O Sistema Solar

1. INTRODUÇÃO

1.1. A História do Sistema Solar

É marcante o fascínio que as pessoas sentem pelo céu. Quem nunca admirou um pôr do Sol ou ficou impressionado com uma tempestade? Todavia, ainda hoje, os fenômenos celestes e atmosféricos que fazem parte de nosso cotidiano não são compreendidos por grande parte da humanidade. E, infelizmente, ainda hoje ocorre a mitificação desses fenômenos naturais.

Imagine-se em um passado muito remoto, mais precisamente na pré-história (de 100 mil anos atrás até cerca de 8 mil a.C.), quando o ser humano ainda vivia em pequenos grupos nômades. A preocupação com a sobrevivência num ambiente natural e hostil era crucial. Caçar, pescar, procurar frutas e raízes comestíveis, fugir de animais perigosos e abrigar-se das variações climáticas faziam parte do cotidiano do homem pré-histórico. O homem dessa época tinha que se adaptar à alternância do claro-escuro e à mudança das estações. Certamente, o Sol foi o primeiro astro a ser notado. As razões são óbvias: é o sol que proporciona a mais evidente alternância de claro-escuro da natureza (o dia e a noite) e que atua como a principal fonte de calor para nós. A Lua foi o segundo astro a ser percebido, visto que ilumina a escuridão da noite, especialmente em sua fase cheia. As estrelas devem ter sido notadas em seguida, como pontos brilhantes em contraste a um céu bastante escuro.

Ainda na pré-história, uma observação mais detalhada e atenciosa do céu noturno mostrou ao homem que certos pontos luminosos no céu se movimentavam contra um fundo de estrelas aparentemente fixas. Esses objetos celestes foram chamados de Planetas pelos gregos, que significa astro errante, astro que se move. Para os gregos os planetas eram sete:

SolLua

MercúrioVênusMarte

JúpiterSaturno

pois apresentam um movimento diferente daquele das estrelas. Hoje o significado da palavra planeta é diferente. Já faz alguns séculos que não mais chamamos a lua de planeta. Plutão, por outro lado, deixou de ser classificado como planeta recentemente (em 2006).

1.2. Modelo Geocêntrico

Muito se pensou sobre como os astros estão distribuídos no espaço e se, de algum modo, eles se relacionam com o restante do Universo. Qual ponto luminoso está mais próximo de nós? O modelo que respondia essa pergunta e que dominou o pensamento filosófico europeu até o século XVI é o chamado modelo Geocêntrico (“geo”, em grego, significa “Terra” – “cêntrico” significa “centrado”). Proposto pelo filósofo grego Aristóteles (384 a.C - 322 a.C.), tal modelo é aquele que coloca a Terra no centro do Universo. E nele, todos os demais astros

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visíveis no céu orbitariam (girariam ao redor) a Terra, o centro do Universo! É importante lembrar que o Universo dessa época era formado pelo Sol, Terra, planetas e estrelas fixas. Assim, o nosso conceito de sistema solar, como parte de um Universo muito maior, não existia.

Esse modelo foi sistematizado por Ptolomeu (astrônomo, matemático e geógrafo) no século II, a partir das idéias preexistentes dos gregos. A distância de um planeta à Terra, por exemplo, era considerada proporcional ao tempo gasto por ele para completar uma volta ao redor da Terra, isto é, retornar ao mesmo ponto do céu em relação às estrelas fixas. As estrelas fixas ficavam todas a uma mesma distância, muito maior do que a do planeta considerado o mais distante na época, Saturno. Hoje sabemos que a distância entre uma estrela e a Terra pode ser muitíssimo diferente daquela de outra estrela aparentemente vizinha da primeira. O modelo geocêntrico não era apenas um modelo filosófico do Universo, se tornara também um modelo matemática que reproduzia com suficiente precisão as observações dos planetas. Não obstante, para explicar corretamente os movimentos e brilhos observados dos planetas, o modelo ptolomaico necessitava de uma série de complicações geométricas, como os equantes e deferentes, que são representados na Figura 1.

Figura 1: Esquema do modelo Geocêntrico formulado por Ptolomeu (120 d.C.) a partir das idéias de Aristóteles (350 a.C);

1.3 Modelo Heliocêntrico

Com o objetivo de explicar com mais simplicidade o movimento dos planetas, o astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473 - 1543) propôs, em 1543, o Modelo Heliocêntrico (“Hélio”, em grego, significa Sol). Nesse modelo o Sol encontrava-se no centro do Universo e os planetas orbitavam ao seu redor, inclusive a Terra. A única exceção era a Lua, que continuava orbitando em torno da Terra (Figura 2). Outros já haviam proposto um Universo com o Sol na posição central, Aristarco de Samos (281 a.C.) e Nicolas de Cusa (1401 - 1464), porém, sem maiores repercussões. Essas propostas não incluíam um tratamento matemático, o que só foi feito por Copérnico. Seu modelo heliocêntrico era mais simples e, tal como o modelo de Ptolomeu, explicava e previa os movimentos planetários. Além disso,

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Copérnico determinou os raios e períodos das órbitas dos planetas com uma precisão muito boa, apesar de considerá-las circunferências, o que, como veremos adiante, não é correto.

Figura 2: Esquema do modelo Heliocêntrico proposto por Copérnico em 1543, onde colocava o Sol como próximo ao centro do universo, e todos os demais astros girando ao seu redor, com exceção da

Lua, que continuava orbitando a Terra;

Hoje essa configuração do Sol e planetas nos parece bastante natural, mas esse modelo não foi muito bem aceito na época de Copérnico. Esse modelo tirava a Terra e, portanto o Homem, do centro do Universo. Ele era contrário a um paradigma de muitos séculos, baseado na tradição clássica, e seriam necessários argumentos fortes para modificar a visão do Universo ortodoxa.

1.4 O Telescópio

O astrônomo e físico italiano Galileu Galilei (1564 - 1642), no início do século XVII, foi o primeiro a observar o céu com o auxílio de um telescópio. Deve ser notado que naquela época não se esperava que a observação do céu com um instrumento pudesse revelar algo de novo. Mas, Galileu mostrou que isso não era verdade: o céu se modifica ao ser observado com um telescópio. Os objetos celestes, que na visão clássica deveriam ser perfeitos, começaram a se mostrar mais complexos com o telescópio de Galileu: Vênus possui fases, Júpiter tem satélites, Saturno tem disco, a Lua possui buracos e montanhas, a Via Láctea é uma grande concentração de estrelas, que se multiplicam com o poder de aumento do telescópio. Essas observações corroboravam o modelo heliocêntrico. Tanto por mostrar que a concepção anterior do Universo não era correta, mas também com argumentos geométricos. As fases de Vênus como observadas por Galileu somente seriam explicadas se o modelo heliocêntrico fosse o correto.

