Os elementos apresenta os 118 elementos e sua história, organizados pela ordem em que aparecem na tabela periódica, começando com uma foto grande e bela do elemento puro. www.blucher.com.br
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“Dos mesmos desenvolvedores que transformaram a tabela periódica em algo sedutor, vem algo que não precisa de realce (embora um pouco talvez ajude) para atrair as pessoas: o Sistema Solar.” – Gizmodo
www.blucher.com.br ISBN 978-85-212-0826-6
Marcus Chown
Conheça também:
SISTEMA SOLAR
Marcus Chown é um renomado escritor e radialista. Ele foi radioastrônomo no California Institute of Technology e hoje é consultor de cosmologia da revista New Scientist. Ele vive em Londres, Inglaterra.
“Já houve vários aplicativos excelentes... Um dos primeiros foi Os elementos, de Theodore Gray. Usando a mesma tecnologia, a Touch Press e Marcus Chow trazem o Sistema Solar ao alcance das nossas mãos, fazendo com que exploremos nosso lar e vizinhos planetários de uma maneira tão tangível como no seu precursor... Como em Os elementos, o conteúdo e a apresentação verdadeiramente tornam o aprendizado divertido e inspirador.” – WIRED
Marcus Chown
SISTEMA SOLAR Uma exploração visual dos planetas, das luas e de outros corpos celestes que orbitam nosso Sol
Sistema Solar é algo completamente novo. Nunca antes as maravilhas do Sistema Solar – seus planetas, planetas anões, o Sol, as luas, o cinturão de asteroides e o Cinturão de Kuiper – foram tão acessíveis aos leitores de todas as idades. Começando com uma visão geral fascinante e depois em uma organização por planetas ordenados de acordo com a distância do Sol, Sistema Solar nos leva em uma viagem pelo tempo e espaço com direito a um lugar na primeira fileira para testemunhar o nascimento explosivo do Sistema Solar, uma viagem em direção (e depois em profundidade) a cada um dos seus oito planetas, e uma exploração igualmente profunda dos asteroides e cometas. Com centenas de belas imagens fornecidas pela NASA e pelos especialistas em gráficos da Planetary Visions, Sistema Solar nos brinda com imagens singulares, detalhadas e inéditas, sejam fotográficas ou criadas em computador. Explore a superfície de Marte, passeie pelos anéis de Saturno, sobrevoe os vulcões de Io – a famosa “lua pizza” de Júpiter –, e seja levado pelos ferozes ventos gasosos lançados pelo Sol. Cada globo é apresentado por uma imagem grande e bela de página inteira, além de uma caixa com dados que mostram sua órbita e sua posição relativa aos astros vizinhos, além de seu diâmetro, massa, volume, temperatura superficial, a composição de sua atmosfera e seu período orbital; uma escala gráfica de comparação e uma vista em corte dos oito planetas. Por toda a obra, o autor, o ex-radioastrônomo da CalTech, Marcus Chown, explica-nos tudo com um estilo empolgante e fácil de entender. Baseado num livro eletrônico que causou sensação, Sistema Solar para Ipad, desenvolvido pela Touch Press, este belo livro impresso apresenta um modo novo e fascinante de conhecer o Sistema Solar. O resultado é uma obra maravilhosa que entretém e – por que não dizer – educa.
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Sistema solar
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C nteúdo Os dados e as imagens explicados Mapa do Sistema Solar Sistema Solar Mapa do Sistema Solar interior Sol Mercúrio Vênus Terra A Lua Marte Fobos Deimos Mapa do Cinturão de asteroides Ceres Eros Gaspra Ida Itokawa Mapa do Sistema Solar exterior Júpiter Io Europa Ganimedes Calisto
6 8 10 24 26 38 46 54 66 78 90 94 96 102 104 106 108 110 112 114 122 126 130 134
Outras luas de Júpiter Saturno Anéis de Saturno Titã Encélado Jápeto Mimas Hipérion Luas de Saturno Urano Miranda Luas de Urano Netuno Tritão Mapa do Cinturão de Kuiper Cinturão de Kuiper Plutão Éris Makemake Haumea Nuvem de Oort Cometas Créditos Índice
137 138 146 154 160 164 169 172 175 176 182 184 188 194 196 198 200 204 206 207 208 210 218 221
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Os dados e as imagens explicados a maioria das fotos deste livro foi tirada por sondas espaciais, enviadas nos últimos 30 anos, para explorar nossos planetas vizinhos. Imagens individuais, selecionadas entre as milhares que estão disponíveis, variam em escala, indo desde imagens do disco completo, obtidas por telescópios na Terra, até vistas microscópicas das estruturas rochosas, obtidas por câmeras em naves-robô. Além das imagens convencionais, o espectro inteiro é mostrado indo de raios-X, passando pelas emissões de ultravioleta e infravermelho e até as emissões de rádio, o que reflete a variedade de sensores usados para examinar superfícies, atmosferas e campos magnéticos planetários. Os mapas de luas e planetas são compilados de muitas imagens, às vezes algumas centenas, outras vezes alguns milhares, obtidas por espaçonaves, à medida que orbitaram um planeta ou simplesmente o sobrevoaram. Cada imagem foi ajustada geometricamente para mostrar parte da superfície do planeta e, depois, combinada com outras, com as devidas correções, por conta da variação de iluminação, de maneira a formar o mapa global. Os planetas interiores foram todos visitados por várias sondas espaciais: Mariner 10 e MESSENGER para Mercúrio; Venera, Magellan e Venus Express para
