Sistema Solar: Planetas Externos

Sistema Solar:
Planetas Externos
Emerson Penedo
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Planetas externos, planetas Jovianos ou ainda gigantes gasosos, são os
planetas do Sistema Solar com órbitas mais externas que a órbita de
Marte estando mais afastados do Sol do que de Marte.
São eles: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
As distâncias médias desses planetas em relação ao Sol são:
Júpiter: 5.2 UA / Saturno: 9.5 UA / Urano: 19,6 UA / Netuno: 30 UA
1 UA (unidade astronômica) é definida como a distância entre a Terra e o Sol e seu valor é
aproximadamente 150.000.000 de km
Os planetas externos, ou Jovianos, ou gigantes gasosos possuem algumas
características que os diferenciam dos planetas internos:
- Estão a mais de 5UA do Sol;
- Possuem altas massas (>14 Mterra);
- São grandes (diâmetros de 4 a 11 vezes o da Terra);
- São compostos na maior parte de elementos leves como hidrogênio e
hélio e um pouco de carbono, oxigênio, nitrogênio e enxofre;
- Possuem densidades baixas (0,7 a 1,7 g/cm³);
- A fonte de energia interna é a energia
potencial gravitacional que faz com que
os planetas se contraiam e o hélio desça
pela atmosfera;
- Não apresentam atividade sísmica/vulcânica;
- Possuem muitos satélites;
- Possuem anéis;
- Rotação rápida;
-Campos magnéticos fortes.
Os planetas externos também estão inclinados em relação a eclípitica.
Teriam eles estações?
Energia interna
Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em
massa e é o quinto mais próximo do Sol.
É tão grande que, apesar de estar bem distante da Terra, é possível
observá-lo a olho nu.
Seu nome foi dado pelos
antigos romanos em homengem
a Júpiter ,o deus do dia, também
chamado de Jove (Jovis).
Júpiter: ficha técnica!
Distância do Sol: 5,2 UA
(aprox. 778,4 milhões de Km)
Rotação: 9 horas e 54 minutos
Translação: 11,8 anos
Massa: 1,90×1027Kg (aprox.
318 massas da Terra)
Temperatura média: -148 ° C
Densidade média: 1,3 g/cm³
N° de satélites: 66
Estrutura Interna
Acredita-se que Júpiter seja composto de um núcleo denso (em marrom),
envolto por hidrogênio metálico (em cinza) com algum hélio (em verde)
seguido por uma atmosfera composta principalmente de hidrogênio
(camada mais exterior e a que enxergamos ao observá-lo).
...Mas ainda existem dúvidas
consideráveis sobre a estrutura
interna do planeta.
Composição:
71% de hidrogênio,
24% de hélio e
5% de outros elementos (CH4,
H2, NH3, H2S, etc).
Atmosfera
Observando por um telescópio, é possível perceber que a superfície de
Júpiter apresenta faixas coloridas. Elas se devem às nuvens da espessa
atmosfera do planeta.
Essas faixas, em geral, apresentam diferentes pressões e
velocidades das faixas vizinhas.
Quando duas delas se encontram, temos a formação de
tempestades.
Atmosfera
Na superfície, observa-se também uma formação característica: a grande
mancha vermelha.
A grande mancha vermelha é uma região de altas pressões atmosféricas,
com nuvens mais altas e mais frias que as circundantes e abrangem uma
superfície oval de 25 mil km de comprimento e 12 mil km de largura.
É uma tempestade de grandes
dimensões,
com
ventos
de
velocidades superiores a 500 km/h e
que já dura pelo menos 300 anos.
Imagem em escala da Terra comparada a
grande mancha vermelha.
Magnetismo
Júpiter possui um campo magnético 14 vezes mais forte que o da Terra.
E assim como na Terra, as interações das partículas que atingem os polos
da atmosfera de Júpiter com o seu campo magnético geram belas
auroras.
Auroras em Júpiter.
Imagem capturada pela sonda
New Horizons em 28 de
fevereiro de 2007. No seu
trajeto rumo a Plutão em em
julho de 2015.