A partir de então, o telescópio vem sendo aprimorado e otimizado para uma melhor obtenção de imagens. Podemos citar alguns notáveis avanços na tecnologia de construção de telescópios: o maior telescópio refrator do mundo (lente objetiva de mais de 1 metro de diâmetro) no Observatório Yerkes – Chicago, USA; Observatório Parques - Austrália (radiotelescópio com antena de 64 metros de diâmetro); Observatório Arecibo – Porto

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Rico (maior radiotelescópio do mundo, 305 metros de antena); Telescópio Espacial Hubble (lançado em 1990);

1.5 Leis de Kepler e A Lei da Gravitação Universal

O modelo de Copérnico, porém, ainda possuía problemas. Ele considerava as órbitas dos planetas circunferências perfeitas e para explicar corretamente os movimentos observados eram necessários artifícios geométricos, exatamente como acontecia com o modelo geocêntrico de Ptolomeu. Foi o astrônomo alemão Johannes Kepler (1571 - 1630), no início do século XVII, quem mostrou que as órbitas planetárias eram elipses. Para isso, ele contou com as observações do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe (1546 - 1601), do qual foi assistente durante o último ano de vida de Tycho e sucessor como responsável pelo observatório de Uraniborg (na época pertencente à Dinamarca, agora dentro dos limites da Suécia). Os dados obtidos por Tycho Brahe eram os mais precisos da época e no limite do que o olho humano, sem auxílio de instrumentos de aumento como o telescópio, pode conseguir. E foi tentando explicar esses dados, principalmente os da órbita de Marte – que não eram compatíveis com o modelo de Copérnico com órbitas circulares – que ele propôs três leis que descrevem corretamente os movimentos dos planetas: as Leis de Kepler. As duas primeiras foram apresentadas simultaneamente (1609) e são o resultado de sua tentativa de descrever corretamente os movimentos planetários. A terceira lei, determinada dez anos mais tarde (1619), relaciona os períodos (ano do planeta) e tamanhos das órbitas, e de certa forma, traduz certa harmonia entre os movimentos dos corpos, o que talvez fosse o principal objetivo de Kepler.

Primeira Lei – Lei das órbitas elípticas: A órbita de um planeta é uma elipse (veja figura 3 abaixo) com o Sol em um dos focos. Assim, as distâncias entre um planeta e o Sol são variáveis ao longo da revolução do planeta;

Segunda Lei – Lei das áreas: Ao longo de sua órbita, um planeta possui uma velocidade variável, de modo que a área coberta pela linha que liga o Sol ao planeta é sempre a mesma em intervalos de tempo iguais (figura 3);

Terceira Lei - Lei Harmônica : A razão entre o quadrado do período de translação, P (ano do planeta) e o cubo do semi eixo maior de sua órbita, a, é a mesma para todos os planetas:

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Figura 3: A figura mostra um planeta executando um órbita elíptica com o Sol em um dos focos da elipse. Perceba que agora existirão momentos em que o planeta se encontrará a uma mínima

aproximação do Sol (periélio) e a um máximo afastamento (afélio);

Com o trabalho de Kepler passou-se a saber como os planetas se movimentavam ao redor do Sol. Mas ainda restava uma pergunta básica: por quê?

Foi só com a Teoria da Gravitação Universal do físico e matemático inglês Isaac Newton (1643 - 1727), publicada em 1687, que isso foi respondido. A teoria da gravitação mostra que os corpos se atraem uns aos outros. Massa atrai massa! (existe o que chamamos de campo gravitacional) Esse campo gravitacional é tanto mais intenso quanto maior a massa do corpo e decresce proporcionalmente ao quadrado da distância. Toda massa que se encontra na região de atuação desse campo, será atraída na direção da massa que está gerando o campo. Em termos matemáticos, essa lei é expressa pela equação:

onde é a força gravitacional, é a constante gravitacional, e são as massas dos corpos que estão se atraindo e é a distância entre os corpos.

No livro “Os Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, o “Principia”, Newton não só demonstra as leis de Kepler e calcula fenômenos conhecidos como as marés e a precessão dos equinócios, mas também prevê e determina a forma achatada da Terra. A partir daí, estava aberto o caminho para o desenvolvimento da astronomia (e da física) moderna.

2. DESCRIÇÃO DO SISTEMA SOLAR

2.1 Formação e exploração do Sistema Solar

Tendo em mãos a Lei da Gravitação Universal, no final do século XVIII, os movimentos dos maiores corpos do sistema solar eram explicados tanto do ponto de vista de sua descrição, como de sua causa. Porém, como o sistema solar surgiu? O filósofo alemão Immanuel Kant (1724 - 1804) foi o primeiro a propor a hipótese nebular em 1755, que foi posteriormente desenvolvida pelo matemático francês Pierre Simon de Laplace (1749 - 1827).Ela considera que o sistema solar formou-se a partir de uma nuvem de gás e poeira em rotação.

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Figura 4: esquema representando a formação do Sistema Solar;

Na figura 4 acima, (a) uma grande nuvem de Hidrogênio (o elemento mais simples e abundante no Universo), a cerca de 4,5 bilhões de anos, pairava tranqüila onde hoje se situa o Sistema Solar. A violenta morte de uma estrela nas proximidades cria uma onda de choque capaz de perturbar certas regiões da nuvem. A partir de então, partículas do gás hidrogênio se acumulam e ganham rotação, passando a atrair gravitacionalmente cada vez mais partículas. (b) Quanto mais gás se acumula, mais depressa a aglomeração gasosa gira ao redor dela mesma, o que causa um achatamento da nuvem, distribuindo o gás num formato de disco, ou “pizza”. Num certo momento, a pressão e temperatura no centro do disco são tão intensos que são capazes de fundir esse hidrogênio em elementos mais pesados e liberando uma gigantesca quantidade de energia (que é o brilho das estrelas), formando assim o elemento químico Hélio. A Partir daí, temos a formação de uma estrela. (c, d) A fusão no núcleo da estrela gera energia varrendo o pouco que sobrou da matéria ao seu redor; (e, f) e o que ficar ali, cerca de 0,01% da nuvem original, formará os planetas, planetas anões, cometas, asteróides e demais corpos menores do sistema solar.

Apesar de outras teorias terem surgido, esta é ainda a teoria mais aceita sobre a formação do Sol e de todo o sistema solar, e é corroborada por observações de outras estrelas em formação. Uma grande parte do nosso conhecimento do sistema solar, em particular referente aos planetas e seus satélites, é proveniente da exploração espacial iniciada por volta de 1960. Uma grande quantidade de sondas passaram muito próximas a (em alguns casos pousaram em) planetas, satélites e mesmo cometas do sistema solar, o que contribuiu e contribui de modo inigualável para nossa compreensão dessa pequena parte do Universo que nos rodeia. No momento, estamos passando por uma nova fase de conhecimento sobre sistemas planetários: estamos descobrindo planetas em torno de outras estrelas! Essas novas descobertas ampliarão o nosso horizonte sobre as nossas origens.

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2.2 Planetas e Planetas anões

O Sistema Solar é composto por uma estrela principal (o Sol), oito planetas (Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno – esta é a ordem em distância do Sol), planetas anões e uma infinidade de outros corpos menores como asteróides, cometas, pedras e poeira. Todos eles estão sobre a influência do campo gravitacional gerado pelo Sol!

A descoberta recente de corpos maiores que Plutão no Sistema Solar gerou discussão no sentido de obter uma nova definição para Planeta. Portanto, a União Astronômica Internacional em sua Assembléia Geral de 24 de agosto de 2006 aprovou resolução segundo a qual um planeta é um corpo celeste que:

Orbite o Sol e nenhum outro corpo do Sistema Solar;

Possui forma aproximadamente esférica;

Domine gravitacionalmente sua órbita;

Se o corpo celeste não satisfizer essas três características, ele não é chamado de planeta. Plutão não domina gravitacionalmente sua órbita. Ele se encontra em uma região conhecida como Cinturão de Kuiper, uma região repleta de asteróides. Sua órbita é constantemente atravessada por outros objetos; e quem comanda a gravidade da região é o gigantesco planeta Netuno. Logo, Plutão deixou de ser chamado planeta e hoje é conhecido como Planeta Anão. Portanto, Planeta Anão é um astro que satisfaz as duas características de Planetas, mas falha na terceira.

