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SISTEMA SOLAROrigem e Dinâmica

Sérgio Mittmann dos Santos

AstronomiaLicenciatura em Ciências da Natureza

IFRS −−−− Câmpus Porto Alegre2013

Origem do Sistema Solar

� Regularidades desde a formação� Distância dos planetas ao Sol:

lei de Titius-Bode (1772): { [ ( 0, 3, 6, 12, 24, ... ) + 4 ] / 10 }

UA = ( 0,4 + 0,3·2n ) UA, n = −−−−•, 0, 1, 2, 3, …� Coplanaridade das órbitas

planetárias, exceto Mercúrio (e Plutão)

� Forma quase circular das órbitas, exceto Mercúrio (e Plutão)

� Sentido comum do movimento orbital dos planetas e da rotação do Sol

� Rotação dos planetas no mesmo sentido do movimento orbital, exceto Vênus e Urano

� Diferenças sistemáticas de composição química que distinguem os planetas internos ou telúricos dos externos ou jovianos

� 99,87% da massa do Sistema Solar está no Sol, mas 99% do momento angular está nos planetas

Origem do SS (cont.)

� TEORIAS COSMOGÔNICAS� Origem estelar ou interestelar?� Estelar Teorias catastróficas: Sol formado antes

dos planetas1. Cortejo planetário associado aos restos de uma

supernova que explodiu perto do Sol2. Matéria solar arrancada, numa aproximação de

outro corpo celeste

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� INTERESTELAR Proposta da Nebulosa Solar Primitiva NSP� Linhas gerais sugeridas por Laplace, em 1786� Todo SS formado a partir de restos de supernova +

matéria interestelar�Comprovação através da relativa abundância nos

planetas e no meio interestelar de restos de supernova + matéria interestelar, como H, 2H, Li, Si, Fe

�Simultaneidade da formação do Sol, dos planetas e de outros corpos atestada através de Evolução estelar, Datação radioativa e Radioatividade fóssil de meteoritos

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� www.if.ufrgs.br/~mittmann/formacao_do_sistema_solar.mpg

Origem do SS (cont.)

Origem do SS (cont.)

� Teoria Nebular Moderna Devido à competição entre a força gravitacional, a pressão do gás e a rotação, a nebulosa, em contração, começa, em rotação, a achatar-se, com um bojo no centro

Origem do SS (cont.)

� Formação do Sistema Solar1. Alta rotação da nuvem propicia a sua fragmentação2. Um ponto de um fragmento tem sua atração gravitacional

aumentada localmente, promovendo a atração cada vez maior da matéria circunvizinha = colapso gravitacional, ocorrido há4,6 bilhões de anos = início do SS

3. No início, não há aquecimento central, porque densidade e opacidade são insuficientes para impedir escape de radiação, isto é, temperatura baixa = densidade baixa = transparência alta

4. Decorrido algum tempo, a radiação tem dificuldade para escapar, significando aquecimento e pressão centrais maiores, porque a densidade aumentou, com a contração (atração gravitacional) começando a ficar lenta, isto é, temperatura alta ≡≡≡≡ equilíbrio hidrostático = equivalência entre força gravitacional e força de empuxo

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� Ano 1.000� Grãos até a atual órbita de Mercúrio

vaporizam-se� Grãos condensados de silicatos e

óxidos sobrevivem na região dos planetas telúricos

� Substâncias mais voláteis (água, dióxido de carbono, metano, amônia) condensam-se apenas a partir da região de Júpiter

� Ano 100.000.0001. Formação dos protoplanetas2. Emissão pelo proto-Sol de intenso

vento que ejetou considerável massa e dissipou restos de gás e poeira, permitindo a passagem de luz visível

3. Sol na sua forma final4. Formação de planetas gigantes

(quando atingem 15·MTerra, inicia o colapso hidrodinâmico, tendo comoconseqüência o aumento de densidade e pressão, visandoatingir o equilíbrio hidrostático) antes dos planetas telúricos

5. Formação dos demais corpos do SS

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Origem da Vida no Sistema Solar

� Proteínas e ácidos nucleicos são constituídos de H [água], O, C, N, Ca e K

� Composição coincide com a composição solar

� Vida surgiu a partir do que havia à volta?

� Surgiu a partir da geração espontânea num Universo já evoluído quimicamente há cerca de 3,5 bilhões de anos

� 1954 Experiência de Stanley Miller não é conclusiva

Sistema Solar

Dinâmica do Sistema Solar

� O corpo dominante do sistema é o Sol� Todos os planetas giram em torno do Sol

aproximadamente no mesmo plano e no mesmo sentido� Quase todos os planetas giram em torno de seu próprio

eixo no mesmo sentido da translação em torno do Sol

0,000 000 1% (?)Meteoróides e poeira

0,000 000 2%Asteróides

0,000 05%Satélites e anéis

0,01% (?)Cometas

0,04%Demais planetas

0,10%Júpiter

99,85%Sol

MassaComponente

Referências

� K. S. Oliveira Fo. e M. F. O. Saraiva. Astronomia e astrofísica, 2a. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004

� W. J. Maciel (ed.). Astronomia e astrofísica. São Paulo: EdUSP, 1991

� H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen e K. J. Donner. Fundamental astronomy, 5a. ed. Berlim: Springer, 2007

� www.if.ufrgs.br/~riffel/formacaodosistsolar.pdf