COSMOLOGIA - SISTEMA SOLAR

Os PlanetasUNIDADE 2MODULO 3

PLANETAÉ um corpo celeste esférico que não tem luz própria e gira em torno de uma estrela.Os planetas têm forma aproximadamente esférica. Os seus movimentos principais são o de rotação e o de translação. Cada planeta possui um eixo de rotação em relação a Sol, o mais inclinado deles é o planeta-anão Plutão, pois seu eixo de rotação em relação ao Sol é de 120º.

OS PLANETAS

No movimento de rotação, os planetas giram em torno do seu próprio eixo, uma linha imaginária que passa pelo seu centro. O observador terrestre tem dificuldade de perceber o movimento de rotação da Terra. Para isso deve-se notar que o Sol, do amanhecer ao anoitecer, parece se mover da região leste em sentido oeste. O mesmo acontece, à noite, com a Lua, as estrelas e demais astros que vemos no céu.

Movimento de Rotação

O movimento de rotação da Terra dura, aproximadamente 24horas - o que corresponde a um dia. A Terra, por ser esférica, não é iluminada toda de uma vez só. Conforme a Terra gira em torno do seu eixo, os raios de luz solar incidem sobre uma parte do planeta e a outra fica à sombra.O ciclo do dia e da noite ocorrem graças a rotação. Enquanto o planeta está girando sobre seu próprio eixo é dia nas regiões que estão iluminadas pelo Sol (período claro) e, simultaneamente, é noite nas regiões não iluminadas (período escuro).

Movimento de Rotação da Terra

OS PLANETASO movimento de translação é executado pelos planetas ao redor do Sol, e o tempo que levam para dar uma volta completa é denominado período orbital. No caso da Terra esse período leva cerca de 365 dias e aproximadamente 6 horas para se completar. A Terra, no seu movimento de translação, forma uma elipse pouco alongada (bem próxima a circular). Já o planeta Netuno traça a sua órbita elíptica de forma bastante alongada.

Movimento de Translação

OS PLANETASPLANETAS TELÚRICOS

Os quatro planetas mais próximos do Sol (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) constituem o grupo dos planetas telúricos e têm como características comuns a presença de crostas sólidas formadas sobretudo por silicatos, além de núcleos cuja composição possui elevada porcentagem de ferro. Durante o período de formação planetária, a ausência de gelo na região mais interior do sistema e a massa modesta desses corpos não favoreceram a retenção de gases da nebulosa solar, razão pela qual são essencialmente rochosos. Nenhum apresenta um sistema de anéis planetários e somente a Terra e Marte possuem satélites naturais.

OS PLANETASPLANETAS GIGANTES

Os quatro maiores e mais afastados planetas do Sistema Solar (Júpter, Saturno, Urano e Netuno) formam o grupo dos gigantes gasosos, todos com dimensões consideravelmente superiores às da Terra. Formados principalmente por hidrogênio e hélio além de uma pequena fração de elementos mais pesados, possuem baixa densidade.Apesar de estarem afastados do Sol, o calor irradiado de seus interiores aliado a sua composição gasosa faz com que suas atmosferas sejam extremamente espessas e turbulentas, não existindo uma superfície definida em tais corpos. Também possuem em comum um núcleo rochoso, Todos eles apresentam igualmente numerosos satélites naturais e sistemas de anéis, além de campos magnéticos. Os dois mais distantes do Sol, Urano e Netuno, são por vezes denominados gigantes de gelo, dada a sua composição diferenciada em relação aos outros planetas gasosos.

OS PLANETASMercúrio

Mercúrio é o planeta mais próximo ao Sol e o oitavo em tamanho no sistema solar. A distância média é de 57,9 milhões de quilômetros do Sol. É basicamente constituído por ferro, sendo chamado por Iron Planet. Pode ser visto da Terra a olho nu, contudo pouco antes do amanhecer e instantes após o anoitecer porque sua proximidade com o Sol dificulta a observação. Já era observado a 3 mil anos a.C. e recebeu dos gregos dois nomes: Apolo, por sua aparição matutina e Hermes, a estrela da noite. Devido à sua velocidade, foi batizado com o nome de Mercúrio por ser o deus do comércio, das viagens e da malandragem. É o planeta mais rápido do Sistema Solar, perfazendo 47,87 quilômetros por segundo ao redor do Sol. A superfície é semelhante à da Lua, rochosa e com diversas crateras. O diâmetro de Mercúrio é de 4.800 km. É considerado um Planeta de órbita excêntrica porque a distância em relação ao Sol muda conforme a posição na órbita e isto é responsável pela variação de temperatura do planeta, de 180ºC a 400ºC.