Sendo assim, cinco corpos encontrados no Sistema Solar são considerados Planetas Anões:

CeresPlutão

HaumeaMakemake

ÉrisPara medirmos a distância a que os astros se encontram do Sol devemos definir uma

nova unidade de medida, a Unidade Astronômica (UA). É definido que uma UA é igual à distância média entre a Terra e o Sol.

A Tabela abaixo mostra a distância dos principais corpos do Sistema Solar medidos em Unidades Astronômicas e em quilômetros (km):

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Tabela 1: Distância dos astros em relação ao Sol medidos em UA e em km;

Podemos ainda utilizar outras duas unidades de medida de distância: o ano luz (AL) e o parsec (pc). Mas, para as dimensões do Sistema Solar elas não são necessárias. Elas são usadas para medir distâncias entre estrelas e galáxias! Veja abaixo:

3. PRINCIPAIS CORPOS DO SISTEMA SOLAR

3.1 O Sol

Como o Sol será tema de uma palestra em específico, não entrarei em detalhes sobre Ele neste capítulo. Vamos apenas discutir aspectos mais gerais.

O Sol é a estrela mais próxima de nós. E como estrela, o Sol é um corpo que produz e emite luz. Os planetas não são astros luminosos, eles apenas refletem a luz do Sol que chega até eles. Todos os planetas do sistema solar giram ao redor do Sol, cada um com um período diferente. Ele é o responsável pelo suprimento de energia da maioria dos planetas. Quando as pessoas visitam observatórios as perguntas mais comuns que surgem a respeito do Sol são: o que é o Sol e como ele funciona? Do que ele é feito? Mas, antes de responder a essas perguntas veremos alguns dados curiosos a respeito do Sol.

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Figura 6: O Sol visto através de um filtro neutro. O filtro elimina bastante a intensidade luminosa do Sol quando o observamos, caso contrário, ficaríamos cegos instantaneamente;

O Sol só é uma estrela por causa da grande quantidade de massa que ele tem, 332.959 vezes a massa da Terra. Ele é constituído, principalmente dos gases hidrogênio (92%) e hélio (7%), os dois gases mais leves do universo. Os restantes 1% dos gases são alguns outros elementos químicos da tabela periódica anteriores ao Ferro. Como dito anteriormente, a alta pressão no interior do Sol e a elevada temperatura (cerca de 4 bilhões de graus Celsius) são o suficiente para iniciarem a Fusão Nuclear, reação que une núcleos de átomos mais simples formando elementos mais pesados e liberando quantidades absurdas de energia. Essa é a energia que nos aquece e mantém a vida no planeta Terra. Caso o Sol não existisse, certamente não haveria vida no planeta Terra, muito menos existiria o sistema solar.

Na figura 6 podemos observar manchas escuras na região do disco solar. Tais manchas encontram-se na superfície do sol, e são regiões mais frias. Nelas, o campo magnético não uniforme do sol espalha o hidrogênio aquecido da superfície criando a aparência de manchas escuras.

A idade do Sol é estimada em 4,5 bilhões de anos, e para uma estrela de massa igual a sua, estima-se que viverá cerca de mais 4,5 bilhões. Ele está na metade de sua vida.

O Sol lança a todo instante nuvens de partículas carregadas (íons, núcleos atômicos, elétrons) para todo o Sistema Solar e além. Essas partículas são chamadas de vento solar e bombardeiam a Terra constantemente.

Figura 7: Ilustração que mostra o vento solar, partículas carregadas, bombardeando o campo magnético terrestre;

A Terra possui um campo magnético bastante intenso (o campo magnético é o responsável por alinhar o ponteiro da bússola na direção próxima ao pólo norte terrestre), que

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deflete quase que totalmente o vento solar para longe da superfície do planeta. Quando a atividade solar é bastante intensa, as partículas atingem a atmosfera terrestre na região dos pólos e ocasionam o que chamamos de Aurora. A Aurora é o nome dado ao fenômeno atmosférico de luzes ocorrido nos pólos. Durante esse fenômeno, o nitrogênio do ar é excitado eletronicamente pelo vento solar e emite luz em tons que variam do vermelho ao verde. O espetáculo é imperdível!

Figura 8: Fotografia mostra o fenômeno da Aurora Boreal no pólo norte terrestre. Aurora Austral é a que ocorre no pólo sul terrestre;

3.2 Mercúrio

O Planeta Mercúrio é o planeta mais próximo do Sol. Sua distância média é de aproximadamente 57.910.000 km (por terem órbitas elípticas os planetas se encontrarão horas em regiões mais próximo do Sol e outras em mais distantes). E por ser relativamente próximo ao Sol sua revolução é bastante rápida: 87 dias. Caso morássemos em Mercúrio faríamos aniversário a cada 87 dias. Porém, para dar uma volta completa em torno de seu eixo (rotação) ele leva 58 dias.

Figura 9: Mercúrio fotografado pela nave Messenger (2008);

É um planeta menor que o planeta Terra. Seu diâmetro é de aproximadamente 5.000 km, enquanto que o diâmetro da Terra é de aproximadamente 13.000 km. Cabem dentro da Terra mais de 30 planetas Mercúrio!

Quando o Sol ilumina sua superfície a temperatura máxima registrada é de 450 °C. A essa temperatura a água evapora e se perde no espaço. Quando a face não é iluminada a temperatura cai absurdamente, registrando mínima de -170 °C. Essa variação enorme de temperatura é devida a falta de atmosfera no planeta. Uma atmosfera retém a energia solar, confinado-a no planeta, o que evita variações muito bruscas de temperatura. Veja a Terra, por exemplo! O clima aqui é agradável para vivermos. Sobre a superfície de Mercúrio nós não podemos respirar, iríamos congelar durante a noite e evaporar durante o dia!

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Sua superfície é desértica e repleta de crateras. Um meteoróide (qualquer rocha que esteja em rota de colisão com um planeta) que vaga na direção do planeta, definitivamente atingirá a superfície, pois não encontrará moléculas de ar que impedirão sua passagem e o desintegrará. Por isso observamos muitas crateras (vale a pena frisar também que sua superfície não se modifica por erosão de chuvas ou colisão de placas tectônicas, como é o caso da Terra. As crateras sempre ficarão por lá!).

Mercúrio é considerado um Planeta Rochoso (assim como Vênus, Terra e Marte), pois é constituído de rochas (você poderia pousar sobre sua superfície com uma nave espacial – isso não pode ser feito em planetas gasosos, como é o caso de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno, como será visto mais adiante), e seu tamanho reduzido não possibilitou o aprisionamento gravitacional de nenhum outro corpo ao seu redor. Ele não possui luas!

Seu nome advém da mitologia greco-romana; Mercúrio é o deus mensageiro, protetor dos comerciantes e viajantes. Quando observado aqui da Terra ele é um ponto luminoso no céu bastante veloz. A cada noite ele está numa posição diferente da noite anterior (lembre-se que ele gira bastante rápido ao redor do Sol). Portanto recebeu o nome do deus Mercúrio, ou Hermes para os Gregos.

3.3 Vênus

À noite, quando aparece no céu, o planeta Vênus é um dos astros mais reluzentes, só não é mais brilhante que a Lua. Popularmente ele é conhecido como "Estrela Dalva" ou "Estrela do Pastor". Com telescópios e mesmo binóculos nós podemos observá-lo no período de claridade durante o dia e desde que ele não esteja visualmente próximo do Sol.

