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Asteroides, cometas e afins Daniele Benício 18/05/13 Podem ser classificados em três grupos: • Asteroides; • Objetos TransNetunianos (TNOS); • Cometas. Universidade Federal do ABC Os pequeninos do Sistema Solar Asteroides Em 1766, Johann Titius detectou uma regularidade nas distâncias médias dos planetas do Sol, popularizada mais tarde por Johann Elert Bode, a Lei de Titius-Bode (a é a distância média Sol – n-ésimo planeta em AU): a = 0.4 + 0.3 · 2n Planeta n a [AU] A lei prevê bem as distâncias de Vênus a Saturno e até Mercúrio -∞ 0.4 de Urano, que ainda não tinha sido descoberto em Vênus 0 0.7 1766. Terra 1 1.0 Para Mercúrio tem que se usar: 2n = 0, e não 2n = 2-1 = 0.5 a real [AU] 0.39 0.72 1.00 Marte 2 1.6 1.52 ? 3 2.8 Júpiter 4 5.2 5.20 Saturno 5 10.0 9.58 (Urano) 6 19.6 19.20 (Netuno) 7 38.8 30.05 (Plutão) 8 77.2 39.48 Universidade Federal do ABC Asteroides A Lei de Titius-Bode prevê um planeta a 2.8 AU do Sol, entre Marte e Júpíter. Em 1801, Giuseppe Piazza encontrou um objeto a 2.77 AU do Sol de diâmetro ~1000 km, e chamou-o Ceres, o primeiro asteroide descoberto. Desde então encontraram-se mais de 100.000 asteroides na região entre 2 e 3.5 AU do Sol, chamada Cinturão de Asteroides. Apesar da previsão correta das distâncias de Urano e Ceres, hoje os astrônomos acreditam que a Lei de Titius-Bode é só um acaso. Universidade Federal do ABC Asteroides Asteroides são corpos pequenos e rochosos que a maioria orbitam o Sol entre Marte e Júpiter. Possuem formas e tamanhos diferentes. Existem mais de 20 mil conhecidos. Universidade Federal do ABC Asteroides A maioria dos asteroides se encontra no Cinturão de Asteroides, mas alguns seguem outras órbitas: • Os Troianos compartilham a órbita de Júpiter, 60°na frente ou atrás do planeta gigante. Universidade Federal do ABC Asteroides Podem ser classificados segundo as suas composições, determinadas pelos seus espectros: • Tipo S: De 2 a 3.5 AU do Sol, silicatos ricos em ferro e magnésio, poucos voláteis, avermelhados, albedos moderados: 0.1-0.2 • Tipo M: 2 a 3.5 AU, ferro e níquel, avermelhados, albedos moderados: 0.1-0.18 • Tipo C: 2 a 4 AU, maioria perto de 3 AU, compostos carbonáceos, muitos contêm água, escuros, albedos baixos: 0.03-0.07 • Tipo P: 3 a 5 AU, maioria ~4 AU, compostos orgânicos, avermelhados, albedos baixos: 0.02-0.06 • Tipo D: similar aos tipo P, mas mais vermelhos e um pouco mais longes do Sol, maioria dos Troianos são tipo D. Quanto mais longe do Sol, tanto mais água e outros voláteis, mesma tendência que nos planetas e luas. Albedo: Medida da refletividade da superfície de um corpo. Ida, tipo S Mathilde, tipo C Universidade Federal do ABC Asteroides A respeito da origem de asteroides, acredita-se que possuem 2 origens diferentes: • Destroços resultantes da nebulosa original que deu origem ao universo e que não se compactaram. • Resquícios de um planeta fragmentado por problemas gravitacionais. Universidade Federal do ABC Asteroides É um asteroide do tipo S, e é o segundo maior asteroide que passa próximo a Terra. Esse asteroide tem grande importância por ter sido usado no projeto Near que tinha como o objetivo um ampliação do conhecimento sobre asteroides. Universidade Federal do ABC 433 Eros Projeto Near foi um programa da NASA com o objetivo de aterrisar uma espaçonave em um asteroide, onde pousou em 433 Eros em 2000 com o objetivo de mapeamento fotográfico e medições químicas. O tempo de duração da espaçonave no asteroide foi de um ano e a energia obtida vinha de células solares. Universidade Federal do ABC Projeto Near Um “bombardeamento maciço” de