luz
1.080.000.00 km
109 km
1 minuto- luz
18.000.000 km
1,8 x 107 km
1 segundo-luz
300.000 km
3 x 105 km
Lembrete: Ano-luz é uma medida de distância e não de tempo.
3.2. UNIDADE ASTRONÔMICA
A unidade astronômica é uma medida de distância importante para o estudo do
Sistema Solar, pois representa a distância média entre a Terra e o Sol. É representada pela
abreviatura de “UA”, sempre em letra maiúsculas, e corresponde a uma distância de
149.597.870,691 km, que em usualmente é arredondado seu valor para 150.000.000 km, ou
seja, 1,5 x 108 km.
Uma unidade astronômica equivale a aproximadamente 499 segundos-luz, ou seja, a
luz leva cerca de 8 minutos e 19 segundos para viajar uma unidade astronômica.
UNIDADE ASTRONÔMICA (UA): é a unidade de medida que representa a distância
média entre a Terra e o Sol.
UA = 150 milhões de km.
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4. SISTEMA SOLAR
Figura 1 - Pôr do Sol
Crédito: http://pt.wikipedia.org/wiki http://www.diaadia.pr.gov.br/tvpendrive/arquivos/Image/conteudos/imagens/3ciencias/4sol1.jpg
É comum observarmos o entardecer como uma linda imagem, os raios do Sol
formando as sombras e penumbras por dentre as nuvens da Terra, o aparecimento da Lua com
seu brilho prateado tornando-se inspiração aos poetas. Porém deixamos escapar um ligeiro
pensamento: O que são os elementos desta imagem? De onde surgiram?
Nos últimos tempos tem-se aprendido muito sobre o Sistema Solar em razão do
aprimoramento dos equipamentos de observação astronômica e o desenvolvimento de sondas
espaciais que rondam a região em torno de nosso planeta enviando informações sobre o
Sistema Solar.
O conjunto formado por uma ou mais estrelas que possuem pelo menos um planeta, e
outros astros celestes, girando ao seu redor, é chamados de Sistema Planetário.
Sistema Planetário é o conjunto formado por uma ou mais estrelas e com
pelo menos um planeta e demais astros girando ao seu redor.
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Nosso planeta pertence a um sistema planetário chamado Sistema Solar, que tem como
centro uma estrela, o Sol, possui oito planetas (Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter,
Saturno Urano e Netuno) e cinco planetas anões (Ceres, Plutão, Haumea, Makemake e Éris),
além de dezenas de satélites naturais que giram em torno de quase todos os planetas, um
grande montante de asteróides, cometas e meteoróides vagando por meio de uma enorme
quantidade de poeira e gás.
No sistema Solar existem regiões formadas por uma grande quantidade de rochas
girando em torno do Sol, uma delas localiza-se entre os planetas Marte e Júpiter chamada de
Cinturão de Asteróides, outra se localiza um pouco mais afastada do Sol, depois de Urano,
chamada de Cinturão Trans-Netuniano, também conhecido como Cinturão de Kuiper e uma
terceira região, a mais externa do Sistema Solar chamada de Nuvem do Oort.
4.1. ORIGEM DO SISTEMA SOLAR
São várias as teorias de formação do Sistema Solar, a teoria mais aceita pelos
cientistas e estudiosos como modelo padrão, descreve que inicialmente havia uma nebulosa
(nuvem formada por poeira e gás) que girava lentamente, chamada de nebulosa proto-solar, e
que, devido a sua auto-gravidade, as partículas exerciam uma força sobre as outras
provocando um processo contração, aumento sua velocidade de rotação se achatava e tomava
a forma de um disco com um bojo central, formando assim, uma estrela no seu centro e a com
esta força centrífuga, partes desta matéria ainda girava nos arredores sofria uma aglutinação
formando os planetas e demais objetos celestes do Sistema Solar, tudo isso levando um tempo
de 4,5 bilhões de anos. Esta teoria vem se reforçando com observações de formações de
sistemas planetários em diferentes locais do universo.
4.2. O SOL
Além de ser a única estrela, o Sol é também o maior corpo celeste do Sistema Solar,
ele contém mais de 99,8% da massa total do Sistema Solar, que pode ser descrito como uma
enorme bola de gás, com um diâmetro de 1.390.000 Km, aquecido a uma temperatura muito
alta. A temperatura na superfície do Sol é de aproximadamente 6.000 graus Celsius e a
temperatura interna alcança a mais de 15,6 milhões de graus.
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Dentre os gases que formam o Sol, o Hidrogênio (H) é o que possui a maior
quantidade, cerca de três quartos da massa total, e o outro um quarto é formado por Hélio
(He). Levando em consideração a quantidade de átomos, estima-se que 92,1% deles são de H,
7,8% são átomos de He e os outros 0,1% são átomos chamados de metais.
Por ser uma temperatura alta, ela faz com que os átomos de H, que possuem um
elétron, colidam-se um com os outros formando o átomo de He, com dois elétrons, gerando
uma grande quantidade de energia que é lançada para fora do átomo na forma de luz e calor.
A esta reação chamamos de fusão nuclear, pois ocorre a fusão dos núcleos dos átomos de
hidrogênio formando outros elementos.
Por
ser
uma
estrutura
Figura 2 - Sol
praticamente gasosa, o movimento
de rotação do Sol não é uniforme,
na região do equador solar a
rotação dura cerca de 25,4 dias e
enquanto que nas regiões dos pólos
solares
a
duração
é
aproximadamente 36 dias. Este
tipo de movimento é chamado de
rotação diferencial.
Crédito: Science@NASA
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/prominence.gif
Rotação Diferencial é o movimento de rotação de um corpo celeste onde
a região equatorial e as regiões polares giram em velocidades diferentes. .
A estrutura da superfície do Sol é formada por quatro regiões:
a) Fotosfera
É a superfície do Sol, possui uma espessura de aproximadamente 500 km, sendo uma
pequena e fina camada comparada ao diâmetro total do Sol. Sua temperatura é de cerca de
6.000°C na parte exterior e quase 8.000°C no limite interno, sendo a região “mais fria” do
Sol.
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Nesta camada formam-se pequenas regiões em que a temperatura diminui para
4000°C, constituindo as conhecidas Manchas Solares, pequenas manchas escuras que se
formam na superfície do Sol e podem ser observadas da Terra. Este escurecimento ocorre
devido à diferença de temperatura nesta região e sua vizinhança bem mais quente.
b) Cromosfera
É a região localizada acima da fotosfera, com uma espessura de 10.000 km e sua
temperatura varia entre 5.000°C e centenas de milhares de graus.
c) Coroa Solar
É a região do Sol que está localizada acima da cromosfera, ela se estende ao redor do
Sol por uma distância de vários diâmetros solares. É uma região rarefeita cerca de 10 átomos
por centímetro cúbico, quantidade de gás bem menor que a fotosfera. Sua temperatura é
bastante alta, cerca de 2.000.000°C, com este gás assumindo um estado físico na forma de
plasma, ou seja, é um gás com partículas carregadas, principalmente prótons e elétrons.
d) Campo Magnético Solar
O campo magnético envolve completamente a Coroa Solar. Os astrônomos acreditam
que ele é do elemento precursor de toda atividade que vemos na superfície do Sol. É uma
estrutura complexa possuindo linhas retorcidas pela ação da rotação diferencial do Sol ligadas
ao plasma da coroa solar, e ao ocorrer esta torção as linhas se desprendem e se re-conectarem
a outra linha, esta ação libera uma grande quantidade de energia que aquece o gás em volta a
temperatura de milhões de graus originando os chamados “flares solares”, ou seja, as
explosões intensas na superfície solar.
3. ÓRBITAS DOS ASTROS
No Sistema Solar, todos os planetas giram em torno do Sol em uma única direção. Se
um observador imaginário fosse colocado no pólo norte do Sol veria os planetas se
deslocando da direita para a esquerda, sentido esse que chamamos de anti-horário.
Os
planetas descrevem órbitas quase circulares. As únicas exceções são Mercúrio, menor planeta
do Sistema Solar, segue órbita inclinada.
Órbita de um astro é o nome dado ao movimento de translação do astro,
ou seja, o movimento que o astro descreve em torno de uma estrela.
14
Figura 3 - Órbitas dos planetas
As trajetórias das órbitas
dos astros do Sistema Solar são
elípticas com uma excentricidade
muito
pequena,
quase
uma
circunferência. A excentricidade
(símbolo “e”) é o valor que indica
o quanto a órbita do astro, descrita
em torno do Sol, é diferente de
uma
circunferência,
podendo
assumir valores entre 0 e 1. Zero
(e=0),
quando
não
houver
excentricidade nenhuma, ou seja,
uma circunferência, e um (e=1)
Crédito: Observatório Nacional do Rio de Janeiro.
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_1/1introducao/imagens/esquema_SS-peq.jpg
quando for uma parábola, ou seja,
a trajetória da órbita não forma uma elipse.
A imagem a seguir mostra a excentricidade de alguns astros do Sistema Solar
comparado a uma circunferência.
Figura 4 - Excentricidade dos astros
Crédito da Imagem: Observatório Nacional do Rio de Janeiro.
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_1/1-introducao/imagens/elipse.jpg
15
Os astros do Sistema Solar descrevem suas órbitas em um plano horizontal imaginário.
O plano a qual a Terra descreve sua órbita é chamado de eclíptica, sendo considerado como o
plano de referência para determinar a inclinação dos planos. Essa inclinação é medida em
ângulo.
