O Sistema Solar - Observatório do Valongo

I Curso “Introdução à Astronomia” – Jan 2017
O Sistema Solar e
seus componentes
Daniel R. C. Mello
Observatório do Valongo - UFRJ
Nesta aula veremos:
O
Sistema Solar
 Componentes e nomenclatura;
 Estrutura e composição;
 Órbitas de planetas e outros astros;
 Formação;
O Sistema Solar
O Sistema Solar contém o Sol (estrela mãe), seu
cortejo de 8 planetas e outros diversos corpos
de dimensões menores que orbitam o Sol, os
planetas, ou mesmo outros corpos menores;
Por que estudar o Sistema Solar?
É nele que está inserido nosso planeta e
eventos ocorrentes em todo Sistema Solar
podem afetar direta ou indiretamente a Terra;
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar é composto por:
 Sol (estrela mãe);
 Oito (8) planetas;
 Planetas anões;
 Satélites naturais (luas);
 Pequenos corpos (asteroides, cometas,
poeira interplanetária, meteoroides).
O Sistema Solar: Componentes
 Sol (estrela mãe):
O Sistema Solar: Componentes
 Sol (estrela mãe):
O Sistema Solar: Componentes
 Sol (estrela mãe):
O Sol é quem “rege” o Sistema Solar do ponto de
vista gravitacional e radiativo. Estudaremos o Sol
em detalhes na próxima aula;
> Por hora, é importante informar que o Sol é uma
estrela de temperatura e luminosidade moderada,
possui rotação como os planetas e, assim como
os planetas orbitam o Sol, o Sol orbita o centro da
nossa galáxia, a Via-Láctea;
> É composto basicamente de hidrogênio (H) e
hélio (He).
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar é governada pelo
Sol e em menor escala pelos planetas.
O Sistema Solar: Componentes
Depois do Sol, os planetas são os primeiros na
hierarquia do Sistema Solar.
Mas o que é mesmo um planeta?
Histórico rápido: Até o séc. XVIII apenas 6 planetas
eram conhecidos: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte,
Júpiter e Saturno;
Urano foi descoberto em 1781 (Herschel), Netuno
em 1846 (Le Verrier, Adams, J. Galle) e Plutão em
1930 (Tombaugh);
O Sistema Solar: Componentes
Mas o que é mesmo um planeta?
Histórico rápido: No início do séc. XXI diversos
objetos trans-netunianos (TNO) foram descobertos
no Cinturão de Kuiper. Muitos eram maiores ou
semelhantes a Plutão;
Em 2006 a IAU reformulou a definição de Planeta e
colocou Plutão em uma nova classe conhecida
como Planetas anões.
O Sistema Solar: Componentes
Mas o que é mesmo um planeta?
Definição moderna de Planeta:
 Corpo que está em órbita de uma estrela;
 Massa suficiente para assumir um formato
esférico ou quase esférico;
 Gravitacionalmente influente para eliminar das
proximidades de sua órbita, qualquer corpo de
tamanho comparável a ele (limpou a vizinhança em
torno de sua órbita).
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar:
Sistema Solar interior: Planetas terrestres
(Mercúrio, Vênus, Terra, Marte), planeta anão
Ceres e Cinturão Principal de Asteroides;
Sistema Solar exterior: Planetas Gasosos
(Júpiter, Saturno, Urano, Netuno), demais
planetas anões, Cinturão de Kuiper e Nuvem
de Oort (nuvem de cometas).
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar: O Sistema Solar
interior:
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar: O Sistema Solar
interior:
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar: O Sistema Solar
exterior:
O Sistema Solar: Estrutura
A estrutura do Sistema Solar: O Sistema Solar
exterior:
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar não termina em Netuno!
O Sistema Solar: Estrutura
As dimensões dos planetas:
O Sistema Solar: Estrutura
As dimensões dos planetas:
O Sistema Solar: Estrutura
Estrutura interna dos planetas do Sistema
Solar:
Terrestre
Gasoso
O Sistema Solar: Componentes
Os Satélites:
São corpos esféricos ou irregulares que
giram em torno de planetas, planetas anões ou asteroides.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior:
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Mercúrio
Visível nos crepúsculos matutino e vespertino
Possui aspecto bem semelhante ao lunar;
 Inúmeras crateras de impacto;
 Atmosfera desprezível;
 Alta variação de temperatura entre dia e
noite;
Duração do ano: 88 dias;
Duração do dia: 58 dias terrestres
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Mercúrio
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Mercúrio
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Vênus
Visível nos crepúsculos matutino
e vespertino
 Planeta “irmão” da Terra;
 Atmosfera muito densa com
alta concentração de CO2 (96%)
>> efeito estufa;
 Alta temperatura superficial na
face diurna (480º C);
 Duração do ano: 225 dias;
Duração do dia: 243 dias
terrestres.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Vênus
Imagem de radar de Vênus pela sonda Magalhães (NASA)
mostrando o relevo acidentado, vulcões e canais de lava.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Terra
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Terra
 Terceiro planeta e o único, até o
momento, com condições de abrigar a vida;
 Água em estado líquido cobrindo cerca
de 70% da superfície (hidrosfera);
 Atmosfera composta de N2, O2 e pequena
quantidade de CO2;
 Regime de variação anual de temperatura
causada pela alternância das estações;
 Atividade sísmica, vulcânica > Tectônica
de placas; Campo magnético relevante.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Terra
Distribuição da atividade sísmica e o contorno da placas
tectônicas na superfície da Terra.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Terra (um planeta especial?)
