volume ii - SEED - Estado do Paraná

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 – SEED
SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO- SUED
PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL – PDE
EQUIPE PEDAGÓGICA DO PDE
ELIANE APARECIDA DUBIELI MONTIPÓ
O SISTEMA SOLAR NA HISTÓRIA DA
ASTRONOMIA
PAULA FREITAS
2010
2
ELIANE APARECIDA DUBIELI MONTIPÓ
O SISTEMA SOLAR NA HISTÓRIA DA
ASTRONOMIA
Material didático a ser apresentado a SEED/SUED-PR
como requisito para o cumprimento das atividades
previstas dentro do Programa de Desenvolvimento
Educacional-PDE do Estado do Paraná, 2009/2010.
Orientador: Prof. Dr. Ricardo Yoshimitsu Miyahara
PAULA FREITAS
2010
3
SUMÁRIO
1- Introdução----------------------------------------------------------------------------------
04
2- Organização Teórica Metodológica -------------------------------------------------
06
2.1- Abordagem Histórica sobre a Observação dos Planetas----------------
06
2.2- Configuração Atual do Sistema Solar-----------------------------------------
09
3- Encaminhamentos Metodológicos---------------------------------------------------
12
3.1- Modelagem do Sistema Solar em Escala------------------------------------
14
4- Considerações Finais-------------------------------------------------------------------
22
5- Para saber mais--------------------------------------------------------------------------
24
6- Dados Bibliográficos---------------------------------------------------------------------
25
ANEXOS---------------------------------------------------------------------------------------
27
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O Sistema Solar na História da Astronomia
1- Introdução
Viver na era da informação implica em ter plena capacidade de
comunicação, no entanto, comunicar-se bem ainda é um problema para a
humanidade.
Na Escola, os alunos, ainda veem o conhecimento como algo distante da
sua realidade, sem importância ou significado e sem utilidade no seu cotidiano.
A teoria de Ausubel apresenta uma aprendizagem a qual possui uma
comunicação eficaz, respeita e conduz o aluno a sentir-se parte integrante do
novo conhecimento, através de termos familiares a ele. O professor tem papel
fundamental nesse processo, podendo diminuir a distância entre a teoria e a
prática, organizando os conteúdos e usando estratégias metodológicas
adequadas e material didático significativo.
Conforme apontam as Diretrizes Curriculares Estaduais de Ciências,
A aprendizagem significativa no ensino de Ciências implica no entendimento de que o
estudante aprende conteúdos científicos escolares quando lhes atribui significados.
Isso põe o processo de construção de significados como elemento central do processo
de ensino e aprendizagem.
A Astronomia, considerada “uma das ciências de referência para os
conhecimentos sobre a dinâmica dos corpos celestes” (DCE, 2008), é um dos
cinco Conteúdos Estruturantes da Disciplina de Ciências. Entendam-se
Conteúdos Estruturantes como sendo,
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. (DCE, 2008)
O termo Astronomia vem do grego áster (astros) e nomos (lei). É
considerada a ciência que se preocupa com a forma, grandeza, distâncias,
organização, origem, evolução, composição e movimento de todos os corpos
celestes, conforme definição constante no dicionário de astronomia do site
www.zenite.nu.
Este conteúdo estruturante possibilita estudos e discussões sobre a
origem e a evolução do Universo e a DCE de Ciências apontam o sistema solar
como um dos conteúdos básicos que envolvem conceitos científicos
necessários para o entendimento de questões astronômicas.
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Entenda-se sistema solar com sendo o conjunto de todos os corpos
celestes, independente de tamanho, estado físico ou propriedades, que estão
gravitacionalmente ligados ao Sol e que descrevem órbitas em torno dele.
Entre os objetos que orbitam ao redor do Sol estão os planetas, satélites
naturais, asteróides, cometas e partículas de gás e poeira interplanetárias.
(Observatório Nacional, 2009).
Ao trabalharmos o conteúdo básico sistema solar, nos deparamos com
livros didáticos onde este conteúdo é demonstrado através de figuras
esquemáticas, sem escala definida, causando uma série de confusões quanto
a tamanhos e distâncias, dificultando sua compreensão.
Propomos, então, o trabalho com textos básicos e vídeos que facilitem a
compreensão, por parte dos alunos, sobre a formação, localização,
composição e dimensões do sistema solar. Para completar, sugerimos o
desenvolvimento de uma atividade experimental utilizando a modelagem para
levar à compreensão (através de escalas) das medidas de distâncias e
tamanhos do Sol e dos planetas. As atividades experimentais
podem contribuir para a superação de obstáculos na aprendizagem de conceitos
científicos, não somente por propiciar interpretações, discussões e confrontos de ideias
entre os estudantes, mas também pela natureza investigativa. (DCE, 2008)
E, o lúdico promove a imaginação, a curiosidade e o interesse levando o
aluno a interagir com o mundo e, principalmente, com o conteúdo que
queremos que ele aprenda.
Ao escolhermos abordagens, estratégias e recursos pedagógicos
adequados à mediação pedagógica, procuramos contribuir para que o aluno se
aproprie de conceitos científicos de forma mais significativa.
Esta unidade didática de Astronomia destina-se a orientação dos
professores de Ciências no desenvolvimento do conteúdo Sistema Solar o qual
pode ser trabalhado com 5ª e 6ª séries do Ensino Fundamental.
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2- Organização Teórica Metodológica
Como
a
teoria da
aprendizagem de
Ausubel
propõe que
os
conhecimentos prévios dos alunos sejam valorizados, a atividade inicial será a
aplicação de um pré-teste, atividade avaliativa de caráter diagnóstico (Anexo I),
que consiste em um conjunto de questões a serem respondidas pelos alunos a
fim de que o professor verifique os conhecimentos prévios e também as
concepções alternativas dos alunos sobre o conteúdo astronomia. A verificação
dos conhecimentos prévios dos alunos orientará a abordagem dos conteúdos,
a forma (metodologia) de desenvolvimento e as estratégias a serem utilizadas,
pois, estes conhecimentos se constituem no ponto de partida.
Esse pré-teste servirá também como pós-teste, sendo aplicado após a
abordagem
teórica
e
o
desenvolvimento
das
atividades
propostas,
caracterizando-se como instrumento de verificação da aprendizagem, do
crescimento pedagógico dos alunos e da eficácia da metodologia utilizada.
A Secretaria de Estado da Educação do Paraná tem trabalhado na
perspectiva de uma concepção de avaliação diagnóstica, processual,
cumulativa, formativa, no sentido de que, na prática pedagógica, a avaliação
ocorra com o objetivo de conhecer o que o aluno sabe, o quanto ele sabe e o
quão distante ou perto os alunos estão dos objetivos propostos.
Após essa verificação de conhecimentos prévios, sugere-se uma
abordagem histórica sobre a observação dos planetas e teorias sobre os
movimentos celestes. É interessante que o professor conte para seus alunos a
história da observação dos planetas (usar de criatividade, utilizar imagens,
fantoches dentre outros recursos).
2.1- Abordagem Histórica sobre a Observação dos Planetas
Na Antiguidade, ao observar o céu, certas pessoas notaram que alguns
astros faziam um trajeto muito estranho. Devido a esse movimento de
ziguezague receberam o apelido de errantes (planetas, em latim). (COSTA,
2008).
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A princípio, eram cinco os planetas observados. Havia um que “corria”
próximo ao Sol, ziguezagueando veloz, em seu caminho, às vezes pouco antes
do nascer do Sol, outras vezes pouco depois do por do Sol. Recebeu o nome
de Hermes, o mensageiro dos deuses. Nós usamos até hoje o nome latino:
Mercúrio. Outro vagava por perto, belo e cintilante, recebeu significado
feminino, era Afrodite ou Vênus, a deusa da beleza. Outro errante brilhava em
vermelho, cor de sangue. Para os antigos era Ares, um planeta ferido de morte
– ou Marte, o deus da guerra. O poderoso Zeus, senhor supremo, também
estava lá. Para os antigos era o planeta mais brilhante depois de Vênus, com
uma coloração branco-alaranjado, era Júpiter. Por fim, havia aquele que os
gregos chamavam de Cronos, o senhor do tempo. Para nós ficou Saturno, o
senhor dos anéis. A Terra não era considerada um planeta, pois, não vagava
sem rumo pelo céu. (COSTA, 2008).