Inclinação é o valor atribuído ao ângulo formado entre o plano da órbita
da Terra com os planos de outros astros do Sistema Solar.
Figura 5 - Inclinação das órbitas
Crédito da Imagem: Observatório Nacional do Rio de Janeiro.
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_1/1-introducao/imagens/inclinacao.jpg
Como a órbita dos astros em torno
Figura 6 - Semi-eixo
do Sol é elíptica, existem momentos em
que suas distâncias estão diferentes. Estas
distâncias são chamadas de eixos. A maior
distância é denominada “eixo-maior”, que
geralmente representa a distância entre o
Sol e o astro.
Crédito da Imagem: Observatório Nacional do Rio de Janeiro.
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_1/1introducao/imagens/semi-eixo_maior.jpg
16
Semi-eixo maior é o valor que representa a distância entre o Sol e outro
astro do Sistema Solar.
O intervalo de tempo gasto pelo corpo celeste para dar uma volta completa de sua
órbita em torno do Sol é chamado de período de revolução. Por exemplo, a Terra possui um
período de revolução de aproximadamente 365 dias e 6 horas. Uma tabela, a seguir, do
Observatório Nacional do Rio de Janeiro mostra as distâncias dos semi-eixos, o grau de
inclinação dos planos e os períodos de revolução dos planetas do Sistema Solar.
Tabela 2 - Órbitas
Inclinação do plano da
Semi-eixo
Planeta
maior
órbita do
Excentricidade
(em U.A.)
planeta em relação à
Período de revolução
Eclíptica
(em graus)
Mercúrio
Vênus
Terra
Marte
0,3871
0,7233
1,0000
1,5237
0,206
0,007
0,017
0,093
7o 00'
o
3 24'
0
o
87,969 dias ano
224,701 dias
365,256 dias
o
1 ano 321,73 dias
o
1 51'
Júpiter
5,2026
0,048
1 19'
11 anos 314,84 dias
Saturno
9,5547
0,056
2o 30'
29 anos 167,0 dias
o
Urano
19,2181
0,046
0 46'
84 anos 7,4 dias
Netuno
30,1096
0,009
1o 47'
164 anos 280,3 dias
Observação:
Na tabela consideramos que "ano" equivale a um ano terrestre, ou seja, 365,256 dias.
Fonte: Observatório Nacional do Rio de Janeiro
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_1/1-introducao/1-introducao.html
17
4.4. OS PLANETAS DO SISTEMA SOLAR
Figura 7 - Sistema Solar
Credito: NASA/JPL
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/OSS.jpg
O Sistema Solar é constituído de oito planetas, classificados em dois grupos: planetas
internos ou planetas terrestres; Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, e planetas externos ou planetas
gigantes: Júpiter, Saturno Urano e Netuno.
Os tamanhos dos planetas estão listados na tabela a seguir:
Tabela 3 - Diâmetro e massa dos planetas
Planeta
Diâmetro equatorial (km)
Massa (em comparação com a Terra)
Mercúrio
4.878
0,055
Vênus
12.102
0,8
Terra
12.756
1,0
Marte
6.790
0,1
Júpiter
142.800
318
Saturno
120.540
95
Urano
51.200
14
Netuno
49.500
17
18
A classificação se dá devidos as suas características, respectivamente, a posição
ocupada no sistema solar e estado físico de principais elementos que os constituem.
4.5. MERCÚRIO
É o primeiro planeta a partir do Sol, sendo assim, o mais próximo a ele, é também o
menor planeta do Sistema Solar, possui um diâmetro de 4.878 quilômetros, equivalente a 38%
do diâmetro terrestre. Fica a uma
distância de 57.910.000 km do Sol,
Figura 8 - Mercúrio
ou seja, 0,3871 UA.
O período de revolução de
Mercúrio é cerca de 87,969 dias
terrestres, ou seja, para dar uma
volta completa em torno do Sol o
planeta gasta quase 88 dias, e viaja
a
uma
velocidade
de
47,88
quilômetros por segundo.
O período de rotação de
Mercúrio
é
de
58,6262
dias
terrestres, ou seja para dar uma
volta
em
torno
de
seu
eixo
imaginário ele leva quase dois
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie
meses terrestres.
Por possuir uma atmosfera
Institution of Washington
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/True_Mercury.jpg
tênue, a temperatura do planeta tem uma grande variação, a mais alta 467°C e a mais baixa 187°C, e uma temperatura média de 179°C. Sua atmosfera é formada por hélio (42%), sódio
(42%), oxigênio (15%) e outros gases (1%).
Mercúrio não possui satélites orbitando ao seu redor e, assim como os planetas
terrestres não possui anéis.
19
4.6. VENUS
É o segundo planeta
Figura 9 - Vênus
a partir do Sol e o terceiro
menor do Sistema Solar,
com um diâmetro de 12.104
quilômetros,
aproximadamente 5% menor
que o da Terra. A distância
de Vênus até o Sol é cerca
de
108.200.000
quilômetros,
de
que
corresponde a 0,72 UA. Do
mesmo modo que Mercúrio,
Vênus também não possui
satélites naturais. A observar
da
Terra,
Vênus
possui
fases, assim como nossa
Lua.
Crédito: NASA/JPL
O
período
de
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Venus.jpg
revolução de Vênus é de 224,701 dias terrestres. A duração do dia venusiano é de cerca de
243,0187 dias terrestre. Em Vênus, um dia é maior que um ano. Uma característica única do
planeta é que realiza uma rotação girando de leste para oeste, em sentido contrário aos outros
planetas, esse movimento de rotação recebe o nome de movimento retrógrado.
A atmosfera de Vênus é muito densa, composta de dióxido de carbono (96%),
nitrogênio (3%), dióxido de enxofre, vapor d’água, monóxido de carbono, argônio, hélio,
neônio, cloreto de hidrogênio e fluoreto de hidrogênio. Ainda possui nuvens compostas por
gotas de ácido sulfúrico. E com uma temperatura média na superfície de cerca de 482°C,
causada pela ação de um efeito estufa, provocado pela grande quantidade de dióxido de
carbono.
4.7. TERRA
É o planeta que moramos. O terceiro a contar a partir do Sol, e o quarto maior em
tamanho. O diâmetro equatorial da Terra é de 12.756 quilômetros e o diâmetro polar é de
20
12.714 quilômetros, apresentando uma forma quase esférica, com um ligeiro achatamento nas
extremidades polares.
A Terra dá uma volta em torno do Sol (movimento de revolução) em cerca de 365
dias, 6 horas, 8 minutos e 38,4 segundos, ou seja, 365,256 dias, aproximadamente, a uma
velocidade de 29,8 km por segundo.
Um dia terrestre tem a
Figura 10 - Terra
duração de 23 horas, 56 minutos
e 4 segundos, ou seja, 23,9345
horas, chamado de dia sideral,
tempo que a Terra leva para dar
uma volta em forno de seu
próprio eixo, também chamado
de movimento de rotação.
No seu equador a Terra
possui uma circunferência de
40.074 km e sabendo a duração
de
sua
calcular
rotação,
que
a
podemos
velocidade
rotação da Terra é de 1674 km
por hora ou 0,46 km por
segundo.
Crédito: NASA/JPL http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Earth.jpg
Sua distância média do Sol é de 149.597.870.691 quilômetros, em geral arredondado
para 150.000.000 de quilômetros. A órbita terrestre descreve uma forma elíptica, estando em
alguns momentos mais próxima do Sol, isto ocorre por volta do dia 2 de janeiro, quando a
distância é de 147.100.000 km, posição chamada de periélio e quando a Terra está mais
distante do Sol, que ocorre por volta de 2 de julho,e ela se encontra à distância de
152.600.000 km do Sol, estas diferenças de distâncias mostram que a órbita de a Terra é
quase circular, ou seja, dom uma trajetória elíptica com uma excentricidade próxima de zero,
0,0167.
A atmosfera da Terra é uma camada de gás com 480 km de espessura, distribuída de
forma a concentrar a maior quantidade desses gases próximos à superfície, os primeiros 16
km contém 80% dos gases. Nossa atmosfera é composta de nitrogênio (78%), oxigênio
(21%), argônio (0,9%), dióxido de carbono (0,03%) e água. Esta fina camada gasosa isola a
21
Terra de temperaturas extremas, mantendo o calor dentro da atmosfera e bloqueia a passagem
dos raios ultravioletas do Sol,
impedido o aquecimento da superfície. A
Figura 11 - Lua da Terra
temperatura média da Terra é de 15°C.
A Terra possui um satélite natural, a
Lua. Assim como as outras Luas do
Sistema Solar, ela recebeu um nome:
“Selena”, que gira ao seu redor a uma
distância de 384.400 km, e possui um
diâmetro de 3.476 km, cerca de um quarto
do tamanho da Terra. A nossa Lua não
possui atmosfera por ter uma gravidade
muito fraca. O movimento de revolução da
Lua, em torno da Terra, dura cerca de 27
dias, 7 horas, 43 minutos e 15 segundos, e
Crédito: NASA/JPL
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/PIA004051.jpg
o gasta o mesmo tempo para realizar seu
movimento de rotação, por esta razão, a Lua fica sempre com a mesma face voltada para a
Terra.
