O Sistema Solar e sua Formação

Astrofísica
do
Sistema
Solar
Daniela Lazzaro
Observatório Nacional - Rio de
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002 Janeiro
 Introdução ao Sistema Solar
 Planetologia comparativa
 planetas terrestres X planetas gigantes
X pequenos corpos




Interiores
Superfícies
Atmosferas
Pequenos corpos
 satélites, asteróides, cometas, anéis
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
Distâncias
Titus-Bode
d = 0.4 + 0.3 x 2n
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
Órbitas
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
a (UA)
e
i (o)
Mercúrio
0.39
0.206
7.0
Vénus
0.72
0.007
3.4
Terra
1.00
0.017
0.0
Marte
1.52
0.093
1.85
Júpiter
5.20
0.048
1.32
Saturno
9.54
0.056
2.50
Urano
19.18
0.046
0.77
Netuno
30.06
0.009
1.78
Plutão
39.44
0.246
17.17
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Tamanhos
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
% Massa Total
Sol
99.8000000
Júpiter
0.1000000
Cometas
0.0500000
Outros planetas
Evolução
0.0400000 dinâmica
Satélites e anéis
0.0000500
Asteróides
0.0000020
Poeira cósmica
0.0000001
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
Raio Massa
Dens.
(RT)
(MT)
(g/cm3)
Mercúrio
0,38
0,06
5,4
Venus
0,95
0,82
5,3
Terra
1,00
1,00
5,5
Marte
0,53
0,11
3,9
Júpiter
11,2
318
1,3
Saturno
9,5
95
0,7
Urano
4,1
15
1,2
Netuno
3,9
17
1,6
RT=6378 km
MT=5.98 x 1024kg Plutão
0,19 0,002
2,1
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No de átomos por milhão
de átomos de H
Composição
Hidrogênio
H
1.000.000
He
68.000
Carbono
C
420
Nitrogênio
N
87
Oxigênio
O
690
Neônio
Ne
98
Sódio
Na
2
Magnésio
Mg
40
Alumínio
Al
3
Silício
Si
38
Enxofre
S
19
Argônio
Ar
4
Cálcio
Ca
2
Ferro
Fe
34
Níquel
Ni
Hélio
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2
Temperatura
Te  1/ D1/2
Mercúrio ~500K
Plutão ~50K
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Planetologia Comparativa
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Planetas terrestres
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Planetas Gigantes
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
Distância
(UA)
Período
(anoT)
Diâmetro
(km)
Massa
(MT)
Densidade
(g/cm3)
Rotação
Mercúrio
Venus
Terra
Marte
0,4
0,7
1,0
1,5
0,2
0,6
1,0
1,9
4.878 12.102 12.756
6.790
0,55
0,8
1,0
0,1
5,4
5,3
5,5
3,9
58,6 d -243 d
23,9 h 24,6 h
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Júpiter
Saturno
Urano
Netuno
Distância (UA)
5,2
9,5
19,2
30,1
Período
(anoT)
11,9
29,5
84,1
164,8
Diâmetro
(103km)
142.800
120.540
51.200
49.500
Massa (MT)
318
95
14
17
Densidade
(g/cm3)
1,3
0,7
1,2
1,6
Rotação (h)
9,9
10,7
17,2
16,1
Eixo de
rotação (o)
3
27
98
29
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Planetas terrestres
pouco H + muito O

composição “oxidada”
Composição  igual
rochas + metais


silicatos
ferro, níquel
2/3
1/3
núcleo denso + crosta leve

“diferenciação”

líquidos em algum momento  T ~1300 K
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Planetas Gigantes
muito H + pouco O

composição “reduzida”
Júpiter  Saturno
Composição:
 75% H + 25% He
Urano  Netuno
 núcleo  J-S
 formados juntos
H2 O
CH4
NH3
C2H6
C2H2
 metano 

etano acetileno
água
ammonia
hidrocarbonetos
Júpiter, Saturno  cristais ammonia
Nuvens superiores: Urano  metano
Netuno  “neblina”
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Planetas terrestres: Atividade Geológica
 forças externas (crateras)
superfícies modificadas
 forças internas (vulcões, terremotos)

diferenças calor interno  níveis de atividade
 calor primitivo  acreção

corpos pequenos

esfriam rapidamente
Mundos mortos:
Mercúrio, Marte

corpos grandes

retém mais calor
Mundos ativos:
Terra, Venus
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Planetas Gigantes: Energia Interna
primordial
+

gerada internamente

Júpiter = 4 x 1017W

Saturno = 2 x 1017W

(= energia solar absorvida)
separação H-He

forma gotículas que caem no núcleo

diferenciação
Netuno: pequena
mesma temperatura!
Urano: não tem
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Plutão
1930 - C. Tombaugh
Distância: 39.5 UA
Período: 249 anosT
Diâmetro: 0.38 DT (Mer: 0.76)
Massa: 0.002 MT
(Mer: 0.55)
Densidade: 2.1 g/cm3 (Mer: 5.5)
1978 - J. Christy
tamanho ~ 1/2 Plutão
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Pequenos corpos
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Satélites
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Anéis Planetários
Todos os planetas gigantes: 1610 1985
Próximos do planeta: limite de Roche ~ 2,4 x raio planeta
Compostos: partículas (1cm < R < 5m) + poeira
Sistemas achatados:
H = altura ~ 100m;
D = largura ~ 300.000km
 H/D ~ 10-7
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Asteróides
1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002
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Cometas
Nuvem de Oort
Cinturão de Kuiper
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 Planetologia comparativa
 planetas terrestres X planetas gigantes
X pequenos corpos
 Interiores
 Superfícies
 Atmosferas
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