Desde a Grécia antiga, acreditava-se que o Universo girava em torno da
Terra. Para Tales de Mileto (600 a.C.) a Terra era plana e flutuava na água sob
a imensa abóbada celeste. Pitágoras (530 a.C.) imaginava uma Terra esférica
e em rotação em torno de um fogo central, circundada por dez esferas
concêntricas contendo as estrelas e os planetas. Aristarco de Samos (280 a.C.)
propôs a idéia revolucionária de um Universo centrado no Sol e não na Terra.
Por suas ideias foi acusado de perturbar o descanso dos deuses. O primeiro a
confirmar que a Terra era esférica foi Eratóstenes (250 a.C.) que mediu em
Alexandria, no Egito, o raio da Terra.
Ptolomeu (150 d.C.) em sua obra, O Almagesto, descreveu um modelo
de Sistema Solar que permaneceu em vigor durante 1300 anos. Nele, a Terra
ocupava o centro e tudo mais girava ao seu redor. A disposição dos astros em
torno da Terra foi obtida admitindo-se que quanto mais distante um deles
estivesse da Terra, mais tempo levaria para dar uma volta em torno dela. A
disposição era na seguinte ordem: Lua, Mercúrio, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e
Saturno; englobando tudo estavam as estrelas. (FRIAÇA, 2006).
A visão heliocêntrica do Universo chega com Copérnico, em 1543; ele
propõe um modelo simples do Sistema Solar, com o Sol no centro do sistema.
8
O
modelo
de
Copérnico
considerava
as órbitas
dos planetas
circunferências perfeitas; foi o astrônomo alemão Johannes Kepler que, no
início do século XVII, mostrou que as órbitas planetárias eram elípticas. Kepler
utilizou as observações de Tycho Brahe; os dados obtidos por Tycho eram os
mais precisos da época e no limite, do que o olho humano, sem instrumentos,
pode conseguir. Foi usando esses dados que Kepler propôs três leis que
descrevem corretamente os movimentos dos planetas. (RODRIGUES, 2001).
Com o trabalho de Kepler desvendou-se como os planetas se
movimentavam, mas, foi só com a Teoria da Gravitação Universal de Isaac
Newton (publicada em 1687), que o porquê do movimento dos planetas ao
redor do Sol foi explicado. A teoria da gravitação mostra que os corpos se
atraem uns aos outros, isto é, um corpo cria em torno de si um campo
gravitacional que é sentido por todos os outros corpos. Esse campo
gravitacional é tanto mais intenso quanto maior a massa do corpo, e diminui
proporcionalmente com o quadrado da distância. Newton também descreveu
exatamente como um corpo se movimenta quando sujeito a certa força,
qualquer que seja sua natureza. (RODRIGUES, 2001).
Em sua obra, o “Principia”, Newton não só demonstra as leis de Kepler e
calcula fenômenos como as marés e os equinócios, mas também, prevê e
determina a forma achatada da Terra. (RODRIGUES, 2001).
Os movimentos dos maiores corpos do sistema solar eram explicados
tanto do ponto de vista de sua descrição, como de sua causa, mas, foi só em
1755 que o filósofo Immanuel Kant propôs a hipótese nebular (tentando
explicar como surgiu o sistema solar). Posteriormente foi desenvolvida pelo
matemático francês Pierre-Simon de Laplace. A hipótese nebular considera
que o sistema solar formou-se a partir de uma nuvem de gás e poeira em
rotação. (RODRIGUES, 2001).
Foi, também, no início do século XVII que, Galileu direcionou sua luneta
para Júpiter e observou quatro astros (mais tarde chamados satélites
galileanos de Júpiter), que descreviam órbitas em torno desse planeta e não da
Terra; descobriu, também, o relevo lunar, as manchas no Sol, identificou a
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estrela dupla Mizar e enunciou o princípio da inércia. Suas observações
também contribuíram para a comprovação de que a Terra não era o centro de
todos os movimentos celestes. (FRIAÇA, 2006).
Em 1784, Herschel descobre Urano (céu, em grego) e várias nebulosas.
Estudando a distribuição das estrelas, propõe uma nova estrutura para a
galáxia, uma espécie de elipsoide centrado no Sol. (FRIAÇA, 2006).
Netuno (na mitologia grega Poseidon, o rei dos mares), foi observado em
1846 por Johann Gottfried Galle, no Observatório de Berlim. Frequentemente,
os créditos dessa descoberta vão para o inglês John Couch Adams e o francês
Urbain Le Verrier, que não o observaram, mas previram a sua existência
matematicamente. (COSTA, 2008).
Plutão (na mitologia grega Hades, o senhor dos infernos), foi descoberto
em 1930 por Clyde Wiliam Tombaugh, auxiliar de Percival Lowel. Um dos
satélites de Plutão, Caronte, foi descoberto somente em 1978. (COSTA, 2008).
Em 1951, o astrônomo holandês Gerard Kuiper, propôs a existência de
um segundo cinturão de asteroides além da órbita de Plutão. Hoje essa região
é conhecida como Cinturão de Kuiper e se conhecem mais de 600 objetos no
cinturão. (COSTA, 2008).
2.2- Configuração Atual do Sistema Solar
Segundo a Teoria da nebulosa solar, provavelmente, nosso sistema solar
formou-se a partir de uma nuvem espiral de gás e poeira. Quando o Sol obteve
luz suficiente, gases e poeira remanescentes foram afastados pelo espaço,
originando planetas que orbitam o Sol. Isso ocorreu há cerca de 4,5 bilhões de
anos.
O Sistema Solar é muito mais do que apenas os planetas e seus
respectivos satélites. É o conjunto de todos os corpos celestes, independente
de tamanho, estado físico ou propriedades, que estão gravitacionalmente
ligados ao Sol e que descrevem órbitas em torno dele. Entre os objetos que
10
orbitam ao redor do Sol estão os planetas, satélites naturais, asteroides,
cometas e partículas de gás e poeira interplanetárias. (Observatório Nacional,
2009).
No Universo, a distribuição e hierarquia dos objetos devem-se,
basicamente, pela força gravitacional; no Sistema Solar, a maior parte da
massa está concentrada no Sol (99,86%), que é o centro de referência em
torno do qual todos os objetos pertencentes a ele descrevem suas órbitas.
Entenda-se por órbita a trajetória que um corpo percorre ao redor de
outro sob a influência de alguma força (normalmente gravitacional). Dentro do
Sistema Solar, os planetas, asteróides, cometas e outros objetos de menor
tamanho percorrem órbitas elípticas ao redor do Sol, enquanto que os satélites
naturais o fazem ao redor dos planetas. (Wikipédia, 2010)
Define-se como Estrela um astro de luz própria, em forma esferoidal
formado por gases. A energia das estrelas é gerada por fusão nuclear e emitida
no espaço sob a forma de radiação eletromagnética, vento estelar, neutrinos e
outras formas de radiação. (Wikipédia, 2010)
Classifica-se como Planeta o corpo celeste que orbita em torno do Sol;
possui forma aproximadamente esférica e é grande o suficiente para ser
dominante em sua órbita, tendo eliminado objetos menores de sua vizinhança;
esta definição foi estabelecida pela União Astronômica Internacional em agosto
de 2006.
Satélite natural é um corpo celeste que orbita um planeta ou outro corpo
menor. (Wikipédia, 2010)
Asteroides são objetos rochosos e/ou metálicos, sem atmosfera, que
estão em órbita em torno do Sol, mas são pequenos demais para serem
considerados como planetas. A maior parte deles está espalhada na região
situada após 2 e antes de 5 UA (Unidade Astronômica) do Sol. (Observatório
Nacional, 2009)
Cometas são corpos de forma irregular, frágeis e pequenos, em geral
formados por uma mistura de grãos não voláteis e gases congelados. Essas
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massas congeladas de gases, gelo, restos rochosos e poeira descrevem
órbitas altamente elípticas, bem definidas, que cruzam o Sistema Solar.
(Observatório Nacional, 2009)
Por todo o Sistema Solar estão espalhadas partículas de gás e poeira,
resquícios da formação do próprio Sistema Solar. Essas partículas recebem o
nome de matéria interplanetária. (Observatório Nacional, 2009)
Para melhor descrever o Sistema Solar, os astrônomos preferem dividi-lo
em algumas partes que englobam corpos com características semelhantes:
Sol – chamado de Hélio pelos gregos, Mitras pelos persas e Rá pelos
egípcios. É uma estrela relativamente comum, descrita como uma bola de gás
incandescente (composto basicamente de hidrogênio e hélio) com 1,4 milhões
de quilômetros de diâmetro, sua massa é 333 mil vezes maior que a da Terra;
com temperatura superficial de cerca de 6000 kelvin e temperatura nuclear de
alguns milhões de graus; maior corpo de todo o sistema solar, contendo mais
de 99% de toda sua massa; é ele que mantém o sistema coeso.
Planetas internos ou terrestres – são os quatro planetas mais próximos
do Sol (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte); compostos basicamente por rochas e
metais e aquecidos devido à proximidade com o Sol. Todos eles têm
superfícies sólidas que registram processos geológicos como formação de
crateras, montanhas e vulcões.
Cinturão de Asteroides – localizado entre os planetas Marte e Júpiter; é o
local onde está distribuída a maioria dos asteroides conhecidos (com tamanhos
diversos e formas irregulares), pequenos demais para serem considerados
planetas.
Planetas externos ou gigantes – são os planetas Júpiter, Saturno, Urano
e Netuno; são bem maiores que os planetas internos, compostos por materiais
bem mais leves que se apresentam na forma de gases, gelos e líquidos.
Planetas-anões – A União Astronômica Internacional estabeleceu, em
assembleia geral, em agosto de 2006 uma classe provisoriamente chamada de
“planetas-anões” – um grupo especial de objetos trans-neptunianos. Estes
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corpos para serem classificados como tal devem apresentar as características
de órbita em torno do Sol; forma aproximadamente esférica e, além disso, não
devem ser satélites de outros objetos e não podem ser grandes o suficiente
para terem “limpado” a sua vizinhança, ou seja, não são dominantes em suas
órbitas. Deste modo, Plutão foi reclassificado como planeta-anão, por não ser
dominante em sua órbita (foi descoberto astro maior que ele em órbita além de
Netuno, o objeto 2003 UB313), além de que Plutão é menor que a Lua e
apresenta uma órbita bastante excêntrica e inclinada 17º em relação ao plano
da órbita da Terra, muito maior quando comparada aos outros planetas. Alguns
dias depois da reclassificação de Plutão, 2003 UB313 recebeu a sua
nomenclatura definitiva: Éris, a deusa da discórdia.
Cinturão Trans-Neptuniano ou Cinturão de Kuiper – esta região em forma
de disco, com milhões de objetos, está localizado a partir da órbita do planeta
Netuno; é o local de origem de vários cometas que cruzam o Sistema Solar.
Nuvem de Oort – com possivelmente milhões de objetos, que seriam
restos da formação do Sistema Solar, está situada muitíssimo depois do
planeta-anão Plutão. A Nuvem de Oort tem a forma de uma imensa esfera que
envolve todo o Sistema Solar.
Nos últimos 30 anos os conhecimentos sobre o Sistema Solar
ampliaram-se, graças à melhoria dos detectores e telescópios e às várias
sondas espaciais que o cruzaram.
A Astronomia é uma ciência e nenhuma ciência está terminada. As
definições continuam evoluindo com o tempo. (COSTA, 2008).
3- Encaminhamentos Metodológicos
Ao contar a história, sugere-se procurar despertar nos alunos a
curiosidade em conhecer mais sobre os astros do sistema solar. Uma proposta
de encaminhamento metodológico é dividir a turma em grupos e pedir para que
pesquisem em livros, revistas, internet, sobre os astros que compõem o
13
sistema solar (poderá ser realizado sorteio dos temas entre os grupos ou, cada
grupo poderá escolher o seu tema para pesquisar). Cada grupo irá produzir um
resumo sobre o tema que será apresentado para a classe (sugerir que utilizem
de criatividade, produzindo cartazes ou, trazer imagens para serem mostradas
na Tvpendrive (TV multimídia) ou filmes curtos sobre o tema); para a
elaboração do resumo há a necessidade de um roteiro organizado
previamente, indicando os principais pontos que os alunos devem explicitar em
suas sínteses (Anexo II).
Após as apresentações de todos os grupos, pode-se montar um painel
com as dúvidas e questionamentos sobre o assunto, nesse momento há a
possibilidade de trabalhar também a construção de conceitos, principalmente
daqueles aos quais os alunos não souberam responder no pré-teste. Essas
questões podem ser respondidas pelo professor ou então, buscam-se leituras
que complementem as informações sobre o assunto.
Para o aprofundamento teórico do professor e para auxiliá-lo a responder
aos possíveis questionamentos dos alunos, sugerimos o acesso ao site do
Observatório Nacional em: http://www.on.br/site_edu_dist_2009/site/index_ss.html ,
o qual disponibiliza o material: Astrofísica do Sistema Solar. Este material foi
ofertado para curso à distância e é riquíssimo em dados históricos, dados
técnicos, imagens e explicações sobre o sistema solar (vale à pena conferir).
Complementando, pode-se utilizar o filme Sistema Solar (Feira de
Ciências), encontrado no endereço http://www.youtube.com/watch?v=S2-5Lnw517U.
Este filme de 8’58” mostra imagens do Sistema Solar em sua atual
configuração e algumas características de cada astro.
Justificamos o uso dos filmes por serem fontes valiosas de relação entre
a realidade e o conteúdo discutido, e também por se tratarem de uma forma de
linguagem mais próxima do aluno. No desenvolvimento dessa atividade
orientar os alunos para que façam anotações das informações principais com o
intuito de utilizá-las em discussão posterior à exibição.
14
Como atividade experimental, propomos a modelagem dos astros do
sistema solar a fim de que compreendam (através de escalas) as medidas de
distâncias e tamanhos do Sol e dos planetas.
3.1- Modelagem do Sistema Solar em Escala
Devido ao fato de trabalhar com distâncias e tamanhos muito grandes e
para não falar constantemente em distâncias de milhões de quilômetros, os
astrônomos preferem usar duas outras unidades de medida, o ano-luz e a
unidade astronômica.
Ano-luz é a distância que a partícula de luz, chamada fóton, viaja em um
ano no vácuo. Sua abreviação é “a.l.”. Para obter este valor multiplica-se o
número de segundos que existem em um ano pelo valor exato da velocidade
da luz no vácuo, que é 299 792 458 metros por segundo, obtendo-se como
resultado 9 460 528 410 545 436,2688 metros ou 9 460 528 410 545,4362688
km. Como ainda é uma medida muito grande usa-se a notação científica para
escrever que um ano-luz = 9,46053 x 1012 km; comumente aproxima-se o
resultado mais ainda, dizendo que um ano-luz equivale a 1013 km (ano-luz é
uma unidade de medida de distância e não de tempo). Também se usam
subunidades do ano-luz como: hora-luz (distância percorrida pela luz em uma
hora = 1 079 252 820 km); minuto-luz (distância percorrida pela luz em um
minuto = 17 987 547 km) e segundo-luz (distância percorrida pela luz em um
segundo = 299 792 km).
Unidade astronômica é definida como a distância média entre a Terra e
o Sol. Sua abreviação é U.A. (sempre em letras maiúsculas). Uma unidade
astronômica equivale a 149 597 870,691 km, mas, em geral, considera-se o
valor de 150 milhões de quilômetros. Uma unidade astronômica equivale,
aproximadamente, 499 segundos-luz. Um feixe de luz leva aproximadamente
8,3 minutos para viajar uma unidade astronômica. Isso simplesmente nos diz
que uma partícula de luz, ou seja, um fóton, depois que deixa o Sol, leva 8,3
minutos para alcançar a Terra.