A Lua apresenta
um ciclo de fases que dura
Figura 12 - Fases da Lua
aproximadamente 29 dias,
12 horas, 44 minutos e 4
segundos, tempo um pouco
maior que sua rotação e
revolução. A Lua deve dar
mais
que
completa
uma
em
volta
torno
da
Terra para completar seu
ciclo de fases, pois a Terra
também
está
em
movimento em torno do
Crédito: Observatório Nacional do Rio de Janeiro.
http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/modulos/modulo_2/3-terra/lua/imagens/4.jpg
Sol. O intervalo de entre duas fases iguais recebeu o nome do “mês”. E para um melhor
entendimento das fases da Lua, usou-se a divisão do ciclo completo em quatro períodos
chamados de “semanas”, relacionando a posição entre Terra, Lua e Sol.
22
A lua é chamada de nova quando se encontra na mesma direção do Sol, com a face
não iluminada voltada para a Terra. Após uma semana estará a um quarto do caminho de sua
órbita em torno da Terra quando é chamada de quarto crescente. Na semana seguinte ela
estará a meia volta de sua órbita numa posição oposta ao Sol, assim podemos ver sua face
iluminada, chamamos de cheia, uma semana depois ela estará a três quartos de sua órbita,
caminhando novamente na direção em que se encontra o Sol, chamamos de quarto
minguante, pois sua luminosidade vai minguando, ou seja, diminuindo.
Figura 13 - Marte
4.8. MARTE
É o quarto planeta a partir do
Sol, estando a uma distância média de
227.940.000 quilômetros, possui um
diâmetro de 6.794 quilômetros. Para dar
uma volta em torno do Sol, o planeta
gasta aproximadamente 1 ano e 321,73
dias e seu movimento de rotação é de
24 horas, 37 minutos e 23 segundos.
Sua temperatura média é de -63°C, em
uma superfície com atmosfera bastante
fina
formada
principalmente
por
Crédito: NASA/JPL
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Full_Mars1.jpg
dióxido
de
carbono
(95,32%),
nitrogênio (2,7%), argônio (1,6%), oxigênio (0,13%) e água (0,03%), semelhantes à atmosfera
de Vênus. Observando da Terra, com um telescópio, podemos observar as calotas polares de
Marte com uma camada de gelo, formado pelo congelamento do dióxido de carbono, que
chamamos aqui na Terra de “gelo seco”.
Marte tem dois satélites naturais pequenos e com forma bastante irregular, Fobos e
Deimos, com órbitas bem próximas de sua superfície. Fobos gira a uma distância de 9.378 km
e seu movimento de revolução é de 7 horas, 39 minutos e 21 segundos, Deimos gira a uma
distância de 23.460 km num movimento de revolução que dura 30 horas, 18 minutos e 43
segundos.
23
Figura 14
Fobos
Deimos
Crédito: ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)/European Space Agency
Crédito: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/ESA_Phobos.jpg
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Deimos.jpg
4.9. JÚPITER
É o quinto planeta a partir do Sol. Sua descoberta foi desconhecida, e possui um
diâmetro de equatorial de 142.984 km e está a uma distância de 778.330.000km do Sol, ou 5,2
UA. Júpiter é conhecido como o maior planeta do Sistema Solar possuindo uma massa de 318
vezes a massa da Terra. O período de revolução de Júpiter é de aproximadamente 11 anos, 10
meses, 9 dias e 15 horas, e seu
Figura 15 - Júpiter
período de rotação dura cerca
de 9 horas, 50 minutos e 33
segundos.
A
atmosfera
de
Júpiter
é
composta basicamente de 82%
de
H
e
18%
de
He,
apresentando ainda traços de
metano, água, amônia, rocha e
outros
componentes
pequenas
quantidades.
em
As
temperaturas em Júpiter são
bastante extremas, chegando a
mais alta em 30.000°C e a mais
Crédito: NASA/JPL/University of Arizona
http://solarsystem.nasa.gov//multimedia/gallery/Full_Disk_Jupiter1.jpg
baixa
-143°C,
apresentando
uma média de temperatura em suas nuvens de -121°C.
24
O planeta possui 63 satélites naturais conhecidos, sendo Io, Europa, Ganimedes e
Calisto os mais conhecidos e descobertos em 1610, por Galileu, razão esta de serem
chamados de satélites galileanos. Júpiter possui 4 anéis, invisíveis se observados da Terra,
sendo eles: Halo, Principal, Gossamer interno e Gossamer externo (nomes por ordem de
afastamento do planeta), provavelmente formados por grãos muito pequenos de material
rochoso.
4.10. SATURNO
A uma distância de 1.429.400.000 km é o sexto planeta a contar a partir do Sol, e o
segundo maior do Sistema Solar possuindo um diâmetro equatorial de 120.536 km.
O período de
Figura 16 - Saturno
revolução de Saturno
dura cerca de 29 anos
e 6 meses, e o período
de
rotação
é
de
aproximadamente 10
horas e 39 minutos.
Assim como Júpiter,
Saturno é um planeta
praticamente gasoso,
sua
atmosfera
Crédito: Credit: NASA/JPL/Space Science Institute
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/True_Saturn.jpg
formada de 97% de H
e 3% de He, apresentando vestígios de água, metano, amônia e “rochas”.
Historicamente é conhecido como o “Planeta dos Anéis”, e permaneceu até 1977,
quando foram descobertos anéis em torno de Urano e pouco tempo depois em torno de Júpiter
e Netuno. Saturno possui um sistema de anéis planetários composto de anéis, que receberam
como nomes as letras de alfabeto, de A à G. Os anéis são formados por inúmeras partículas de
gelo de água ou pequenas rochas cobertas por gelos, e possuem de alguns centímetros a
metros tamanhos.
Saturno possui 31 satélites naturais, que variam em forma e tamanho localizados a
distâncias entre 133.600 km a 13 milhões de km afastados do planeta. Sendo Titã o maior
deles e o único que apresenta atmosfera visível.
25
4.11. URANO
É o sétimo planeta do Sistema Solar e o terceiro maior planeta (Júpiter e Saturno são
os maiores), está localizado a uma distância de 2.870.990.000 km do Sol, equivalente a
19,1914 UA e possui um
diâmetro
equatorial
Figura 17 - Urano
de
51.200 km (4,00074 vezes o
diâmetro da Terra).
O
período
de
revolução de Urano é de
cerca de 84 anos, 3 dias, 15
horas, ou seja, urano leva
84,01 anos par dar uma volta
ao
redor
do
Sol.
O
movimento de rotação de
Urano é retrógrado, isto é,
gira em sentido anti-horário
Crédito: NASA/Space Telescope Science Institute
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Uranus_and_Ariel.jpg
e a duração do dia é de 17
horas, e 54 minutos, ou seja, -17,9 horas.
A atmosfera do planeta é basicamente formada de 83% de H, 15% de He e 2% de
metano, apresentando uma temperatura média de -193°C. Urano também possui um sistema
de anéis planetários formado por 10 anéis escuros e finos que circundam o planeta.
Urano possui a sua volta 26
Figura 18 - Netuno
satélites naturais, sendo os cinco maiores
Titania,
Oberon,
Umbriel,
Ariel
e
Miranda.
4.12. NETUNO
Netuno é o oitavo e último planeta
do Sistema Solar, contado a partir do Sol e
o quarto em tamanho com um diâmetro
equatorial de 48.528 km (3,883 vezes o da
Terra) e está situado a uma distância de
4.504.300.000 km do Sol, ou seja, 30,06
Crédito: NASA
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Neptune_Full.jpg
26
UA. Para dar uma volta em torno do Sol, isto é, seu movimento de revolução leva um tempo
aproximado de 164 anos, 9 meses, 14 dias e 10 horas, ou simplesmente arredondando para
164,79 anos. Urano possui uma rotação diferencial, apresentando um período de rotação no
equador é cerca de 16 horas, 6 minutos e 36 segundos, usualmente usados 16,11 horas e
sofrendo variações em outras regiões do planeta devido a enorme velocidade dos ventos em
sua atmosfera. A atmosfera de Netuno é formada por 85% de H, 13% de He e 2% de metano,
com uma temperatura média entre-193°C a -153°C. Netuno apresenta um sistema de anéis
planetários, formado por 6 anéis escuros basicamente formados por fragmentos de rochas e
poeira. Netuno possui 13 satélites naturais conhecidos, sendo Tritão o maior deles.
5. PLANETAS ANÕES
A partir de 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) vem reformulando a
classificação dos corpos celestes no Sistema Solar. Durante a Assembléia Geral da UAI, os
astrônomos e historiadores membros do “Comitê de Definição de Planetas”, após anos de
estudo sobre a definição entre os
Figura 19 - Planetas anões
corpos do Sistema Solar, lançaram a
proposta da criação dos Plutonianos,
(Plutos, em inglês) pra uma subclasse de planetas com as mesmas
características de Plutão, levando
para doze o número de planetas do
Sistema Solar, acrescentado Céres,
Éris e Caronte (que formaria
um Planeta Duplo, ao lado de
Plutão). Porém, parte dos integrantes
da Assembléia não concordou com a
proposta apresentada e decidiram
elaborar uma nova proposta, que foi
Crédito: NASA
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/KBO_Size.jpg
construída durante duas semanas de
discussões, definindo esta, no último dia do encontro, como a proposta aceita por todos.
Nesta nova proposta, os membros da União Astronômica Internacional elaboram uma
nova definição de Planetas, onde diz que para ser considerado um planeta do Sistema Solar
todo corpo celeste deve cumprir as seguintes condições:
1° - Esteja em órbita do Sol;
27
2° - Tenha uma quantidade de massa para que sua gravidade seja maior que a de um corpo
rígido de modo que esteja em equilíbrio hidrostático, ou seja, seja arredondado.