Vênus; uma flotilha completa com satélites e sondas de exploração da superfície, para Marte. Várias missões também chegaram aos grandes planetas exteriores: Galileo orbitou Júpiter; Cassini ainda está orbitando Saturno e lançou uma sonda na lua Titã; antes destas, a missão Voyager teve suas espaçonaves sobrevoando os gigantes gasosos, sendo que a Voyager 2 foi a única nave a ter visitado Urano e Netuno. Hoje, a espaçonave New Horizons está a caminho de Plutão e do Cinturão de Kuiper. Sondas robôs até mesmo já visitaram asteroides e trouxeram de volta amostras de rochas, já seguiram cometas e trouxeram a poeira destes. Alguns planetas são mais bem mapeados do que a Terra, onde mais de 70% da superfície sólida está ocultada por águas profundas. Outros corpos são somente parcialmente documentados com imagens, dada a natureza fugaz dos sobrevoos. Você verá áreas em branco nos mapas – isso não que dizer “Aqui existem dragões”, mas definitivamente trata-se de “Terra incógnita”. Os objetos mais distantes, incluindo planetas-anões recém-descobertos, têm imagens com não mais do que alguns pixels de diâmetro quando observados dos mais potentes telescópios – vislumbres tentadores de novas terras a serem exploradas.
GLOBOS DE PLANETAS E LUA Essas vistas feitas em computação gráfica mostram cada planeta, lua ou asteroide, a partir de um mesmo ponto de vista e com iluminação semelhante, de modo que suas aparências possam ser comparadas diretamente. Essas vistas são geradas a partir de mapas globais de cada corpo, com base nas melhores imagens obtidas por sondas espaciais. Cada corpo é mostrado o mais próximo possível de sua aparência natural, assim Terra, Vênus e a lua de Saturno – Titã – são mostrados com suas características coberturas de nuvens. Os planetas são mostrados com suas corretas inclinações de eixos, com o ângulo de rotação (longitude) escolhido para mostrar algumas de suas principais marcas na superfície.
MAPAS DO SISTEMA SOLAR Os mapas 3D, em página dupla, do Sistema Solar são simulações em computação gráfica com as órbitas dos planetas desenhadas em proporção real. Por clareza, o tamanho das luas e dos planetas foi exagerado em 500 vezes e as órbitas das luas são mostradas 50 vezes maiores que seus tamanhos corretos. A posição de cada corpo é a correta para 1o de janeiro de 2011. As estrelas mostradas ao fundo são também precisas, desenhadas a partir de uma varredura fotográfica de todo o céu, com partes, tais como a Via Láctea e as Nuvens de Magalhães, aparecendo em muitas das vistas. 06 SISTEMA SOLAR
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800 K
Terra
600 K
o
o
373 k
273ok o
0k 0
Água 1g/cm3
MAPAS DE PROPORÇÃO Os mapas de proporção mostram o tamanho de cada planeta, lua ou asteroide em comparação a um objeto que (esperamos!) seja mais familiar ao leitor. Os objetos de comparação vão desde o planeta Terra até um ser humano. (O contorno de um humano acenando, que usamos para dar a proporção das partículas dos anéis de Saturno, foi tirado da placa que está na lateral da sonda espacial Pioneer 10, a qual foi desenhada por Linda Salzman Sagan, esposa do astrônomo Carl Sagan.)
3g/cm3
Rocha
2g/cm3
O mapa orbital mostra a forma da órbita de cada planeta, lua ou asteroide em relação a seus vizinhos e ao corpo em torno do qual orbita. As órbitas estão em proporção real e a posição de cada corpo é a correta para 1o de janeiro de 2012.
4g/cm3
Os mapas de luas e planetas mostram a superfície inteira de cada corpo, com Terra, Vênus e Titã mostrados sem nuvens. Os mapas estão em projeção de áreas iguais de Mollweide, que mantém a relação de áreas correta entre as partes, embora haja distorção da forma em direção as extremidades e polos. Este é só um modo de representar a superfície esférica de um planeta num pedaço plano de papel – como a casca de uma laranja retirada num pedaço único e planificada.
MAPAS ORBITAIS
5g/cm3
As vistas em corte mostram a estrutura do interior de cada planeta até onde podemos determinar, desde a atmosfera ou crosta até o núcleo. A estrutura interna é inferida a partir da massa e do tamanho do planeta, e pelas leis da física.