Mercúrio é o menor planeta do Sistema Solar, sendo pouco maior que a Lua

As primeiras observações telescópicas de Mercúrio foram feitas por Galileu Galilei em 1610. Em 1631, o astrônomo francês Pierre Gassendi observou a movimentação de Mercúrio em torno do Sol. A prova, contudo, de que traça uma órbita ao Sol só ocorreu em 1639, pelos estudos do astrônomo italiano Giovanni Zupus. Somente em 1641, o alemão Johan Franz Encke determinou a massa do planeta e avaliou o efeito da lei da gravidade a partir do choque do cometa Encke.

OS PLANETASVênus

O planeta Vênus é o segundo no sistema Solar e tem cerca de 800 milhões de anos. Devido ao seu brilho, é conhecido desde a antiguidade. Além do Sol e da Lua, é o corpo celeste mais brilhante no céu observado a olho nu da Terra. Recebeu esse nome em homenagem à Vênus, a deusa romana da beleza e do amor. Também é chamado de Estrela Dalva, estrela da manhã, estrela da tarde e joia do céu e é considerado um planeta irmão da Terra por haver similaridades de massa densidade e volume entre ambos. A pressão atmosférica ao nível do mar é 92 vezes maior que a da Terra. Não tem satélites. O núcleo é composto por ferro com raio de cerca de 3 mil quilômetros, além de um manto com rocha derretida.

Vênus é considerado planeta irmão da Terra

A rotação de Vênus ocorre de leste para oeste, contrária a todos os planetas do Sistema Solar. Um dia dura 225 dias terrestres e a velocidade seria a responsável pela falta de um campo de gravidade no planeta. Já a translação corresponde a 117 dias da Terra. A velocidade orbital de Vênus é de 35 quilômetros por hora e a excentricidade orbital é circular, sendo considerada a menos excêntrica do Sistema Solar. A superfície de Vênus é coberta de lava e composta principalmente de dióxido de carbono e ácido sulfúrico que formam nuvens densas responsáveis pelo fenômeno de efeito estufa que eleva a temperatura a níveis suficientes para derreter o chumbo.

Pelo menos 97% de composição atmosférica é feita por dióxido de carbono, mas há, ainda, 3% de nitrogênio e traços de dióxido de enxofre, vapor d'água, monóxido de carbono, argônio, hélio, neônio, cloreto de hidrogênio, e fluoreto de hidrogênio.Embora esteja mais distante do Sol que Mercúrio, a temperatura de Vênus é maior, chega a 482º C na superfície devido ao efeito estufa dos componentes do planeta. Seu brilho peculiar é causado pela pesada atmosfera, que irradia o calor da luz do Sol na superfície.A topografia é formada por grandes planícies cobertas por lava e montanhas e regiões montanhosas deformadas pela atividade geológica. O mais alto pico de Vênus é o Maxwell Montes. Também é de comum observação pelos cientistas o complexo montanhoso Aphrodite Terra, que estendem-se por quase metade de todo o equador venusiano.

Características Vênus

OS PLANETASTerra

O planeta Terra é o único planeta do sistema solar em que existe água em estado líquido, característica que junto ao oxigênio, torna possível a vida no planeta. Essa água corresponde cerca de 70% da superfície do planeta, local chamado de hidrosfera. A Terra é composta de diversos gases, de forma que em sua atmosfera encontramos principalmente, o nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Ademais, a Terra é o terceiro planeta a partir do Sol o qual dista cerca de 149 milhões de Km do Sol. Situado na Via Láctea, a Terra formou-se cerca de 4,5 bilhões de anos atrás e possui 12.757 km de diâmetro, sendo considerado o quinto maior planeta em tamanho.

O planeta terra é dividido em partes internas e externas, a saber:

Camadas Internas: formada pelo Núcleo, composto basicamente de ferro e níquel; e o Manto (magma pastoso), camada intermediária composta de silício, ferro e magnésio situado acima do núcleo.