asteroides e cometas seria a explicação para formação da superfície esburacada e cheia de fraturas apresentada pela Lua. As informações foram divulgadas por pesquisadores da NASA, após análises das sondas da missão Grail (Laboratório Interior e de Recuperação de Gravidade, na sigla em inglês). O estudo foi publicado na última semana na revista Science (02/13). De acordo com os pesquisadores, a superfície lunar teria sofrido enormes impactos há vários bilhões de anos. Universidade Federal do ABC Bombardeamento Asteróides em rota de colisão com a Terra são chamados Meteoroides. Se queimados na atmosfera: Meteoros. Se resta algo chegando no chão: Meteoritos. Meteoritos ajudaram muito no estudo da formação e evolução do Sistema Solar. Universidade Federal do ABC Meteoróides, Meteoros e Meteoritos Há pelo menos 30 anos, a comunidade científica discute se a queda de um meteorito no México levou à grande extinção (maior extinção registrada) que aconteceu no final do período Cretáceo há cerca de 66 milhões de anos, e causou o sumiço de todos os dinossauros não avianos . Um estudo publicado na revista Science (02/2013) mostra que o meteorito atingiu a Terra há 66.038.000 anos, pouco antes da extinção. Segundo os cientistas, essa coincidência entre a data dos dois eventos mostra que eles, de fato, estão relacionados e que o impacto foi decisivo para a extinção em massa. No estudo, foi usada uma técnica de datação de alta precisão, que mede as quantidades de argônio e potássio em amostras de rochas para descobrir a idade do material Os cientistas afirmam que o meteorito foi a causa principal da extinção, mas uma série de outros fatores podem ter colaborado para levar a isso. Fortes erupções vulcânicas na Índia causaram alterações climáticas que teriam atingido todo o planeta. Longos períodos de frio intenso teriam levado à exaustão um grande número de ecossistemas ao redor da Terra, acostumados ao clima quente do período. Universidade Federal do ABC Extinção dos Dinossauros O meteorito do Bendegó, também chamado Pedra do Bendegó foi encontrado em 1784 pelo menino Bernardino da Mota Botelho, filho do vaqueiro Joaquim da Mota Botelho, próximo ao riacho do Bendegó, então município de Monte Santo. É o maior meteorito já encontrado em solo brasileiro. No momento do seu achado, tratava-se do 2º maior meteorito do mundo, mas hoje ocupa o 16º lugar, em tamanho. Universidade Federal do ABC Meteorito de Bendegó Um pesquisador russo declarou ter encontrado fragmentos do maior corpo celeste que já atingiu a Terra na história registrada. (04/05/13) Três pedaços encontrados na Sibéria Central por Andrei Zlobin, do Museu Geológico Estatal Vernadsky da Academia de Ciências da Rússia, podem ter sido parte da gigantesca pedra que explodiu na região em 1908, derrubando, aproximadamente, 80 milhões de árvores em uma área que abrange 2,150 mil quilômetros quadrados. Estima-se que a onda de choque causada pelo impacto tenha sido de 5 graus na escala Richter. Embora o impacto de Tunguska tenha sido mil vezes mais poderoso do que a bomba atômica que destruiu Hiroshima em 1945, os cientistas não conseguiram encontrar qualquer fragmento do meteorito que o causou. Uma teoria popular credita o evento a um asteroide ou cometa de gelo que, teoricamente, teria explodido na atmosfera terrestre e evaporado sem deixar vestígios. As amostras, que ainda devem passar por uma análise química, não necessariamente refutarão a teoria do cometa de gelo, mesmo que sua conexão com o evento de Tunguska seja confirmada. De acordo com o estudo de Zlobin, o núcleo do cometa poderia ter contido corpos pequenos de pedra e