MAPAS DE LUAS E PLANETAS
6g/cm3
VISTAS EM CORTE DOS PLANETAS
Ferro
5g/cm 6g/cm
terra 55
7g/cm3
400 K 1g/cm 2g/cm 3g/cm 4g/cm
3 3 3
7g/cm
Manto inferior de silicato
3
Núcleo exterior de ferro e níquel líquidos
Densidade média
Núcleo interior de ferro e níquel sólido.
Ferro
Nitrogênio 78,084% Oxigênio 20,946% Argônio 0,9340% Vapor d’água 0,1000% Dióxido de carbono 0,039% Neônio 0,001818% Hélio 0,000524% Metano 0,000179% Criptônio 0,000114% Hidrogênio 0,000055% Óxido Nitroso 0,00003% Monóxido de Carbono 0,00001%
Rocha
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
100oC
200oC Liquid Water 3 3 3
A lua
Temperatura da superfície
Diâmetro 12.756 km Massa 5.970 bilhões de bilhões de toneladas Volume 1.080 bilhões de km3 Gravidade 1 × Terra Velocidade de escape 11,18 km/s Temperatura da superfície 204 oK a 331 oK / –69 oC a 58 oC Densidade média 5,515 g/cm3
As “estatísticas vitais” de cada corpo são agrupadas em Dados Orbitais, que descrevem onde o corpo está e como se move, e Dados Físicos, que descrevem o tamanho, a massa e outras propriedades físicas do próprio corpo. Duas propriedades importantes são mostradas visualmente em escalas verticais na lateral da página; a Temperatura da superfície segue um padrão à medida que nos movemos do calor do Sol, sendo Vênus a única exceção, cuja temperatura é elevada pelo efeito estufa de sua atmosfera espessa. Apenas a Terra está confortavelmente instalada na faixa de 0-100 oC, na qual a água líquida, tão importante para a vida, pode existir na superfície. A Densidade média nos dá uma ideia em relação a como planeta, lua ou asteroide são constituídos, sendo que um sólido e pequeno Mercúrio apresenta uma densidade próxima à do ferro e o gigante gasoso Saturno é menos denso que a água.
Densidade média
DADOS FÍSICOS
200 K
Manto superior de silicato
Marte
0K
Crosta rochosa
Terra
0
Mares e oceanos
DADOS DE PLANETA E LUA
Vênus
Água
Atmosfera de nitrogênio/oxigênio
Mercúrio
Temperatura da superfície
ela é grande é redonda, e nós todos dependemos dela. Quando de considera um mundo tão familiar quanto a Terra, fica difícil dizer algo novo. Mas nosso planeta é profundamente misterioso. É o único mundo com água na superfície. É o único mundo com placas tectônicas, com uma camada de ozônio e com vida. Por que a Terra é tão especial? Isso deve estar relacionado à sua distância em relação ao Sol – está bem dentro da zona habitável, nem quente demais, nem fria demais – ou à sua massa e composição, com sua lua gigante que estabiliza o clima. Enquanto, nos outros planetas, a coisa mais complexa é o clima, na Terra a complexidade é muito maior – de bactérias à vida multicelular, a sociedade humana, a civilização e a tecnologia. Se você sabe por que aqui, e não em outro lugar, há um Prêmio Nobel esperando por você. Por enquanto, pense nas diversas coisas que tornam a Terra única.
Distância até o Sol 147 a 152 milhões de km/0,98 a 1,02 AU Período orbital (ano) 365,26 dias terrestres Duração do dia 23,935 horas terrestres Velocidade orbital 30,3 a 29,3 km/s Excentricidade orbital 0,0167 Inclinação orbital 0o Inclinação do eixo 23,44o
400 C
DADOS ORBITAIS
os dados e as imagens explicados 07
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10 Sistema solar
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Sistema Solar para a maioria das pessoas a vida na Terra é difícil. Para alguns felizardos é meramente febril. Não surpreende que sejamos dominados por nosso cotidiano. Olhamos mais para baixo do que para cima. Ignoramos o fato de vivermos em um pedacinho de rocha suspensa, numa vastidão indescritível de espaço vazio. Mas além da fina camada atmosférica estão outros mundos. Mundos nos quais furacões estão soprando há cem anos,
vulcões de gelo estão em erupção, relâmpagos enormes saltam entre os topos das nuvens e luas. Essas coisas estão acontecendo há bilhões de anos, mas só agora podemos vê-las bem de perto. Somos extraordinariamente privilegiados por estarmos vivos no início da era da exploração espacial. Bem-vindo ao Sol e aos planetas, às luas e aos cometas e a outros pedaços variados de cascalho que compõem o Sistema Solar.