Camadas Externas: formada pela Litosfera (crosta terrestre), corresponde a camada mais superficial da terra, sendo composta de rochas e minerais. Além da Litosfera, a estrutura interna do planeta possui a Hidrosfera, formada pelas águas do planeta; a Atmosfera que compõem os gases presentes no planeta; e, por fim, a Biosfera, local onde vivem os seres vivos.

Estrutura do Planeta Terra

OS PLANETASMarte

O "Planeta Marte" ou "Planeta Vermelho", recebe esse nome uma vez que há grande presença de óxido de ferro o que lhe confere essa coloração. É o quarto dos planetas a partir do sol com uma distância de aproximadamente 228 milhões de km. É o segundo menor planeta do sistema solar, depois de Mercúrio, sendo consideravelmente menor que o planeta Terra. É um planeta muito frio, árido e rochoso, com temperatura máxima de aproximadamente 25°C, com uma média de temperatura de -60°C, donde pode atingir durante à noite cerca de -140°C

É formado essencialmente de gás carbônico, embora exista, em menor quantidade, o nitrogênio, oxigênio, argônio, dentre outros gases; sendo envolvido numa atmosfera fina e bastante rarefeita, fatores que reforçam a impossibilidade de condições de vida no planeta. A duração do dia em Marte aproxima-se do planeta Terra, com 24 horas e 37 minutos, embora o ano marciano tenha duração de 687 dias terrestres. Se comparado ao planeta Terra, Marte possui uma gravidade quase três vezes menor. Marte abriga o maior vulcão do Sistema Solar, o Monte Olimpo, descoberto em 1971 pela NASA. Ele possui 25 km de altura, 600 Km de diâmetro na base.

OS PLANETASJúpiter

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, o quinto a partir do Sol e o quarto corpo celeste mais brilhante no céu – os demais são o Sol, a Lua e Vênus. A massa é 318 vezes superior à da Terra e maior que todos os planetas do Sistema Solar juntos. Tem cerca de 143 mil quilômetros de diâmetro no equador, o que equivale a 11 vezes mais que o diâmetro da Terra. É orbitado por 67 satélites naturais, situando-se a uma distância média de 778,3 milhões de quilômetros do Sol.

Foi batizado com esse nome em homenagem ao governante do Olimpo, Júpiter, o deus dos deuses. Júpiter, assim como Saturno, exibe um sistema de anéis, contudo são tênues e menos brilhantes, não observáveis a partir da Terra e que só foram descobertos em 1979 pela sonda Voyager 1. É um dos quatro Gigantes Gasosos, juntamente com Saturno, Urano e Netuno. Gigantes Gasosos são compostos, principalmente pelos gases hidrogênio, hélio e metano e, ainda, um pequeno núcleo sólido no interior.

Características de Júpiter A atmosfera de Júpiter é composta por hidrogênio e hélio, tendo, ainda, traços de metano, amônia, vapor d'água e outros componentes a uma temperatura de 103ºC. O planeta, cujo formato é de uma esfera oblata, tem elevada pressão atmosférica e a intensidade provoca a quebra dos átomos hidrogênio, que se transforma em metal. Também são encontrados na atmosfera traços de metano, vapor de água, amoníaco, sílicas, carbono, etano, sulfeto de hidrogênio, néon, oxigênio, fosfina e enxofre. Na parte externa da atmosfera há cristais de amônio congelado e traços de benzeno. A atmosfera do planeta é dividida em diversas faixas, em várias latitudes, resultando em turbulência e tempestades. A mais conhecida é a Grande Mancha Vermelha, descoberta no século XVII e cujos ventos chegam a 500 quilômetros por hora. Essa tempestade tem um diâmetro transversal duas vezes maior do que a Terra. Júpiter foi observado a primeira vez por Galileu Galilei, em 1610, quando também foi possível a identificação de quatro de seus 63 satélites, Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Demora menos de 10 horas a completar uma rotação sobre si próprio. É o movimento de rotação mais rápido dos planetas do Sistema Solar. Já o movimento de translação ocorre cerca de 11,86 anos terrestres. O núcleo de Júpiter é quente, o interior irradia mais calor que recebe do Sol, mais uma característica dos Planetas Gasosos.