3° - Que o corpo tenha eliminado os objetos menores de sua órbita, através da interação
gravitacional.
A nova proposta criava também uma nova classificação para a Astronomia do Sistema
Solar: os Planetas Anões, que seriam considerados como corpos celestes que apresentavam
características semelhantes aos planetas, cumprindo além das duas primeiras condições:
1° - Não ter eliminado os objetos menores de sua órbita;
2° - Não ser satélite de nenhum planeta.
Todos os outros objetos do Sistema Solar que não se enquadram nestas classificações
(Estrela, Planetas, Planetas Anões e Satélites) são considerados “Pequenos Corpos do Sistema
Solar’.
Assim, no dia 24 de agosto de 2006, a UAI reclassifica os corpos do Sistema Solar,
que, a partir de então, fica com oito planetas: Mercúrio, Vênus, Terra Marte, Júpiter, Saturno,
Urano e Netuno.
E, atualmente, temos cinco planetas anões: Ceres, Plutão, Haumea,
Makemake e Éris, nomeando por ordem de afastamento do Sol. A partir daí, surgem termos
até então pouco utilizados em astronomia, como Planetóides, Plutóides, Corpos TransNetunianos, os quais devemos conhecer seus conceitos.
O termo Planetóide recebe um significado de “parecido com planeta”, referindo aos
pequenos corpos celestes com algumas características de um planeta, de acordo com sua
utilização o termo pode referir-se a Asteróide, Planeta Anão, Objeto do Cinturão de Kuiper,
Corpo Menor do Sistema Solar ou Objeto Trans-Netuniano.
Planetóide são pequenos corpos do Sistema Solar com algumas
características de um planeta. Exemplos: asteróide, planeta anão e outros.
O termo plutóide recebe a definição dada pela União Astronômica Internacional:
Plutóides são corpos celestes em órbita ao redor do Sol, com uma
distância maior do que a de Netuno, que têm massa suficiente para que sua autogravidade supere as forças de corpo rígido de modo que elas assumem um
equilíbrio hidrostático (quase esférica), e que não tenham limpado os arredores
de sua órbita. (IAU, 2008).
28
De acordo com Diniz (s/d), a palavra “limpando”, refere-se ao ato do dos corpos em
eliminar os pequenos corpos da vizinhança de sua órbita por meio da ação de sua gravidade
com estes pequenos corpos, seja por colisão e captura ou pela alteração na órbita deste outro
corpo menor, ficando somente objetos de tamanho significativo que se tornarão seus satélites.
O termo “Objetos Trans-Netunianos”, segundo a enciclopédia digital Wikipédia, é
usado para designar todos os pequenos corpos celestes, formados por rocha e gelo, que estão
situados a uma distância do Sol maior que a de Netuno, ou seja, que possua uma órbita maior
que a de Netuno, e que não tenha as características de um cometa (cruzando as órbitas dos
demais planetas, por exemplo).
Objetos Trans-Netunianos são pequenos corpos do Sistema Solar cuja
órbita é maior que Netuno.
5.1. CERES
O planeta anão Ceres está localizado
Figura 20 - Ceres
numa região do Sistema Solar conhecida
como Cinturão de Asteróides, que fica entre
as órbitas de Mate e Júpiter, a qual se
encontra grandes quantidades de asteróides e
corpos menores. Ceres contém cerca de um
terço da massa dessa região.
A sequência de Titius-Bode defendia a
existência de um planeta localizado a uma
distância de 2,8 UA do Sol, Numa região
entre os planetas Marte e Saturno. Assim,
com a descoberta de Urano, em 1781, por
William Herschel, a 19,18 UA de distância do
Crédito:
NASA/ESA/SWRI/Cornell
University/University
of
Maryland/STSci
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/display.cfm?IM_ID=10723
Sol, três anos após a publicação da sequência confirmava que esta a equação a qual descrevia
a sequência poderia ser uma lei a todos a todos os planetas. Assim, em 1976, o astrônomo
francês Jérôme Lalandre sugere a procura deste planeta faltante.
Os astrônomos então passam a buscar o tal planeta, porém sem fazer parte da
comissão do Congresso Astronômico, Giusepe Piazzi, descobre Ceres no dia 1 de janeiro de
1801, utilizando um telescópio no Palácio Real na Sicilia, anunciando sua descoberta em 24
29
de janeiro, a qual foi publicada em 9 de setembro. Originalmente, o novo planeta foi chamado
de Ceres Ferdinandea em honra à figura mitológica Ceres e ao Rei Fernando IV de Nápoles e
da Sicília. A parte Ferdinandea não foi bem recebida pelas outras nações e foi removida.
Ceres foi uma deusa grega, considerada a deusa da agricultura e do amor de uma mãe
a seu filho. Daí a utilização das palavras “cereal” e “cerealista”, atribuído ao conjunto de
grãos na agricultura. Ceres era filha de Saturno e Cibele, amante e irmã de Júpiter e mãe de
Prosérpina. Era uma deusa amada por seu serviço à humanidade, dando-lhes o dom da
colheita, a recompensa para o cultivo do solo. Ela era considerada a responsável pela
fertilidade da terra.
Ceres, mesmo sendo relativamente próximo da Terra, sabe-se pouco deste corpo.
Existem indicações que Ceres possui uma fraca atmosfera e grande quantidade de gelo e sua
temperatura foi estimada em -38°C. Um dia em Ceres corresponde a aproximadamente 0,3781
dia, ou seja, aproximadamente 9 horas, 4 minutos e 27,84 segundos, e a duração do ano é
4,599 anos terrestres. Sua massa é de aproximadamente 9,5 X 1020 Kg e seu diâmetro é cerca
de 950 Km. Sua distância do Sol é de 2,766 UA (Unidade Astronômica: unidade de medida
definir distâncias, equivale à distância entre a Terra e o Sol). Ceres não possui nenhum
satélite.
5.2. PLUTÃO
Plutão, hoje é considerado um planeta
Figura 21 - Plutão
anão, porém foi conhecido como planeta
principal desde sua descoberta por Clyde
Tombaugh, em fevereito de 1930. O nome
Plutão é dado ao astro em homenagem ao
Hades da mitologia grega, plutão é o deus do
submundo e da riqueza dos mortos. Plutão
está localizado a uma distância de 39,482 UA
do Sol, numa região do Sistema Solar
chamada Cinturão de Kuiper, possui um
diâmetro de aproximadamente 2300 Km, e
Crédito: NASA
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/Pluto01.jpg
uma massa de cerca de 1,305 X 1022 Kg. Para dar um volta em torno do Sol, Plutão leva um
tempo de aproximadamente 248,9 anos terrestres, tendo um destaque para sua órbita, pois
apresenta uma inclinação de pouco mais de 17° em relação à órbita dos planetas principais.
30
Para dar uma volta em torno de si, Plutão leva cerca de 6,4 dias e assim como o planeta
Urano, gira em trono de seu eixo horizontalmente.
A atmosfera em Plutão é bem tênue, provavelmente composta de nitrogênio (N2),
metano (CH4) e monóxido de carbono (CO). Previsto para 2015, a sonda espacial New
Horizons, visitará Plutão e seus satélites para descobrir um pouco mais sobre esses astros do
Sistema Solar e seus satélites.
Plutão possui três satélites: Caronte, Hidra e Nix. Caronte é o maior deles, descoberto
em 1978 por James Walter Christy. As medidas realizadas mostram que Caronte possui um
diâmetro de 1207 Km, porém informações detalhadas sobre este somente após a visita da
sonda New Horizons. Hidra e Nix foram descobertas em 2005.
O satélite Hidra gira em torno de Plutão num período de 38,2 dias terrestres, e Nix,
24,9 dias. Estima-se que ambos tenham tamanhos aproximados, em torno de 40 Km de
diâmetro.
5.3. HAUMEA
É um planeta anão localizado a uma distância de aproximadamente 43,3 UA do Sol,
no Cinturão de Kuiper. Descoberto em 2003,
Figura 22 - Haumea
ainda não possuímos dados concretos sobre
este planeta anão, mas pesquisadores ainda
estão em busca de informações. Estima-se
que o planeta anão possui uma massa
aproximada de 4,2X1021 Kg, porém ainda
não se tem uma medida precisa de seu
diâmetro estima-se algo em torno de 1500
Km. Haumea leva um período de 283 anos
terrestres para realizar seu movimento de
translação. Haumea possui dois satélites:
Hi’iaka e Namaka. Hi’iaka dá uma volta ao
Crédito: NASA
redor Haumea a cada 49 dias e não se tem
informações sobre a translação de Namaka.
Haumea é formado basicamente de rocha e com uma fina camada de gelo em sua
superfície, possui um período de rotação de aproximadamente 4 horas.
31
5.4. MAKEMAKE
Descoberto em 2005 e oficialmente
Figura 23 - Makemake
designado como planeta anão em 2008,
Makemake está localizado na região do
Cinturão de Kuiper, a aproximadamente
45,8 UA do Sol, com um diâmetro
estimado entre 1600 a 2000 Km, possui
uma massa, ainda estimada, de 4,0X1021
Kg, e um período orbital de 309,88 dias.