Lembrando que essa é uma
superposição
de
imagens
capturadas
em
diferentes
comprimento de ondas.
Luas
Júpiter possui pelo menos 66 satélites. Destacam-se entre eles os 4
maiores, tendo sido descobertos por Galileu Galilei em 1610.
Os maiores satélites naturais de Júpiter (ou luas de Galileu). Da esquerda para a direita: Io,
Europa, Ganimedes e Calisto.
Io
Geologicamente ativa e com superfície
constantemente renovada por vulcanismo e
forças de maré oriundas de Júpiter e das
outras luas galileanas.
É mais ou menos do tamanho da Lua e leva
42 horas para transladar Júpiter.
Europa
Um pouco menor que a Lua, com
translação de 3.5 dias. Devido à posição de
sua órbita apresenta dificuldades em ser
estudada.
Acredita-se ser recoberta de gelo e
materiais claros. As linhas de rachadura se
estendem até 3000km e possuem um
aspecto que lembra algo que possui água
por baixo. Acredita-se que Europa abriga
um oceano de água abaixo da superfície.
Ganimedes
Ganimedes é o maior satélite natural do
Sistema Solar com 78% do diâmetro de
Marte (maior que Mercúrio). Também
acredita-se que é recoberta de gelo e
silicato graças ao estudo de seu espectro
luminoso.
Solos escuros apresentam crateras e solos
claros, vales.
Calisto
Quase do tamanho de Mercúrio. Também
recoberta com gelo e materiais escuros.
Translação de pouco mais de 2 semanas.
Possui crateras, resultado de superfície
estável e impactos externos.
Luas
Todas formadas ao mesmo tempo que Júpiter, do mesmo material
que formou a atmosfera.
O resto das luas são menores, acredita-se que podem ser asteroides
capturados ou pedaços de um satélite maior que foi destruído.
Ressonância de 4:2:1 entre Io, Europa e Ganimedes.
Anéis de Júpiter
Júpiter possui um halo de poeira muito fino que vai de 100 a 122 mil km
do seu centro e um sistema de três anéis.
O anel principal se estende de 122 a 129 mil km do centro do planeta,
englobando a órbita de duas luas, Adrastéa e Metis, (que são as fontes de
partículas do anel).
Os anéis de Júpiter são constituídos por uma poeira tão fina que seriam
invisíveis para alguém que estivesse em seu interior.
Saturno é o sexto planeta a partir do Sol e o segundo maior do Sistema
Solar atrás apenas de Júpiter.
Também é possível observá-lo a olho nu.
Saturno é o deus romano da agricultura.
É pai de Júpiter e filho de Urano.
Saturno: ficha técnica!
Distância do Sol: 9,5 UA
(aprox. 1,4 bilhão de Km)
Rotação: 10 horas e 40 minutos
Translação: 29,4 anos
Massa: 5,68×1026Kg (aprox.
95 massas da Terra)
Temperatura média: -178 ° C
Densidade média: 0,67 g/cm³
N° de satélites: 61
Estrutura Interna e Atmosfera
A estrutura interna de Saturno é muito parecida com a de Júpiter,
acredita-se que seja composto de um núcleo denso, envolto
por hidrogênio metálico com algum hélio seguida por uma atmosfera
composta principalmente de hidrogênio.
A grande diferença é que os ventos na superfície de Saturno podem
atingir 1 800Km/h!
Composição:
75% de hidrogênio,
24% de hélio e
1% de outros elementos.
Magnetismo
Saturno também apresenta um campo magnético forte, porém muito
menor que o de Júpiter. E também há a presença de auroras nos polos
devido os mesmos motivos.
Auroras em Saturno.