Os Anéis de Júpiter

Bastante diferente dos complexos anéis de Saturno, Júpiter tem anéis compostos por partículas de poeira e que estão dentro do campo magnético do planeta. Os anéis são Halo, Principal e Gossamer. Os principais satélites conhecidos são Métis, Adrástea, Amalteia, Tebe, Io, Europa, Ganimedes, Calisto, Leda, Himalia, Lisitea, Elara, Ananke, Carme, Pasifaé e Sinope de um total de 67.

OS PLANETASSaturno

Saturno é o sexto planeta a partir do Sol, e o segundo maior do sistema solar. O primeiro é Júpiter. É conhecido pelo complexo sistema de anéis formados principalmente por gelo e poeira cósmica e possui 53 luas conhecidas e outras nove em pesquisa. O diâmetro de Saturno é de 119,3 mil quilômetros e o seu volume é 755 vezes maior que a Terra. Possui uma das mais rápidas rotações do Sistema Solar de oeste para leste, demorando 10 horas e 39 minutos para dar a volta sobre si mesmo.

OS PLANETASSaturno

O movimento de translação – em volta do Sol – é feito em 29 anos, 167 dias e 6 horas terrestres a 34,7 quilômetros por hora. É um planeta gasoso, juntamente com Júpiter, Urano e Netuno e a temperatura na superfície é de 125º C negativos. O planeta Saturno foi descoberto em 1610 pelo astrônomo italiano Galileu Galilei e recebeu o nome do deus romano da agricultura. É o planeta mais distante que pode ser observado da Terra a olho nu.

Por ser um planeta gasoso, é composto principalmente por hidrogênio e hélio. Ou seja, não há superfície sólida. O centro de Saturno é composto por um núcleo denso de rocha, gelo e água. Há também outros compostos feitos sólido pela pressão e calor intensos. O planeta é recoberto por hidrogênio metálico líquido, dentro de uma camada de hidrogênio líquido O planeta já foi explorado por cinco missões espaciais. A última, a Cassini, iniciou a exploração em 2004 e a Nasa prevê concluir os trabalhos em 2017.

Os Anéis de Saturno As observações realizadas em Saturno indicam que os anéis do planeta são formados por pedaços de cometas, asteroides e luas despedaçadas. Os anéis mais conhecidos são denominados A, B e C, mas há sete no total, todos representam letras do alfabeto à medida em que foram descobertos. Cada um tem milhares de quilômetros de extensão, chegando a 282 mil quilômetros, mas são, em geral, de espessura média a 1 quilômetro. Embora permaneçam em torno de Saturno, os anéis orbitam em velocidades diferentes. Na composição de anéis, as divisões também têm suas próprias características, como a Divisão de Cassini, uma lacuna medindo 4,7 mil quilômetros.

Mosaico em cor natural obtido pela sonda Cassini dos anéis de Saturno, com seus respectivos nomes e dimensões.

Principais camadas de nuvens da atmosfera de Saturno. Cores fantasiosas

e alturas estimadas.

Faixas de nuvens de diferentes tonalidades realçadas na fotografia

feita pela sonda Cassini.

OS PLANETASUrano

Urano é o sétimo planeta a partir do Sol, o terceiro maior do Sistema Solar e foi o primeiro a ser encontrado por meio de um telescópio, pelo astrônomo William Herschel em 1781. Demora 84 anos terrestres para completar uma rotação ao sol. Urano é o nome do deus grego do céu. Assim como Vênus, Urano gira de leste a oeste. Observações mais detalhadas do planeta foram realizadas pela sonda Voyager, em 1986 e pelo telescópio Hubble. Juntamente com Netuno, é um dos dois gigantes de gelo do céu. É formado, principalmente, por hidrogénio e hélio, sendo classificado também como planeta gasoso.

A velocidade da órbita de Urano é de 27,4 mil quilômetros por hora e a massa é 14,5 vezes maior que a da Terra. A atmosfera de Urano é constituída, principalmente, de hidrogênio, hélio e metano. A temperatura na superfície chega a 216ºC negativos. A cor azulada resulta da absorção de luz vermelha do metano nas camadas superiores da atmosfera.O planeta Urano exibe 13 anéis. Os anéis estão localizados na parte interna das órbitas dos satélites, têm muitas divisões, são opacos e estreitos. A composição dos conjuntos de anéis de Urano não é conhecida, mas assim como os de Saturno, seriam formados por gelo e partículas escuras que não refletem luz. A formação teria ocorrido por choques de satélites, mas não há dados conclusos.