NÚMERO DE PLANETAS 8 (Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno)
NÚMERO DE PLANETAS ANÕES 5 (Ceres, Plutão, Éris, Haumea e Makemake)
LUAS PLANETÁRIAS 162
DIÂMETRO 64.000.000 milhões km/ 427.813 AU (Limite externo da Nuvem de Oort)
sistema solar 11
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O que é o Sistema Solar? o sistema solar é o conjunto de corpos sob a influência gravitacional do Sol, essencialmente o Sol e mais uma pequena quantidade de resíduo de construção que sobrou de seu nascimento há 4,55 bilhões de anos. Embora o Sol contenha 99,8% da massa do Sistema Solar, o resíduo contém o que há de mais interessante. Novamente, podemos dizer que a Terra está incluída nesse resíduo. Os principais componentes do Sistema Solar, em ordem crescente de distância até o Sol, são os quatro planetas rochosos, ou terrestres – Mercúrio, Vênus, Terra e Marte – e quatro “gigantes gasosos” – Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Entre os dois grupos orbita um enxame de cascalho rochoso, conhecido como Cinturão de Asteroides, e, além dos gigantes gasosos, um enxame de cascalho gelado chamado de Cinturão de Kuiper. Mais longe de tudo está a “Nuvem de Oort”, que talvez contenha um trilhão de cometas gelados. Imagine um CD num enxame gigantesco de abelhas. Isto é como se parecem os planetas, os asteroides, os demais corpos no interior da Nuvem de Oort. Para a entendermos a proporção, se o Sol tivesse o tamanho de um grão de pimenta, a Terra estaria a dez centímetros de distância, e Éris, o maior objeto do Cinturão de Kuiper, a dez metros de distância. A Nuvem de Oort, entretanto, indo até a metade do caminho até a próxima estrela, estaria num raio de dez quilômetros. Isto marca a extensão da ação gravitacional do Sol e o limite do Sistema Solar. Bom, sabemos o que é, mas onde está o Sistema Solar?
Mercúrio
Vênus
Terra
Marte
Júpiter
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Os oitos planetas do sistema solar mostrados em proporção (desde a esquerda): os pequenos planetas rochosos ou terrestres — Mercúrio, Vênus, Terra e Marte — e os gigantes gasosos, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
Saturno
Urano
Netuno
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Xxxxx
Ten times as far away from the Sun as the Earth and ten times the Earth’s diameter, Saturn is the second largest planet in the Solar System. It has a unique and spectacular claim to fame. Nobody had the slightest suspicion of what that was until the invention of the telescope. Even then it took 50 years before anyone could make the slightest sense of what they were seeing.
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6000 K
ORBITAL DADOS ORBITAIS DATA
Sol
Duração do dia 27 dias terrestres Neptune Inclinação do eixo 7,25o Uranus
DADOS FÍSICOS
4000 K 2000 K 3g/cm3 5g/cm3
4g/cm3
Rocha
2g/cm3
1g/cm3
Água
0
Hidrogênio 73,46% Hélio 24,85% Oxigênio 0,77% Carbono 0,29% Ferro 0,16% Enxofre 0,12% Neônio 0,12% Nitrogênio 0,09% Silício 0,07% Magnésio 0,05%
Água líquida
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
0K
Júpiter
2000oC
O SOL é a estrela mais próxima. É a única estrela próxima o bastante para aparecer como um disco e não como um pontinho luminoso. Essencialmente, o Sol é o Sistema Solar. Ele perfaz 99.8% da massa e é tão grande que conteria um milhão de Terras. Está emitindo luz e calor, de modo relativamente constante, desde o nascimento da Terra, há 4,55 bilhões de anos. Isso enfatiza a diferença fundamental entre uma estrela e um planeta. Uma estrela gera seu próprio calor e sua luz, enquanto um planeta, formado no disco de detritos ao redor de uma estrela, brilha (geralmente) com a luz refletida. Como todas as estrelas, o Sol é uma bola gigante de gás, mantida coesa e comprimida por sua própria gravidade até que superaqueça. Mas qual é esse gás? Em resumo, do que é feito o Sol?
Temperatura da superfície
Massa 1,99 bilhões de bilhões de bilhões de toneladas/ 333.333 × Terra Volume milhões de milhões demillion Distance1,41 from Sun 1,350 to 1,510 3 / 1,3 milhões × Terra milhões km / 9.02detokm 10.09 AU Gravidade 27,963 × Terra Orbital Period (Year) 29.46 Earth years Velocidade de escape 617hours km/s Length of Day 10.62 Earth o K/ 5.507 oC Temperatura da superfície 5.780 Orbital Speed 10.2 to 9.1 km/s 3 Densidade média 1,41 g/cm Orbital Eccentricity 0.055 o Orbital Incination 2.49 Axial Tilt 26.73o
4000oC
Saturn
Diâmetro 1.391.900 km /109 × TerraJupiter
Cromosfera
Zona radiativa Núcleo rochoso
6g/cm3 Ferro
Liquid metallic hydrogen / helium
Zona convectiva
7g/cm3
Liquid molecular hydrogen/helium
Fotosfera Densidade média
Hydrogen / helium atmosphere
SATURN SOL141 27
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800 K 600 K
400oC 200oC
Mercúrio
400 K
Vênus Terra
200 K 0K 0
Diâmetro 6.794 km/ 0, 53 × Terra Massa 642 bilhões de bilhões de toneladas/ 0,11 × Terra Volume 163 bilhões de km3 / 0,15 × Terra Gravidade 0,379 × Terra Velocidade de Escape 5,022 km/s Temperatura da superfície 133 oK a 293 oK / –140 oC a 20 oC Densidade média 3,94 g/cm3
água
DADOS FÍSICOS
1g/cm3
Marte
Água líquida
por toda a história Marte tem chamado atenção – uma luz brilhante, cor de rubi, no céu notuno. Um após o outro, nossos emissários robóticos cruzaram o espaço até o planeta vermelho. Como todos sabem, eles estão preparando o caminho para os emissários de carne e osso. Marte é a próxima fronteira, um mundo vivo, respirando, e que os humanos esperam um dia chamar de lar. O planeta vermelho tem uma atmosfera ultrafina, atravessada por partículas subatômicas mortais, vindas do Sol, e onde mal se atinge 0 oC num dia quente de verão. Embora seja um ambiente hostil, Marte não está morto. É dinâmico, com calotas de gelo, vulcões gigantes, nuvens e tempestades de poeira que cobrem o planeta. De modo significativo, há provas de rios e possíveis oceanos antigos. E a água aumenta as possibilidades de vida – lembre-se, micro-organismos simples e não uma avançada civilização marciana.
