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Planeta
Um planeta (do grego πλανήτης, forma alternativa de πλάνης "errante") é um corpo
celestial que orbita uma estrela ou um remanescente de estrela, com massa suficiente para
se tornar esférico pela sua própria gravidade, mas não a ponto de causar fusão
termonuclear, e que tenha limpado de planetesimais a sua região vizinha (dominância
orbital).
O termo planeta é antigo, com ligações com a história, ciência, mitologia e religião. Os
planetas eram vistos por muitas culturas antigas como divinos ou como emissários de
deuses. À medida que o conhecimento científico evoluiu, a percepção humana sobre os
planetas mudou, incorporando diversos tipos de objetos. Em 2006, a UAI adotou
oficialmente uma resolução definindo planetas dentro do Sistema Solar, a qual tem sido
elogiada e criticada, permanecendo em discussão entre alguns cientistas.
Ptolomeu imaginava que os planetas orbitavam a Terra, em movimentos do epiciclo e
círculo deferente. Embora a ideia de que os planetas orbitavam o Sol tivesse sido sugerida
muitas vezes, somente no século XVII esta visão foi suportada por evidências pelas
primeiras observações telescópicas, realizadas por Galileu Galilei. Através da cuidadosa
análise dos dados das observações, Johannes Kepler descobriu que as órbitas dos planetas
não são circulares, mas elípticas. À medida que as ferramentas de observação foram
desenvolvidas, os astrônomos perceberam que os planetas, como a Terra, giravam em
torno de eixos inclinados e que alguns compartilhavam características como calotas polares
e estações do ano. Desde o início da era espacial, observações mais próximas por meio de
sondas demonstraram que a Terra e os outros planetas também compartilham
características como vulcanismo, furacões, tectônica e até mesmo hidrologia.
Os planetas são geralmente divididos em dois tipos principais: os grandes e de baixa
densidade planetas gigantes gasosos e os menores e rochosos planetas terrestres. Pelas
definições da UAI, há oito planetas no Sistema Solar: em ordem crescente de distância do
Sol, são os quatro planetas terrestres Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, e depois os quatro
gigantes gasosos Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Seis dos planetas são orbitados por um
ou mais satélites naturais.
Além disso, o Sistema Solar possui também pelo menos cinco planetas anões[3] e centenas
de milhares de corpos menores do Sistema Solar.
Desde 1992, centenas de planetas orbitando outras estrelas (planetas extrassolares ou
exoplanetas) foram descobertos na Via Láctea. Desde dezembro de 2010, mais de 500
planetas extrassolares conhecidos estão listados na Enciclopédia de Planetas Extrassolares,
variando desde planetas terrestres maiores que a Terra até gigantes gasosos maiores do
que Júpiter.
História
A ideia de planeta evoluiu ao longo da história, desde as estrelas errantes divinas da
antiguidade até os objetos concretos da era científica. O conceito se expandiu para incluir
mundos não apenas no Sistema Solar, mas em centenas de outros sistemas extrassolares.
As ambiguidades nas definições de planeta levaram a muita controvérsia científica.
Na antiguidade, os astrônomos notaram como certas luzes se moviam no céu em relação
às outras estrelas. Os antigos gregos chamaram essas luzes "πλάνητες ἀστέρες" (planetes
asteres: estrelas errantes) ou simplemente "πλανήτοι" (planētoi: errantes), [5] a partir do
que derivou a palavra atual "planeta".[6][7] Nas antigas Grécia, China e Babilônia e em
quase todas as civilizações pré-modernas, [8][9] acreditava-se quase universalmente que a
Terra era o centro do universo e que todos os planetas a circundavam. A razão para esta
percepção era que todos os dias as estrelas e planetas pareciam girar em torno da
Terra,[10] bem como a percepção, de aparente senso comum, de que a Terra era sólida,
estável e imóvel.
Babilônia
A primeira civilização que se sabe ter possuído uma teoria funcional para os planetas foi a
babilônica, que viveu na Mesopotâmia no primeiro e segundo milênios a.C. O mais antigo
texto astronômico planetário remanescente é a tábua de Vênus de Ammisaduqa, uma
cópia do século VII a.C. de uma lista de observações dos movimentos do planeta Vênus que
provavelmente data do segundo milênio a.C.[11] Os astrólogos babilônicos também
lançaram as fundações do que se tornou depois a astrologia ocidental. [12] O Enuma anu
enlil, escrito durante o período neo-assírio no século VII a.C.,[13] compreende uma lista de
professias e suas relações com vários fenômenos celestiais, inclusive os movimentos dos
planetas.[14] Os sumérios, predecessores dos babilônicos que são considerados uma das
primeiras civilizações, e a quem se credita a invenção da escrita, tinham identificado pelo
menos Vênus até 1500 a.C.[15] Um pouco depois, o outro planeta interno, Mercúrio, e os
planetas externos Marte, Júpiter e Saturno foram identificados pelos astrônomos
babilônicos. Eles permaneceriam como os únicos planetas conhecidos até a invenção do
telescópio, no início da era moderna.