Figura 10: O planeta Vênus e suas nuvens;

Durante muito tempo pensou-se que Vênus era o planeta gêmeo da Terra, mas hoje sabemos que são parecidos apenas no tamanho e na quantidade de massa. Nas condições ambientais para a existência de vida ele é completamente diferente da Terra. A atmosfera de Vênus é 92 vezes mais densa que a terrestre, por essa razão a pressão em sua superfície é equivalente a mergulhar 920 metros de profundidade no mar (você seria esmagado instantaneamente se caminhasse por Vênus). Além disso, a atmosfera é composta principalmente de gás carbônico, o que provoca um efeito estufa enorme, fazendo de Vênus o planeta mais quente do sistema solar, com 460 °C no equador do planeta. Mais quente que o planeta Mercúrio, que está mais próximo do Sol.

O Ano de Vênus é menor que seu dia. O ano dele dura 224 dias terrestres. O dia (uma rotação completa em torno dele mesmo) dura 243 dias terrestres, além de girar no sentido contrário ao dos outros planetas. Enquanto o Sol nasce do lado leste em todos os demais planetas, em Vênus o Sol nasce do lado oeste. Nem mesmo o fato dele demorar 243 dias terrestres para completar uma rotação o faz esfriar do lado noturno!

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Uma maneira de se estudar a superfície venusiana é através do radar. Pulsos de radar são emitidos a Vênus e sua reflexão fornece dados para estudo da rugosidade de sua superfície. Além disso, algumas sondas soviéticas da série Venera e as americanas Pionner-Vênus pousaram na superfície do planeta, mas nas condições atmosféricas lá existentes essas sondas não resistiram mais do que uma hora. Só em 1975 a sonda Venera IX conseguiu enviar a primeira fotografia da superfície do planeta e outras conseguiram fazer algumas análises do local, que parecem ter composição semelhantes à dos basaltos encontrados na Terra. Há a presença de caldeiras vulcânicas gigantes da ordem de 100 km de diâmetro. A sua superfície é coberta com 85% de material vulcânico e apresenta extensos canais de lava da ordem de centenas de quilômetros.

Figura 11: Mapa da superfície de Vênus desenhado através de ondas de rádio, capazes de atravessar as densas nuvens do planeta. Em sua superfície encontramos canais escavados pela

passagem de lava;

Na mitologia greco-romana Vênus é a deusa da beleza, chamada de Afrodite na Grécia. Seu intenso brilho no céu noturno é de surpreender qualquer amante apaixonado por astronomia!

3.4 Terra

Até onde se sabe o planeta em que vivemos é o único do nosso sistema solar em condições de abrigar vida da forma como a conhecemos. A Terra está a uma distância adequada do Sol, tem uma atmosfera rica em nitrogênio e oxigênio, e possui grandes quantidades de água. É o primeiro planeta, a partir do Sol, que tem um satélite natural, a Lua.

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Figura 12: Imagem da Terra tirada por um satélite;

A princípio, é dispensável dar explicações sobre a Terra, pois é o planeta do Sistema Solar que mais conhecemos, mas por isso mesmo, ela serve como base para compararmos os dados obtidos de outros planetas. Isso permite o estudo comparado dos planetas, ou formalmente, a Planetologia.

Os cálculos para determinação da Idade da Terra são feitos através de rochas radioativas, encontradas na crosta. De uma amostra de rocha contendo traços de elementos radioativos que se solidificou em certa época, basta conhecer as meias-vidas desses elementos para saber o intervalo de tempo decorrido. A amostra não pode ter sido contaminada com amostras estranhas de elementos radioativos.

As mais antigas encontradas até hoje datam de 3,8 bilhões de anos, encontradas na Groenlândia. Isso implica que a Terra se formou antes disso, pois nessa época a Terra já havia se solidificado. De análises de meteoritos, foi concluído que datam de 4,5 a 4,6 bilhões de anos. Acredita-se ser a época em que se formaram os primeiros corpos sólidos do sistema solar.

A Atmosfera terrestre (a fina camada de ar que envolve o planeta) é composta basicamente por 78% de Nitrogênio, 20% de Oxigênio e 2% de outros gases. Ela possui cerca de 100 km de espessura (caso você ande 100 km para cima, não conseguirá mais respirar, pois a partir daí não temos mais oxigênio) e possui um papel bastante importante na filtragem de raios ultra violeta provenientes do Sol (raios energéticos que penetram mais na pele humana, causando câncer de pele). Funciona também como anteparo de meteoros que atingiriam a superfície terrestre (e eventualmente cairiam em nossas cabeças).

A atmosfera de Vênus, Terra e Marte tem origem secundária, ou seja, não se formaram da nebulosa primitiva que deu origem ao sistema solar. Acredita-se que tenha se formado a partir dos gases que emanaram dos vulcões após o planeta já ter se formado. Essa atmosfera substituiu a anterior existente, que provavelmente foi resquícios da nebulosa planetária e constituída principalmente de hidrogênio e hélio e traços de metano, vapor d'água, amoníaco, nitrogênio e os gases nobres.

Essa atmosfera secundária que teve origem vulcânica, deve ter se formado nos primeiros 500 milhões de anos após a formação da Terra, numa fase de intensas atividades vulcânicas, e com a composição inicial sendo CO ou anidrido carbônico. Ainda hoje os vulcões emitem  anidrido carbônico em suas erupções e grandes quantidades de CO2 e vapor d'água.

3.5 Lua

A Lua é um satélite que tem ¼ do diâmetro da Terra, e está apenas a 380 mil quilômetros de distância da Terra. A superfície da Lua é rica em alumínio e titânio e seu interior é rochoso. Há possibilidades de existir na Lua em pequeníssima quantidade de uma atmosfera. A falta de água líquida e de atmosfera que forme ventos impede qualquer erosão, por isso a Lua tem grande quantidade de crateras visíveis. Qualquer buraco formado na Lua não desmancha, pois não há erosão. A quantidade de meteoritos que caem na Terra é muito maior do que a quantidade que cai na Lua, só que na Terra as erosões causada pelas chuvas e ventos desmancham as crateras produzida por eles.

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Figura 13: Foto da Lua cheia;

Ela é um dos maiores satélites relativo ao seu planeta, com uma relação 1/81 da massa terrestre. Por isso o sistema Terra-Lua pode ser considerado um sistema planetário duplo. Por ser o objeto celeste mais próximo da Terra, foi possível, através de missões tripuladas, trazer para a Terra amostras de sua superfície. Da análise dessas amostras, verificou-se que sua composição é muito semelhante à da Terra, contendo praticamente os mesmos minerais. Porém não foi encontrado nenhum traço de água nem erosão atmosférica. A hipótese mais aceita para a formação da Lua é de que um corpo muito massivo, do tamanho do planeta Marte, se chocou com a Terra enquanto ela ainda estava em formação. Deste choque, partículas foram lançadas ao espaço, que por fim, ficaram presas à gravidade da Terra dando origem à Lua.

Seu período de rotação é igual ao período de revolução ao redor da Terra, motivo pelo qual observamos sempre a mesma face lunar voltada para nós!

Figura 14: Esquema representando o sistema Terra – Lua – Sol para melhor visualizarmos as fases da Lua;

Na figura acima temos o esquema representando o sistema Terra – Lua - Sol, onde é possível ver as fases lunares. A Lua orbita a Terra numa órbita elíptica (mas uma elipse quase circular) e o Sol ilumina todo o sistema. Quando a Lua está Nova, um observador que se situa na Terra não conseguirá observar a Lua no céu, pois a face lunar voltada para ele não está sendo iluminada pelo Sol. A Lua continua a girar e na configuração de Quarto Crescente, metade da Lua é iluminada. Para um observador situado na Terra o aspecto lunar será realmente este, metade da Lua é visível. Mas na fase Cheia, como Ela é totalmente iluminada, um observador a verá iluminada por inteira. Ela continua sua trajetória passando pela fase Quarto Minguante e retorna para a fase Nova. Veja a figura a baixo.

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Figura 15: As quatro fases da Lua que recebem nomes, dispostas na ordem em que aparecem para um observador situado no hemisfério Sul da Terra;

Não podemos esquecer também que a Lua já foi visitada pelos seres humanos pela primeira vez em 20 de Julho de 1969. Durante uma viajem de quatro dias os astronautas Neils Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins entraram para a história por tripularem a nave Apollo 11, a primeira missão tripulada a pousar no solo lunar e permitir o homem a pisar na Lua.

Figura 16: Foto de Buzz Aldrin tirada por Armstrong ao lado da bandeira norte americana sobre a superfície lunar.

3.6 Marte

O clima desse planeta é o mais parecido com a Terra. No verão de Marte a temperatura chega perto de 20 °C e no inverno pode chegar a -140 °C. Mesmo usando um telescópio médio é possível observar em Marte a presença de calotas polares formadas de gelo seco (gás carbônico congelado). Além disso, desde o século passado os astrônomos já haviam observado a presença de estações do ano no planeta. Acredita-se que em Marte exista água congelada próximo aos pólos e abaixo da superfície. Na década de 70, duas sondas (Viking I e Viking II) desceram em Marte com o objetivo de procurar vida na forma de bactérias, fungos ou algo parecido, mas nada que pudesse comprovar a existência desses organismos foi encontrado. Missões complementares à Marte deram prosseguimento até 1996 com a Mars Global Surveyor (MGS) para um mapeamento mais preciso da superfície marciana a ser completado pela sonda até 31 de janeiro de 2000. A MGS faz parte de um programa de dez anos de duração da exploração de Marte. O início da exploração com sondas começou em 1960 com vários fracassos e somente a Mariner 4 em 1965 consegue enviar as 21 primeiras imagens de Marte.

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Figura 17: Imagem de Marte tirada por um satélite em sua órbita. Perceba a presença de calotas polares e nuvens;

Seu aspecto avermelhado é devido a presença de óxidos de ferro. Sua superfície é desértica e bastante acidentada, com crateras, vales e montanhas. É um planeta que possui duas luas, Phobos e Deimos. São luas pequenas com o aspecto irregular, certamente eram asteróides que foram capturados pela gravidade de Marte.

Figura 18: As duas luas de Marte. Seus diâmetros são bem menores que a lua da Terra!

Em marte também encontramos a maior montanha do sistema solar, o Monte Olimpo, com 25 quilômetros de altura e base de 300 quilômetros de comprimento (o Monte Everest, a maior montanha da Terra, possui altura de quase 9 quilômetros!).

Estranhas fotografias tiradas de Marte fazem com que ele seja alvo de superstições e contos de fadas. Imagens como a de rostos esculpidos em pedras e figuras humanóides delineadas em amontoados de rochas causaram desconforto nos pesquisadores e a criação de teorias sobre a vida alienígena no planeta Marte. Mas tudo se trata apenas de nosso cérebro nos enganando com suas interpretações!

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Figura 19: Calma! Nessa foto tirada por um robozinho andando sobre a superfície de Marte, o que vemos é um amontoado de pedras. Nosso cérebro apenas a interpreta como uma figura humana!

Na mitologia greco-romana, Marte ou Ares é o Deus da guerra. Talvez seu aspecto avermelhado no céu tenha originado esse mito ao redor do planeta. Como vermelho lembra sangue, e sangue lembra guerra, esse é um deus bastante sugestivo para tal planeta.

3.7 Cinturão de Asteróides

Entre as órbitas de Marte e Júpiter encontramos uma região repleta de corpos menores do sistema solar, são os Asteróides. Esses corpos não possuem tamanho suficiente para serem esféricos, seu formato é amorfo, não possui forma específica (parecido com uma batata). Eles se distribuem no espaço de forma a parecerem um cinturão.

Figura 20: A figura ilustra a região de cinturão de asteróides entre as órbitas de Marte e Júpiter;

É nessa região que encontramos o primeiro planeta anão do sistema solar, Ceres. Possui um diâmetro de quase mil quilômetros e situa-se entre outros asteróides bastante famosos (Dactyl e Ida, por exemplo);

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Figura 21: Na foto à esquerda vemos uma imagem de Ida e Dactyl (Dactyl orbita Ida). E na imagem

à direita vemos as melhores fotos de Ceres, feitas pelo telescópio espacial Hubble;

Quando queremos mandar uma sonda em direção a algum planeta além da órbita de Marte, devemos calcular bem sua trajetória, caso contrário ela pode se chocar com algum corpo como esses.

3.8 Júpiter

Todos os planetas, de Mercúrio a Marte são chamados planetas terrestres ou rochosos, pois são planetas sólidos e que possuem uma superfície rígida para pisar. De Júpiter a Netuno, até onde se sabe, são planetas gasosos, ou seja, não têm superfície sólida que se possa pisar sem afundar.

Júpiter tem 1.300 vezes o volume da Terra, mas sua massa é apenas 318 vezes maior que a Terra. A composição de Júpiter é parecida com a do Sol, hidrogênio e hélio. Esse planeta só não é uma estrela como o Sol porque a quantidade de massa não é suficiente para elevar a pressão e a temperatura dos gases a ponto de produzir grandes reações nucleares (se júpiter tivesse cerca de 70 vezes mais massa do que possui hoje, ele brilharia como o Sol, e teríamos duas estrelas bastante brilhantes no céu, e as noites na Terra seriam raras). Mesmo assim, Júpiter tem seu núcleo muito quente e libera para o espaço 3 vezes mais energia do que a que ele recebe do Sol.

Figura 22: Foto de Júpiter, o maior planeta do sistema solar;

Júpiter é o maior planeta do sistema solar. Seu diâmetro é de aproximadamente onze vezes o diâmetro da Terra. Os padrões de manchas e listras em sua atmosfera deixam bastante evidente a turbulência a qual os gases estão sujeitos. Cada mancha é um furacão acontecendo,

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muitos deles maiores que o planeta Terra. As altas temperaturas do interior do planeta deixam a atmosfera com um padrão de listras coloridas. Cada qual gira com uma velocidade diferente. O aspecto colorido é devido a presença de um pouco de amônia e vapor d’água na atmosfera.

Abaixo dela encontraremos um oceano gigantesco de hidrogênio e hélio líquidos, e abaixo disto uma camada de hidrogênio metálico e possivelmente um núcleo rochoso. Seu campo magnético é o maior “objeto” do sistema solar, podendo alcançar a órbita de Saturno (caso fosse visível no céu noturno da Terra, seu campo magnético ocuparia o tamanho de três luas cheias)!

É um planeta tão grande que aprisionou ao redor dele 63 luas, onde uma delas é a maior lua do sistema solar, Ganimedes. Ao olhar pelo telescópio, Galileu Galilei observou pela primeira vez quatro objetos brilhantes ao redor de Júpiter: eram as luas Ganimedes, Calisto, Io e Europa. Cada uma possui sua peculiaridade.

Figura 23: Fotografia do sistema Joviano (sistema cujo principal astro é Júpiter), Júpiter e suas quatro maiores luas. As demais não podem ser vistas na foto, pois são pequenas;

Ganimedes, como já dito, é a maior lua do sistema solar com diâmetro de 5.262 km (nossa lua possui um diâmetro de aproximadamente 3.250 quilômetros). Tal lua é maior até que o planeta Mercúrio!

O satélite Io, o mais interno deles, faz uma revolução completa ao redor de Júpiter em 42 horas e tem dimensões próximas às de nossa Lua. As imagens transmitidas pelas sondas exibem um grande número de centros vulcânicos em atividade (os primeiros encontrados fora da Terra), fazendo de Io um dos objetos mais ativos do sistema solar. Isto se deve a sua grande proximidade com Júpiter, caso contrário seria tão inativo quanto a Lua. Os principais componentes expelidos pelos vulcões são o enxofre e o anidrido sulfuroso, a uma temperatura máxima de 17 °C.

Europa é pouco menor que a nossa lua, tem uma translação de cerca de 3,5 dias terrestres. Parece ser recoberto de gelo e outros materiais claros. Esse satélite foi o menos estudado devido à posição de sua órbita, quando as Voyagers passaram por Júpiter. Sabe-se que sua densidade é cerca de 3 g/cm³, sua composição é rochosa, sendo detectada grande quantidade de água e gelo. As fotos da Voyager, apesar da baixa resolução, indicaram que grande parte de sua superfície é de gelo, que reflete mais de 60% da luz incidente. Na figura 24 pode-se observar que o satélite é atravessado por grandes linhas de até 3.000 km, que se entrecruzam. Elas podem ser resultados de movimentos tectônicos em todo o satélite. A ausência de crateras de impacto pode indicar algumas semelhanças com Io.

Calisto, o mais externo, é quase do tamanho de Mercúrio. Porém, é o que reflete menos luz devido à presença de materiais escuros misturados ao gelo na sua superfície. Seu período de translação é de pouco mais de duas semanas.

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Figura 24: As quatro maiores luas de Júpiter, vistas pela primeira vez por Galileu e seu telescópio de 20 vezes de aumento. Essas fotografias são devido às naves Voyagers;

Na mitologia greco-romana, Júpiter ou Zeus é o senhor do Dia e senhor do Olimpo. Tornou-se deus após destronar seu pai, Saturno ou Cronos. O nome das luas galileanas são homenagem às amantes de Júpiter.

3.9 Saturno

Em Saturno terminam os planetas que são visíveis a olho nu e portanto os planetas conhecidos na antiguidade. Com ele temos um conjunto de sete objetos de corpos errantes a noite e que nos tempos remotos “não podiam ser tocados pelo Homem”. Por coincidência, a nossa semana tem sete dias, um para cada um desses corpos que foram considerados divindades: Lua (segunda-feira), Marte (Terça-feira), Mercúrio (Quarta-feira), Júpiter (Quinta-feira), Vênus (Sexta-Feira), Saturno (Sábado) e Sol (Domingo) correspondentes à primeira hora planetária do dia. Porém a tradição de se colocar nomes de deuses nos demais planetas continuou. Apesar de ser o segundo maior planeta do sistema solar, só se obteve informações de algum valor a seu respeito, do final da segunda metade da década de 70 em diante, através das sondas Pioneer 11 e Voyager 1 e 2. Neste momento, a sonda Cassini-Huygens orbita e estuda o planeta.

Figura 25: Fotografia de Saturno e seu sistema de anéis. Podemos observar também três pequenas luas do planeta e a sombra de uma delas (ponto escuro) na atmosfera de Saturno;

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Através das observações de suas nuvens deduziu-se que seu período de rotação é de aproximadamente 10 horas! (todos os planetas gigantes gasosos têm uma rotação muito veloz). Essa rotação rápida faz de Saturno o planeta mais achatado do sistema solar.

Sua composição é semelhante à do Sol e possui aspecto semelhante ao de Júpiter. Suas faixas possuem contrastes mais atenuados do que em relação a Júpiter. Isto se deve às temperaturas mais baixas em sua atmosfera. Os movimentos atmosféricos são bem rápidos em Saturno, e os ventos atingem a velocidade de 1.800 km/h (70% da velocidade do som local). O tom esbranquiçado predominante em sua atmosfera é devido às nuvens de amônia congelada. As colorações marrons podem ser nuvens de hidrosulfeto de amônia (NH4 HS) e os pouquíssimos locais azulados são cristais de gelo. As regiões mais internas da atmosfera puderam ser observadas nos locais de furacões, que provocam aberturas profundas no gás.

É um planeta que demora 29,5 anos para dar uma volta completa ao redor do Sol, e também aprisionou um enorme número de luas: 61!

A lua Titã, a maior lua do planeta e a segunda maior do sistema solar, é um mundo a parte. Possui atmosfera parecida com a atmosfera da Terra primitiva, com grandes concentrações de nitrogênio. A sonda Huygens pousou em Titã no início de 2005 e revelou oceanos e rios de metano líquido em sua superfície. Depois da Terra, é o primeiro astro a ter oceanos em sua superfície.

Figura 26: Foto da atmosfera de nitrogênio da lua Titã tirada pela nave Voyager;

O sistema de anéis de Saturno também é um espetáculo a parte. A pesar de todos os planetas gigantes gasosos possuírem anéis, os de Saturno são os maiores e mais brilhantes, podendo ser vistos através de telescópios simples. Os anéis são formados por inúmeras partículas de poeira e rochas revestidas por gelo de água. Por isso são bastante refletores! Estendem-se por mais de 67.000 km, mas possuem uma espessura de apenas um quilômetro. Sua origem ainda é desconhecida, sendo muito provável que se originaram da destruição de alguma lua que se aproximou demais do planeta!

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Figura 27: Imagem de Saturno e seus anéis tirada pela sonda Cassini quando este entrava na frente do Sol. Um anel de poeira tênue bastante externo pode ser visto na imagem;

Na mitologia greco-romana, Saturno para os romanos, ou Cronos para os gregos, era o senhor do tempo. Para conseguir o poder do Olimpo ele castra e destrona seu pai, o deus Urano, e passa a governar todo o reino dos céus. Para não perder o poder para seus filhos, Saturno passa a devorá-los um a um. Sua mulher o engana e sede uma pedra para ele devorar, e seu filho Júpiter escapa da morte certa! Quando consegue maturidade e força suficiente retorna ao Olimpo e destrona Saturno, se tornando deus do Olimpo.

Figura 28: Belíssimo quadro do pintor espanhol Goya ilustrando Saturno devorando um de seus filhos;

3.10 Urano

Em distância, estamos na metade do sistema solar. Ao contrário dos planetas vistos até agora, Urano e Netuno, e o planeta anão Plutão, não possuem um passado místico, onde eram considerados deuses, pois estes não podiam ser vistos a olho nu. Porém, seus nomes seguiram a mesma tradição. Este planeta tem participação recente na história da astronomia. Urano só entrou para a astronomia como planeta em 13 de março de 1781, quando Willian Herschel (1738-1822), o avistou pela primeira vez sem confundi-lo com uma estrela, pois mesmo

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Galileu já o havia avistado antes, mas registrou-o como uma estrela de sexta magnitude. Mesmo Herschel achava que este corpo era um cometa, porém cinco meses depois, Pierre Simon Laplace (1749-1827), calculando sua órbita provou assim tratar-se de um novo planeta e que sua órbita estava além da de Saturno.