Distância até o Sol 206 a 249 milhões de km/ 1,38 a 1,66 AU Período orbital (ano) 686,78 dias terrestres Duração do dia 24,62 horas terrestres Velocidade orbital 26,5 a 22,0 km/s Excentricidade orbital 0,094 Inclinação orbital 1,85o Inclinação do eixo 25,19o
Temperatua da superfície
Marte
DADOS ORBITAIS
4g/cm3
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
3g/cm3
Rocha
2g/cm3
A Lua
Manto de silicato Núcleo de ferro
6g/cm3 Ferro
Crosta rochosa
7g/cm3
Atmosfera fina de dióxido de carbono
Densidade média
5g/cm3
Dióxido de carbono 95,3% Nitrogênio 2,7% Argônio 1,6%
marte 79
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114 Solar system
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800 K
Urano
600 K 400 K
Netuno
Júpiter Saturno
200 K 0K Rocha
Terra
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Manto gelado Núcleo rochoso
4g/cm3 5g/cm3 6g/cm3 Ferro
Hidrogênio/hélio metálico em estado líquido
7g/cm3
Hidrogênio/hélio molecular em estado líquido
Densidade média
Atmosfera de hidrogênio/hélio
Hidrogênio 96% Hélio 3% Metano 0,4% Amônia 0,01% Deutério 0,01% Etano 0,0007%
3g/cm3
2g/cm3
1g/cm3
Diâmetro 142.984 km/ 11,2 × Terra Massa 1.900.000 bilhões de bilhões de toneladas/ 318 × Terra Volume 143 trilhões de km3 / 132 × Terra Densidade média 0,690 g/cm3 Gravidade 2,39 × Terra Velocidade de escape 59,523 km/s Temperatura da superfície 110 oK a 152 oK / –163 oC a –121 oC Densidade média 1,33 g/cm3
0
DADOS FÍSICOS
Água
A família de luas do planeta não está muito longe de ser um minissistema solar. Mundos com características próprias, um é maior que um planeta; um gera mais calor por peso do que o Sol e ainda há outro que esconde o maior oceano no Sistema Solar. Digamos que você pudesse viajar para Júpiter, cinco vezes mais distante do Sol do que a Terra. A primeira coisa que você encontraria seria um campo de força invisível.
200oC
imaginação. É grande o bastante para conter 1.300 Terras. Não tem superfície. É só uma bola gigantes de gás, mantida coesa pela gravidade e que gira tão rápido que deforma em 7% no equador. A partir de sua atmosfera turva, multicolorida e coberta de nuvens está um olho vermelho malévolo – um furacão três vezes maior que o nosso planeta e que não diminuiu, pelo menos nos últimos 200 anos.
Água líquida
tudo a respeito de Júpiter desafia a
Temperatura da superfície
Júpiter
Distância até o Sol 741 a 816 milhões de km/4,95 a 5,45 AU Período orbital (ano) 11,86 anos terrestres Duração do dia 9,93 horas Velocidade orbital 13,7 a 12,4 km/s Excentricidade orbital 0,0484 Inclinação orbital 1,3o Inclinação do eixo 3,12o
400oC
DADOS ORBITAIS
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Lua caótica
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a terra gira ao redor de seu eixo uma em rotações diferentes. Com o passar do tempo, forças gravitacionais vez a cada 24 horas, um eixo que, como exercidas por seus planetas fizeram um pião, mantém-se apontado com que orbitassem do mesmo modo firmemente na mesma direção. Mas imagine que a Terra fosse repentinamente que a nossa Lua isto é, sempre com a Ten times far totalmente, away fromdepois the Sun mesma as the Earth face voltada para o seu mestre. desacelerada atéas parar and tena girar timesuma thevez Earth’s is the não ficou nesse estado voltasse a cadadiameter, dez dias, SaturnHipérion second largest planet indethe Solar System. It has travado pelas marés por dois fatores: acelerando, desacelerando novo, a unique and spectacular claim to fame.sua Nobody forma altamente irregular – seu sempre de modo completamente imprevisível. E, ao mesmo tempo, had the slightest suspicion of what thatcomprimento was until é quase duas vezes a sua largura; e a 50 gravidade da lua gigante, Titã. apontando seu eixo, primeiro, em uma the invention of the telescope. Even then it took Esses fatores direção, depois, em outra, novamente de years before anyone could make the slightest sensecontinuamente conspiram modo imprevisível, modo que assim para mudar as forças sobre a lua, de modo of what they weredeseeing. imprevisível, evitando que ela jamais a Terra torcesse e desse cambalhotas fique num estado calmo e estável. aleatoriamente pelo espaço. Em 1984, Jack Wisdom e seus Certamente nenhum corpo colegas previram que o movimento de astronômico pode se comportar assim Hipérion seria inerentemente tão loucamente? Bem, de fato, pode. descontrolado e imprevisível. Eles Que entre Hipérion. As principais luas do Sistema Solar encontraram a primeira prova nasceram girando de todas as maneiras conclusiva de caos no Sistema Solar. Aproximando-se pela primeira vez de Hipérion, em 2005, a sonda espacial Cassini fez essa sequência de imagens que registram as cambalhotas caóticas da lua.