densidade comparável à do núcleo do cometa Halley, que é composto de gelo e poeira. Universidade Federal do ABC Evento Tunguska Universidade Federal do ABC Probabilidade... http://www.youtube.com/watch?v=UOK9jfv7ZYg Universidade Federal do ABC Queda do meteorito na Rússia (15/02/13) Dia 15/02 um asteroide com 45 metros de diâmetro passou a apenas 27 mil km da Terra – nunca antes o ser humano identificou a passagem de um objeto tão grande tão próximo da Terra. Universidade Federal do ABC Asteroide passa raspando pela Terra 2012 DA14 Grandes asteroides podem ser vistos de muito longe, e podemos prever sua trajetória com muita antecedência. Por isso, não há motivo para preocupação. Nenhum corpo celeste (asteroide ou cometa, de grandes proporções - o meteorito que caiu na Rússia ainda não foi medido, mas seria um corpo menor) foi identificado em rota de colisão com a Terra até hoje. Universidade Federal do ABC Se um asteroide com essa dimensão colidisse com o planeta, liberaria 2,5 megatons de energia e provocaria uma devastação regional, de acordo com a Nasa. Conforme a agência espacial americana, asteroides desse tamanho passam assim tão perto da Terra a cada 40 anos e, em média, um deve atingir o planeta a cada 1,2 mil anos. Universidade Federal do ABC Identificando um corpo celeste com antecedência, basta uma mudança pequena na sua velocidade e direção para que não atinja a Terra. Não seria necessário destruir o asteroide. Bastaria levar pequenos foguetes à superfície do corpo. Uma vez ancorados os motores à superfície, pode-se fazer pequenas correções na órbita. Um dos asteroides mais ameaçadores registrados nos últimos anos se chama 99942 Apophis. Em 2036, o gigante, sete vezes maior do que o 2012 DA14, poderia mergulhar no Oceano Pacífico, na Costa Oeste dos Estados Unidos, e gerar tsunamis devastadores com, no mínimo, danos bilionários às propriedades, caso a população fosse alertada e devidamente removida de toda a costa. Por sorte, dados mais recentes, revelados no mês passado, mostraram que a probabilidade de impacto é menor do que 1 em 1 milhão. Universidade Federal do ABC Apophis Com um período tão pequeno entre a detecção e o impacto, não haveria tempo de debater soluções. A preocupação, porém, esbarra nos cortes de verbas de agências como a NASA, afetada pela crise financeira dos Estados Unidos. Duas missões são previstas: a sonda Dawn, que se encontra em órbita com o asteroide Vesta e a caminho do planeta-anão Ceres, no cinturão de asteroides, e a espaçonave OSIRIS-REx, com lançamento previsto para 2016, e o objetivo de coletar amostras de asteroides próximos da Terra. Apenas na década de 2020 deve haver uma missão tripulada a um asteroide. Universidade Federal do ABC Missões São objetos gelados que orbitam o Sol a uma distância maior que Netuno. A área que abriga estes objetos (região transnetuniana) é dividida em duas regiões: • Cinturão de Kuiper; • Nuvem de Oort. Universidade Federal do ABC Objetos Transnetunianos Éris Sedna Plutão Universidade Federal do ABC Dentre os maiores objetos transnetunianos os mais famosos são: Sua existência foi sugerida por Gerald Kuiper, onde cometas de curto período coincidiam com as órbitas dos planetas em uma região plana, após a órbita de Netuno (distância entre 30 a 100 AU do Sol). Estima-se que este Cinturão tenha mais de 6 milhões de objetos transnetunianos. Os corpos ali encontrados são comumente chamados de KBO’s (Kuiper belt object). 