15
Para se ter a nítida noção do que representam essas medidas, podemos
trabalhar uma atividade de modelagem, utilizando escalas. Inicialmente,
precisamos calcular numa mesma escala as medidas de distâncias e de
tamanhos dos planetas em relação ao Sol. Para tanto, adotamos uma escala
onde o Sol será representado por uma esfera de 60 cm de diâmetro, medida
essa que corresponderá ao comprimento de 1 392 000 km (medida do diâmetro
do Sol) e, por regra de três, calculamos os diâmetros dos planetas e suas
distâncias ao Sol.
Por exemplo: para Mercúrio que tem 4 878 km de diâmetro e 57 900 000 km de
distância ao Sol, teremos, em escala, 0,21 cm de diâmetro e 2495,68 cm ou 24,95 m de
distância.
1 392 000 km ------------- 60 cm
4 878 km -------------- x
1 392 000 x = 292 680
1 392 000 km ------------- 60 cm
57 900 000 km ------------- x
1 392 000 x = 3 474 000 000
x = 292 680
x = 3 474 000 000
1 392 000
x = 0,21025862 cm
1 392 000
x = 2495,689655 cm
Realizando os cálculos de regra de três, completamos a tabela dos
diâmetros do Sol e dos planetas (Tabela 1) e a tabela das distâncias médias ao
Sol (Tabela 2).
Tabela 1 – Diâmetros do Sol e dos Planetas
ASTRO
Sol
Mercúrio
Vênus
Terra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Netuno
Plutão
Em km
1 392 000
4 878
12 104
12 756
6 794
142 984
120 536
51 200
49 528
2 274
DIÂMETRO
Na escala em cm
60
0,21
0,52
0,55
0,29
6,16
5,19
2,20
2,13
0,09
16
Tabela 2 – Distâncias Médias dos Planetas ao Sol
DISTÂNCIA MÉDIA AO SOL
ASTRO
Em U.A.
Em ano-luz
aproximado)
Escala em
cm
Em km (valor
Escala em
m
Sol
---
---
---
---
Mercúrio
0,387
3,21 minutos-luz
57 900 000
2495,68
24,95
Vênus
0,723
6,01 minutos-luz
108 200 000
4663,79
46,63
Terra
1,000
8,30 minutos-luz
149 600 000
6448,27
64,48
Marte
1,524
12,67 minutos-luz
227 900 000
9823,27
98,23
Júpiter
Saturno
Urano
Netuno
Plutão
5,203
9,539
19,182
30,058
39,44
43,27 minutos-luz
778 300 000
33547,41
61508,62
123689,65
193818,96
254893,10
335,47
615,08
1236,89
1938,18
2548,93
1,32 horas-luz
1 427 000 000
2,66 horas-luz
2 869 600 000
4,17 horas-luz
4 496 600 000
5,47 horas-luz
5 913 520 000
Essa atividade também pode utilizar outras escalas, variando-se o
tamanho do Sol, para mais ou para menos (lembrando que devemos utilizar a
mesma
escala
para
diâmetros
e
distâncias,
respeitando
assim,
a
proporcionalidade). Neste caso, é só substituir os 60 cm pelo valor que se
quiser e fazer os cálculos de regra de três (é interessante pelo fato de se
observar o sistema solar em várias escalas e ter a noção da sua imensidão).
Para a modelagem serão necessários os seguintes materiais: massa de
modelar ou massa epoxi (Durepoxi); bexiga (super ou gigante); compressor de
ar; papel sulfite; tesoura; compasso; régua; lápis ou caneta; rolo de barbante e
trena.
Procedimentos: encha a bexiga até que atinja o diâmetro de 60 cm; ela
representará o Sol. Mas, como saber se a bexiga cheia já atingiu 60 cm de
diâmetro? Vamos recorrer a Matemática utilizando a fórmula do comprimento
da circunferência C = 2Лr onde C é o comprimento, Л é o Pi com valor
aproximado 3,14 e r é o raio que é a metade do diâmetro, no caso, 30 cm.
Multiplicando-se os três valores (2 x 3,14 x 30), teremos o comprimento da
circunferência da bexiga que deve ser 188,4 cm ou 1,88 metros. Então, basta
17
cortarmos o barbante com 1,88 m e medirmos a bexiga cheia para saber se ela
já atingiu os 60 cm de diâmetro.
Com a massa de modelar ou a massa epoxi (Durepoxi) deve-se modelar
os planetas observando seus diâmetros na tabela 1. Para não precisar passar
a aula fazendo cálculos dos comprimentos das circunferências dos planetas,
podemos optar por desenhar no papel sulfite as respectivas circunferências
(com régua e compasso) e as usarmos como molde de verificação do tamanho
de cada esfera (Anexo III); outra opção é utilizar o computador para o desenho
das circunferências visto a dificuldade que se terá com os diâmetros menores.
Para maiores esclarecimentos sobre cor, tamanho e outras características dos
planetas, consultar o Anexo IV.
Após prontas as representações dos planetas é hora de demonstrarmos
as distâncias. Utilizaremos as medidas em escala da tabela 2. Para demonstrar
essas distâncias precisaremos de espaço que pode ser o pátio da Escola ou a
rua, se possível. Pedir a um aluno que segure a bexiga que representa o Sol;
medir 24,95 m para colocar a representação de Mercúrio; 46,63 m para Vênus;
64,48 m para a Terra e 98,23 m para Marte. Com esta demonstração prática
dos tamanhos e distâncias dos quatro primeiros planetas (Mercúrio, Vênus,
Terra e Marte), é possível ver a imensidão do Sistema Solar. Não
representamos os demais planetas porque precisaríamos de muito mais
espaço. Nesta escala, Plutão estaria a uma distância de 2548,93 m, ou seja, a
2,55 km. Esta distância é cerca de 40 vezes a distância entre a Terra e o Sol.
18
Fotos da modelagem do sistema solar em escala:
Materiais
(Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
Representação do tamanho dos planetas
(Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
19
Balão cheio, sendo medida sua circunferência com o barbante (Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
Comparação do tamanho do Sol com os Planetas que estão por ordem de tamanho (Plutão, Mercúrio, Marte,
Vênus, Terra, Netuno, Urano, Saturno e Júpiter)
(Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
20
Comparação dos tamanhos
(Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
Representação das distâncias do Sol até Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (Autora: Eliane Ap. D. Montipó)
21
Com escalas menores poderemos representar mais planetas, porém,
seus tamanhos serão bastante reduzidos.
Devemos tomar cuidado ao utilizarmos modelos e representações no
espaço da sala de aula; se quisermos representar as distâncias entre o Sol e
os planetas dentro da sala de aula (que provavelmente tem uma medida
aproximada de 6X8 m), utilizando a mesma escala para diâmetros e distâncias,
conseguiremos apenas demonstrar as distâncias até o planeta Saturno,
fazendo os cálculos onde a escala é 0,6 cm para 1 392 000 km, ou seja,
utilizando um Sol com diâmetro de 0,6 cm. Observem a tabela 3 e percebam o
quão reduzido ficarão os tamanhos do Sol e dos planetas (as medidas da
tabela 3 foram obtidas dividindo-se os valores da tabela 1 e da tabela 2 por
100). Torna-se interessante fazer este exercício com os alunos para que
percebam os erros que estão presentes em vários materiais e o quão imenso é
o Sistema Solar.
Tabela 3 – Escala Reduzida dos Tamanhos e Distâncias do Sol e dos Planetas
ASTRO
SOL
MERCÚRIO
VÊNUS
TERRA
MARTE
JÚPITER
SATURNO
URANO
NETUNO
PLUTÃO
DIÂMETRO (cm)
0,6
0,0021
0,0052
0,0055
0,0029
0,0616
0,0519
0,0220
0,0213
0,0009
DISTÂNCIA (cm)
-25
46
64
98
335
615
1236
1938
2549
Se o professor optar por utilizar uma escala para tamanhos e outra para
distâncias, deverá ter ciência de que não poderá utilizar as duas
representações juntas, pois estará incorrendo num erro conceitual de
proporção. Para representar tamanhos e distâncias num mesmo modelo a
proporção deve ser respeitada, ou seja, a escala deve ser a mesma.
22
4- Considerações Finais
Segundo LANGUI e NARDI (2005), para desenvolver o seu trabalho, o
professor precisa compreender os conteúdos das áreas do conhecimento que
serão necessários à sua prática docente; esta afirmação é reforçada na DCE
de Ciências (2008) com os seguintes entendimentos sobre o que se requer do
professor de Ciências em contínuo processo de formação:
Conhecer a história da ciência, associando os conhecimentos científicos com os
contextos políticos, éticos, econômicos e sociais que originaram sua construção.
Dessa forma, podem-se compreender os obstáculos epistemológicos a serem
superados para que o processo ensino-aprendizagem seja mais bem sucedido;
Conhecer os métodos científicos empregados na produção dos conhecimentos,
para que as estratégias de ensino propiciem a construção de conhecimentos
significativos pelos estudantes;
Conhecer as relações conceituais, interdisciplinares e contextuais associadas à
produção de conhecimentos, para superar a idéia reducionista da ciência como
transmissão de conceitos, porque essa perspectiva desconsidera os aspectos
históricos, culturais, éticos, políticos, sociais, tecnológicos, entre outros, que
marcam o desenvolvimento científico;
Conhecer os desenvolvimentos científicos recentes, por meio dos instrumentos de
divulgação científica e suas perspectivas para compreender que a produção
científica é dinâmica, mas é, também, falível e, por isso, não deve ser entendida
como uma verdade absoluta;
Saber
selecionar
conteúdos
científicos
escolares
adequados
ao
ensino,
considerando o nível de desenvolvimento cognitivo dos estudantes e o
aprofundamento conceitual necessário. Tais conteúdos, fundamentais para a
compreensão do objeto de estudo da Disciplina de Ciências, precisam ser
potencialmente significativos, acessíveis aos estudantes e suscetíveis de interesse.
Faz-se necessário, então, que o professor de Ciências conheça esses conteúdos
de forma aprofundada e adquira novos conhecimentos que contemplem a proposta
curricular da escola, os avanços científicos e tecnológicos, as questões sociais e
ambientais, para que seja um profissional bem preparado e possa garantir o bom
aprendizado dos estudantes.
Segundo LANGHI (2009), a Astronomia “é altamente interdisciplinar,
motivadora e popularizável” e “seus objetos de estudo encontram-se além dos
olhos dos alunos”, o que desafia a capacidade de imaginação de professores e
alunos e apresenta-se como um grande desafio de aprendizagem e
23
compreensão. O mesmo autor aponta algumas particularidades distintivas da
astronomia que devem ser consideradas no ensino
Sendo uma ciência basicamente visual, o professor precisa fazer uso de figuras,
fotos, vídeos, maquetes, etc como recursos didáticos apropriados ao seu ensino;
Sendo essencialmente tridimensional, o ensino da astronomia deve ter uma
abordagem concreta pelo professor, com a utilização de maquetes, modelos
palpáveis, atividades práticas, figuras diferentes sob outros pontos de visão,
imagens dinâmicas por computador, estereogramas, etc;
Ela talvez seja o exemplo mais adequado para demonstrar o processo histórico de
construção do conhecimento científico enquanto atividade humana, histórica,
associada a aspectos de ordem social, econômica, política, tecnológica e cultural;
e aponta para o uso de procedimentos metodológicos variados, sob a
perspectiva do pluralismo metodológico (LABURÚ, 2003) para o ensino da
astronomia.
O desenvolvimento de atividades experimentais requer um preparo
antecipado para que o professor se familiarize com a atividade, tenha total
domínio dos conceitos, da metodologia e dos materiais com os quais irá
trabalhar, lembrando ainda que sua intervenção (mediação didática) será
essencial para a superação da observação como simples ação empírica e de
descoberta.
Cabe a nós professores organizarmos nosso trabalho pedagógico,
inserindo atividades diferenciadas e motivadoras que contribuam para o
sucesso do ensino e, ao ensinarmos e aprendermos astronomia levemos em
consideração as palavras de LANGHI (2009):
Só aprendendo astronomia, percebemos a nossa pequenez diante do universo. Ela
nos ajuda, afinal, a compreender a natureza humana e nos desperta para a
responsabilidade planetária individual, enquanto um ser habitante do único corpo
celeste conhecido que pode nos abrigar vivo.
24
5- Para saber mais:
“A
nova
definição
de
planeta”,
por
Sylvio
Ferraz
Mello
(IAG/USP)
http://www.astro.iag.usp.br/~dinamica/iau-planeta.html O texto traz a nova
definição de planeta; o caso de Plutão; as novas descobertas e a controvérsia
que geraram; e os planetas extra-solares.
http://www.zenite.nu O site usa a Astronomia para divulgar ciência; apresenta
pequenos artigos ilustrados e de leitura agradável, além de outros recursos
interativos de aprendizagem.
http://www.on.br Observatório Nacional: tem a missão institucional de realizar
pesquisa e desenvolvimento em Astronomia, Geofísica e Metrologia em Tempo
e Freqüência, formar pesquisadores em seus cursos de pós-graduação,
capacitar profissionais, coordenar projetos e atividades nacionais nestas áreas
e gerar, manter e disseminar a Hora Legal Brasileira.
http://www.nasaimages.org O site disponibiliza download de imagens e vídeos
que podem enriquecer as aulas de astronomia.
MOURÃO, Ronaldo R. F. Manual do Astrônomo. Rio de Janeiro: Jorge Zahar
Editor, 1998. Esta obra traz uma introdução à astronomia observacional e à
construção de lunetas e telescópios.
CANALLE, João Batista Garcia. Oficina de Astronomia. Universidade do
Estado do Rio de Janeiro – UERJ – Instituto de Física. Esta apostila idealizada
pelo Prof. Canalle traz várias atividades práticas que podem ser realizadas em
sala de aula e tornar mais fácil o entendimento de vários conceitos da
Astronomia.
25
6- Dados Bibliográficos:
AUSUBEL, D.P.; NOVAK, J.D.: HANESIAN, H. Psicologia Educacional. Rio
de Janeiro: Interamericana, 1980.
COSTA, José Roberto V. Descobrindo o sistema solar. Disponível em:
WWW.zenite.nu
última atualização 29/04/2008 às 22h07m, consultado em
25/09/2009 às 10h15m.
FRIAÇA, Amâncio C.S. et al. Astronomia: uma visão geral do universo. São
Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2006.
LABURÚ, C.E.; ARRUDA, S.M.: NARDI, R. Pluralismo metodológico no
ensino de ciências. Ciência & Educação. Bauru, v.9, nº 2, p.247-260, 2003.
LANGUI,
Rodolfo;
NARDI,
Roberto.
Dificuldades
interpretadas
nos
discursos de professores dos anos iniciais do Ensino Fundamental em
relação ao ensino da Astronomia. Revista Latino-Americana de Educação
em Astronomia – RELEA, n.2, p.75-92, 2005.
LANGHI, Rodolfo. Astronomia nos anos iniciais do ensino fundamental:
repensando a formação de professores. 2009. 370 f. Tese (Doutorado em
Educação para a Ciência). Faculdade de Ciências, UNESP, Bauru, 2009.
NASA. Imagens. Disponível em http://www.nasaimages.org Consultado em
maio de 2010.
OBSERVATÒRIO NACIONAL. Curso a distância: Astrofísica do Sistema
Solar. Disponível em http://www.on.br/ Consultado de junho de 2009 à junho
de 2010.
RODRIGUES, Cláudia Vilega. O sistema solar. Março, 2001. In: Ministério da
Ciência e Tecnologia, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Introdução à
Astronomia e Astrofísica. São José dos Campos, 2003.
SEED – Secretaria de Estado da Educação do Paraná – Superintendência da
Educação. Diretrizes Curriculares de Ciências para o Ensino Fundamental.
Curitiba, 2008.
26
WIKIPÉDIA. Conceitos de: órbita, estrela e satélite natural. Disponível em
http://pt.wikipedia.org/ Consultado em maio de 2010.
27
ANEXOS
ANEXO I - PRÉ-TESTE/PÓS-TESTE
a) O que é Astronomia?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno sabe que o estudo dos astros denomina-se
astronomia)
b) Assinale com X todos os astros que você conhece que estão presentes no
Sistema Solar:
( ) Marte ( ) Saturno ( ) Constelações ( ) Sol ( ) Mercúrio ( ) Terra
( ) Vênus ( ) Júpiter ( ) Gás e poeira interplanetária ( ) Urano
( ) Netuno
( ) Cometas
( ) Asteroides
( ) Plutão
( ) Lua
( ) Satélites Naturais ( ) Órion ( ) Cruzeiro do Sul ( ) Três Marias
( ) Estrela Sirius
(
) Buraco Negro ( ) Galáxias ( ) Via Láctea
(Verificar se o aluno sabe que do Sistema Solar fazem parte apenas o
Sol, os planetas, os satélites naturais, os asteroides, os cometas e gás
e poeira interplanetária)
c) Se existe um Centro do Universo, o que está no centro dele? Explique sua
resposta.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno compreendeu a teoria Heliocêntrica onde o Sol
está no centro e outros astros orbitam ao seu redor devido à força de
atração que exerce sobre eles)
28
d) Explique por que temos períodos de claridade e de escuridão (dia/noite).
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno compreende que os períodos de claridade e
escuridão se devem ao movimento de rotação que a Terra realiza em
torno do seu próprio eixo)
e) Plutão é um planeta ou não? Explique sua resposta.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno está acompanhando as recentes descobertas e
decisões sobre a classificação dos astros e se entendeu que Plutão
não é mais considerado um planeta por não ser dominante em sua
órbita (foi descoberto astro maior que ele em órbita além de Netuno,
o objeto 2003 UB313), além de que Plutão é menor que a Lua e
apresenta uma órbita bastante excêntrica e inclinada 17º em relação
ao plano da órbita da Terra, muito maior quando comparada aos
outros planetas)
f) Relacione as colunas comparando o tamanho da Terra, do Sol e de outros
planetas do Sistema Solar com objetos do dia a dia.
(1) Sol
( ) Bexiga gigante cheia
(2) Terra
( ) Bola de tênis de mesa
(3) Júpiter
( ) Laranja
(4) Mercúrio
( ) Bolinha de sagu
(5) Urano
( ) Bolinha de gude
(6) Saturno
( ) Grão de soja
( ) Bola de basquete
( ) Limão
29
(Verificar se o aluno tem noção da imensidão que possui o Sistema
Solar onde poderíamos comparar o Sol com uma bexiga gigante
cheia, a Terra com um grão de soja, Júpiter com uma laranja, Mercúrio
com uma bolinha de sagu, Urano com uma bola de tênis de mesa e
Saturno com um limão)
g) Sendo o Sol representado por uma bexiga gigante cheia, você conseguiria
dizer a que distância estaria cada planeta?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno já tem conhecimento das distâncias entre o Sol e
os planetas e se é capaz de representá-las)
h) Você consegue diferenciar um planeta de uma estrela no céu noturno?
Explique sua resposta.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
(Verificar se o aluno sabe que uma estrela é um astro que possui luz
própria,
visível
como
um
ponto
luminoso
que
parece
sofrer
permanentes e bruscas alterações de brilho e coloração (cintilação) e
que um planeta apenas reflete a luz que recebe do Sol apresentando
luz fixa e sem cintilação)
30
ANEXO II – ROTEIRO PARA ELABORAÇÃO DE RESUMO
Pesquisar sobre o astro selecionado para seu grupo e elaborar um resumo que
contenha os seguintes itens:
Características gerais do astro
Dados históricos: descoberta, nome, fatos curiosos
Como é sua atmosfera
Como é sua superfície
Como é seu interior
Se possui anéis e satélites
31
ANEXO III – MOLDE DAS CIRCUNFERÊNCIAS DOS PLANETAS EM
ESCALA (1 cm: 23200 km)
Mercúrio
Vênus
Júpiter
Urano
Terra
Marte
Saturno
Netuno
Plutão
32
ANEXO IV - FICHA TÉCNICA DOS PRINCIPAIS ASTROS DO SISTEMA
SOLAR
SOL:
Sol (Fonte: NASA)
Diâmetro: 1 392 000 km
Massa: 1,989 x 1030 kg
Temperatura média na superfície: 5 500ºC
Composição: hidrogênio (74,9%), hélio (23,8%), com traços de outros
elementos como ferro, níquel, oxigênio, silício, enxofre, magnésio, cálcio
e cromo.
33
MERCÚRIO:
Mercúrio (Fonte: NASA)
Diâmetro: 4 878 km
Distância média ao Sol (órbita): 57 910 000 km
Massa: 3,303 X 1023 kg
Não possui satélites naturais
Não possui anéis
Atmosfera extremamente tênue
Duração do ano em dias terrestres: 87,969 dias terrestres
Duração do dia em dias terrestres: 58,6462 dias terrestres
Temperaturas extremas na superfície: a mais alta 467ºC
a mais baixa -183ºC
Temperatura média na superfície: 179ºC
Principais gases da atmosfera: hélio(42%), sódio(42%), oxigênio(15%),
outros gases(1%)
Entre todos os planetas terrestres, Mercúrio é um extremo: é o menor
de todos, o mais denso, aquele com a mais velha superfície, aquele com a
maior de todas as variações diárias na temperatura da superfície e o menos
explorado entre eles.
34
VÊNUS:
Vênus (Fonte: NASA)
Diâmetro: 12 104 km
Distância média ao Sol (órbita): 108 200 000 km
Massa: 4,9 x 1023 kg
Não possui satélites naturais
Não possui anéis
Atmosfera muito densa
Duração do ano em dias terrestres: 224,701 dias terrestres
Duração do dia em dias terrestres: 243 dias 26 minutos e 55 segundos
terrestres
Temperatura média na superfície: 482º C
Principais gases da atmosfera: dióxido de carbono (96%), nitrogênio
(maior que 3%),vestígios de dióxido de enxofre, vapor d’água, monóxido
de carbono, argônio, hélio, neônio, cloreto de hidrogênio e fluoreto de
hidrogênio
Vênus sempre chamou a atenção devido à sua intensa presença no céu.
Visto da Terra, pode superar em brilho todos os corpos celestes com exceção
do Sol e da Lua. Quando está no máximo de seu brilho pode ser visto no céu
diurno. A razão de tanto brilho deve-se ao fato de Vênus estar coberto por uma
densa e contínua concha de nuvens que refletem grande quantidade da luz
solar que incide sobre ele. Sua atmosfera densa impede que grande parte do
seu calor saia para o espaço. Este grande efeito estufa faz com que Vênus seja
o planeta mais quente do Sistema Solar.
35
TERRA:
Terra (Fonte: NASA)
Diâmetro: 12 756 km
Distância média ao Sol (órbita): 149 600 000 km
Massa: 5,972 x 1024 kg
Tem apenas um satélite natural, a Lua
Não possui anéis
Atmosfera fina composta de vários gases
Duração do ano (translação): 365 dias e 6 horas ou 365,256 dias
Duração do dia (rotação): 23h 56 minutos e 4 segundos ou 23,9345
horas
Temperatura na superfície: varia de -21ºC a +14ºC
Temperaturas extremas: a mais alta registrada 58ºC
a mais baixa registrada -88ºC
Principais gases da atmosfera: nitrogênio (78%), oxigênio (21%), argônio
(0,9%), dióxido de carbono (0,03%) e água
A Terra é o único corpo no Sistema Solar que sabemos ter vida. Cerca
de 70% da superfície da Terra é coberta por água. A fina camada gasosa que
forma a atmosfera isola a Terra de temperaturas extremas; ela mantém o calor
dentro da atmosfera e também bloqueia a passagem da maior parte da
radiação ultravioleta proveniente do Sol, impedindo-a de atingir a superfície
terrestre.
