Daniela LazzaroObservatório Nacional - Rio de Janeiro

Astrofísica

do

Sistema

Solar

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa

planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos

Interiores Superfícies Atmosferas Pequenos corpos

satélites, asteróides, cometas, anéis

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Titus-Bode d = 0.4 + 0.3 x 2n

Distâncias

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Órbitas

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

a (UA) e i (o)

Mercúrio 0.39 0.206 7.0

Vénus 0.72 0.007 3.4

Terra 1.00 0.017 0.0

Marte 1.52 0.093 1.85

Júpiter 5.20 0.048 1.32

Saturno 9.54 0.056 2.50

Urano 19.18 0.046 0.77

Netuno 30.06 0.009 1.78

Plutão 39.44 0.246 17.17

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Tamanhos

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

% Massa Total

Sol 99.8000000

Júpiter 0.1000000

Cometas 0.0500000

Outros planetas 0.0400000

Satélites e anéis 0.0000500

Asteróides 0.0000020

Poeira cósmica 0.0000001

Evoluçãodinâmica

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Raio(RT)

Massa

(MT)

Dens.(g/cm3)

Mercúrio 0,38 0,06 5,4

Venus 0,95 0,82 5,3

Terra 1,00 1,00 5,5

Marte 0,53 0,11 3,9

Júpiter 11,2 318 1,3

Saturno 9,5 95 0,7

Urano 4,1 15 1,2

Netuno 3,9 17 1,6

Plutão 0,19 0,002 2,1RT=6378 kmMT=5.98 x 1024kg

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

No de átomos por milhão de átomos de H

Hidrogênio H 1.000.000

Hélio He 68.000

Carbono C 420

Nitrogênio N 87

Oxigênio O 690

Neônio Ne 98

Sódio Na 2

Magnésio Mg 40

Alumínio Al 3

Silício Si 38

Enxofre S 19

Argônio Ar 4

Cálcio Ca 2

Ferro Fe 34

Níquel Ni 2

Composição

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Temperatura Te 1/ D1/2

Mercúrio ~500K

Plutão ~50K

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Planetologia Comparativa

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Planetas terrestres

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Planetas Gigantes

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Mercúrio

Venus Terra Marte

Distância(UA)

0,4 0,7 1,0 1,5

Período(anoT)

0,2 0,6 1,0 1,9

Diâmetro(km)

4.878 12.102

12.756

6.790

Massa(MT)

0,55 0,8 1,0 0,1

Densidade(g/cm3)

5,4 5,3 5,5 3,9

Rotação 58,6 d -243 d 23,9 h 24,6 h

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

2998273

Eixo de rotação (o)

16,117,210,79,9Rotação (h)

1,61,20,71,3Densidade

(g/cm3)

171495318Massa (MT)

49.50051.200120.54

0142.800

Diâmetro(103km)

164,884,129,511,9Período(anoT)

30,119,29,55,2Distância (UA)

NetunoUranoSaturnoJúpiter

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Composição igualrochas + metais

silicatosferro, níquel 2/3 1/3

núcleo denso + crosta leve

“diferenciação”

líquidos em algum momento T ~1300 K

pouco H + muito O

composição “oxidada”

Planetas terrestres

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Júpiter Saturno

Composição: 75% H + 25% He Urano Netuno

núcleo J-S formados juntos

H2O CH4 NH3 C2H6 C2H2

metano etano acetileno água ammonia hidrocarbonetos

Júpiter, Saturno cristais ammonia

Nuvens superiores: Urano metano

Netuno “neblina”

Planetas Gigantes muito H + pouco O

composição “reduzida”

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Planetas terrestres: Atividade Geológica forças externas (crateras)

superfícies modificadas

forças internas (vulcões, terremotos)

diferenças calor interno níveis de atividade

calor primitivo acreção

corpos pequenos corpos grandes

esfriam rapidamente retém mais calor

Mundos mortos:Mercúrio, Marte

Mundos ativos: Terra, Venus

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

primordial + gerada internamente

Júpiter = 4 x 1017W Saturno = 2 x 1017W

(= energia solar absorvida) separação H-He

forma gotículas que caem no núcleo

diferenciação

Netuno: pequena mesma temperatura!Urano: não tem

Planetas Gigantes: Energia Interna

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Plutão

1930 - C. Tombaugh

1978 - J. Christy

tamanho ~ 1/2 Plutão

Distância: 39.5 UA Período: 249 anosT

Diâmetro: 0.38 DT (Mer: 0.76)Massa: 0.002 MT

(Mer: 0.55)Densidade: 2.1 g/cm3 (Mer: 5.5)

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Pequenos corpos

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Satélites

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Anéis Planetários

Todos os planetas gigantes: 1610 1985

Próximos do planeta: limite de Roche ~ 2,4 x raio planeta

Compostos: partículas (1cm < R < 5m) + poeira

Sistemas achatados: H = altura ~ 100m; D = largura ~ 300.000km

H/D ~ 10-7

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Asteróides

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Nuvem de Oort

Cometas

Cinturão de Kuiper

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002

Introdução ao Sistema Solar Planetologia comparativa

planetas terrestres X planetas gigantes X pequenos corpos

Interiores Superfícies Atmosferas

1a Escola de Astrofísica e Gravitação do IST - 2002