1 AU equivale a 149 597 871 Km Universidade Federal do ABC Cinturão de Kuiper Plutão Revisão: aula Planetas Externos (Francisco) Localiza-se no cinturão de Kuiper e é o maior membro do grupo. Composto principalmente de rocha (60%) e gelo (40%). Possui 5 satélites naturais: Caronte, Nix, Hidra, P4 e P5 (nomes provisórios). Semi-maior eixo da órbita: 39.5 AU. Período orbital: 246 anos terrestres. Período rotacional: 6.4 dias terrestres. Universidade Federal do ABC Plutão Revisão: aula Planetas Externos (Francisco) Plutão e Caronte possuem massas semelhantes que não existe uma dominância gravitacional sobre Caronte segundo alguns cientistas. Universidade Federal do ABC Plutão Revisão: aula Planetas Externos (Francisco) Plutão tem muitas propriedades não muito típicas para um planeta: • Órbita muito mais inclinada, 17°com a eclíptica, que a dos outros planetas e que cruza a órbita de Netuno, em resonância 3:2 com o período orbital de Netuno. • Raio e massa baixos de 0.18 RTerra e 0.002 MTerra • Composição química similar a TNOs e a Tritão, mas não aos planetas. Em 2005 foi descoberto um TNO maior que Plutão, Éris. Universidade Federal do ABC Plutão Revisão: aula Planetas Externos (Francisco) Em 2006, a União Astronômica Internacional (IAU) estabeleceu 3 critérios para planetas: 1. Orbitar uma estrela, i. e. o Sol. 2. Massa grande o suficiente para ter forma esférica pela gravitação própria. 3. Ter vazia a vizinhança da órbita. Plutão não satisfaz o critério 3. Reclassificado junto com Éris para planeta anão, ou plutóide ou objeto transnetuniano (ou do Cinturão de Kuiper). Plutinos são TNOs em resonância 3:2 com Netuno. Universidade Federal do ABC Plutão Planeta anão localizado nos confins do sistema solar, com período orbital de cerca de 560 anos. Acredita-se ser o maior planeta anão no sistema solar de acordo com alguns cientistas (cerca de 2320 km). Universidade Federal do ABC Éris É o planeta anão mais distante conhecido no sistema solar (3 vezes mais longe que Netuno). Possui um dos maiores períodos orbitais conhecidos, aproxima-se de 11.400 anos e um periélio de cerca de 76 AU que é o maior periélio conhecido no sistema solar. Existem evidências de uma pequena lua orbitando-o. Periélio: ponto mais próximo do Sol. Universidade Federal do ABC Sedna Segundo Oort, existe uma nuvem orbitando o Sol, com distância superiores a 30.000 AU. Quando objetos localizados nesta área são perturbados, eles vão em direção a região interna adquirindo órbitas elípticas e são classificados como cometas de longo período. Universidade Federal do ABC Nuvem de Oort Cometas Pequenos TNOs compostos por gelo (água, metano, amônia e dióxido de carbono), poeira, às vezes material orgânico e/ou um núcleo rochoso. “Bolas de gelo sujo”, que se aventuram no Sistema Solar interior. Apresentam caudas de até 1 AU de comprimento quando passam pelo Sistema Solar interior. Universidade Federal do ABC Cometas Quando o cometa se aproxima do Sol, o gelo sublima (sólido para gasosos), formando uma coma de gás evaporado e poeira em torno do núcleo sólido. Ainda se forma um halo de hidrogênio em torno da coma. O gás é parcialmente ionizado pela radiação solar. A pressão da radiação do vento solar empurra a poeira para longe do Sol, formando a cauda de poeira. O vento solar e o campo magnético do Sol empurram o gás ionizado para longe, formando a cauda de íons. (A(s) cauda(s) está(o) sempre voltada(s) para o lado contrário do Sol). Quando o cometa sai da vizinhança do Sol, a cauda some (mas o cometa não). Universidade Federal do ABC Cometas Há cometas periódicos: • de curto período (< 200 anos) como Halley, que volta cada 76 anos, vindos do Cinturão de Kuiper. • de longo período (> 200 anos, até mais de 1 milhão de anos), vindos da Nuvem de Oort. Há teorias, de que estes são defeletidos rumo