Sua superfície é coberta por gelo de
metano, e provavelmente um pouco de
etano, em conseqüência baixa temperatura
da superfície, em torno de 30 K (30
Crédito: NASA
Kelvins são equivalentes a -243,1°C).
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/KBO_Size.jpg
Makemake não possui satélite conhecido.
5.5. ÉRIS
Éris é o mais distante planeta anão
Figura 24 - Éris
até o momento, encontra-se em uma região
conhecida por “disco disperso”, quase na
extremidade
Inal
do
Sistema
Solar,
descoberto em 2003. Sua distância do Sol é
aproximadamente 97 UA em seu afélio
(menor distância do Sol numa órbita) e de
cerca 35 UA em seu periélio (maior
distância numa órbita), descrevendo uma
órbita bastante excêntrica. Nome Éris foi
dado ao astro em homenagem à deusa da
discórdia, pois sua descoberta provocou
Crédito: CalTech
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/lilalarge.jpg
discórdia entre os astrônomos.
Possui um período de aproximadamente 557 anos para dar uma volta em torno do Sol
e seu diâmetro equatorial é 3094 km. Não se tem conhecimento oficial sobre as demais
características deste planeta anão. Cientistas e astrônomos estão trabalhando para obter
32
informações. Éris possui um satélite: Disnomia. Este satélite foi descoberto em 2005, e
estima-se que leva cerca de catorze dias para dar uma volta ao redor de Éris.
6. ASTERÓIDES
São objetos rochosos ou metálicos
Figura 25 - Asteróide Gaspra
em órbita ao redor do Sol, sem atmosfera,
de tamanho pequeno para ser considerado
um planeta. A maioria dos asteróides estão
localizados a uma distância de 2 UA e 5
UA do Sol, e nela está inclusa a região
chamada de Cinturão de Asteróides, Os
asteróides são resíduos do material deixado
quando o Sistema Solar estava em
formação, acredita-se que a forte gravidade
de Júpiter não permitiu que este material
Crédito: NASA / U.S. Geological Survey CalTech
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/nssdc_asteroid_gaspra.j
pudesse agrupar-se e formar um novo
pg
planeta.
Os asteróides vaiam muito em tamanho, a maioria deles possui entre 10 e 200 km de
diâmetro, sendo conhecidos apenas 26 deles com diâmetro maior de 200 km.
Ainda não se sabe quantos asteróides existem no Sistema Solar, por serem objetos
relativamente pequenos são de difícil observação da Terra. Atualmente, cerca de 70 mil
asteróides estão catalogados e nomeados definitivamente por terem uma órbita vem
determinada. Os maiores asteróide até o momento são Pallas (diâmetro de 498 km), Vesta
(diâmetro de 468 km) e Hygiea (diâmetro de 407 km). Todos os outros asteróides conhecidos
possuem menos de 350 km de diâmetro. Estima-se que a massa total de todos os asteróides
formaria um corpo com 1500 km de diâmetro (menos da metade da Lua da Terra).
A região denominada Cinturão de Asteróides está localizada a uma distância de 2,3 e
3,2 UA, entre os planetas Marte e Júpiter, contendo dezenas de milhares de asteróides,
distribuídos de forma heterogênea sobre a região. A maioria dos asteróides desta região possui
uma órbita estável em torno do Sol com movimento de revolução entre 3 a 6 anos terrestres.
33
7. ESTRELAS
As estrelas se formam através de um colapso ocorrido no interior de nuvens
moleculares gigantes, densas e muito frias. Este colapso se dá por contração da matéria sob a
ação de sua gravidade. Os astrofísicos
Figura 26 - Estrelas
acreditam que vários processos podem
dar origem a
esta contração, sendo eles: a colisão de
duas nuvens moleculares, a compressão
do gás sofrendo força de atração interna,
a explosão de uma estrela próxima a
nuvem
molecular,
instabilidade
gravitacional em regiões da nuvem
molecular, ou todos esses processos
juntos.
Crédito: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Esse colapso inicial gera o que se
chama de protoestrela, e dura cerca de
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/hst_img_20080402.ht
ml
1000 anos e esta continua a capturar matéria gasosa da nuvem, aumentando sua massa cada
vez mais, período em que a chamamos de estrela embrionária, até que captura todo material a
sua volta, aparecendo às observações humanas. Após esta fase inicial ela atinge um quase
equilíbrio hidrostático e sua contração gravitacional diminui, mas não pára, torna-se lento,
ainda capaz de fornecer energia para gerar luminosidade e um aumento na sua temperatura
interna, a esta fase denominada de sequência pré-principal. O aumento da temperatura é um
fator decisivo para a estrela mudar sua fase de vida, após alcançar uma temperatura de
1,2X107 graus Celsius começam as reações nucleares do hidrogênio e a formação do hélio,
tornando-se a principal fonte de energia da estrela, dizemos que ela está evoluindo para a
sequência principal, permanecendo nesta fase por milhões ou até bilhões de anos dependendo
da massa adquirida em sua formação. Em geral, considera-se estrelas pequena massa áqüeas
que possuem menos que 3 Massas do Sol (MSol). Aquelas com massas entre 3 MSol e 10 MSol
são estrelas de massa intermediária e as que possui massa maiores de 10 MSol são estrelas de
grande massa. As estrelas ao final da fase de vida na sequência principal chegam um
momento em que a pressão interna não consegue manter o equilíbrio hidrostático da estrela e
ela começa a se contrair, aumentando sua temperatura a cerca de 100.000.000°C, nesta etapa a
estrela já não é mais jovem, iniciando agora a queima de hélio e a formação de novos
elementos, caminhando para sua morte.
34
As estrelas com massa até 3 MSol continuam a queimar hélio e hidrogênio na parte que
as envolvem, chamadas conchas externas, até se esgotarem e uma quantidade dessa concha é
ejetada para fora da estrela ficando somente a parte interna da estrela que recebe o nome de
estrela residual. Esta estrela residual emite luminosidade ultravioleta que faz os gases ao seu
redor fluorescer, formando a nebulosa planetária. Os gases da nebulosa planetária vão sendo
incorporados ao meio interestelar por mais um período de 500 anos e a estrela residual tornase uma estrela anã-branca, continuando a queima dos elementos e diminuindo sua temperatura
ao longo do tempo, até que não tenha mais energia térmica, tornando-se uma estrela anãnegra, um objeto frio que vaga pelo espaço.
As estrelas de grande massa, acima de 10 MSol, permanece queimando seus elementos
químicos, por estágios, até que a queima do silício e do enxofre deixe uma região central
formada
de ferro e outros elementos, se aproximando do final de sua existência, não
conseguindo mais produzir energia nuclear, mas outras queimas nucleares não envolvendo o
ferro continuam em seu interior provocando um colapso, que quando atinge um raio de 10
quilômetros e endurecendo esta região central, separando-se do envoltório, após todo material
gasoso se deslocará para a superfície como um onda de choque, comprimindo e aquecendo,
ocorrendo uma explosão de proporção gigantesca, formando uma supernova. Eventualmente,
a região central pode sobreviver a este fenômeno violento resultando em uma estrela residual,
que chamamos de estrela de nêutrons.
8. VIA LÁCTEA
O Sistema Solar faz parte de uma estrutura maior, a Via Láctea, é o nome dado à nossa
galáxia. Ele está situado no disco, nas regiões mais externas da Galáxia, 20 anos-luz acima do
equador galáctico, dentro de um braço espiral pequeno chamado Braço Local ou Braço Órion
e está a cerca de 28000 anos-luz do centro da Galáxia, ou seja, a 2/3 do caminho entre o
centro da galáxia e a borda do disco, com uma velocidade de 250 quilômetros por segundo,
completando uma volta em torno da Galáxia a cada 225 milhões de anos, ou seja, isso
significa que desde sua formação, há 4,6 bilhões de anos, o Sistema Solar deu apenas 20 ou
21 voltas completas ao redor do centro da Via Láctea.
A nossa Galáxia é uma grande galáxia espiral que possui aproximadamente 400
bilhões de estrelas, isoladas ou na forma de aglomerados, além de gás e poeira interestelares.
Comparada às outras galáxias podemos dizer que nossa galáxia é gigante, possui entre 750
bilhões a um trilhão de massas solares (massa Solar é a quantidade de massa que o nosso Sol
possui), tem um diâmetro de 100 mil anos-luz de distância.
35
A nossa Galáxia pode ser separada
Figura 27 - Via Láctea
em três partes distintas:
a)
halo:
uma
distribuição
aproximadamente esférica com as estrelas
mais velhas da galáxia. Conhecemos pouco
sobre o seu respeito, até hoje não se sabe a
extensão nem a sua massa.
b) bojo nuclear: no centro galáctico, é a
região mais central da Galáxia;
c) disco: onde estão os braços espirais,
contendo a maior parte das estrelas,
inclusive o Sol, e a grande quantidade de
gás e poeira.
Crédito: CalTech
http://solarsystem.nasa.gov/multimedia/gallery/lilalarge.jpg
9. GALÁXIAS
Com a invenção dos instrumentos de observação os astrônomos passaram a se
preocupar com as pequenas nuvens existentes em meio às estrelas que observavam no céu. Os
aprimoramentos desses instrumentos, em especial o telescópio, fizeram com que pudessem
identificar a existência de grupos de estrelas em diversas regiões do Universo, denominados
galáxias. Mais tarde descobriu-se que as estrelas das galáxias interagem mutuamente por meio
de suas forças gravitacionais.
Galáxia é o conjunto de bilhões de estrelas em interação gravitacional mútua.