Algumas paisagens do planeta Terra: nosso lar no Universo
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
 Apresenta alternância de estações tal como a
Terra;
 Possui período de rotação bem semelhante ao
terrestre de 24h 37 min;
 Todavia a temperatura é baixa (média = -23º C)
e a pressão atmosférica baixíssima na superfície
não permite a existência de água líquida global;
 Marte é alvo de intensa exploração espacial
desde a década de 1960;
 A procura por traços de vida no planeta é
contínua; Evidências de água apenas sazonal.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
Imagem (Mars Global Surveyor – NASA) de Marte e do
vulcão Monte Olimpo com 27 km de altitude.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
Imagens de Marte em 2004 pelas sondas Mars Rover e
Mars Express (NASA)
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
Caldeira vulcânica em Marte. Todavia, o planeta está
atualmente em estado geológico inativo
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Marte
Phobos
Deimos
Marte possui dois pequenos satélites: Phobos e
Deimos. Foram asteroides capturados por Marte.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Os planetas Gasosos
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Os planetas Gasosos
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
 Maior planeta do Sistema Solar;
 Possui quase 3 vezes mais massa que todos os
outros planetas juntos;
 Teve importância crucial na formação da
estrutura do Sistema Solar que conhecemos hoje;
 Formado por varias camadas gasosas sem
superfície sólida; grandes tempestades e
turbilhões;
 Atmosfera formada basicamente por H (80%),
He (20%) e traços de amônia, metano e água;
 Possui um conjunto de anéis tênues e inúmeras
luas;
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
Nuvens jupiterianas e a Grande Mancha vermelha
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
Sonda Juno em Júpiter
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
 Possui o maior
cortejo de luas entre os
planetas;
 Seus quatro maiores
satélites (descobertos
por Galileo em 1610),
são alvos de intensa
pesquisa;
 Um deles, Europa,
possui condições
restritas de abrigar vida;
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
Io
Ganimedes
Europa
Calisto
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
Io e suas plumas vulcânicas (sonda
Galileo 1995)
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Júpiter
Europa e sua superfície de gelo (sonda Galileo 1995)
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Saturno
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Saturno
 Conhecido como o Planeta dos Anéis;
 Composição gasosa semelhante a Júpiter,
contendo mais Hidrogênio;
 Planeta mais achatado e menos denso do
Sistema Solar (densidade = 0.7 g/cm3);
 Possui massa de 95 vezes a da Terra;
 Seus anéis são formados por poeira e
pequenos cristais de gelo e orbitam Saturno em
uma configuração especial;
 Possui inúmeras luas, entre elas, Titã e
Enceladus, alvos de intensas pesquisas em
astrobiologia.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Saturno
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: O sistema de Saturno
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: O sistema de Saturno
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Urano
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Urano
 Descoberto por Herschel em 1781;
 Composição da atmosfera em H (83%), He
(15%) e traços de água, acetileno, etileno e
metano;
 Coloração das nuvens devido ao metano
congelado;
 Possui diversos anéis como Saturno e Júpiter e
um sistema com dezenas de luas;
 Possui alta inclinação do eixo de rotação em
relação ao plano da órbita de 98º > Inverno dura
41 anos e verão dura 41 anos.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Urano
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Netuno
 Menor dos planetas gasosos;
 Planeta gasoso similar a Urano;
 Descoberto por Galle & d’Arrest em 1846 a
partir das previsões de Le Verrier & Adams;
 Composição da atmosfera em H (75%), He
(25%) e traços de amônia, metano e água;
 Coloração das nuvens devido ao metano
congelado; atmosfera mais estruturada que Urano;
 Possui a Grande Mancha Escura à semelhança
da Grande Mancha Vermelha de Júpiter;
 Anéis e diversas luas, entre elas Tritão, que
possui atividade vulcânica com geisers.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Netuno
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar exterior: Netuno
A lua Tritão e os anéis de Netuno vistos pela sonda Voyager
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões
E o que aconteceu com Plutão?