36
MARTE:
Marte (Fonte: NASA)
Diâmetro: 6 794 km
Distância média ao Sol (órbita): 227 940 000 km
Massa: 6,4219 x 1023 kg
Possui dois satélites: Deimos e Fobos
Não possui anéis
Possui atmosfera muito fina
Duração do ano em anos terrestres: 1 ano e 321,73 dias
Duração do dia em tempo terrestre: 24 horas 37 minutos e 23 segundos
Temperatura extrema na superfície: a mais alta: 20ºC
a mais baixa: -140ºC
Temperatura média na superfície: -63ºC
Principais gases da atmosfera: dióxido de carbono (95,3%), nitrogênio
(2,7%), argônio (1,6%) e traços de oxigênio (0,13%) e água (0,03%)
O céu marciano é de cor rosa forte, devido a finas partículas de poeira
vermelha em suspensão na sua atmosfera. Marte foi assim batizado por causa
do deus romano da guerra, também é chamado de o “Planeta Vermelho” por
suas pedras e pó conterem grandes quantidades de óxido de ferro. Este
planeta tem camadas de gelo nos pólos, vulcões, cânions, ventos e
tempestades de areia; apresenta, também, o que parece ter sido leitos de rios,
estuários e litorais. Apesar de muito visitado por sondas espaciais, nenhum
sinal de vida foi encontrado até hoje.
37
CINTURÃO DE ASTEROIDES:
Asteróide Eros (Fonte: NASA)
Os asteroides são objetos rochosos e/ou metálicos, sem atmosfera, que
estão em órbita em torno do Sol, no espaço compreendido entre os planetas
Marte e Júpiter e são pequenos demais para serem considerados como
planetas. Acredita-se que são resíduos do material deixado para trás quando
houve a formação do Sistema Solar e que a forte gravidade de Júpiter impediu
que esse material se agrupasse formando um corpo semelhante a um planeta.
Os asteroides variam muito em tamanho e forma (podendo ser
alongados e irregulares). O maior deles é Ceres com 845 km de diâmetro,
depois dele, vem Pallas com 498 km, Vesta com 468 km e Hygiea com 407 km.
Todos os outros asteróides conhecidos possuem menos de 350 km de
diâmetro. Atualmente mais de 70 mil asteroides tem denominação definitiva,
entretanto, os menores objetos são apenas parcialmente conhecidos.
Poucos asteroides foram estudados de modo bem próximo por sondas
espaciais, dentre eles estão: Gaspra em 1991, Ida em 1993, Mathilde em 1997
e Eros em 1999 e 2001 quando a sonda espacial NEAR-Shoemaker pousou
nesse asteroide; foi a primeira e única vez que uma sonda espacial pousou na
superfície de um asteroide.
38
JÚPITER:
Júpiter (Fonte: NASA)
Diâmetro: 142 984 km
Distância média ao Sol (órbita): 778 330 000 km
Massa: 1,9 x 1027 kg
Possui 61 satélites conhecidos (citamos alguns): Metis, Adrastéia,
Amaltéia, Thebe, Io, Europa, Ganimedes, Calisto, Leda, Himalaia,
Lisitéia, Elara, Ananke, Carme, Pasiphae, Sinope, etc.
Possui quatro anéis fracos
Possui atmosfera bastante espessa e corresponde a uma grande parte
do seu raio, praticamente o planeta inteiro
Duração do ano em anos terrestres: 11,86 anos
Duração do dia em horas terrestres: 9 horas 50 minutos e 33 segundos
Temperaturas extremas: a mais alta: 30 000ºC na região central do
planeta
a mais baixa: -143ºC no topo das nuvens
Temperatura média das nuvens: -121ºC
Principais gases da atmosfera: hidrogênio (82%), hélio (18%)
Júpiter é o maior dos planetas do Sistema Solar; se fosse oco, mais de
1000 Terras poderiam ser colocadas no seu interior. No céu noturno, é
frequentemente, o astro mais brilhante e os quatro satélites Galileanos (Io,
Europa, Ganimedes e Calisto) são facilmente visíveis com binóculos.
39
SATURNO:
Saturno (Fonte: NASA)
Diâmetro: por ser bastante achatado, seu diâmetro equatorial é de 120
536 km enquanto que seu diâmetro polar é de 108 728 km
Distância média ao Sol (órbita): 1 429 400 000 km
Massa: 5,68 x 1026 kg
Possui 31satélites conhecidos (citamos alguns): Calipso, Epimeteus,
Iapetus,
Pandora,
Réia,
Dione,
Helene, Janus,
Phoebe,
Tetis,
Enceladus, Hiperion, Mimas, Prometeus, Titã
Possui seis anéis
Possui atmosfera espessa composta principalmente por hidrogênio e
hélio
Duração do ano em anos terrestres: 29,458 anos
Duração do dia em horas terrestres: equatorial: 10 horas 13 minutos e
59 segundos
Interno: 10 horas 39 minutos e 25
segundos
Temperatura média nas nuvens: -125ºC
Principais gases da atmosfera: hidrogênio (97%), hélio (3%)
O planeta Saturno é bastante achatado. Acredita-se que esse
achatamento é devido à sua rápida rotação e ao fato de ser basicamente
formado por fluídos. É o menos denso de todos os planetas e seu sistema de
anéis o faz um dos objetos mais bonitos do Sistema Solar.
40
URANO:
Urano (Fonte: NASA)
Diâmetro: 51 200 km
Distância média ao Sol (órbita): 2 870 990 000 km
Massa: 8,686 x 1025 kg
Possui 26 satélites conhecidos (citamos alguns): Ariel, Umbriel, Miranda,
Oberon, Titania
Possui dez anéis
Atmosfera sem características marcantes a não ser pela presença de
metano que confere a urano a aparência azul esverdeada
Duração do ano em anos terrestres: 84,01 anos
Duração do dia em tempo terrestre: -17,9 horas
Temperatura média nas nuvens: -193ºC
Principais gases da atmosfera: hidrogênio (83%), hélio (15%), metano
(2%)
Urano é único entre os planetas por que seu eixo de rotação é
fortemente inclinado, estando situado muito aproximadamente no plano de sua
órbita. Quando urano se move ao longo de sua órbita de 84 anos terrestres,
devido à grande inclinação do seu eixo de rotação, seus polos norte e sul,
alternadamente, apontam na direção ou no sentido contrário ao Sol, produzindo
mudanças sazonais extremas neste planeta quase sem características
notáveis.
41
NETUNO:
Netuno (Fonte: NASA)
Diâmetro: 49 528 km
Distância média ao Sol (órbita): 4 504 300 000 km
Massa: 1,024 x 1026 kg
Possui 13 satélites conhecidos (citamos alguns): Tritão, Proteus,
Nereida, Thalassa, Despina, Galatéia, Larissa, Naiad
Possui seis anéis
Possui atmosfera com densas nuvens
Duração do ano em anos terrestres: 164,79 anos
Duração do dia em tempo terrestre: 16,11 horas
Temperatura média nas nuvens: -193ºC a -153ºC
Principais gases da atmosfera: hidrogênio (85%), hélio (13%), metano
(2%)
Devido
à
percentagem relativamente
alta
de
metano
e
baixa
percentagem de amônia em sua atmosfera, o planeta Netuno apresenta a cor
azul. A atmosfera de Netuno é devastada pelos ventos mais rápidos
conhecidos no Sistema Solar.