Estelas, gás e poeira interestelares, nebulosas de emissão e nebulosas de reflexão são
os componentes básicos da formação de uma galáxia. Porém, quando se estuda uma galáxia
procuramos entender suas características gerais: os critérios utilizados para sua classificação.
Para a classificação uma galáxia é necessária a utilização vários critérios, como por
exemplo: tamanho do bojo nuclear, abertura dos braços espirais, presença de gás,
características das estrelas, massa da galáxia, luminosidade, entre outros critérios.
Em 1924, o astrônomo Edwin Hubble estabeleceu uma classificação para as diferentes
formas de galáxias, separando-as em quatro categorias principais: galáxias elípticas, galáxias
36
espirais, galáxias lenticulares, e galáxias irregulares (que não possuíam características das
outras duas primeiras).
9.1. GALÁXIAS ELÍPTICAS
As Galáxias Elípticas apresentam
Figura 28 - Galáxia NGC 1316 - elíptica
a forma de elipses em sua revolução,
formada por uma região central, chamada
de Bojo nuclear, onde há uma enorme
quantidade de estrelas. As galáxias
elípticas se subdividem em 7 classes: E0
(forma circular) até E7 (forma bem
elíptica, parecendo um charuto).
Essas galáxias possuem como
características
físicas
uma
estrutura
Crédito: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_299.html
central formada pelo bojo e não possuem a forma de disco, não possuem braços espirais,
quase não se observa gás no interior
dessas
galáxias,
praticamente
não
Figura 29 - Galáxia NGC 6217
espiral Barrada
possuem estelas jovens, sendo quase
todas velhas com idade em torno de
1010 (dez trilhões) de anos.
9.2. GALÁXIAS ESPIRAIS
As galáxias espirais apresentam
uma estrutura na forma de uma espiral,
destacando-se os braços espirais que se
enrolam em torno de uma região
central, o núcleo da galáxia. Em volta
desta grande estrutura de braços e do
núcleo está uma região externa, que
Crédito: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team
http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/hstimg_ngc6217.html
envolve toda a galáxia chamada de
halo.
Algumas galáxias apresentam braços bem apertados junto ao núcleo, e outras, braços
muito abertos, por esta razão as foram subdivididos em três classes: Sa (braços muito
abertos), Sb (braços abertos), e Sc (braços muito fechados).
37
Algumas galáxias espirais também aprestam uma estrutura na forma de barra, que
parece cruzar a região central de um lado a outro da galáxia, e devido a esta estrutura as
galáxias barradas também foram subdivididas em três classes: SBa (barra grande), SBb (barra
média) e SBc (pequena barra).
9.3. GALÁXIAS LENTICULARES
Com o estudo e a classificação
Figura 30 - Galáxia Cassiopeia - lenticular
das galáxias espirais e elípticas, Hubble
observou que determinadas galáxias
apresentavam características específicas:
possuía um bojo e disco central, não
possuía braços espirais, não continham
quase gás, não apresentavam estrelas
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA
http://www.nasa.gov/images/content/432939main_PIA12865_full.jpg
jovens em seu conjunto sendo elas
gigantes vermelhas.
Em sua classificação, as galáxias
lenticulares receberam a sigla S0 (sem
Figura 31 - Galáxia I Zwicky 18 - irregulares
barra) e SB0 (com barra).
9.4. GALÁXIAS IRREGULARES
As
galáxias
irregulares
não
apresentam uma forma definida, a qual
se possa comparar com qualquer objeto
ou figura geométrica. Essas galáxias não
apresentam
uma
estrutura
central,
algumas mostram vestígios de braços
Crédito: NASA, ESA, Y. Izotov (Main Astronomical Observatory, Kyiv,
espirais,
UA) and T. Thuan (University of Virginia)
possuem
uma
grande
http://www.nasa.gov/images/content/101987main_image_feature_236_jwfu
quantidade de gás e uma presença
ll.jpg
dominante de estrelas jovens.
As galáxias irregulares podem ser agrupadas em duas classes: Irregulares I (Irr I) e
Irregulares II (Irr II).
As galáxias irregulares I, ou Irr I, mostram estruturam que se assemelham a uma barra
e também uma pequena estrutura espiram. As galáxias irregulares II, ou Irr II, são aquelas
38
cuja estrutura não possui qualquer simetria com regularidade de
formação, deixando a
impressão que sua estrutura passa por uma fase de perturbação gravitacional.
10. AGLOMERADOS
As galáxias estão distribuídas
pelo
Universo
exercendo
Figura 32 - Aglomerado do Pato Selvagem
forças
gravitacionais uma sobre as outras, que
faz com que se reúnem em determinadas
regiões
formando
unindo-se
quase
os
aglomerados,
sempre
por
suas
características:
Riqueza: número de membros;
Forma: regular (esférica o achatada)
ou irregular; e
Conteúdo das galáxias: rico em
Crédito: NASA, ESA, Y. Izotov (Main Astronomical Observatory, Kyiv,
UA) and T. Thuan (University of Virginia)
http://www.nasa.gov/images/content/101987main_image_feature_236_jwf
espirais, pobre em espirais, rico em
ull.jpg
elípticas.
Os aglomerados podem conter um grande número de estrelas, por esta característica
são classificadas em aglomerados ricos e aglomerados pobres.
a) Aglomerados ricos: são aglomerados que chegam a possuir milhares de galáxias. O
aglomerado rico mais perto de nós é o Aglomerado Virgo, localizado a 60 milhões de anosluz e possui aproximadamente 2500 galáxias.
b) Aglomerados pobres: são aglomerados que possuem até 30 galáxias em sua região. Esses
aglomerados são também chamados de grupos de galáxias e existem em maior quantidade que
as aglomerados ricos.
10.1. O GRUPO LOCAL
A Via Láctea, nossa galáxia, pertence a um aglomerado pobre com 30 galáxias por
esta razão é denominado de Grupo Local. O Grupo Local possui um diâmetro de 3 milhões de
anos-luz.
39
As duas maiores galáxias do
Grupo local é a Galáxia Andrômeda e a
Figura 33 - Galáxia andrômeda -
nossa Galáxia. Dentre as galáxias a mais
Pertencente ao Grupo Local
próxima de nós, a ma distância de cerca
de 80000 anos-luz, é a Galáxia SagDEG
(Sagittarius Dwart Elliptical Galaxy),
descoberta em 1994 pelos astrônomos R.
Ibata, M. Irwin e G. Gilmore.
Grupo Local é o
aglomerado de galáxias a
qual a Via Láctea está
localizada.
Crédito: NASA/JPL-Caltech/UCLA
http://www.nasa.gov/images/content/427020main_pia12832-c.jpg
10.2. SUPERAGLOMERADOS
A aglomeração de galáxias possui
Figura 34 - Superaglomerados
estruturas ainda maiores do que os
grupos e aglomerados, formando
regiões no Universo com grande
número
de
aglomerados
denominados superaglomerados.
O nosso Grupo Local faz
parte do Superaglomerados Local
ou Superaglomerados de Virgo, no
qual o Aglomerado de Virgo é o
dominante,
agindo
gravitacionalmente sobre as outras
Crédito: NASA, ACS Team, Rychard Bouwens (UCO/Lick Obs.)
http://www.nasa.gov/images/content/203904main_image_968_1024-768.jpg
galáxias.
40
11. UNIVERSO
Universo, em Astronomia,
Figura 35 - Deep Sky - Céu Profundo
é o conjunto de tudo o que existe,
do muito pequeno ao muito
grande, das bactérias às supergaláxias, porém ainda não se sabe
como tudo isso começou. Das
muitas
perguntas
ainda
não
respondidas pelo homem, uma
delas
é:
“Como
Universo?”.
A
surgiu
origem
o
do
Universo ainda é tema de muitas
pesquisas
realizadas
por
Crédito: NASA, ESA, R. Windhorst, S. Cohen, and M. Mechtley (Arizona State
University, Tempe), R. O'Connell (University of Virginia), P. McCarthy (Carnegie
astrônomos
e
estudiosos
da
comunidade científica.
Observatories), N. Hathi (University of California, Riverside), R. Ryan (University of
California, Davis), and H. Yan (Ohio State University)
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_1558.html
Foram elaboradas diversas
teoria a respeito desta origem, dentre elas, a que recebeu maior receptividade pelos cientistas,
foi a “Teoria do Big Bang”, ou também conhecida como a “Teoria da Grande Explosão”,
nome dado inicialmente pelo físico inglês Fred Hoyle ridicularizando a teoria, no programa
The Nature of Things, da rádio BBC. Hoyle propôs outra teoria para a formação do universo,
hoje abandonado, que descrevia um modelo de universo estacionário, não tendo aceitação
científica.
A teoria do Big Bang tem como base as observações feitas no cosmos, a qual explica
que a cerca de 10 a 15 bilhões de nos atrás, uma grande massa de matéria extremamente
concentrada, muito densa e quente, tenha criado um aumento de pressão tão grande que gerou
uma grande explosão, expelindo matéria e energia em todas as direções. Essas matérias foram
se agrupando formando as galáxias, que continuam afastando-se uma das outras.
Universo é o conjunto de tudo o que existe.
41
12. VIAGEM ESPACIAL
Logo após a segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos da América surgiram como
maior potência do planeta e a então União das Repúblicas Socialistas Soviéticas, URSS, como
sua rival. A disputa política, diplomática e militar entre ambos, chamada de guerra fria
impulsionou o desenvolvimento científico e tecnológico de maneira jamais vista.