A imagem a direita foi capturada pelo
telescópio Hubble e a imagem a abaixo
pela sonda Cassini, ambas entre abril e
maio de 2013
Luas
Saturno possui pelo menos 61 satélites, sendo o segundo planeta do
Sistema Solar com o maior número de luas. Destacam-se entre elas Titã,
a única lua do Sistema Solar com uma atmosfera importante e Encélado,
pois assim como Titã apresenta água líquida a pouca profundidade da
superfície com a emissão de vapor de água por gêiseres, além de
possuírem uma atmosfera rica em metano, bem similar à da Terra
primitiva.
Comparação entre o tamanho
de Titã e de Saturno
Titã
Encélados
Conheçam um titanês:
http://www.astropt.org/2014/02/02/depoimento-de-um-habitante-de-tita/
(Leitura em casa)
O sistema de anéis
Os anéis de Saturno são formados
por fragmentos de rocha e de gelo.
Embora a nitidez e o brilho possam
fazer pensar que contém uma grande
quantidade de matéria, não é assim.
São muito finos: têm 282 mil km de
diâmetro e apenas 1 km de
espessura.
Os anéis de Saturno foram
descobertos
pelo
holandês
Christiaan Huygens(1659), embora
o primeiro a observar o planeta
tenha sido Galileu.
Da Terra, observam-se somente três
grupos de anéis: A, B e C. Os anéis
A e B são os mais visíveis e estão
separados pelo espaço chamado de
divisão de Cassini.
Mas, a exploração do planeta revelou que, na realidade, o sistema é
formado por um número muito superior de anéis. São, de fato, milhares.
Anéis de Saturno capturados pela sonda Cassini em dezembro de 2004, mostrando os diferente
anéis e suas divisões.
O brilho dos anéis é devido ao
reflexo da luz nos cristais de
gelo. Sua estabilidade é
garantida, em parte, pelos
satélites
pastores,
que
desempenham
complexas
relações de equilíbrio. Mimas,
por exemplo, é responsável
pela falta de matéria na divisão
de Cassini, e Pan, pela divisão
de Encke.
A origem dos anéis não está plenamente esclarecida: caso tenham
sido formados junto ao planeta não são um sistema estável e o
material precisará ser reposto periodicamente, ou desaparecerão
um dia.
Urano é o sexto planeta a partir do Sol e o terceiro maior do Sistema
Solar atrás de Júpiter e Saturno.
Urano é o deus romano do céu.
É pai Saturno e avô de Júpiter
Urano: ficha técnica!
Distância do Sol: 19,2 UA
(aprox. 2,8 bilhões de Km)
Rotação: 17 horas e 14 minutos
Translação: 84 anos
Massa: 8,68×1025Kg (aprox.
14,5 massas da Terra)
Temperatura média: -216 ° C
Densidade média: 1,27 g/cm³
N° de satélites: 27
Estrutura Interna e Atmosfera
O interior não possui a camada de hidrogênio metálico líquida como
Júpiter e Saturno. A superfície é formada pela camada externa da
atmosfera e suas nuvens só são percebidas se fotografias forem tratadas
com intensificação de cores.
Composição da atmosfera:
83% de hidrogênio,
15% de hélio e
2% de outros elementos.
Magnetismo e a presença de Anéis
Urano também apresenta um campo magnético forte, porém não muito
maior que o da Terra. Há a presença de auroras nos polos devido os
mesmos motivos.
Também é possível ver na
imagem ao lado a presença de
anéis ao redor de Urano, porém
eles são bem escuros e difíceis
de observar.
Luas
Urano possui pelo menos 27 satélites naturais. Todos receberam nomes
de personagens das obras de William Shakespeare e Alexander Pope. Os
cinco principais são Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon.
Titânia é o maior dos satélites, porém seu raio é menor que a metade do
raio da Lua.
Netuno é o oitavo planeta a partir do Sol e o quarto maior do Sistema
Solar.
Netuno é o deus romano do mar.
É filho de Saturno e irmão de Júpiter e
Netuno: ficha técnica!
Distância do Sol: 30,1 UA
(aprox. 4,5 bilhões de Km)
Rotação: 16 horas e 07 minutos
Translação: 164 anos
Massa: 1,02×1026Kg (aprox.