42
CINTURÃO TRANS-NEPTUNIANO OU CINTURÃO DE KUIPER:
Esquema Cinturão de Kuiper (Fonte: NASA)
Um ano depois de o astrônomo Jan Oort haver proposto a longínqua
localização dos cometas, 50 000 vezes mais afastados do Sol do que a Terra,
o astrônomo Gerard Kuiper sugeriu que alguns objetos semelhantes a
cometas, resíduos da formação do Sistema Solar, deveriam estar localizados
logo depois da órbita de Netuno. Esta ideia foi reforçada quando astrônomos
notaram que existiam duas populações separadas de cometas. A chamada
“família de Júpiter” era formada por cometas que orbitavam em torno do Sol em
menos de 200 anos. Além disso, o plano da órbita destes cometas estava
localizado bem próximo ao plano de revolução da Terra em torno do Sol. Outro
fato marcante era que todos estes cometas se movimentam em torno do Sol na
mesma direção que os planetas.
Cometas de curto período (SPC - Short-Period Comets) são aqueles cujo
período orbital é menor do que 200 anos. As órbitas destes cometas podem
estar inclinadas em até 30º em relação ao plano das órbitas dos planetas do
Sistema Solar. Como o seu período orbital é bastante curto, estes cometas já
foram vistos várias vezes durante a história da humanidade. Acredita-se que
eles entraram nas suas órbitas atuais bem recentemente. Os cometas de curto
período não conseguem sobreviver ao grande número de vezes que eles
passam próximos ao Sol (passagem pelo seu periélio). Devido à baixa
inclinação das órbitas destes cometas acredita-se que eles podem ser
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originários do Cinturão de Kuiper. O cometa Halley é um cometa de curto
período. Ele dá uma volta em torno do Sol em, aproximadamente, 76 anos.
Cometa Halley (Fonte: NASA)
Alguns objetos do Cinturão de Kuiper
Nos últimos anos têm sido identificados muitos objetos do Cinturão de
Kuiper, comumente chamados de objetos trans-netunianos. A imagem abaixo
mostra alguns deles.
Objetos Cinturão de Kuiper (Fonte: NASA)
As Chuvas de Meteoros
É um fenômeno no qual muitos meteoros atravessam a atmosfera da
Terra em um intervalo de tempo relativamente curto e em trajetórias
aproximadamente paralelas.
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As chuvas de meteoros ocorrem quando a Terra, em seu movimento
orbital em torno do Sol, passa através da órbita de um cometa e os resíduos
deixados para trás por ele bombardeiam a superfície da Terra.
As chuvas de meteoros ocorrem em épocas bem definidas a cada ano.
Elas têm o nome da constelação da qual elas parecem se originar, ou seja, o
seu radiante.
Um fato importante a notar é que os resíduos deixados pelo cometa
continuam seguindo a órbita originalmente descrita por ele. Assim, não é
correta a interpretação de que a Terra encontra os resíduos de um cometa que
acabou de passar. Por exemplo, a chuva de meteoros Lyrids é causada pelos
resíduos deixados pelo cometa Thatcher ao longo de sua órbita. No entanto,
este cometa possui um período muito longo só visitando o Sistema Solar
interior a cada 415 anos mais ou menos. A despeito deste longo período, todos
os anos presenciamos a chuva de meteoros Lyrids. Isto é possível por que o
cometa Thatcher está visitando o Sistema Solar interno há muito tempo e, ao
longo de todo este período, ele foi deixando resíduos bem distribuídos por toda
a sua trajetória. Cada vez que a Terra cruza a órbita deste cometa ela encontra
resíduos deixados por ele há centenas de anos e, conseqüentemente,
assistimos à chuva de meteoros Lyrids.
Embora bem distribuído, o material residual de um cometa não é
uniformemente distribuído. Por esta razão em determinados anos temos uma
chuva de meteoros de grande intensidade enquanto que no ano seguinte ela
pode ser bem menos espetacular. A maior ou menor quantidade de meteoros
observada em uma chuva anualmente não pode ser previsto e somente depois
que ela acontece é que podemos falar sobre a sua intensidade.
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PLUTÃO (Planeta Anão ou Plutoide):
Plutão (Fonte: NASA)
Diâmetro: 2 274 km
Distância média ao Sol (órbita): 5 913 520 000 km
Massa: 1,27 x 1022 kg
Possui um satélite conhecido: Caronte
Não possui anéis
Não se sabe ao certo, mas, sua atmosfera parece ser muito rarefeita
Duração do ano em anos terrestres: 248,54 anos
Duração do dia em tempo terrestre: 6 dias 9 horas e 17 minutos
Temperatura mais baixa na superfície: -233ºC; a mais alta não se sabe
Principais gases da atmosfera: provavelmente nitrogênio com algum
monóxido de carbono e metano
Até 2006, Plutão era considerado como um planeta principal; mas a
descoberta de vários corpos celestes de tamanho comparável e até mesmo a
descoberta de um astro maior (Éris) no Cinturão de Kuiper fez com que a União
Astronômica Internacional, em 24 de agosto, durante uma conferência da
organização, decidisse considerá-lo como um planeta anão, juntamente com
Éris (Cinturão de Kuiper) e Ceres (Cinturão de asteroides, entre Marte e
Júpiter). Plutão é visto agora como um plutóide, denominação aprovada pela
União Astronômica Internacional em 11 de junho de 2008.
Verdade seja dita desde o seu descobrimento, Plutão nunca foi
considerado um planeta pelos astrônomos, até mesmo por seu descobridor. Há
muitas décadas os astrônomos já vinham travando acirradas discussões sobre
este assunto.
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Plutão é tão pequeno que 7 satélites naturais de outros planetas do
Sistema Solar são maiores que ele: a nossa Lua, Io, Ganimedes, Calisto e
Europa (satélites de Júpiter), Titã (satélite de Saturno) e Tritão (satélite de
Netuno). Sua órbita é altamente excêntrica e durante parte do seu movimento
de translação em torno do Sol, sua órbita cruza a de Netuno.
A melhor imagem feita de Plutão mostra, na sua maior parte, a cor
marrom. Acredita-se que isto seja devido ao fato da sua superfície ser
dominada por depósitos de metano congelado, transformados pela luz solar
que lá chega fraca, mas energética.
Mesmo
reclassificado,
Plutão
continua
protagonizando
novas
descobertas, como os dois novos satélites (Nix e Hydra), observados pelo
Hubble Space Telescope e divulgados durante o ano de 2006.
Crédito da imagem: M. Mutchler (STScI), A. Stern (SwRI),
e HST Pluto Companion Search Team, ESA, NASA
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NUVEM DE OORT:
Esquema Nuvem de Oort (Fonte: NASA)
A Nuvem de Oort é uma imensa nuvem esférica, prevista teoricamente,
que circunda todo o sistema planetário pertencente ao Sistema Solar.
Esta Nuvem estaria bastante afastada e nela encontraríamos os
resquícios da formação do Sistema Solar. Esse local seria um “reservatório” de
pequenos corpos gelados que, ao serem perturbados em suas órbitas, se
deslocam na direção do Sol transformando-se em cometas. Para os cientistas,
é da Nuvem de Oort que partiriam os chamados Cometas de longo período,
aqueles que têm órbitas não necessariamente situadas no plano da eclíptica.
Cometas de longo período (LPC - Long-Period Comets) são aqueles
que possuem órbitas excêntricas e longas. Seu período orbital é muito maior do
que 200 anos. Este tipo de cometa deve ter sua origem na Nuvem de Oort. Os
cometas de longo período têm muitas outras notáveis propriedades orbitais.
Por exemplo, suas inclinações orbitais são aleatórias tanto em forma como em
inclinação. Eles entram na região planetária isotropicamente, isto é, eles não
mostram uma direção preferida. Cerca de 50% dos cometas deste tipo são
retrógrados, o que é consistente com uma distribuição verdadeiramente
aleatória.
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A Nuvem de Oort se estende por aproximadamente três anos-luz e está
a cerca de 30 trilhões de quilômetros do Sol e acredita-se que façam parte dela
cerca de seis trilhões de objetos congelados, que são cometas.
Hoje, a Nuvem de Oort é considerada o verdadeiro limite do Sistema
Solar, o local onde a influência dinâmica, gravitacional e física do Sol se
esgota.
Cometa Hyakutake (cometa de longo período)
(Fonte: NASA)
Cometa Hale-Bopp (cometa de longo período) (Fonte: NASA)