A cratera Meri de Hipérion está no centro desta vista com cor acentuada, mostrando detalhes com até cem metros de diâmetro.
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Luas de Saturno
ORBITAL DATA Neptune Uranus Texas Saturn Jupiter Dione
saturno possui ao menos 62 luas. Entretanto, apenas a sua lua gigante, Titã, corresponde a 90% de toda matéria ao redor do planeta. As luas remanescentes são pedacinhos.
Distance from Sun 1,350 to 1,510 million km / 9.02 to 10.09 AU Orbital Period (Year) 29.46 Earth years Length of Day 10.62 Earth hours Orbital Speed 10.2 to 9.1 km/s Texas Orbital Eccentricity 0.055 Orbital Incination 2.49o Axial Tilt 26.73o Reia
Earth
PHYSICAL Febe DATA Reia
Febe
As luas mais estranhas as luas de saturno podem ser divididas em três grupos. Um conjunto se formou a partir do disco de detritos ao redor do planeta recém-formado, semelhante ao modo como os planetas se formaram no disco de detritos ao redor do jovem Sol. Essas luas – incluindo Titã, Reia, Telesto, Dione e Febe – são como um minissistema solar. E, assim como no Sistema Solar, onde júpiter divide sua órbita com dois asteroides troianos que viajam permanentemente a 60 graus adiante ou atrás do planeta, a lua de Saturno, Tétis, possui duas luas troianas, Telesto e Calipso. As órbitas do segundo grupo de luas saturnianas vão desde o interior da borda interna dos anéis à borda externa. Esses pares de luas pastoras, tais como Pandora e Prometeu, influenciam fortemente a estrutura dos anéis, esculpindo-os com suas gravidades. Elas orbitam,
Tétis
uma lua de cada lado do anel, pastorando o material numa trajetória orbital estreita. Talvez as mais interessantes destas luas sejam Pã e Epimeteu, que compartilham, mais ou menos, a mesma órbita. Uma circunda Saturno a aproximadamente 50 quilômetros no interior da órbita da outra. Mais ou menos a cada quatro anos, a lua interna ultrapassa a lua externa. Quando isso acontece, a lua externa dá um puxão na interna e vice-versa, fazendo com que as luas troquem de lugar. A dança toda, que não é vista em nenhum outro lugar do Sistema Solar, então, repete-se. O terceiro grupo de luas saturnianas orbita Hydrogen longe do / helium atmosphere planeta. Essas são pequenas e provavelmente são núcleos de cometas que foram capturados pela gravidade de Saturno. Liquid molecular hydrogen/helium Algumas orbitam no sentido oposto ao da rotação de Saturno, aumentando a suspeita de que sejam intrusas, não Liquid metallic surgidas do disco de detritos girando ao redor do planeta. hydrogen / helium
Diameter 120,536 km / 9.45 x Earth Mass 569,000 billion billion tonnes / 95 x Earth Volume 827,000,000 million km3 / 765 x Earth Texas Mean Density 0.690g/cm3 Gravity 1.066 x Earth Escape Velocity 35.48 km/s Surface Temperature 82 to 143 K / -191 Tétis to -130 C
NÚMERO TOTAL DE LUAS 62 (Tarqeq, Pã, Dafne, Atlas, Prometeu, Pandora, Epimeteu, Janus, Aegaeon, ATMOSPHERIC Mimas, Methone, Anthe, Palene, COMPOSITION Encélado, Tétis, Calipso, Telesto, Hydrogen 96%, Helium 3%, Methane Polideuces, Dione, Helene, Reia, Titã, 0.4%, Ammonia 0.01%, Hydrogen Hipérion, Jápeto, Kiviuq, Ijiraq, Febe, deuteride 0.01%, Ethane S/2007 0.0007% Paaliq, Skathi, Albiorix, S2, Bebhionn, Erriapo, Siarnaq, Skoll, Tarvos, Greip, S/2004 S13, Hyrrokin, Mundilfari, S/2006 S1, Jarnsaxa, Narvi, Bergelmir, S/2004 S17, Suttungr, Hati, S/2004 S 12, Bestla, Farbauti, Trymr, S/2007 S3,Icy Aegir, rings S/2004 S7, S/2006 S3, Kari, Fenrir, Surtur, Ymir, Loge, S/2009 S1 e Fornjot) Icy mantle Rocky core
Surface temperature
Dione