Rapidamente, essa corrida, generalizou-se para outras áreas, inclusive na exploração do
espaço. (Mello e Winter, 2007). A exploração espacial teve como objetivo principal alcançar
a superfície da Lua e a partir dela chegar a outros planetas viajando pelo espaço sideral.
Os primeiros aparatos humanos a sair da atmosfera terrestre foram as sondas espaciais
que tinham a finalidade inicial realizar pesquisas para telecomunicações, após foram usadas
sondas maiores para pesquisas científicas exploratórias sobre o Sistema Solar, almejando
possível viagem espacial.
O Observatório Nacional do Rio de Janeiro apresenta uma tabela mostrando algumas
sondas espaciais que pesquisaram o Sistema Solar com sucesso.
Tabela 4 Algumas sondas espaciais que pesquisaram o Sistema Solar com sucesso
DATA DE
LANÇAMENT
O
31 de janeiro de
1958
SONDA ESPACIAL
Explorer 1
PAÍS
FEITO CIENTÍFICO
Estados
Unidos
descobriu a existência de cinturões de
radiação envolvendo a Terra, hoje
chamados de Cinturões Van Allen.
13 de setembro
de 1959
Luna 2
União
Soviética
foi o primeiro objeto feito pelo ser
humano a impactar sobre o solo lunar,
na região chamada "Palus Putredinis".
4 de outubro de
1959
Luna 3
União
Soviética
foi o primeiro objeto feito pelo ser
humano a contornar a Lua. Obteve as
primeiras imagens do lado escuro da
Lua.
42
27 de agosto de
1962
Mariner 2
Estados
Unidos
foi a primeira sonda espacial a passar,
com sucesso, próxima a outro planeta
do Sistema Solar, o planeta Vênus.
28 de julho de
1964
Ranger 7
Estados
Unidos
primeira transmissão de imagens em
close-up da superfície da Lua. Colidiu
com o nosso satélite.
28 de novembro
de 1964
Mariner 4
Estados
Unidos
foi a primeira sonda espacial a passar
por Marte e a primeira a enviar para a
Terra imagens detalhadas da superfície
marciana.
14 de junho de
1965
Mariner 5
Estados
Unidos
passou por Vênus e mostrou que esse
planeta não tem campo magnético.
16 de novembro
de 1965
Venera 3
União
Soviética
foi a primeira espaçonave a pousar em
outro planeta, Vênus.
3 de fevereiro
de 1966
Luna 9
União
Soviética
foi o primeiro objeto construido pelo ser
humano a pousar suavemente sobre a
superfície da Lua, no "Oceanus
Procellarum". A sonda enviou para a
Terra várias imagens da superfície
lunar.
43
31 de março de
1966
Luna 10
União
Soviética
foi o primeiro satélite artificial a entrar
em órbita em torno de um outro corpo
do Sistema Solar, a Lua.
10 de agosto de
1966
Lunar Orbiter 1
Estados
Unidos
primeiro veículo a entrar em órbita em
torno da Lua com o objetivo de realizar
levantamentos de dados.
12 de junho de
1967
Venera 4
União
Soviética
primeira espaçonave a enviar para a
Terra dados estando dentro da atmosfera
de Vênus.
24 de fevereiro
de 1969
Mariner 6
Estados
Unidos
passou por Marte e foi a primeira
espaçonave a enviar imagens de alta
resolução da superfície marciana.
17 de agosto de
1970
Venera 7
União
Soviética
primeira espaçonave a enviar para a
Terra dados estando na superfície de
Vênus. Ela entrou na atmosfera de
Vênus e liberou uma cápsula de pouso
que foi o primeiro objeto feito pelo ser
humano a retornar dados após ter
pousado sobre a superfície de um outro
planeta.
44
12 de setembro
de 1970
Luna 16
União
Soviética
obteve as primeiras amostras de solo
lunar, sem a direta participação humana,
após pousar suavemente na superfície
da Lua, na região chamada "Mar da
Fecundidade".
17 de novembro
de 1970
Luna 17
União
Soviética
pousou sobre a superfície da Lua, no
"Mar Imbrium". Sua carga incluia o
primeiro "rover" lunar, um carrinho não
tripulado chamado "Lunokhod 1".
Levou também equipamento de
televisão.
30 de maio de
1971
Mariner 9
Estados
Unidos
entrou em órbita em torno de Marte e
realizou o primeiro mapeamento global
desse planeta.
26 de março de
1972
Venera 8
União
Soviética
realizou a primeira análise química da
superfície de Vênus.
2 de maio de
1972
Pioneer 10
Estados
Unidos
atravessou o Cinturão de Asteróides e se
tornou a primeira espaçonave a
sobrevoar Júpiter. Em 1983 a Pioneer
10 se tornou a primeira espaçonave a
deixar o Sistema Solar. Levará mais de
2 milhões de anos até que a Pioneer 10
ultrapasse a estrela Aldebaran, a estrela
mais próxima ao longo da trajetória
seguida pela espaçonave.
45
5 de abril de
1973
Pioneer 11
Estados
Unidos
3 de novembro
de 1973
Mariner 10
Estados
Unidos
8 de junho de
1975
Venera 9
União
Soviética
20 de agosto de
1975
Viking 1
Estados
Unidos
9 de setembro
de 1975
Viking 2
Estados
Unidos
20 de agosto de
1977
Voyager 2
Estados
Unidos
passou pelo Cinturão de Asteróides no
dia 19 de abril de 1974 e ultrapassou
Júpiter em 2 de dezembro de 1974. Este
foi o segundo sobrevôo de Júpiter por
uma espaçonave. No dia 1 de setembro
de 1979, a Pioneer 11 cruzou a órbita de
Saturno obtendo as primeiras imagens
detalhadas de Saturno. Este foi o
primeiro sobrevôo de Saturno por uma
espaçonave. As espaçonaves Pioneer 10
e Pioneer 11 foram as primeiras
espaçonaves a estudar diretamente
Júpiter e Saturno.
primeira espaçonave a sobrevoar
Mercúrio. No caminho para esse planeta
a espaçonave obteve dados sobre
Vênus.
pousou suavemente na vizinhança de
uma região vulcânica conhecida como
"Beta Regio" enviando imagens da
superfície de Vênus durante 53 minutos.
Esta foi a primeira cosmonave (e não
uma sonda) a pousar na superfície de
um outro planeta.
O módulo orbital da sonda Viking 1
terminou suas operações no dia 7 de
agosto de 1980. O módulo de pouso da
sonda Viking 1 realizou o primeiro
pouso suave sobre a superfície de Marte
de um objeto construído pelo ser
humano. O módulo de pouso terminou
as suas operações no dia 1 de fevereiro
de 1983.
O módulo orbital da sonda Viking 2
terminou suas operações no dia 24 de
julho de 1978 após ter realizado 1489
órbitas em torno de Marte. O módulo de
pouso da sonda Viking 2, o segundo
objeto artificial a pousar suavemente
sobre a superfície de Marte, cessou suas
comunicações com os operadores na
Terra no dia 12 de abril de 1980.
realizou uma jornada de 5 anos aos
planetas Júpiter, Saturno, Urano e
Netuno. As sondas espaciais Voyager 1
e Voyager 2 foram as primeiras
espaçonaves a explorar os planetas
exteriores. Em setembro de 2003, a
Voyager 2 estava a cerca de 10 657 000
000 km do Sol.
46
5 de setembro
de 1977
Voyager 1
Estados
Unidos
realizou uma jornada de 5 anos aos
planetas Júpiter, Saturno e o satélite
Titã. A Voyager 1 está a mais de 25
anos no espaço e, a partir de 1998,
tornou-se a espaçonave que mais se
distanciou do Sol.
20 de maio de
1978
Pioneer Venus Orbiter
Estados
Unidos
enquanto permanecia em órbita em
torno de Vênus realizou o primeiro
mapeamento da superfície desse planeta
utilizando radar.
30 de outubro
de 1981
Venera 13
União
Soviética
detectou a existência de descargas
elétricas na atmosfera de Vênus.
2 de junho de
1983
Venera 15
União
Soviética
enquanto permanecia em órbita em
torno de Vênus realizou o mapeamento
topográfico da superfície desse planeta
usando radar.
15 de dezembro
de 1984
Vega 1
União
Soviética
passou por Vênus lançando um módulo
de teste na direção da superfície do
planeta. Passou através da coma do
cometa Halley.
47
8 de janeiro de
1985
Sakigake
Japão
mediu a interação do vento solar com o
cometa Halley.
2 de julho de
1985
Giotto
European
Space
Agency
(ESA)
realizou a maior aproximação de uma
espaçonave ao cometa Halley. Obteve
as primeiras imagens em close-up do
núcleo de um cometa.
18 de agosto de
1985
Suisei
Japão
obteve imagens no ultravioleta da coroa
de hidrogênio do cometa Halley.
Realizou várias medidas do plasma do
cometa.
4 de maio de
1989
Magellan
Estados
Unidos
mapeou 99% da superfície de Vênus
durante 4 anos de observação. Suas
imagens tinham uma resolução de 100
metros. No dia 11 de outubro de 1994
mergulhou na direção de Vênus
colidindo com a sua superfície.