Sol por estrelas passando perto do limite do Sistema Solar. E não-periódicos, indo para fora do Sistema Solar. Universidade Federal do ABC Cometas No passado, cometas colidiram frequentemente com planetas, luas e asteroides. Panspermia: A detecção de moléculas orgânicas nos cometas levou a especulações de que cometas ou meteoritos podem ter trazidos os elementos precursores da vida ou mesmo os primeiros elementos vivos para a Terra. Universidade Federal do ABC Cometas A NASA lançou uma espaçonave na Missão Stardust com o objetivo coletar pedaços do cometa utilizando um gel para “grudar” as partículas do cometa Wild-2 na nave, e depois as partículas eram enviadas de volta para a Terra. Universidade Federal do ABC Missão Stardust Hipótese Nebular • Colapso gravitacional da nuvem de gás, daquela é feita o Sistema Solar, a Nébula Solar. • A nébula solar adquire um momento angular. Explica, porque (quase) tudo no Sistema Solar gira no mesmo sentido. • Calor gerado no interior, forma um proto-Sol, que corresponde a 99% da massa da nebulosa. Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Por forças de coesão, a poeira da nébula, começa a formar planetesimais de até 1 km • Na parte interior do disco: Temperaturas altas, só material rochoso conseguiu condenser. Poucos planetesimais, que eram rochosos. • Na parte exterior do disco: Temperaturas baixas, material rochoso e gelos podiam condensar Muitos planetesimais, rochosos e gelosos. Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Planetesimais por protoplanetas. atração gravitacional forma • Disco interior Não conseguiram atrair e acumular atmosferas (só depois por vulcanismo). - Planetas terrestres. • Disco exterior: Conseguiram atrair e acumular atmosferas. - Gigantes gelosos e Gigantes gasosos. Em torno dos planetas gigantes: formação de algumas das luas de maneira similar que os planetas em torno do Sol se formaram (Luas Galileanas de Júpiter). Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Duas regiões: • Região onde os planetesimais rochosos não conseguiram formam um planeta grande, só corpos menores. (Cinturão de Asteroides). (Explica as posições dos vários tipos de asteroides) • Mais pro exterior que os protoplanetas gigantes: Densidade menor, planetesimais gelosos também só conseguiram formar corpos menores (Cinturão de Kuiper). Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Por interações com o disco de acreção e com os planetesimais, Júpiter migrou mais para dentro, enquanto Saturno, Urano e Netuno migraram mais pro exterior do disco. No caminho, os planetas gigantes capturaram alguns planetesimais, e defletiram outros, para dentro ou para fora do disco. Disco de acreção: estrutura formada por materiais difusos em movimento orbital ao redor de um corpo central. Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Os planetesimais capturados pelos planetas se tornaram luas. Os defletidos para dentro caíram em cima dos planetas e luas recém-formados, causando crateras de impacto. Isto continua em escala menor até hoje. Os defletidos para fora formaram a Nuvem de Oort, ou foram expelidos do Sistema Solar. Universidade Federal do ABC Origem e Evolução do Sistema Solar Universidade Federal do ABC http://www.youtube.com/watch?v=KiuXcGu1Xbg Informações complementares no documentário: http://www.youtube.com/watch?v=lFHXoEqK_Ag Universidade Federal do ABC Vídeo Ilustrativo: Tema da próxima aula: Astrologia, Mitologia (Bruna) Daniele Benício Email: [email protected] Material de Apoio: slides da disciplina Noções de Astronomia e Cosmologia (Prof º Pieter Westera) Universidade Federal do ABC Obrigada!!!!!!