Em 2006 a IAU decidiu incluir Plutão como o
protótipo de uma nova classe de objetos: os
Planetas anões;
A descoberta de Eris, Haumea, Makemake
entre 2003-2005 e suas semelhanças com
Plutão retirou o status de Plutão de corpo
planetário clássico.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões
Haumea
Eris
Makemake
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões
Mas o que são Planetas anões?
 Corpo que está em órbita de uma estrela
central;
 Não ser satélite;
 Possui gravidade suficiente para assumir
um formato esférico ou quase esférico;
 Não impera gravitacionalmente em sua
área de influência, ou seja, não limpou a
vizinhança de sua órbita.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões
Ceres, outrora o maior asteroide do Cinturão Principal, sumiu para
Planeta anão na nova classificação;
Acredita-se que seja coberto por um manto de água doce congelada.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões: Plutão
 Descoberto por Clyde Tombaugh em 1930;
 Forma um “sistema duplo” com seu satélite Caronte;
Composto de rocha coberta por espessa capa de gelo de
metano e amônia
 Muito diferente de todos os planetas do Sistema Solar.
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar: Os planetas anões: Plutão
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Os pequenos corpos
Mas o que são Pequenos Corpos?
 Corpo que está em órbita de uma estrela;
 Não ser satélite;
 Não possui gravidade suficiente para
assumir um formato esférico ou quase
esférico >>> formas irregulares;
 Não impera gravitacionalmente em sua
área de influência, ou seja, não limpou a
vizinhança de sua órbita.
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Os pequenos corpos
Asteroides;
Objetos trans-netunianos (TNO);
Cometas.
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
Asteroide Ida e seu satélite Dactyl
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
Corpos de tamanhos variados e formas irregulares
e composição rochosa-metálica;
 A maioria deles possui órbita entre Marte e Júpiter
(Cinturão principal), mas existem centenas deles em
órbitas excêntricas por todo Sistema Solar;
 Acedita-se que o Cinturão principal seja o
resultado de um planeta não formado pela influência
de Júpiter;
 O estudo dos asteroides possui importância
estratégica: monitorar os objetos com risco de
colisão com a Terra e os potencialmente exploráveis
mineralogicamente no futuro.
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
Asteroide Vesta
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
Quando pequenos fragmentos atingem a Terra,
eles são chamados meteoritos
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Asteroides
Asteroides em risco de colisão (NEAs)
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Objetos trans-netunianos
 Corpos de tamanhos variados e formas
irregulares e composição gelo-rochosa;
 Estão orbitando além de Netuno no Cinturão de
Kuiper;
 São o resultado dos restos de formação do
sistema solar exterior;
 Estima-se que haja mais de 1 bilhão de objetos
no Cinturão de Kuiper, entre eles, os planetas
anões;
 Todos possuem órbitas bastantes alongadas e
alguns podem ter sido capturados tornando-se
satélites de Urano e Netuno.
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Objetos trans-netunianos
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Cometas
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Cometas
 Estão entre os mais belos astros do Sistema Solar;
 Possuem tamanhos e formas variadas, mas em geral
são menores que os asteroides; todos irregulares;
 São compostos de gelos, grãos de poeira e
possivelmente núcleo rochoso para certos objetos;
 Foram formados no início do Sistema Solar e são o
resquício da nuvem de poeira e gás primordial que deu
origem ao nosso sistema planetário;
 Vários deles orbitam o sistema solar até a órbita de
Netuno, mas a maioria está alocada na Nuvem de Oort
(nuvem de cometas) nos confins do Sistema Solar.
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Estrutura dos Cometas
Halley
Hale-Bopp
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Estrutura dos Cometas
Cometa 67P
O Sistema Solar: Componentes
O Sistema Solar: Estrutura dos Cometas
O Sistema Solar: Formação
 Diversas hipóteses de formação do Sistema Solar
já foram sugeridas:
O Sistema Solar: Formação
O Sistema Solar: Formação
O Sistema Solar: Formação
O Sistema Solar: Formação
Teoria X Observações
 Simulações computacionais tentam reproduzir o
cenário de formação do Sistema Solar;
 As hipóteses têm sido testadas a partir da década de
1980, quando discos proto-planetários em torno de
outras estrelas começaram a ser detectados.
Aula V:
Na próxima aula estudaremos as
estrelas e em especial o Sol
Conheceremos suas características
como forma, tamanho, massa,
geração de brilho e energia,
movimentos do Sol e sua influência no
clima da Terra.
“A imaginação é mais
importante que o
conhecimento”
Albert Einstein (1879-1955), físico alemão
O Sistema Solar: Estrutura
O Sistema Solar interior: Principais características
O Sistema Solar: Estrutura
As propriedades físicas dos planetas do Sistema Solar: