Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Física

Departamento de Astronomia

Planetas Terrestres e Jovianos

Prof. Tibério B. Vale

Planetologia Comparada

Características Gerais dos Planetas

 Terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (4 mais próximos do Sol);

Jovianos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Lei de Kepler

Características Gerais dos Planetas

 Terrestres: Mercúrio, Vênus, Terra e Marte (4 mais próximos do Sol);

Jovianos: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.

Como se determinam estas características?Massa: determinada a partir da terceira lei de Kepler, se o planeta tem satélites. Se  não  tem,  é  determinada  a  partir  de  perturbações  causadas  nas  órbitas  de outros planetas ou de satélites artificiais que são enviados até estes planetas. 

Raio: medido diretamente do tamanho angular, quando se conhece a distância. 

Distância ao Sol:  determinada a partir da paralaxe   geocêntrica do planeta, ou, mais modernamente, por medidas de radar. 

Composição química: pode ser estimada a partir da densidade média do planeta, e por Espectroscopia. 

Rotação:  todos  os  planetas  apresentam  rotação,  detectada  a  partir  da observação de aspectos de sua superfície, por medidas de efeito doppler  ou de taxas de rotação do campo magnético. 

Temperatura: como os planetas obtém a maior parte de sua energia da luz solar, suas temperaturas dependem basicamente de sua distância ao Sol. 

Reflectividade:  parte  da  energia  solar  incidente  sobre  o  planeta  é  refletida,  e parte é absorvida.

Estrutura Interna A estrutura interna dos planetas “sólidos” pode ser estudada através de ondas 

sísmicas;

Essas ondas podem ser produzidas por terremotos naturais ou por impactos artificiais. 

 Até o momento apenas a terra e a Lua foram estudadas com esta técnica. O que mostrou que a Terra tem um núcleo metálico e a Lua não.

 A estrutura interna dos planetas JOVIANOS NÃO pode ser estudada através de ondas sísmicas;

 Pode­se estudar a estrutura interna do planeta mapeando­se a orbita de uma sonda espacial quando ela passa próxima ao planeta.

 Outra opção é estudar a estrutura interna dos planetas jovianos utilizando o formalismo Hidrostático (como em estrelas);

Equação de equilíbrio hidrostático

Integrando  (em  volume)  e supondo  que  a  densidade  é aproximadamente constante 

P

Estrutura Interna

Estrutura Interna Em resumo a Estrutura interna dos planetas pode ser descrita pelas figuras:

Superfícies

As  superfícies  planetárias  podem  ser  conhecidas  de  forma  preliminar  a partir do albedo, se o planeta não tem atmosfera espessa. 

Em planetas com atmosfera espessa, como os planetas jovianos e Vênus, o albedo não se refere à superfície.

Júpiter,  Saturno  e  Netuno  emitem  quantidade  significativa  de  energia própria,  às  custas  de  seus  calores  residuais  de  contração.  (manchas  e convecção).

As superfícies da Lua e de Mercúrio são parecidas, com grande número de crateras e grandes regiões baixas e planas. 

Marte apresenta uma superfície com montanhas, vales e canais. 

A  superfície  de  Vênus  não  é  visível  devido  às  densas  nuvens  de  ácido sulfúrico que cobrem o planeta. Estudos de radar mostram que o planeta tem superfície plana (algumas montanhas);

Atmosferas Cálculos Mec. Est.

Velocidade média

Corpos Menores do Sistema Solar

Asteróides: são um grupo numeroso de pequenos corpos (planetas menores) com órbitas situadas na grande maioria no Cinturão Principal de Asteróides, entre as órbitas de Marte e Júpiter;

# Desde 1992 vários asteróides foram identificados além da órbita de Netuno (transnetunianos, 40 UA, Cinturão de Kuiper)

Ceres, primeiro asteróide (cinturão principal, 2.8 UA);

90% dos asteróides estão no cinturão principal;

 1000 Km 1/100MLuaCinturão Principal 

(2­4 UA)

Corpos Menores do Sistema Solar

Este  cinturão  foi  predito  pelos  cálculos  do  astrônomo  irlandês  Kenneth Essex Edgeworth  (1880­1972) em 1949 e do holandês Gerard Peter Kuiper (1905­1973) em 1951.

Cinturão de Kuiper (30­50 UA)

O  asteróide  transnetuniano 2001 KX76 , com 1200 km de largura

Corpos Menores do Sistema Solar

O  asteróide  Quaoar  foi  descoberto  em  2002.  Tem  cerca  de  1250  km    de diâmetro.  Está localizado a cerca de 1,6 bilhões de km além de Plutão, no cinturão de Kuiper.

Cinturão de Kuiper

Corpos Menores do Sistema Solar

O asteróide Sedna, com diâmetro entre 1300 e 1600 km, com 3/4  do  tamanho  de  Plutão,  que  tem  2240  km  de  diâmetro, estava a uma distância de 13 bilhões de km, além do cinturão de Kuiper, pois sua distância de periélio é de 76 UA

Corpos Menores do Sistema Solar

Eris: descoberto em 2005;

#  Diâmetro de 2398 ± 97 Km;

# entre 38 UA e 98 UA do Sol;

Até mar/2008 existiam 404578  asteróides catalogados, e 2 461 cometas.

Cores de 6612 asteróides imageados pelo Sloan Digital Sky Survey, dos 204 mil objetos com movimento detectados até 2004

semi­eixo maior de órbita (a) versus inclinação própria ­ sin(l)

Planetas Anões

Desde agosto de 2006 o sistema solar tem uma nova categoria de objetos, que são os planetas anões. Enquadram­se nessa categoria objetos que: 

a) estão em órbita em torno do Sol (como os planetas); 

b)  têm  forma  determinada  pela  auto­gravidade,  ou  seja,  são  esféricos (como os planetas); 

c)  não  tem  tamanho  significativamente  maior  do  que  os  outros  objetos em sua vizinhança (ao contrário dos planetas). 

diâmetros

Ceres, Éris, Plutão, MakeMake e Haumea  950km   2400km  2350km    1300­1900km             1300km

Quando a Terra cruza a órbita de um cometa, encontra poeira ejetada deste e uma chuva de meteoros ocorre. 

São pequenos asteróides (meteoróides) que se chocam com a Terra

Meteoros

Impactos na Terra

Meteoros

Meteor  Crater,  ou  Cratera  Barringer  [Daniel Moreau  Barringer  (1860­1929),  que demonstrou  que  a  cratera  era  devido  ao impacto de um meteorito], no Arizona, tem 1,2 km de diâmetro e 50 mil anos. 

Em  30  de  junho  de  1908,  um  asteróide  ou cometa  de  aproximadamente  100  mil toneladas explodiu na atmosfera perto do Rio Tunguska, na Sibéria, derrubando milhares de  km2 de mata.

Impactos na Terra

Meteoros

12  de  fevereiro  de  1947,  na  cadeia  de montanhas  Sikhote­Alin,  perto  de Vladivostok,  também  na  Sibéria.  O  impacto, causado por um asteróide de  ferro­níquel de aproximadamente  100  toneladas  que  se rompeu  no  ar,  foi  visto  por  centenas  de pessoas e deixou mais de 106 crateras, com tamanhos de até 28 m de diâmetro e 6 metros de profundidade. (28 toneladas recuperadas)

1745 kilos

Anéis (Poeira)

Júpiter Saturno e Urano

Asteróides Próximos à Terra

Lista de Asteróides que passarão perto da Terra:

http://astro.if.ufrgs.br/comast/future.htm

Os asteróides próximos à Terra  são aqueles que têm órbitas que os aproximam  da  Terra  e  portanto  têm  maior  chance  de  colidir  com  a Terra.  A  maioria  têm  uma  probabilidade  de  0,5%  de  colidir  com  a Terra no próximo um milhão de anos.  O número  total de asteróides maiores que um km é da ordem de 1000 a 2000, que corresponde a uma probabilidade de 1% de colisão no próximo milênio.