Figura 29: Imagem de Urano;

Quando a Voyager II passou por Urano, detectou um campo magnético inclinado 58° com o eixo de rotação do planeta e que não passa pelo centro do mesmo. Apesar de se enquadrar nas características de planetas gigantes gasosos (ou Jovianos), sua massa é pequena se comparada com a de Júpiter. No entanto, a análise das informações mostrou que seu núcleo é mais denso (relativos à pressão) e de composição bem diferente quando comparados a Júpiter e Saturno. Apresenta maiores quantidades relativas de gelo, carbono, oxigênio, silício, nitrogênio e ferro, no lugar da predominância do hidrogênio e hélio nos dois planetas anteriores.

A atmosfera superior de Urano é muito calma, quando comparada com os demais planetas jovianos. A análise das imagens das Voyagers mostrou que as variações de tonalidade não excedem a 5% e ainda por cima encontram-se na faixa verde do espectro da luz visível. A cor verde deve-se à absorção seletiva da luz solar por parte do metano atmosférico.

Urano leva cerca de 82 anos para dar uma volta ao redor do Sol. A inclinação do eixo de rotação chega a 82,5°. Por causa disso apenas uma parte do planeta é iluminada e a outra passa por períodos de até 42 anos na escuridão. Esse efeito é único no sistema solar e provoca no planeta profundas mudanças de circulação atmosférica alterando os fenômenos meteorológicos. Essa rotação tão inclinada com o plano de órbita pode ter sido provocada pelo choque com um corpo de massa próxima a da Terra, que se formou na mesma região de Urano. Esses choques também podem ter ocorridos com Júpiter e Saturno, mas como suas massas são bem maiores as consequências não foram tão extremas.

Figura 30: A obliqüidade dos planetas. O eixo de rotação de cada planeta possui uma certa inclinação em relação ao plano de sua órbita. Vênus é inclinado quase em 180° (rotação retrógrada)

e Urano quase 100°, expondo por longos períodos os pólos para Sol;

Os anéis de Urano foram descobertos em 1977, por ocultação de uma estrela, numa série de fotos para análise sobre a atmosfera do planeta. Esses anéis estão no interior das órbitas dos satélites conhecidos, são opacos à luz, muito estreitos no sentido radial, com menos de

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cem quilômetros e com muitas divisões. Pelo que se sabe são constituídos de gelo e partículas escuras que não chegam a refletir 5% da luz incidente. A origem pode ser devido a choques de pequenos satélites, mas nada se pode afirmar. Nem mesmo uma hipótese é formulada por falta de dados conclusivos.

Figura 31: Imagem de Urano, seus anéis e algumas luas;

Além dos onze corpos existentes nas proximidades de Urano, já foram registrados muitos outros, o que elevou o número de satélites naturais a 27. Sabe-se que compõem um sistema regular como o de Júpiter e Saturno. Com órbitas que se aproximam da circular e pouco inclinadas em relação ao plano equatorial.

Os quatro maiores tem diâmetros entre 1.100 e 1.600 quilômetros, que são Ariel, Umbriel, Titânia e Oberon. Sabe-se que não são constituídos de gelo sobre a superfície, por causa do baixo índice de reflexão. Alguns acreditam que o gelo esteja contaminado com uma substância escura, não identificada.

O quinto satélite conhecido (Miranda), tem 400 km de diâmetro, e foi o satélite observado mais de perto pela Voyager II. O satélite apresenta uma superfície coberta de vales, crateras e montanhas, que mostram as atividades geológicas que lá existiram.

3.11 Netuno

Sua participação na história da astronomia é mais recente ainda que a de Urano . Sua descoberta representa um triunfo para a astronomia matemática. Alexis Bouvard (1767 - 1843) notou várias perturbações na órbita de Urano, pois este nunca estava onde os astrônomos previam. Bouvard fez novos cálculos para sua órbita levando em conta as perturbações de Saturno e Júpiter, mas mesmo assim as posições previstas não coincidiam com as reais. Então Le Verrier (1811 - 1877), astrônomo francês propôs-se ao estudo do problema e concluiu que estas perturbações eram devido à existência de outro corpo numa órbita mais afastada que Urano.

Ele também pode deduzir sua órbita através das perturbações que causava em Urano. Assim Le Verrier pediu ao astrônomo alemão Johan Gottfried Galle (1812 - 1910) que explorasse determinada região do céu. Galle verificou que havia um corpo a menos de um grau da posição prevista por Le Verrier que não constava em nenhuma carta celeste e no dia seguinte esse corpo já havia se deslocado em relação às outras estrelas. Era Netuno. Este é o primeiro planeta descoberto através de predições matemáticas.

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Figura 32: Imagem de Netuno. Podemos notar uma atmosfera bastante turbulenta, com imensos furacões;

A atmosfera pouco densa é formada de hidrogênio, hélio e metano, todos em estado gasoso. Apesar de estar numa das regiões mais frias do sistema solar, os fenômenos atmosféricos em Netuno são consideravelmente ativos. Este planeta possui ventos de no mínimo 1.170 km/h que sopram para oeste em volta do planeta, apesar de receber pouquíssima energia solar. Isso ocorre provavelmente pela falta de atrito da atmosfera com a superfície do planeta, como é o caso da Terra que possui montanhas e outras irregularidades da superfície que tendem a parar os ventos. Em Netuno os ventos fluem livremente com um mínimo de atrito. Por isso a pouca energia solar é suficiente para gerar tais ventos.

Esses ventos provocam grandes furacões, semelhantes aos de Júpiter, entre os quais se destaca a Grande Mancha Negra, ou GMN, um furacão do tamanho da Terra. A GMN é um enorme buraco na atmosfera do planeta através do qual se pode olhar mais profundamente na sua atmosfera. Assim como Júpiter e Saturno, Urano e Netuno também emitem mais energia do que recebem do Sol.

Porém não há razão para acreditar que um deles tenha reservas térmicas bem maiores do que o outro. Netuno emite bem mais energia do que recebe e, apesar de mais distante do Sol, sua temperatura é equivalente a de Urano, cerca de -116 °C. Esse fato ainda não foi explicado. Em Netuno pode-se observar as diversas cores e tonalidades nas faixas paralelas como em Júpiter e em Saturno.

Figura 33: Imagem mostra nuvens na alta atmosfera de Netuno, que projetam sua sobra na atmosfera azulada mais abaixo;

Acreditava-se na existência dos anéis desde que foram detectados os anéis de Urano pela primeira vez, pois se existia anéis em Urano não havia razão para não existirem em

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Netuno. Somente com a visita da Voyager II é que se pode observá-los. A detecção por observações da Terra não foi possível porque os dois principais anéis são muito tênues, possuem apenas algumas dezenas de quilômetros de largura e são bem separados. Os demais anéis são bem mais tênues do que estes e os instrumentos terrestres são muito pobres para que fosse possível sua detecção. Além dos anéis existe um disco de poeira que, da mesma maneira que os anéis, está na faixa equatorial.

Urano possui 13 satélites conhecidos. Tritão, o maior satélite de Netuno, que é pouco menor que a Lua, é bastante ativo. Mostrou-se estranho desde o primeiro momento. A começar por sua órbita que está no sentido contrário a dos demais satélites e também é inclinada em relação ao equador. Um outro fator estranho é que Tritão apresenta uma intensa atividade vulcânica, só que o fluido expelido é nitrogênio líquido. Outro fato observado em Tritão é que as calotas apresentam muitas linhas que tendem para nordeste, que provavelmente é resultado de erupções de nitrogênio liquido que forma o lençol existente abaixo da superfície. Todos esses fatos revelam que Tritão está em constante mutação.