18 de outubro
de 1989
Galileu
Estados
Unidos
foi a primeira espaçonave a encontrar-se
com um asteróide, a fotografar um
satélite de um asteróide, a usar uma
sonda para fazer medições dentro da
atmosfera
de
Júpiter,
de
sua
magnetosfera e de seus satélites. Ela
também foi a única espaçonave que
realizou observações de mais de 20
fragmentos do cometa Shoemaker-Levy
à medida que eles mergulhavam na
atmosfera de Júpiter durante 6 dias em
julho de 1994. No dia 21 de setembro de
2003 a Galileu mergulhou na atmosfera
de Júpiter sendo, então, destruída.
48
6 de outubro de
1990
Ulysses
Estados
Unidos/Eur
opean
Space
Agency
(ESA)
primeira sonda espacial a permanecer
em órbita em torno dos polos do Sol.
25 de janeiro de
1994
Clementine
Estados
Unidos
obteve evidências de água na região do
polo sul da Lua.
17 de fevereiro
de 1996
NEAR-Shoemaker
Estados
Unidos
foi a primeira espaçonave a entrar em
órbita em torno de um asteróide, o 433
Eros. Também foi a primeira
espaçonave a pousar suavemente na
superfície de um asteróide, o 433 Eros.
Essa espaçonave também obteve
excelentes imagens do asteróide
Mathilde.
7 de outubro de
1996
Mars Global Surveyor
Estados
Unidos
enviou mais dados sobre Marte do que
todas as missões anteriores juntas.
Fotografou canais que sugerem ter
havido correntes de água líquida na
superfície de Marte.
4 de dezembro
de 1996
Mars Pathfinder
Estados
Unidos
Formada por um módulo de pouso e um
pequeno carrinho, o Sojourner Rover,
essa missão explorou as planícies do
hemisfério norte de Marte conhecidas
como "Ares Valles".
15 de outubro
de 1997
Cassini-Huygens
Estados
UnidosEuropean
Space
Agency
(ESA)/Itáli
a
o módulo de pouso Huygens descerá
sobre a superfície de Titã, satélite de
Saturno.
49
7 de janeiro de
1998
Lunar Prospector
Estados
Unidos
colidiu propositalmente com a Lua na
tentativa de determinar a existência de
água no subsolo.
24 de outubro
de 1998
Deep Space 1
Estados
Unidos
sobrevoou o asteróide próximo à Terra,
1992 KD, em 20 de julho de 1999. Em
setembro de 2001, a espaçonave
encontrou o cometa Borrelly obtendo
excepcionais imagens desse cometa.
7 de fevereiro
de 1999
Stardust
Estados
Unidos
fotografou o núcleo do cometa Wid 2.
Colheu material da coma desse cometa
que trará para a Terra em 2006.
7 de abril de
2001
2001 Mars Odyssey
Estados
Unidos
estudou a composição da atmosfera
marciana e detectou a presença de água
e gelo enterrado no subsolo do planeta.
9 de maio de
2003
Hayabusa (MUSES-C)
Japão
esta missão pretende trazer para a Terra
amostras do solo do asteróide Itokawa.
2 de junho de
2003
Mars Express
European
Space
Agency
(ESA)
lançou um módulo de pouso, Beagle 2,
na direção da superfície marciana mas
não conseguiu estabelecer contato com
ele. O módulo orbital continua a realizar
pesquisas sobre a possibilidade de
existir água em Marte.
50
10 de junho de
2003
7 de julho de
2003
Mars Exploration
Rovers
2 de março de
2004
Rosetta
Estados
Unidos
dois pequenos carrinhos, o Spirit e o
Opportunity, foram colocados sobre a
superfície de Marte com a missão de
explorar cerca de 40 metros de distância
cada dia.
European
Space
Agency
(ESA)
sua longa missão levará essa sonda
espacial ao encontro do cometa
67P/Churyunov-Gerasimenko.
13. O BRASIL NA ERA ESPACIAL
A Agência Espacial Brasileira (AEB), criada em 10 de fevereiro de 1994, formula e
coordena r a política espacial brasileira. É uma autarquia da esfera federal com vínculos ao
Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) e tem dado continuidade às atividades
desenvolvidas pelo governo, a partir de 1961, buscando a autonomia brasileira no setor
espacial. (AEB, 2010).
Costa (2002), afirma que, o Ministério da Aeronáutica promoveu suas primeiras ações
no desenvolvimento de pequenos foguetes para a Força Aérea, destinados à sondagens
meteorológicas, dando início ao programa espacial brasileiro. Mas, somente 1978 (quase vinte
anos depois) foi aprovada, pelo Governo Federal, a proposta de realização de um estudo de
viabilidade de uma Missão Espacial Completa Brasileira (MECB). A Presidência da
República, no entanto, daria sua aprovação oficial somente no início da década de 1980.
Finalmente, em 1991, foi criado o atual Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). Atualmente
cabe ao IAE o desenvolvimento do Veículo Lançador de Satélites (VLS) e ao Instituto
Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), criado em 1971, o desenvolvimento dos satélites e
das estações de solo correspondentes. Apesar dos atrasos, o Brasil é um pioneiro no
desenvolvimento das atividades espaciais.
O Brasil foi um dos primeiros países em desenvolvimento a institucionalizar as
atividades espaciais.
51
14. ASTRONOMIA NO COTIDIANO
Uma das grandes dificuldades dos professores é associar o estudo dos conteúdos
básicos de Astronomia e as situações cotidianas, em exemplo é que não conseguimos
visualizar os avanços tecnológicos que melhoram a vida de milhões de pessoas em todo o
mundo. A pesquisa espacial produz mais do que foguetes, satélites e veículos lançadores.
Vários materiais, inicialmente desenvolvidos para uso específico dos sistemas espaciais,
passaram a fazer parte do nosso cotidiano. São os chamados spin-offs.
Spin-off é a expressão inglesa usada para denominar casos nos quais as tecnologias,
desenvolvidas no contexto dos programas espaciais, são usadas em atividades fora desse
setor.
Velcro, lentes com proteção UVA/UVB, microships, teflon, materiais carbonosos para
altas temperaturas hoje utilizados como isolantes nas centrais nucleares para geração de
energia elétrica e nos discos de freios de todos os aviões militares, comerciais de grande porte
e nos carros de Fórmula 1. As camadas anti-reflexão para televisores; óculos com proteção
solar; aços de ultra-alta-resistência utilizados em blindagens, grandes eixos, trens de pouso de
aviões e de helicópteros e roupas com proteção para altas temperaturas e para manuseio de
produtos químicos de alta toxidade. São exemplos de materiais inicialmente desenvolvidos
para uso dos sistemas espaciais com aplicações na Terra.
Há um travesseiro que é feito com espuma viscoelástica desenvolvida pela NASA.
Essa espuma é automoldável e não deforma com o tempo. Surgiu nos laboratórios da agência
espacial americana na década de 1970.
15. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A construção desse trabalho foi motivada pela observação da dificuldade onde os
professores encontram no desenvolver das atividades relacionadas aos conteúdos básicos do
ensino de Astronomia. Surgindo, a partir daí, a reflexão sobre o assunto e a busca, por meio
de pesquisa, por referências sobre esses conteúdos básicos.
Na formação continuado de professores, esse caderno pedagógico é uma possibilidade
que os mesmos terão para ampliar e atualizar seus conhecimentos sobre Astronomia,
refletindo sobre sua prática em sala de aula e auxiliá-los na busca de respostas para
questionamentos e esclarecimento de dúvidas sobre os fenômenos naturais presentes no
cotidiano da escola, proporcionando aos alunos a construção do seu conhecimento, a partir da
análise do senso comum, refinando ou redefinindo para um conhecimento científico.
52
Convém lembrar que os conteúdos contemplados nesse caderno são sínteses de
referências relacionadas aos conteúdos apresentados, com objetivo de complementação e/ou
atualização dos textos encontrados nos livros didáticos. Dado os propósitos e as limitações
desse trabalho, outros conteúdos não foram contemplados, o que não os tornam menos
importantes.
Esperamos que esse caderno venha contribuir para a melhoria do processo ensino
/aprendizagem, bem como estimular o professor
na busca de novos conhecimentos,
participando de cursos de formação continuada para docentes voltada para o ensino de
Astronomia.
16. REFERÊNCIAS
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Winter, Antonio Fernando Bertachini de Almeida Prado. São Paulo. Livraria de Física. 2007.
Brasil Escola. Ceres. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/mitologia/ceres.htm >.
Acesso em: 13 out. 2009.
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http://web.gps.caltech.edu/~mbrown/2003EL61/>. Acesso em: 18 nov 2009.
CANIATO, Rodolpho. O céu. São Paulo. Ática.1990.
Costa, J. R. V. A missão espacial brasileira. Tribuna de Santos, Santos, 15 jul. 2002.
Caderno de Ciência e Meio Ambiente, p. D-4.
DINIZ, T.M. e ROCHA, J.F.V. (s/d). O Sistema Solar revisto. Disponível em:
<http://www.oba.org.br/Pdf/textsistemasolar.pdf>. Acesso em: 13 out 2009,
IAU (2008). International Astronomical Union. News Release - IAU0804: plutoid chosen as
name for Solar System objects like Pluto. Disponível em:
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pensar a Astronomia. Revista Latino-Americana de Educação em Astronomia - RELEA, n.
4, p. 47-68, 2007.
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Departamento de Astrofísica da Universidade Estadual de Londrina / GEDAL – Grupo de
Estudo e Divulgação de Astronomia de Londrina. Organizador Miguel Fernando Moreno. –
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