17,1 massas da Terra)
Temperatura média: -220 ° C
Densidade média: 1,64 g/cm³
N° de satélites: 13
Estrutura Interna e Atmosfera
A composição de Netuno é semelhante a de Urano. Porém ao contrário
deste, algumas formações interessantes podem ser percebidas na
superfície de Netuno, como a grande mancha negra no hemisfério sul.
Uma zona de tormentas similar à mancha de Júpiter, com ventos de mais
de 1000 Km/h. Apesar de haver regiões onde os ventos atingem
2000Km/h!
Composição da atmosfera:
80% de hidrogênio,
19% de hélio e
1% de outros elementos.
Nas últimas fotos enviadas pelo Telescópio espacial Hubble percebe-se
que a grande mancha negra desapareceu.
Outro ponto a respeito da atmosfera de Netuno que vale destacar é a
variação sazonal da radiação solar recebida nos hemisférios assim como
ocorre na Terra, a diferença é que as estações em Netuno duram cerca de
41 anos.
Observação: Acredita-se que Urano, também apresente estações
como Netuno. Porém Júpiter e Saturno, como discutimos no
início do aula, não tem variação significativa de estações.
À esquerda, a grande mancha negra de Netuno. À direita a sua variação sazonal de 1996 a
2002.
Magnetismo e a presença de Anéis
O campo magnético de Netuno é muito parecido com o de Urano.
Seus satélites são formados por partículas de poeira escuras,
possivelmente formadas por gelo de metano, porém são muito instáveis,
com o passar do tempo observa-se a diminuição dessas partículas e
consequentemente o desaparecimento desses anéis.
Luas
Netuno possui pelo menos 13 luas. Proteu (à esquerda) é a segunda
maior lua de Netuno, possui um raio de 209Km. Tritão (à direita), a
maior de todas as luas de Netuno, possui um raio de 1350 Km e
apresenta gêiseres de nitrogênio líquido emanados de sua superfície
gelada. Esta descoberta mudou o conceito clássico de vulcanismo que,
até então, supôs que os corpos gelados não seriam geologicamente
ativos. Tritão demonstrou que para que haja atividade geológica basta
meios fluidos, rocha fundida, nitrogênio ou água.
Critérios para definição de planeta
A União Astronômica Internacional definiu em 24 de agosto de 2006 que
um planeta é um corpo celeste que:
a) está em órbita do Sol;
b) tem forma determinada pelo equilíbrio hidrostático (arredondada)
resultante do fato de que sua força de gravidade supera as forças de
coesão dos materiais que o constituem;
c) é um objeto de dimensão predominante entre os objetos que se
encontram em órbitas vizinhas.
Dessa definição resulta que o Sistema Solar possui apenas oito planetas
conhecidos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e
Netuno. Plutão perde o status de planeta que lhe havia sido atribuído por
ocasião de sua descoberta como resultado de uma errônea avaliação de
suas reais dimensões.
O planeta anão Plutão
A resolução aprovada refere-se apenas os planetas do nosso Sistema
Solar. Para se aplicar aos planetas que tem sido descobertos ao redor de
outras estrelas, os chamados exoplanetas, um item adicional seria
necessário: que não exista um processo nuclear de geração de energia no
seu interior.
Obrigado!
Próxima aula – 09/05 – Sistema Solar: Asteroides, Cometas, etc.
Baseei essa aula nas aulas dos antigos professores do projeto Paulo e
Francisco, cujo agradecimento deixo aqui registrado.
Deixo como bibliografia principal dessa aula o site Wikipédia. Basta
entrar em ‘pt.wikipedia.org’ e digitar o nome desses planetas no campo
‘Pesquisa’.
E
também o
seguinte
link
(em inglês):
http://ronyerby.com/ss/Outer.html
No centro é possível ver Plutão e sua lua Caronte (que serão abordados em detalhes
na próxima aula). A imagem é da sonda New Horizons e foi tirada em 09 de Abril
desse ano. Acompanhem a nossa página do Facebook para mais atualizações!