Figura 34: Imagens da lua Tritão revelam uma superfície diferenciada dos demais corpos do

sistema solar. Ela possui vulcões de nitrogênio líquido que provavelmente formam lençóis abaixo da superfície deixando-a com o aspecto da figura à esquerda;

Netuno é o senhor dos mares, ou Posseidom para os gregos, na mitologia greco-romana. Nome bastante intuitivo, pois seu aspecto azulado nos deixa margem para tal argumento.

3.12 Planeta Anão Plutão

Como Plutão passou grande parte do tempo sendo considerado um planeta, vale a pena reservar algumas palavras. Conhecido, durante muito tempo, desde a sua descoberta em 1930, como o menor, mais frio e distante planeta do Sol, hoje Plutão é um Planeta Anão. Em 24 de Agosto de 2006, a União Astronômica Internacional (UAI) formalmente acrescentou essa nova classificação para os planetas do Sistema Solar. Podemos ainda chamá-lo de Plutóide, nome dado a todo planeta anão localizado além da órbita de Netuno (logo, Haumea, Make Make e Éris também são plutóides. Ceres não é plutóide, pois se encontra antes de Netuno).

Por ser um planeta anão do Sistema Solar com o menor número de informações, a NASA estava programando para 2001 o lançamento do Expresso para Plutão (Pluto Express), uma sonda pequena para estudá-lo. Esse projeto foi cancelado e substituído pela Sonda Novos Horizontes, lançada em Janeiro de 2006 e deverá estar próxima de Plutão no ano 2015.

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Figura 35: Esta é a melhor imagem do planeta anão Plutão, tirada pelo telescópio espacial Hubble. Não conseguimos definir sua superfície. Plutão se encontra a aproximadamente 30 bilhões

de quilômetros do Sol!

Em 1978 foi descoberto um satélite de Plutão por James W. Christy, cientista do Observatório Naval dos Estados Unidos, no dia 2 de julho de 1978. Este foi batizado com o nome de Caronte. Uma série de fotos revelam que sua translação é cerca de 6,39 dias, que parece coincidir com a rotação do planeta anão. Se confirmada, essa coincidência será única no Sistema Solar, ou seja, o satélite nunca nasce nem se põe. Plutão tem um diâmetro de 2.360 km e o satélite Caronte tem um diâmetro de 1.210 km.

Dois outros satélites foram descobertos pelo Telescópio Espacial Hubble entre os dia 15 e 18 de Maio de 2005, os quais foram inicialmente designados por S/2005 P1 e S/2005 P2. Esses dois novos satélites foram batizados com o nome de Nix e Hidra respectivamente. Eles são pequenos, com um tamanho entre 40 a 160 km. Os nomes foram tirados da mitologia: Nix é a deusa da escuridão e mãe de Caronte, o barqueiro que conduz as almas pelo rio Archeron na direção do inferno. Hidra é o monstro de nove cabeças e por coincidência N e H são as iniciais da Sonda Novos Horizontes.

Figura 36: Imagem do telescópio Hubble revela mais duas luas ao redor de Plutão, Nix e Hidra;

Na mitologia greco-romana Plutão ou Hades é o deus do mundo dos mortos!

3.13 O Cinturão de Kuiper

A família solar é bem mais ampla do que um conjunto tradicional de oito planetas orbitando ao redor do Sol. Ainda existe um segundo cinturão de asteróides localizado alem da órbita de Netuno conhecido como Cinturão de Kuiper, em homenagem a Gerard Kuiper (1905 – 1973), importante astrônomo naturalizado americano que propôs a sua existência.

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UA

UA

Figura 37: A imagem mostra um panorama do sistema solar. A mancha avermelhada no centro representa o Sol, os pontos azuis são planetas (note que a Terra não é visível neste gráfico pois está

muito próximo ao Sol), em roxo são asteróides capturados por Júpiter, os pontos em verde são o Cinturão de Kuiper e os laranja são corpos pequenos que vagam pelo sistema solar;

No esquema abaixo, nós vemos o exterior do sistema solar com a extraordinária órbita do astro 1996TL66. As quatro órbitas em azul indicam Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. O emaranhado de órbitas além de Netuno mostra a extensão do "clássico" cinturão de Kuiper com tamanho de aproximadamente 20 unidades astronômicas. Em contraste, a excentricidade (achatamento) elevada da órbita de TL66 apresenta um afélio (afastamento máximo do Sol) com 130 UA e sugere que o sistema solar exterior (a partir de Júpiter) encontra-se extremamente povoado a distâncias muito maiores que as supostas até então. TL66 foi descoberto (e é onde se encontra atualmente) próximo do periélio de sua órbita (máxima aproximação com o Sol), a cerca de 35 UA. Essa descoberta relembra-nos que ainda não conhecemos muito bem o conteúdo do nosso próprio sistema solar.

Figura 38: Órbita de TL66 vai muito além do cinturão de Kuiper, indicando que não há limite de região onde podemos encontrar os corpos do sistema solar. O pequeno astro dá uma volta ao redor

do Sol a cada 762 anos!

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3.14 Cometas

Os cometas são os objetos celestes que mais deram origem a temores e superstições no passado e hoje despertam enorme curiosidade. Podem ser periódicos (voltar a passar próximos a Terra depois de um período determinado), como o cometa Halley e outros, que percorrem uma órbita regular ao redor do Sol. E os não-periódicos que entram no sistema solar e voltam ao espaço interestelar, não retornando mais para próximo da Terra.

Figura 38: Cometa Halle-Bopp. Fotografia tirada quando este estava próximo a Terra;

Os cometas são basicamente rochas pequenas (não ultrapassam alguns poucos quilômetros de diâmetro) que vagam pelo sistema solar. Eles também orbitam o Sol, e quando se aproximam dele os cometas se aquecem. O gelo de seu interior sublima-se (evapora-se) e é deixado para trás na forma de cauda (cauda branca da figura 38). A segunda cauda do cometa, a cauda azulada, é devida às partículas carregadas do vento solar, e sempre apontam na direção contrária ao Sol.

A vida média dos cometas não ultrapassa 10 milhões de anos. Acredita-se que os núcleos dos cometas estão vagando pelo espaço fora do sistema solar. Devido ao movimento do Sol ao redor do núcleo galáctico esses objetos são capturados pelo campo gravitacional do Sol e se transformam em cometas. Foi suposto na década de 50 por Jan Hendrik Oort (importante astrônomo) existência de uma nuvem de cometas (Nuvem de Oort), a cerca de 100.000 UA. Essa nuvem está distribuída de forma esférica ao redor do Sol. Sua origem pode ser os próprios restos do sistema solar, que se solidificaram nessa região. Algumas anomalias gravitacionais provocadas pelas estrelas próximas podem tirar alguns corpos de suas posições e esses serem atraídos pelo Sol. Ao entrarem em direção ao sistema solar, esses corpos poderão adquirir três tipos de órbita:

- Parabólica e Hiperbólica - que se aproximam uma única vez do Sol e retornam ao espaço inter-estelar. São os cometas não periódicos.

- Elíptica - são os cometas periódicos. Esse tipo de órbita é geralmente é provocada pela influência gravitacional dos planetas, principalmente Júpiter e Saturno, que têm a tendência de prenderem os cometas ao sistema solar.

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Figura 39: Vemos as órbitas dos planetas (não estão em escala) e a órbita de três cometas famosos: Halley (em verde), Hyakutake (em vermelho) e Tempel 1 (amarelo). Enquanto o cometa Halley leva

aproximadamente 76 anos para passar próximo a Terra, o cometa Hyakutake demorará 100 mil anos!

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