Mean density
Irlanda
luas de saturno SATURN 141 175
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Mapa do Cintur達o de Kuiper
Plut達o
Netuno
Saturn
Haumea
Makemake
196 Solar system
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Urano JĂşpiter Saturno
Éris
KUiper belt 197
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Plutão
Plutão é uma bola superfria de rocha gelada muito menor até mesmo que a própria Lua da Terra. Sua descoberta em 1930 foi manchete no mundo inteiro. Um desses jornais, o The Times, de Londres, estava sendo lido pelo avô da menina de 11 anos de idade, Venetia Burney, enquanto ela tomava o café da manhã, em Oxford, Inglaterra. Quando ele leu em voz alta a reportagem sobre a descoberta do nono planeta, Venetia pensou um pouco e disse: “eles deviam chama-lo de Plutão”. Plutão foi o deus romano do mundo inferior. O avô de Venetia ficou entusiasmado. Naquela manhã, ele deixou um bilhete na caixa de correio do astrônomo de Oxford, que passou a sugestão de Venetia para Vesto Slipher, diretor do Observatório Lowell no Arizona, onde o planeta fora descoberto. Mas antes de tudo isso, Plutão teria de ser encontrado. Vista simulada de Plutão, baseada em medições do brilho, feitas pelo Telescópio Espacial Hubble.
Hoje Plutão e Caronte podem ser vistos separadamente pelos telescópios mais poderosos baseados na Terra, usando óptica adaptativa para corrigir as distorções atmosféricas. O telescópio rastreou Plutão em 13 exposições para fazer esta imagem. Assim, as estrelas no fundo aparecem como trilhas interrompidas. Plutão é, às vezes, visto como um corpo alongado, como nestas imagens feitas desde telescópios baseados em terra (esquerda nesta imagem). Em 1978, esse alongamento foi atribuído à existência de uma lua, chamada Caronte. Uma imagem mais clara é obtida de telescópios espaciais operando bem acima das distorções da atmosfera terrestre (direita).
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800 K
Makemake Netuno
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Distância até o Sol 4.440 a 7.390 milhões de km/29,68 a 49,40 AU Período orbital (ano) 248,5 anos terrestres Duração do dia 6,38 dias terrestres Velocidade orbital 6,1 a 3,7 km/s Excentricidade orbital 0,25 Inclinação orbital 17,12o Inclinação do eixo 119,6o
400oC
DADOS ORBITAIS
200oC
O telescópio do Observatório Lowell com o qual Clyde Tombaugh fotografou o céu noturno em instantes diferentes.
400 K
Urano Haumea Plutão
Água líquida
Éris
0 Água Rocha
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Ferro
7g/cm3
Até agora a vista mais próxima de Plutão e Caronte foi feita pelo Telescópio Espacial Hubble.
6g/cm3
5g/cm3
4g/cm3
Nitrogênio 90% Monóxido de Carbono + Metano 10%
3g/cm3
2g/cm3
Texas
Den sidade média
haver um nono planeta, o tal Planeta X? Tombaugh foi encarregado de encontrá-lo. O jovem astrônomo fotografou meticulosamente as estrelas do zodíaco. Ele tirou duas fotos de cada região do céu, com alguns dias de intervalo, e as revirou, usando uma máquina chamada “blink comparator”. Qualquer objeto que “piscasse” em relação ao fundo permanente de estrelas podia ser um objeto próprio. Dez meses de dedicação de Tombaugh levaram a descoberta de 29 mil galáxias, 3.969 asteroides, 1.800 estrelas variáveis e dois cometas. Em 18 de fevereiro de 1930 a incrível dedicação deu resultado. Ali, piscando de volta para ele na escuridão, estava o nono planeta. Tombaugh correu para o escritório do diretor e disse “Dr. Slipher, eu encontrei o planeta X!” Depois, ele seria batizado de Plutão.