Translação de Urano ao redor do Sol a cada 84 anos terrestres. Sua

distância média ao Sol é de aproximadamente 3 bilhões de

quilômetros (20 UA).

Sistema de anéis uraniano.

As Luas de Urano O planeta possui 27 luas conhecidas que são nomeadas com personagens das obras de William Shakespeare ou Alexander Pope. As primeiras quatro luas, Titania, Oberon, Ariel e Umbriel foram descobertas entre 1787-1851. A mais complexa de todas, Miranda, foi descoberta em 1948.

Comparação de tamanho entre Urano e suas seis maiores luas. Da esquerda para a

direita: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon.

As cinco maiores luas de Urano comparadas em tamanho e brilho. Da esquerda para a direita (em ordem de distância crescente a Urano):

Miranda, Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon.

OS PLANETASNetuno

Netuno é o oitavo planeta a partir do Sol. É um gigante gasoso, bem como Júpiter, Saturno e Urano. Está distante 4,5 bilhões de quilômetros do Sol e demora 156 anos terrestres para completar uma órbita. Foi descoberto em 1846 e recebeu o nome do deus romano do mar. A comunidade científica denomina os planetas com nomes da mitologia greco-romana. O planeta demora 16 horas terrestres para completar o movimento de rotação – duração de um dia neptuniano. Possui 13 luas confirmadas e uma ainda aguarda a confirmação por cientistas.

É composto, principalmente, de água muito quente, amônia e metano em seu núcleo, que tem aproximadamente o tamanho da Terra. A atmosfera é formada por hidrogênio, hélio e metano. Assim como Urano, a cor azulada brilhante de Netuno resulta da elevada quantidade de metano na atmosfera.

Por conta das peculiaridades do núcleo e atmosfera, Netuno também é chamado de gigante de gelo. Foi observado a primeira vez em 1612 por Galileu Galilei, mas sua descoberta só foi confirmada em 1845 pelas pesquisas de Johann Gottfried Galle, no Observatório de Berlim.

A sua principal lua, Tritão, foi descoberta 17 dias depois. Desde que foi descoberto, a primeira volta ao Sol de Netuno ocorreu em 2011. O planeta é invisível a olho nu por causa de sua extrema distância da Terra. O campo magnético de Netuno é cerca de 27 vezes mais potente que o da Terra.

Os Anéis de Netuno

Netuno tem seis anéis conhecidos, todos localizados após as observações da sonda Voyager 2. Os anéis são não uniformes, mas têm quatro grossos Regiões (massas de poeira) chamado arcos e seriam jovens, com poucos bilhões de anos. Somente em 1984, astrônomos encontraram evidências da existência do sistema de anéis em torno de Netuno.O conjunto é formado por três anéis proeminentes, denominados Liberdade, Igualdade e Fraternidade. Mais fracos, também foram descobertos os anéis, Adams, Leverrier, Galle e Arago, cuja extensão varia de 42 mil quilômetros a 62 mil quilômetros.

As Luas de Netuno As 13 luas de Netuno são nomeadas após vários deuses do mar e ninfas na mitologia grega. Uma última foi descoberta em 2013 pelas observações da sonda Voyager 2 e ainda é aguardado o reconhecimento. Esse corpo celeste orbita em um dos anéis de Netuno.

A principal lua de Netuno, Tritão, foi descoberta pelo matemático inglês William Lassell, que era um astrônomo amador. A descoberta ocorreu em 10 de outubro de 1846, mas somente em 1989, a sonda Voyager 2 visitou o planeta e descobriu os fracos anéis a orbitar Netuno. As demais luas foram descobertas entre 2002 e 2003 e todas recebem os nomes de deuses e ninfas da mitologia grega.

Tritão é um corpo celeste peculiar e considerado excêntrico, porque orbita no sentido contrário do planeta principal. As observações da Voyager 2 permitiram identificar que a superfície de Tritão é semelhante a uma casca de melão com muitos vulcões de gelo a emitirem nitrogênio líquido, metano e poeira que congelam instantaneamente, transformam-se em neve e retornam à superfície. É um dos objetos mais frios do sistema solar, com 240ºC negativos.

Netuno (topo) e Tritão (embaixo), três dias após o

sobrevoo da Voyager 2.