Astronomia greco-romana
O termo "planeta" deriva do grego πλανήτης, que significa "errante", denotando objetos
cuja posição variava em relação às estrelas. Como não estavam tão interessados em
adivinhações como os babilônicos, os gregos inicialmente não deram muita importância a
eles. Os pitagóricos, nos séculos VI e V a.C., parecem ter desenvolvido sua própria teoria
planetária independente, que consistia na Terra, o Sol, a Lua e os planetas girando em
torno de um "fogo central", no centro do universo. Atribui-se a Pitágoras ou Parmênides de
Eleia ter primeiro identificado a estrela vespertina e a estrela matutina (Vênus) como sendo
o mesmo objeto.
No século III a.C., Aristarco de Samos propôs um sistema heliocêntrico, segundo o qual a
Terra e os planetas giravam em torno do Sol.[18] Entretanto, o sistema geocêntrico
permaneceria dominante até a revolução científica.[19] A máquina de Anticítera era um
computador analógico projetado para calcular a posição relativa do Sol, Lua e planetas.
Até o século I a.C., durante o período helenístico, os gregos tinham começado a
desenvolver esquemas matemáticos para predizer as posições dos planetas. Esses
esquemas, que se baseavam mais em geometria do que na aritmética dos babilônicos,
acabaram por eclipsar as teorias babilônicas por serem mais complexos e abrangentes,
contemplando a maioria dos movimentos astronômicos observados da Terra a olho nu.
Essas teorias atingiriam sua expressão máxima no Almagesto escrito por Ptolomeu no
século II d.C. A dominação do modelo de Ptolomeu foi tão completa que ele superou todos
os trabalhos anteriores em astronomia e permaneceu como o texto astronômico definitivo
por 13 séculos. Para os gregos e romanos, eram sete os planetas conhecidos, cada um
circundando a Terra de acordo com as complexas leis colocadas por Ptolomeu. Eles eram,
em ordem crescente a partir da Terra (a ordem de Ptolomeu), a Lua, Mercúrio, Vênus, o
Sol, Marte, Júpiter e Saturno.
Índia antiga
Em 499, o astrônomo indiano Aryabhata propôs um modelo planetário que explicitamente
incorporava a rotação da Terra sobre seu eixo, a qual ele indicava como a causa do que
parece ser um movimento das estrelas para o oeste. Ele também acreditava que a órbita
dos planetas era elíptica. Este modelo foi amplamente aceito por muitos astrônomos
indianos posteriores a ele. Os seguidores de Aryabhata foram particularmente fortes no sul
da Índia, onde seus princípios da rotação da Terra em ciclos diários, entre outros, foram
seguidos e serviram de base a diversos trabalhos secundários.
Em 1500, Nilakantha Somayaji, da escola Kerala de astronomia e matemática, no seu
Tantrasangraha, revisou o modelo de Aryabhata. No seu Aryabhatiyabhasya, um
comentário sobre a obra Aryabhatiya de Aryabhata, ele desenvolveu um modelo planetário
em que Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno orbitavam o Sol, que por sua vez
orbitava a Terra, de forma similar ao sistema Tychonico proposto mais tarde por Tycho
Brahe no final do século XVI. A maioria dos astrônomos da escola Kerala que o seguiram
aceitou seu modelo planetário.
Atributos
Órbita
De acordo com as definições atuais, todos os planetas devem girar em torno de estrelas;
logo, quaisquer planetas órfãos são excluídos. No Sistema Solar, todos os planetas orbitam
o Sol no mesmo sentido da rotação do Sol (anti-horário, para um observador sobre o polo
norte do Sol). Pelo menos um planeta extrassolar, WASP-17b, foi descoberto numa órbita
em sentido oposto ao da rotação da sua estrela.
O período de uma revolução de um planeta em sua órbita é conhecido como o seu período
sideral ou ano.[93] Um ano de um planeta depende da sua distância para a sua estrela;
quanto mais longe um planeta está da sua estrela, não apenas ele terá maior distância para
percorrer, como também menor será sua velocidade, pois ele será menos afetado pela
gravidade da estrela. Como nenhuma órbita de planeta é perfeitamente circular, a distância
varia ao longo do ano. A maior aproximação para a sua estrela é chamada o seu periastro
(periélio no Sistema Solar), enquanto a maior separação é chamada apoastro (afélio). À
medida que um planeta se aproxima do periastro, sua velocidade aumenta pela
transformação da energia potencial gravitacional em energia cinética, da mesma forma
como um objeto em queda livre na Terra ganha velocidade à medida que cai; quando o
planeta atinge o apoastro, sua velocidade diminui, da mesma forma como um objeto
atirado para cima na Terra perde velocidade quando se aproxima do ápice da sua trajetória.
A órbita de cada planeta é definida por um conjunto de elementos:
A excentricidade de uma órbita descreve quão alongada ela é. Planetas com baixa
excentricidade têm órbitas mais circulares, enquanto planetas com alta excentricidade têm
órbitas mais elípticas. Os planetas do Sistema Solar têm excentricidades muito baixas e,
portanto, órbitas quase circulares.[93] Cometas e objetos do Cinturão de Kuiper, assim
como vários planetas extrassolares, têm excentricidades muito altas, logo órbitas
fortemente elípticas.
Inclinação axial
Os planetas também têm graus variados de inclinação axial: eles estão a um determinado
ângulo do plano do equador das suas estrelas. Isto faz variar a quantidade de luz recebida
em cada hemisfério ao longo do ano; quando o hemisfério norte não está voltado para a
sua estrela, o hemisfério sul aponta para ela, e vice-versa. Cada planeta possui, portanto,
estações do ano: mudanças no clima ao longo do ano. O momento em que cada hemisfério
está mais distante ou mais próximo da sua estrela é chamado solstício. Cada planeta tem
dois no curso de um ano; quando um hemisfério tem o seu solstício de verão (o dia é mais
longo), o outro tem o tem o seu solstício de inverno (o dia é mais curto).
A quantidade variável de luz e calor recebida em cada hemisfério cria mudanças anuais nos
padrões de clima em cada metade do planeta. A inclinação axial de Júpiter é muito
pequena, portanto sua variação sazonal é mínima. Urano, por outro lado, tem uma
inclinação axial tão extrema que ele está virtualmente de lado, o que significa que os seus
hemisférios estão sempre iluminados ou sempre na escuridão na época dos seus
solstícios.[99] Entre os planetas extrassolares, as inclinações axiais não são conhecidas com
certeza, embora se acredite que a maior parte dos Jupiteres quentes tenha inclinação axial
desprezível ou nula, como resultado da proximidade com as suas estrelas.
Rotação
Os planetas giram em torno de eixos invisíveis que passam pelos seus centros. O período de
rotação de um planeta é chamado o seu dia. A maioria dos planetas no Sistema Solar giram
no mesmo sentido em que orbitam o Sol, que é anti-horário, para um observador acima do
polo norte do Sol. Exceções são Vênus[101] e Urano, [102] que giram no sentido horário,
embora a extrema inclinação axial de Urano leve a diferentes convenções sobre qual dos
seus polos é o "norte" e, portanto, se o planeta está girando no sentido horário ou antihorário.[103] Entretanto, qualquer que seja a convenção usada, Urano tem rotação
retrógrada em relação a sua órbita.
A rotação de um planeta pode ser induzida por vários fatores durante a sua formação. Um
momento angular resultante pode ser induzido pelas contribuições individuais de
momentos angulares de objetos acretados. A acreção de gás pelos gigantes gasosos
também pode contribuir para o momento angular. Finalmente, nos últimos estágios da
formação do planeta, um processo estocástico de acreção protoplanetária pode alterar
randomicamente o eixo de rotação de um planeta.
Há uma grande variação na duração de um dia entre os planetas, com Vênus levando 243
dias terrestres para dar uma volta e os gigantes gasosos apenas algumas horas.[105] Os
períodos rotacionais de planetas extrassolares não são conhecidos, entretanto sua
proximidade para as suas estrelas significa que os Jupiteres quentes estão em acoplamento
de maré (suas órbitas estão sincronizadas com suas rotações). Isto significa que eles
somente mostram uma face para as suas estrelas, ficando um lado em dia perpétuo e o
outro em noite perpétua.