1g/cm3
Das trevas “meu jovem,, eu temo que você esteja perdendo o seu tempo – se houvesse mais planetas eles teriam sido descobertos há muito tempo”, um astrônomo disse para Clyde Tombaugh em 1929. Felizmente, Tombaugh não deu atenção. Quando era um menino das fazendas do Kansas, ele escreveu para o Observatório Lowell em Flagstaff e mandou os desenhos que ele havia feito de Marte e Saturno. O diretor do observatório, Vesto Slipher, ficou tão impressionado que deu um emprego para o rapaz de 23 anos. Um trabalho muito entediante. O oitavo planeta, Netuno, foi previsto por causa de um inexplicado puxão em Urano. Depois de muitos anos de observação de Netuno, os astrônomos começaram a suspeitar incorretamente – que sua presença não poderia explicar totalmente a anomalia da órbita de Urano. Poderia
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Temperatura da superfície
Diâmetro 2.304 km/ 0,18 × Terra Massa 13 bilhões de bilhões de toneladas/ 0,002 × Terra Volume 6.160 milhões de km3 /0,006 × Terra Gravidade 0,067 × Terra Velocidade de escape 1,227 km/s Temperatura da superfície 33 oK a 55 oK / –240 oC a –218 oC Densidade média 2,050 g/cm3
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DADOS FÍSICOS
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Esta simulação ilustra a extensão da Nuvem de Oort.
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Nuvem de Oort diferentemente de todos os outros componentes do Sistema Solar, ninguém jamais viu este – nem provavelmente verá. Não até que nos aventuremos em direção às estrelas. Assim ele reduz completamente o domínio dos planetas e contém a maioria dos corpos do Sistema Solar. A Nuvem de Oort é um enxame gigante de núcleos de cometas. Sabemos que existe, embora nunca a tenhamos visto. Como?
Xxxxx Por que pensamos que está lá?
When “air” circulates in a plan- probes a quarter of a century earlier. A clue to the origin of the polar etary atmosphere, it circulates... well, hexagon comes from laboratory experiin a circle. Whoever heard of a square ments in which a fluid is spun rapidly hurricane? Or a hexagonal one? Yet Oort sabia quantos cometas vieram para o Sistema Solar A pergunta o inincomodava a bucket. Under certain conditions, thisde is onde exactly vÊm whatos hascometas? been found at interior durante astrônomo holandês Jan Oort pouco depois da Segunda researchers have found that there ap- um século e ele sabia que eles vinham one of the poles of Saturn. fazendo o mesmo Guerra Mundial. pears spontaneously an unchanging or durante bilhões de anos. Ele fez um In 2007, when the Cassini space cálculo. A nuvem poderia conter qualquer coisa entre dez Uma pista veio dos cometas de “período longo”, que “standing” wave pattern in the shape probe flew over Saturn, it snapped bilhões a um trilhão de cometas, cada um demorando por mergulham no Sistema Solar interno, dão a volta ao redor of a polygon with three, four, five, or the most bizarre image: a hexagonal volta de um milhão de anos para dar uma volta ao redor do do Sol e voam de volta e, provavelmente, nunca mais serão six sides. These geometric shapes are arrangement of clouds turning around Sol. Às vezes, a gravidade de uma estrela em trânsito vistos novamente. Quando Oort estudou as órbitas deles, thought to be generated by the interacits north pole. The hexagon is almost perturbaria um cometa, enviando-o num mergulho em descobriu que, diferentemente daquelas dos planetas, elas tion between the fluid and the walls of twice as wide as the Earth. Peculiarly, direção ao Sol. não estavam confinadas a discos finos ao redor do Sol. the bucket. Saturn’s south pole has no matching Mas a nuvem de gás que originou o Sistema Solar Cometas mergulham desde acima ou abaixo do plano dos The similarity between the fluid hexagon, just clouds circulating around encolhera de uma esfera para um disco aplainado. Como planetas, vindos de qualquer direção. an “eye”, as clouds do around the conti- in the bucket and the atmosphere of poderiam os cometas estar distribuídos esfericamente? Deve Para Oort, a conclusão era inevitável. Muito além dos the ringed planet strongly at aa nuvem de Oort foi criada depois do nascimento nent of Antarctica. serhints porque planetas, deveria existir um reservatório gigantesco de connection. But what could possibly We know the honeycomb–shaped do Sistema Solar. Oort imaginou asteroides sendo lançados cometas. Oort imaginou um gigantesco enxame esférico de be playing the role of thepara sides of do theSistema Solar depois de encontros com Júpiter. weather is very and da distância fora corpossystem gelados, indo stable até metade até a estrela bucket? long–lived because it was fi rst spotEle estava errado. Asteroides não são como cometas gelados. mais próxima. Os planetas estão contidos nesta Nuvem de tedOort, by NASA’s Voyager 1 andapequenados 2 space Há outra fonte: o Cinturão de Kuiper. mas são totalmente por ela.
DIÂMETRO 300.000 a 3.000.000 milhões de km / 2.000 a 20.000 AU (Nuvem de Oort interna) 3 a 7,5 milhões de milhões de km/ 20.000 a 50.000 Au (Nuvem de Oort externa)
OBJETOS > 1 KM Vários trilhões (estimado)
OBJETOS > 20 KM Muitos bilhões (estimado)
Jan Oort imaginou que nosso Sistema Solar está contido em uma nuvem gigante de cometas que se estende até metade da distância até a próxima estrela.
nuvem deSATURN oort 209 141
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Sistema Solar Marcus Chown
Páginas: 226 Formato: 26x26 cm Ano de Publicação: 2014 Peso: 1.340 kg ISBN: 9788521208266
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